陕西省部分学校2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷（解析版）

这是一份陕西省部分学校2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷（解析版），共13页。
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号，考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在古代，人们在观察日月的升落、星辰的移动时，对天体模型做了各种想象。最早提出日心说和认为行星绕太阳运动的轨道都是椭圆的科学家分别是（ ）
A. 哥白尼、第谷B. 哥白尼、开普勒
C. 开普勒、第谷D. 第谷、牛顿
【答案】B
【解析】日心说的提出者是哥白尼；所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，这就是开普勒第一定律，是开普勒提出。
故选B。
2. 在匀速转动的圆筒内壁上，一衣物随圆筒一起转动而未滑动，示意图如图所示。当圆筒的转速缓慢增大时，衣物相对原位置将（ ）
A. 仍保持不滑动B. 缓慢向上滑动
C. 缓慢向下滑动D. 先缓慢向上滑动后缓慢向下滑动
【答案】A
【解析】衣物受到重力以及圆筒壁对它的弹力和摩擦力，摩擦力与重力平衡，弹力提供衣物做圆周运动所需的向心力，当圆筒的转速增大时，弹力增大，最大静摩擦力变大，而摩擦力大小不变，衣物相对原位置将仍保持不滑动。
故选A。
3. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，若用代表椭圆轨道的半长轴，代表公转周期，则有，其中是一个常量。常量的单位用国际单位制表示为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】半长轴的国际单位为，公转周期的国际单位为，根据，可知常量的单位用国际单位制表示为。
故选D。
4. 某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，a、c为椭圆轨道长轴的端点，b、d为椭圆轨道短轴的端点，行星沿图中箭头方向运行。若行星某时刻位于b点，则经过二分之一周期，行星位于轨道的（ ）
A d、a两点之间B. d点C. c、d两点之间D. c点
【答案】C
【解析】根据开普勒第二定律可知，该行星在椭圆轨道上近日点a点的速度最大，在远日点c点的速度最小，根据对称性可知，该行星从a点运行至c点所用的时间为二分之一周期，且从a点运行至b点所用的时间小于从b点运行至c点所用的时间，则从该行星位于b点起，经过二分之一周期，该行星位于轨道的c、d两点之间。
故选C。
5. 某同学利用所学知识画出了三颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动的轨道，如图所示，其中卫星a的轨道平面与赤道平面共面。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星b的轨道符合实际
B. 卫星a可能是地球静止卫星
C. 卫星a的轨道半径一定大于卫星c的轨道半径
D. 卫星c可能是地球静止卫星
【答案】B
【解析】A．人造地球卫星做匀速圆周运动，其向心力由地球对卫星的万有引力提供，万有引力方向指向地心，所以卫星轨道平面必须过地心。卫星b的轨道平面不过地心，不符合实际，故A错误；
B．地球静止卫星的轨道平面与赤道平面共面，且公转周期等于地球的自转周期，卫星a轨道平面与赤道平面共面，所以卫星a有可能是地球静止卫星，故B正确；
C．仅从图中所给信息，无法判断卫星a和卫星c轨道半径的大小关系，故C错误；
D．地球静止卫星的轨道平面与赤道平面共面，卫星c轨道平面不与赤道平面共面，所以卫星c不可能是地球静止卫星，故D错误。
故选B。
6. 影视作品中的武林高手通常是通过吊威亚（钢丝）展示轻功的。如图所示，水平向右运动的轨道车通过钢丝跨过滑轮拉着特技演员上升，便可呈现出演员飞檐走壁的效果。当钢丝与水平方向的夹角为时，演员与轨道车的速度大小的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设此时轨道车与演员的速度大小分别为v、，有
可得
故选B。
7. 月球是人类开展地外空间探索的理想基地。某宇航员在月球表面将一物体从距水平月面高度为h处以大小为的速度水平抛出，物体在水平月面上的落点到抛出点的水平距离为x。若月球的半径为R，不计月球的自转，则月球的第一宇宙速度为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设物体在空中运动的时间为t，月球表面的重力加速度大小为，则有，
由第一宇宙速度的物理意义为
则月球的第一宇宙速度
联立解得
故选D
