
一、單選題:本大題共7小題,共28分。
1.河北雜技,歷史悠久,源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。如圖甲所示,在雜技表演中,演員A沿豎直桿勻減速向上爬,同時(shí)演員B頂著桿勻速水平向右移動(dòng)。若建立如圖乙所示的坐標(biāo)系,其中x與y分別表示演員A在水平方向、豎直方向的位移,則在該過(guò)程中演員A的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是圖中的( )
A. B. C. D.
2.關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的公式a3T2=k.以下理解正確的是
( )
A. k是一個(gè)與行星質(zhì)量有關(guān)的常量B. k與a3成正比
C. k與T2成反比D. k與a和T均無(wú)關(guān)
3.某鏈球運(yùn)動(dòng)員高速旋轉(zhuǎn)后松手,鏈球沿運(yùn)動(dòng)員正前方斜向上飛出。不計(jì)空氣阻力。下列做法中,一定能提高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的是( )
A. 僅增大運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)的速度
B. 僅減小運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)的速度
C. 僅適當(dāng)增大鏈球飛出時(shí)的速度與水平方向間的夾角
D. 僅適當(dāng)減小鏈球飛出時(shí)的速度與水平方向間的夾角
4.甲、乙兩小球都在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的線速度大小之比為1:3,角速度大小之比為1:2,則甲、乙兩小球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為( )
A. 1:2B. 2:1C. 2:3D. 3:2
5.2024年1月11日,我國(guó)使用“快舟一號(hào)”甲運(yùn)載火箭,成功將“天行一號(hào)”02星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。若“天行一號(hào)”02星發(fā)射入軌后在距地面一定高度的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則其運(yùn)行速率( )
A. 為7.9km/sB. 小于7.9km/s
C. 大于11.2km/sD. 在7.9km/s~11.2km/s之間
6.中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)是展示當(dāng)今世界航空航天業(yè)發(fā)展水平的盛會(huì),代表著當(dāng)今國(guó)際航空航天業(yè)先進(jìn)科技主流,已成為世界五大最具國(guó)際影響力的航展之一。某架表演飛機(jī)特技飛行時(shí)的軌跡照片如圖所示,若水平圓軌跡半徑為豎直圓軌跡半徑的2倍,飛機(jī)飛行的速率保持不變,則飛機(jī)做水平圓周運(yùn)動(dòng)和豎直圓周運(yùn)動(dòng)相比較,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 向心加速度大小之比為2:1
B. 合力大小之比為1:1
C. 角速度大小之比為1:2
D. 周期之比為1:2
7.如圖所示,一質(zhì)量為m的小球分別在甲、乙兩種豎直固定軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。若兩軌道內(nèi)壁均光滑、半徑均為R,重力加速度為g,小球可視為質(zhì)點(diǎn),空氣阻力不計(jì),則( )
A. 小球通過(guò)甲軌道最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零
B. 小球通過(guò)乙管道最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為 gR
C. 小球以最小速度通過(guò)甲軌道最高點(diǎn)時(shí)受到軌道彈力為mg
D. 小球以最小速度通過(guò)乙管道最高點(diǎn)時(shí)受到軌道彈力為mg
二、多選題:本大題共3小題,共15分。
8.2024年3月5日,經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的漂移和業(yè)務(wù)調(diào)試后,“風(fēng)云四號(hào)”B星成功接替“風(fēng)云四號(hào)”A星,在東經(jīng)105度的靜止軌道上恢復(fù)業(yè)務(wù)服務(wù),實(shí)現(xiàn)萬(wàn)里之外的“太空搬家”?!帮L(fēng)云四號(hào)”A星與“風(fēng)云四號(hào)”B星均為地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36000km)。關(guān)于地球靜止軌道衛(wèi)星,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 可能出現(xiàn)在西安的正上空
B. 運(yùn)行的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期
C. 線速度比在赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的線速度大
D. 向心加速度比在赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的向心加速度小
9.如圖所示,在某次軍事演習(xí)中,轟炸機(jī)(圖中未畫(huà)出)沿水平方向投放了一顆炸彈,炸彈被投出后經(jīng)時(shí)間t恰好垂直擊中傾角為θ的山坡上的目標(biāo)。重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 炸彈被投出時(shí)的初速度大小為gttanθ
B. 炸彈擊中目標(biāo)時(shí)的豎直分速度與水平分速度的大小之比為tanθ
C. 炸彈擊中目標(biāo)時(shí)的速度大小為gtsinθ
D. 炸彈被投出后,在空中的水平位移與豎直位移的大小之比為2tanθ
