2024-2025学年海南省部分中学高一（下）期中物理模拟试卷（含解析）

2024-2025学年海南省部分中学高一（下）期中物理模拟试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.如图甲所示，某人正在进行套圈游戏：将铁丝圈水平抛出，套中物体就算赢。某次套圈时，铁丝圈的轨迹如图乙所示，落地点在物体的正前方。为了使铁丝圈水平抛出后能套中物体，可采取的措施是假设铁丝圈平面始终保持水平，不计空气阻力( )
A. 仅适当增大抛出时的水平初速度 B. 仅将抛出点的位置适当上移
C. 保持其他条件不变，套圈者适当后移 D. 保持其他条件不变，套圈者适当前移
2.投掷飞镖是一种常见的娱乐活动。如图所示，圆形靶盘竖直放置，其中心为点。在点正对靶盘将飞镖以一定速度水平投出，经击中点正下方的点。已知、两点等高且相距，取。则( )
A. 飞镖水平投出的速度为 B. 点和点间距为
C. 投出速度足够大就可击中点 D. 投出速度越小则飞行时间越短
3.如图，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，当小球通过最高点时速率为，则下列说法正确的是( )
A. 若，则小球对管内壁无压力
B. 若，则小球对管内上壁有压力
C. 若，则小球对管内下壁没有压力
D. 不论多大，小球对管内壁都有压力
4.我们经常可以看到面点师制作蛋糕的情景。如图所示，蛋糕胚放在旋转的转台上，小马和星星到转轴的距离不同，用、、、分别表示线速度、角速度、向心加速度和周期，则其大小比较正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.年月日，“神舟十九号”航天员乘组顺利进驻中国空间站。假设“神舟十九号”飞船升空后先进入停泊轨道即近地圆轨道，而后进入转移轨道，最后在中国空间站轨道与空间站组合体对接。各个轨道的示意图如图所示，已知地球的半径为，地球表面的重力加速度为，飞船在停泊轨道的运行周期为，中国空间站轨道可视为圆形轨道且距地面高度为，引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 飞船在点从停泊轨道进入转移轨道时需要减速
B. 空间站组合体的向心加速度大小为
C. 可估得地球的平均密度为
D. 飞船在转移轨道上从点运行至点所需的时间为
6.年月日，“夸父一号”太阳探测专用卫星顺利进入预定轨道，其环绕地球运行的轨道高度约。已知地球静止卫星轨道高度约为，地球半径约为，，取重力加速度大小，下列说法正确的是( )
A. “夸父一号”的运行周期约为分钟
B. “夸父一号”的发射速度小于
C. “夸父一号”的加速度约为
D. “夸父一号”的运行速度小于地球静止卫星的运行速度
7.年首个“超级月亮”于月日凌晨现身夜空，从天文学的角度来讲，“超级月亮”可以简单称为“近地点满月”，即满月正好出现在近地点附近，某时刻太阳、地球和月球的相对位置如图所示，下列说法正确的是( )
A. 当月球运行至点时将出现“超级月亮”，且此时的绕行速度大于地球的第二宇宙速度
B. 当月球运行至点时，月球受力平衡
C. 月球经过点时的角速度小于经过点时的角速度
D. 月球经过点时的动能大于经过点时的动能
8.如图所示，水平长杆上套有一物块，轻绳穿过光滑圆环连接物体、，某时刻由静止释放、，释放时左侧轻绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 、的速度大小始终相等
B. 时，的速度最大
C. 向增大的过程中，一直处于失重状态
D. 向增大的过程中，的机械能先增大后减小
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
9.小明同学在进行网球训练，他先后两次在同一高度的前后两个不同位置将网球击出，两次均垂直击中竖直墙上同一点，运动轨迹如图所示，不计阻力，下列说法正确的是( )
A. 网球两次撞墙前的速度相等
B. 网球两次在空中运动时间相等
C. 轨迹的网球击出时的速度大
D. 轨迹的网球撞墙时的速度大
10.水平面上固定一半球形的玻璃器皿，器皿的轴呈竖直状态，在距离轴心不同距离的位置，有两个质量相同的光滑小球、在器皿内壁的水平面内做匀速圆周运动。则关于各个物理量的关系，下列说法正确的是( )
A. 、两球对玻璃器皿内壁的压力大小相同
B. 、两球做匀速圆周运动的加速度大小相同
C. 球做匀速圆周运动的线速度较大
D. 球做匀速圆周运动的角速度较大
11.胸怀“国之大者，奔赴星辰大海”，我国祝融号已登陆火星并传回了一组火星上的图像。已知火星的直径大约是地球的一半，质量大约是地球的，则( )
A. 火星的平均密度大约是地球的
B. 火星的公转周期大约是地球的
C. 火星表面的重力加速度是地球的
D. 火星的第一宇宙速度是地球的