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 据报道，未来两年内，我国还将发射多颗风云气象卫星。地球是自西向东自转的，为了充分利用地球的自转速度，关于在地球上发射卫星的发射方向以及发射地点，下列说法正确的是（ ）
A. 发射方向应自东向西B. 发射方向应自西向东
C. 发射地点应靠近赤道D. 发射地点应靠近两极
【答案】BC
【解析】AB．为了充分利用地球的自转速度，应沿着地球自转的方向发射卫星，选项A错误、B正确；
CD．根据可知，地面上越靠近赤道的位置，其随地球自转的线速度越大，为了充分利用地球的自转速度，发射地点应靠近赤道，选项C正确、D错误。
故选BC。
9. 中国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。如图所示，探测器从地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入月球表面附近的工作轨道，开始对月球进行探测。下列说法正确的是（ ）
A. 探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过点时的加速度相等
B. 探测器在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度大
C. 探测器在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上的小
D. 探测器在轨道Ⅰ上经过点时的速度比在轨道Ⅱ上经过点时的速度小
【答案】AC
【解析】A．因为探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过P点时所受的万有引力相同，所以探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过P点时的加速度相等，故A正确；
B．探测器在圆轨道上绕月运行的最大速度为月球的第一宇宙速度，可知探测器在轨道Ⅲ上的运行速度不可能比月球的第一宇宙速度大，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上的小，故C正确；
D．探测器在轨道Ⅰ上的P点减速做向心运动进入轨道Ⅱ，可知探测器在轨道Ⅰ上经过P点的速度比在轨道Ⅱ上经过P点的速度大，故D错误。
故选AC。
10. 小球（视为质点）由轻绳a和轻绳b分别系于一轻质细杆上，如图所示，当轻杆绕轴AB匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳a水平。下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳a一定有拉力
B. 若逐渐增大小球的转速，则轻绳b的拉力大小不变
C. 若突然剪断轻绳a，则小球可能下降一些高度继续做匀速圆周运动
D. 若突然剪断轻绳b，则小球一定下降一些高度继续做匀速圆周运动
【答案】BD
【解析】AB．设小球的质量为m，轻绳b与水平方向的夹角为，长度为l，细杆的角速度大小为，则有，
当时，轻绳a的拉力大小
轻绳b的拉力大小
增大转速即增大角速度，轻绳b的拉力大小不变，轻绳a的拉力增大，选项A错误、B正确。
C．若在时剪断轻绳a，则小球仍保持原轨迹运动；若在时剪断轻绳a，则小球将上升一些高度继续做匀速圆周运动，选项C错误。
D．剪断轻绳b，因为要平衡小球所受的重力，细绳必然要向下倾斜，所以小球下降一些高度，选项D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学探究平抛运动。
（1）如图甲所示，在调整轨道末端切线水平时，若将小球静置于轨道末端a处，小球会自动滚向b处，则轨道a端应向______（填“P”或“Q”）方向适当调整，直至小球静置于a处后处于静止状态。
（2）小球从轨道上E处由静止开始沿轨道下滑，用描迹法在背景为方格纸上描下小球球心在纸上的投影点A、B、C，Oy为重垂线方向，如图乙所示。已知纸上最小方格的边长为L，当地重力加速度大小为g，则小球从A点运动到B点所用的时间______，小球经过B点时的速度大小______。（均用g、L表示）
【答案】（1）Q （2）
【解析】
【小问1解析】
小球在a处自动滚向b处，说明a端偏高，轨道末端不水平。将轨道a端向Q方向调整，可适当降低a端的高度，使轨道末端水平，小球保持静止。
【小问2解析】
经分析可知
解得
小球离开a处时的速度大小
小球通过B点时在竖直方向上的分速度大小
又
解得
12. 某物理兴趣小组探究做圆周运动的物体的质量、半径均一定时，向心力大小与线速度大小的关系，装置如图甲所示。细线的一端连接固定在悬点O处的力传感器，细线的另一端连接小球，将小球拉至细线偏离竖直方向某一角度（细线伸直）后由静止释放，悬点下方的光电门可以测量小球通过光电门的挡光时间，力传感器可以显示细线对力传感器的拉力大小。
（1）本实验采用的实验方法是______.