10.如圖所示,圓錐中心軸線OO′豎直,錐面光滑,母線與豎直方向的夾角為θ,兩段長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)、2L的輕質(zhì)細(xì)線,上端固定在OO′上的同一點(diǎn),下端系有質(zhì)量之比為1:2的小球A、B。若圓錐繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω從零開(kāi)始緩慢增大,重力加速度大小為g,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. A球比B球先離開(kāi)錐面
B. B球比A球先離開(kāi)錐面
C. 當(dāng)ω= 3gLcsθ時(shí),OA線與OO′的夾角比OB線與OO′的夾角大
D. 當(dāng)ω= 3gLcsθ時(shí),OB線與OO′的夾角比OA線與OO′的夾角大
第II卷(非選擇題)
三、填空題:本大題共1小題,共7分。
11.2024年3月17日,探月工程四期“鵲橋二號(hào)”中繼星和“長(zhǎng)征八號(hào)”遙三運(yùn)載火箭在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)完成技術(shù)區(qū)相關(guān)工作,星箭組合體轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū),計(jì)劃于近日擇機(jī)實(shí)施發(fā)射。請(qǐng)完成下列填空:
(1)為了充分利用地球的自轉(zhuǎn)速度,在地球上發(fā)射衛(wèi)星時(shí)應(yīng)______(填“自西向東”、“自東向西”、“自南向北”或“自北向南”)發(fā)射,發(fā)射點(diǎn)建在______(填“靠近赤道”或“靠近兩極”)較好。
(2)若“鵲橋二號(hào)”中繼星發(fā)射入軌后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r,地球的質(zhì)量為M,引力常量為G,則入軌后“鵲橋二號(hào)”中繼星的線速度大小為_(kāi)_____,周期為_(kāi)_____。
四、實(shí)驗(yàn)題:本大題共1小題,共9分。
12.某物理興趣小組在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)。
(1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中,必須使斜槽末端切線水平,這樣做的目的是______。
A.保證小球飛出時(shí),速度既不太大,也不太小
B.保證小球從斜槽末端飛出時(shí)的速度水平
C.保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等
D.保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線
(2)某同學(xué)記錄了小球運(yùn)動(dòng)軌跡上的A、B、C三點(diǎn),取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),各點(diǎn)的坐標(biāo)如圖所示。請(qǐng)完成下列填空:
①A點(diǎn)______(填“是”或“不是”)拋出點(diǎn)。
②若取重力加速度大小g=10m/s2,則小球離開(kāi)斜槽末端時(shí)的初速度大小為_(kāi)_____m/s,小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為_(kāi)_____m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
五、簡(jiǎn)答題:本大題共1小題,共11分。
13.2024年1月11日,我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用“快舟一號(hào)”甲運(yùn)載火箭,成功將“天行一號(hào)”02星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。若衛(wèi)星入軌后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r,周期為T(mén),地球的半徑為R,引力常量為G,求:
(1)地球的質(zhì)量M;
(2)地球的第一宇宙速度v。
六、計(jì)算題:本大題共2小題,共30分。
14.如圖所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一根輕繩穿過(guò)小孔,一端連接質(zhì)量m=2kg的小球A,另一端連接質(zhì)量M=12kg的重物B,小球A沿半徑r=0.15m的圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。取g=10m/s2.求:
(1)當(dāng)小球A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω=10rad/s時(shí),重物B所受地面的支持力大小F;
(2)當(dāng)重物B所受地面的支持力為零時(shí),小球A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小v。
15.如圖所示,一小球質(zhì)量m=0.5 kg,通過(guò)長(zhǎng)L=1.2 m的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛在距水平地面高H=2.8 m的天花板上,現(xiàn)將小球往左拉開(kāi)某一角度后釋放,結(jié)果細(xì)繩恰好在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)斷裂,小球飛出后恰好垂直撞在水平地面上與細(xì)繩在同一豎直面內(nèi)圓心為O的半圓環(huán)上的B點(diǎn)。已知圓環(huán)的半徑R=1 m,OB與豎直線OC的夾角θ=37°,空氣阻力不計(jì),小球可視為質(zhì)點(diǎn),取sin37°=0.6,cs37°=0.8,g=10 m/s2。
(1)求細(xì)繩斷裂前瞬間對(duì)小球的拉力大小F;
(2)求O點(diǎn)到A點(diǎn)的水平距離d;