12.如图所示，半径的光滑圆管竖直固定，圆管上端切线水平，下端正下方有一竖直固定的轻质弹簧，为圆心。倾角为的斜面底端位于点，斜面顶端与圆管最高点等高。现用弹簧将一钢珠可视为质点，直径略小于圆管直径射入圆管，钢珠从圆管上端飞出后恰好击中斜面中点。不计空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 钢珠从圆管飞出后在空中运动的过程中，重力的功率与时间成正比
B. 钢珠在圆管中运动的过程中，圆管对钢珠作用力的功率逐渐减小
C. 钢珠从圆管飞出时的速度大小为
D. 若调整弹簧压缩量改变钢珠射入圆管速度，当钢珠下落的高度击中斜面时其动能最小
13.我国计划完成下一代北斗系统关键技术攻关，形成由地球同步卫星和中轨道卫星组成的星座体系。如图甲所示，同步卫星和中轨道卫星在同一平面内环绕地球同向做匀速圆周运动。两卫星之间距离随时间变化关系如图乙所示。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，不考虑卫星间的作用力，下列说法正确的是( )
A. 与的轨道半径之比为： B. 与的线速度之比为：
C. 图乙中的值为 D. 卫星所在处的重力加速度大小为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
14.在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点正下方点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。、、、为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为：，则：
由已知信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为______；小球平抛的初速度是______；小球在点时的速度是______；结果均保留位有效数字
若已知该星球半径与地球半径之比为：：，忽略各球体自传，则该星球质量与地球质量之比： ______。第一宇宙速度之比： ______取。
15.“天工”实验小组的同学为完成“探究向心力大小的表达式”实验，设计了如图甲所示的装置。水平转台转速可调整中心固定有定滑轮，细线跨过定滑轮将放置在转台边缘处的金属块与竖直固定的力传感器相连，定滑轮与金属块之间的细线与转台平行。金属块中心的正下方固定有宽度为的遮光条。金属块和遮光条一起随转台做匀速圆周运动时，位于水平地面的光电计时器可以记录下遮光条经过光电计时器的遮光时间和相邻两次经过光电计时器的时间间隔，力传感器可以记录下细线上的拉力。金属块与转台之间的摩擦力可忽略。
金属块做圆周运动的线速度大小 ______，半径 ______；均用给定的物理量符号表示
仅改变转台转速，多次实验后，测得多组、、的数据，为了更直观地得出结论，同学们绘制出如图乙所示的图像。由此可以得出结论：做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与______填“”“”或“”成正比。若已知该图线的斜率为，则金属块的质量 ______用、表示。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
16.如图所示，一座小山的截面可近似视为底角的等腰三角形，山高为。一架轰炸机以的速度水平匀速飞行，飞机飞到某位置时释放一枚炸弹，炸弹无动力飞行一段时间后，恰好落在坡面的中点且速度与坡面垂直。不计空气阻力，不计炸弹大小，重力加速度取，，。求：
炸弹落到坡面中点时的速度为多大；
轰炸机释放炸弹时离地面的高度为多少。
17.如图所示，为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径，端切线水平，水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点。圆弧轨道对应的圆心角。一质量为的小球视为质点从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，取，，。
求小球从点飞出的速度大小；
求小球在点对圆弧轨道的压力大小；
求小球在点受到的支持力的大小；
改变小球在水平轨道上的速度，使小球恰好能从点飞出，求小球落地点与点的水平距离。
18.“嫦娥六号”是中国探月工程的第六个探测器。“嫦娥六号”经历了环绕、变轨、匀减速着陆三个阶段，最终释放的着陆器平稳降落月球。环绕阶段，“嫦娥六号”在距离月球表面为高度的轨道上做匀速圆周运动。变轨后的着陆器距离月球表面越来越近。某时刻开始，“嫦娥六号”释放的着陆器依靠发动机的反向推力在竖直方向上做匀减速直线运动，当着陆器速度为零时，恰好到达月球表面。已知着陆器做匀减速运动的初速度为，匀减速运动的时间为，且在着陆过程中质量保持不变，下降的高度远小于月球的半径。月球表面的重力加速度为，月球半径为，不考虑月球自转。求：
嫦娥六号围绕月球做匀速圆周运动的周期；
匀减速降落过程中发动机反向推力对着陆器所做的功。
答案和解析
1.【答案】
【解析】铁丝圈做平抛运动，竖直方向，水平方向，解得
A、适当增大抛出时的水平速度，水平位移增大，不能套中物体，故A错误；
B、仅将抛出点的位置适当上移，增大，增大，不能套中物体，故B错误；
C、保持其他条件不变，水平位移不变，套圈者适当后移，可能套中物体，故C正确；
D、保持其他条件不变，水平位移不变，套圈者适当前移，不可能套中物体，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】飞镖做平抛运动，
竖直方向上做自由落体运动，，
水平方向上做匀速直线运动，
代入数据解得，
因为存在竖直位移，不可能击中点，水平长度恒定，速度越小时间越长。
故B正确，ACD错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】设小球在最高点时管内下壁对小球有竖直向上的支持力，根据合外力提供向心力可得：
如果，
解得：
根据牛顿第三定律，可知小球对管内下壁有竖直向下的压力，故A错误；
B.设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力，根据合外力提供向心力可得：
如果
解得：
负号说明管内下壁对小球有竖直向上的支持力，根据牛顿第三定律，可知小球对管内下壁有竖直向下的压力，故B错误；
C.设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力，根据合外力提供向心力可得：
如果，
解得：
即管内上壁对小球有竖直向下的压力，大小为，根据牛顿第三定律，可知小球对管内上壁有竖直向上的压力，小球对管内下壁没有压力，故C正确；
D.设小球在最高点时管内壁对小球没有力的作用，根据合外力提供向心力可得：
解得：
此时小球对管内壁没有压力，故D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】、依题意可知，小马和星星属于同轴转动，二者周期、角速度相同，根据线速度计算公式
可知圆周半径大的，线速度大，图像可知小马的圆周半径大，则
故AD错误，B正确；
C、根据向心加速度计算公式
以及小马的圆周半径大，则可知
故C错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】根据变轨原理，飞船从低轨道停泊轨道进入高轨道转移轨道，需要做离心运动。根据离心运动条件，需要加速使所需向心力大于万有引力，所以需要加速，故A错误；
B.空间站组合体的向心加速度大小为：
因根据黄金代还公式可得：
联立解得：
故B错误；
C.根据万有引力提供向心力可得，
解得：
根据密度公式：
联立解得地球密度：
故C正确；
D.根据开普勒第三定律可得：
飞船在转移轨道上从点运行至点所需的时间为：
联立解得：
故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】由题知，夸父一号的轨道半径为：，
地球静止卫星的轨道半径为：、周期为：；
A.根据开普勒第三定律可知：，
解得“夸父一号”的运行周期为：，故A错误；
B.是地球的第一宇宙速度，是使卫星绕地球做匀速圆周运动的最小地面发射速度，故“夸父一号”的发射速度不可能小于，故B错误；
C.万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，
由黄金代换可得：，
由题知：，
联立可得：，故C正确；
D.结合前面分析可知：，
则根据“高轨低速”可知，“夸父一号”的运行速度大于地球静止卫星的运行速度，故D错误；
故选：。
7.【答案】
【解析】、只有当太阳、地球、月球三者共线且月球运行至点附近时才会出现“超级月亮”，并没有脱离地球的束缚，所以其运行速度小于第二宇宙速度，故A错误；
B、月球运行至点时所受的合外力由月心指向地心，受力并不平衡，故B错误；
C、根据开普勒第二定律可知，，由，，可得，故C正确；
D、由得，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】根据关联速度的含义可知，、沿绳方向的速度大小始终相同，但、速度大小不相同，故A错误；
B.由题意可知，、组成的系统的机械能守恒，当时，的重力势能最小，沿绳方向的速度为，则此时的动能为，则的动能最大，速度最大，故B正确；
C.据上述分析可得，的速度是从到，故加速度方向为先向下再向上，所以是先失重后超重，故C错误；
D.向增大的过程中，绳的拉力做功，该过程中一直向下运动，绳的拉力做负功，故机械能一直减小，故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】根据逆向思维，将网球看成是从竖直墙上反向做平抛运动，则竖直方向有
可得
由于两轨迹高度相同，则两轨迹网球在空中运动的时间相等；
水平方向有
解得
由于沿轨迹运动的网球水平位移大，则有
即沿轨迹运动的网球刚要撞墙时的速度大于沿轨迹运动的网球刚要撞墙时的速度，在空中竖直方向速度相等，水平方向沿轨迹运动的网球速度大于沿轨迹运动的网球的速度，根据运动的合成可知网球两次撞墙前的速度不相等，故B正确，AD错误；
C.根据
由于