(3)現(xiàn)用另一相同長(zhǎng)度的輕質(zhì)細(xì)繩將小球懸掛在天花板上后,再將小球向左拉開(kāi)另一角度。若小球在最低點(diǎn)時(shí)繩斷裂,且小球從A點(diǎn)飛出的速度大小vA=3 2m/s ,試通過(guò)計(jì)算判斷小球能否越過(guò)半圓環(huán)。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:演員B水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),加速度為零;演員A沿桿向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度向下;初速度與加速度不在一條直線上,所以演員A的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為向下彎曲的曲線。故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成分析判斷。
本題關(guān)鍵掌握曲線運(yùn)動(dòng)軌跡與加速度的關(guān)系。
2.【答案】D
【解析】解:開(kāi)普勒描述了行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的情況,開(kāi)普勒第三定律中的常數(shù)是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)、與太陽(yáng)有關(guān)的數(shù)。圓心是太陽(yáng),做環(huán)繞運(yùn)動(dòng)的是行星,研究的是公轉(zhuǎn),T為公轉(zhuǎn)周期,R為橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律指出:行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比,即a3T2=k,k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量。
本題是對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律的直接的考查,要注意k是由中心天體決定的。
3.【答案】A
【解析】解:AB.鏈球做斜拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),則有:
x=v0csθt
y=v0sinθt?12gt2
當(dāng)鏈球落地時(shí),其水平位移為x=v0csθ 2v0sinθg
由上式可知,增大運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)的速度,即增大鏈球飛出時(shí)的速度,可以提高運(yùn)動(dòng)員的成績(jī),故A正確,B錯(cuò)誤;
CD.當(dāng)鏈球拋出時(shí),速度與水平方向的夾角為45°時(shí),水平位移最大,由于不知道初速度的夾角是大于45°還是小于45°,所以無(wú)法判斷,故C錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤。
故選:A。
根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)對(duì)其進(jìn)行水平豎直方向分解,得出水平位移表達(dá)式,從而得出AB兩項(xiàng);斜拋運(yùn)動(dòng)中速度與水平方向的夾角為45°時(shí),水平位移最大,據(jù)此判斷CD兩項(xiàng)。
學(xué)生在解答本題時(shí),應(yīng)注意對(duì)于解決斜拋等曲線運(yùn)動(dòng),要熟練掌握運(yùn)動(dòng)的分解。
4.【答案】C
【解析】解:根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)線速度與角速度的關(guān)系v=rω
變形得半徑r=vω
甲、乙兩小球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比r1r2=v1ω1×ω2v2=v1v2×ω2ω1=13×21=2:3
綜上分析,故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)線速度與角速度的關(guān)系求解作答。
本題考查了圓周運(yùn)動(dòng)線速度與角速度的關(guān)系,基礎(chǔ)題。
5.【答案】B
【解析】解:根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有
GMmr2=mv2r
解得v= GMr
由于第一宇宙速度7.9km/s是圓周軌道最大的環(huán)繞速度,則“天行一號(hào)”02星運(yùn)行速率小于7.9km/s。
故ACD錯(cuò)誤,B正確;
故選:B。
根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力結(jié)合第一宇宙速度的特點(diǎn)分析判斷。
本題考查人造衛(wèi)星,解題關(guān)鍵掌握萬(wàn)有引力提供向心力,注意第一宇宙速度的特點(diǎn)。
6.【答案】C
【解析】解:A、令豎直的半徑為R,則水平的半徑為2R,由于飛機(jī)的飛行速度不變,所以線速度一樣,根據(jù)向心加速度公式有a=v2r,所以向心加速度大小之比為1:2,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)向心力可知,合力大小公式有F=mv2r,所以合力大小的之比為1:2,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系有ω=vr,所以角速度大小之比為1:2,故C正確;
D、根據(jù)周期公式有T=2πω,根據(jù)C選項(xiàng)中,角速度之比為1:2,所以周期之比為2:1,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
根據(jù)半徑的二倍關(guān)系,結(jié)合向心加速度公式,向心力公式,角速度公式和周期公式,可求出各自的比值,得出正確選項(xiàng)。
學(xué)生在解答本題時(shí),應(yīng)注意熟練掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)中各個(gè)物理量表達(dá)式。
7.【答案】D
【解析】【分析】
解決本題的關(guān)鍵知道小球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源,知道“圓形模型”與“管形模型”的區(qū)別是解答的關(guān)鍵。
【解答】
AC、甲軌道,在最高點(diǎn),當(dāng)軌道給的彈力等于零時(shí),小球的速度最小,最小為 gR,故A錯(cuò)誤,C錯(cuò)誤;
BD、對(duì)乙軌道,在最高點(diǎn),因?yàn)橥夤芑騼?nèi)管都可以對(duì)小球產(chǎn)生彈力作用,當(dāng)小球的速度等于0時(shí),內(nèi)管對(duì)小球產(chǎn)生彈力,大小為mg,故最小速度為0,故B錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
8.【答案】BC
【解析】解:A、地球同步軌道衛(wèi)星應(yīng)位于赤道平面上空,不可能出現(xiàn)在西安的正上方,故A錯(cuò)誤;
B、由于“風(fēng)云四號(hào)”A星與“風(fēng)云四號(hào)”B星均為地球靜止軌道衛(wèi)星,地球靜止軌道衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的周期相等,故B正確;
C、由v=ωr=2πTr可知,靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑比赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的軌道半徑大,所以靜止軌道衛(wèi)星線速度比在赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的線速度大,故C正確;
D、由an=4π2T2r可知,靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑比赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的軌道半徑大,向心加速度大,所以靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度比在赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的向心加速度大,故D錯(cuò)誤。
故選:BC。
地球同步衛(wèi)星軌道只能位于赤道上空,運(yùn)行的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相等,根據(jù)同軸轉(zhuǎn)動(dòng),具有相同的角速度,由v=ωr和an=ω2r=4π2T2r判斷線速度與向心加速度的大小關(guān)系。
本題考查同步衛(wèi)星和赤道上物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,解題的關(guān)鍵是要知道,同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的周期相同,與赤道上的物體同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.【答案】AD
【解析】解:AB.速度分解如圖:
炸彈擊中目標(biāo)時(shí)的豎直分速度大小為:
vy=gt
設(shè)炸彈被投出時(shí)的初速度大小為v0,根據(jù)幾何關(guān)系得:
1tanθ=vyv0
解得:v0=gttanθ,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.炸彈擊中目標(biāo)時(shí)的速度大小為:
v=vycsθ
解得:v=gtcsθ,故C錯(cuò)誤;
D.炸彈被投出后,做平拋運(yùn)動(dòng)
在空中的水平位移為:
x=v0t
豎直位移的大小為:
y=12gt2
炸彈在空中的水平位移與豎直位移的大小之比為:
xy=2tanθ,故D正確。
故選:AD。
炸彈做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度—時(shí)間公式求出豎直分速度,根據(jù)速度分解求出炸彈的初速度、炸彈的速度,并求出炸彈擊中目標(biāo)時(shí)的豎直分速度與水平分速度的大小之比;結(jié)合初速度和時(shí)間求出水平位移,根據(jù)位移—時(shí)間公式求出豎直位移,從而求出炸彈在空中的水平位移與豎直位移的大小之比。
解決本題的關(guān)鍵掌握平拋運(yùn)動(dòng)水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,知道平拋運(yùn)動(dòng)的一些推論,并能靈活運(yùn)用。
10.【答案】BD
【解析】解:AB.設(shè)A球的質(zhì)量為m,A、B兩球恰好離開(kāi)錐面時(shí)的角速度分別為ω1、ω2,根據(jù)牛頓第二定律有
mgtanθ=mω12Lcsθ,2mgtanθ=2mω22Lcsθ
解得
ω1= gLcsθ,ω2= g2Lcsθ
因?yàn)?br>ω1>ω2
所以B球先離開(kāi)錐面,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.當(dāng)ω= 3gLcsθ時(shí),因?yàn)?br>ω>ω1>ω2
所以兩球均已離開(kāi)錐面,設(shè)此時(shí)OA線、OB線與OO′的夾角分別為α、β,根據(jù)牛頓第二定律有
mgtanα=mω2Lsinα
2mgtanβ=2mω2?2Lsinβ
解得
csα=2csβ
所以
α
這是一份2023-2024學(xué)年陜西省西安市五校聯(lián)考高一(上)期末物理試卷(含解析),共14頁(yè)。試卷主要包含了下列說(shuō)法中正確的是等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2023-2024學(xué)年陜西省西安市蓮湖區(qū)高二(上)期中物理試卷(含解析),共12頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,實(shí)驗(yàn)題,簡(jiǎn)答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2021-2022學(xué)年陜西省西安市蓮湖區(qū)高二(下)期末質(zhì)量檢測(cè)物理試題含解析,共26頁(yè)。試卷主要包含了2A, 對(duì)于如圖的描述,正確的是等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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