可知沿轨迹运动的网球击出时的初速度大于沿轨迹运动的网球击出时的初速度，故C正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】设小球质量为，设小球与半球形器皿球心连线与竖直方向的夹角为，设器皿半径为，小球受力如图所示，
A、由图示可知，器皿对小球的支持力，由牛顿第三定律可知，小球对器皿的压力大小，由于，则：，即对器皿的压力大于对器皿的压力，故A错误；
B、对小球，由牛顿第二定律得：，解得：，由于，则，故B错误；
C、对小球，由牛顿第二定律得：，解得：，由于，则，故C正确；
D、对小球，由牛顿第二定律得：，解得：，由于，则，故D正确。
故选：。
11.【答案】
【解析】、已知火星的直径大约是地球的一半，则火星的半径大约是地球的一半，质量大约是地球的，根据密度计算公式可得：，其中，所以火星的平均密度大约是地球的，故A错误；
B、根据题干条件无法半径火星的公转周期与地球的公转周期的关系，故B错误；
C、根据万有引力和重力的关系可得：，解得：，所以火星表面的重力加速度是地球的，故C正确；
D、第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度，由万有引力提供向心力有：，解得第一宇宙速度的表达式为：，所以火星的第一宇宙速度是地球的，故D正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】设重力的功率为，
钢珠从圆管飞出后做平抛运动，则有：，，
联立可得：，则重力的功率与时间成正比，故A正确；
B.钢珠在圆管中运动的过程中，圆管对钢珠作用力始终与速度方向垂直，则该力始终不做功、功率始终为，故B错误；
C.钢珠从圆管飞出后做平抛运动，
竖直方向有：，
水平方向有：，
且：，
联立可得：，故C正确；
C.根据运动规律及几何关系有：，，，
设落在斜面上的速度为，
则有：，
整理得：，
由数学知识可知：时，最小，则钢珠动能最小，
解得：，故D正确；
故选：。
13.【答案】
【解析】由图像可以知道、两卫星的最近距离为，最远距离为，设、的轨道半径分别为、，则两者关系满足
，
解得中、的轨道半径分别为
，
故
：：
故A错误；
B.由万有引力提供向心力
解得
联立半径比例关系可得
：：
故B正确；
C.又由开普勒第三定律
得
根据圆周运动关系可得
代入，解得
故C正确；
D.在地球表面有
卫星加速度满足
故
故D错误。
故选：。
14.【答案】；；； ：；：
【解析】由照片的长度与实际背景屏的长度之比为：，可得乙图中每个正方形的实际边长为 ，竖直方向上有
解得
水平方向小球做匀速直线运动，有
点竖直方向上的分速度
则小球在点时的速度为
在星球表面有
可得
该星球的质量与地球质量之比
根据万有引力提供向心力可得
解得
所以该星球与地球的第一宇宙速度之比为
故答案为：；；；：；：
15.【答案】；； ；
【解析】金属块做圆周运动的线速度大小
由，
解得
由前面的分析可知、
结合题中图像可得出结论，做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与成正比；
结合向心力表达式
可知
可得
解得
故答案为：；；；。
16.【答案】炸弹落到坡面中点时的速度为；
轰炸机释放炸弹时离地面的高度为
【解析】设炸弹落到中点时速度为，根据题意
代入数据解得
设沿竖直方向的分速度为，则
设飞机第一次释放炸弹时离地面的高度为，则
解得：
答：炸弹落到坡面中点时的速度为；
轰炸机释放炸弹时离地面的高度为。
17.【答案】小球从点飞出的速度大小为；
小球在点对圆弧轨道的压力大小为；
小球在点受到的支持力的大小为；
改变小球在水平轨道上的速度，使小球恰好能从点飞出，小球落地点与点的水平距离为
【解析】将小球在处的速度分解，在竖直方向上有
在水平方向上有
联立并代入数据得
在处，对小球，由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律知，圆弧轨道受到的压力大小
小球在处速度
其受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
联立解得
小球恰好能从点飞出，在点，重力提供向心力，有
又小球落地时间，满足
水平位移
联立解得
答：小球从点飞出的速度大小为；
小球在点对圆弧轨道的压力大小为；
小球在点受到的支持力的大小为；
改变小球在水平轨道上的速度，使小球恰好能从点飞出，小球落地点与点的水平距离为。
18.【答案】嫦娥六号围绕月球做匀速圆周运动的周期为；
匀减速降落过程中发动机反向推力对着陆器所做的功为
【解析】在月球表面，万有引力等于重力
圆周运动过程，万有引力等于向心力
解得
探测器匀减速下落时的加速度
根据牛顿第二定律
解得
匀减速运动的位移
发动机反向推力对着陆器所做的功
。
答：嫦娥六号围绕月球做匀速圆周运动的周期为；
匀减速降落过程中发动机反向推力对着陆器所做的功为。
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