A. 控制变量法B. 放大法C. 等效法
（2）为了减小实验误差，当小球静止时，光电门______（填“需要”或“不需要”）通过球心。
（3）仅改变细线偏离竖直方向的角度（细线伸直），得到多组小球通过光电门时的力传感器示数F以及小球通过光电门的挡光时间，以F为纵坐标、为横坐标建立坐标系，描点作出的图像为直线，如图乙所示。若小球的质量为m，直径为d，已知图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为，则力传感器与小球表面间的细线的长度______，当地的重力加速度大小______。（均选用m、d、k、表示）
【答案】（1）A （2）需要 （3）
【解析】
【小问1解析】
本实验探究做圆周运动的物体的质量、半径均一定时，向心力大小与线速度大小的关系，需控制其他变量不变，仅改变速度，这是控制变量法。
小问2解析】
当小球静止时，光电门需要对准小球的球心，确保测量的是小球通过光电门时的线速度大小。
【小问3解析】
小球通过最低出时的速度大小
又
可得
结合题图乙有，
解得，
13. 圆盘式给料机是中、细粒度的物料常用的给料设备，其简化原理图如图甲所示，电机带动圆形料盘水平转动。料盘的半径为r，料盘上的物料与料盘间的动摩擦因数为。料盘下方的电机用相互垂直的齿轮啮合，达到转向变速的目的，料盘齿轮与电机齿轮的半径的比值为k，如图乙所示。重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）当电机齿轮以大小为的角速度转动时，求料盘齿轮转动的周期T；
（2）若物料不发生翻滚，分布在料盘外侧（半径）圆环带内，即最内侧的物料到料盘中心O的距离为，使料盘上的物料最后都从边缘出料口离开，求电机转动的角速度大小应满足的条件。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1解析】
设电机齿轮转动的周期为，根据两齿轮边缘线速度相等，可知
可得
又
解得
小问2解析】
设在最内侧质量为m的物料恰好可以从边缘出料口离开的情况下，料盘齿轮转动的角速度大小为，此时电机转动的角速度大小为，有
又
解得
故电机转动的角速度大小应满足的条件为。
14. 有a、b两颗人造地球卫星，如图所示，a在赤道上空绕地球做匀速圆周运动，对地张角，b为贴地飞行的超低空轨道卫星（图中未画出）。地球（视为质量分布均匀的球体）的半径为R，地球的密度为，地球自转的周期为，引力常量为G，球的体积公式为，其中r为球的半径。
（1）求a运行的周期以及b运行的周期；
（2）若a、b的运行方向相同，求二者不能直接通信的连续时间t。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
设地球的质量为M，a的质量为m1，根据几何关系可知，a的轨道半径为，有
地球的体积
又
解得
设b的质量为m2，对b有
解得
【小问2解析】
在时间t内，a、b转过的角度分别为、
经分析可知
解得
15. 消防队正在进行消防演练。如图所示，消防车出弹口O与高楼着火处P的连线与水平面的夹角θ=30°，O、P间的高度差为h。重力加速度大小为g，不计空气阻力，将从出弹口O射出的灭火弹（图中未画出）视为质点。
（1）若灭火弹恰好垂直击中P处，求灭火弹从出弹口O射出时的速度大小v1；
（2）若灭火弹击中P处时的速度方向恰好垂直OP向下，求：
①灭火弹从出弹口O射出时的速度大小v2及其方向与OP的夹角α的正切值；
②灭火弹在空中运动的过程中到OP的最大距离d。
【答案】（1） （2）①，；②
【解析】
【小问1解析】
根据逆向思维可知，灭火弹从P到O的运动为平抛运动，设灭火弹在空中运动的时间为t，有
灭火弹从出弹口O射出时的竖直分速度大小
灭火弹从出弹口O射出时的水平分速度大小
又
解得
【小问2解析】
①将灭火弹从O到P的运动分解为沿OP方向的匀减速直线运动和垂直OP方向的类竖直上抛运动，设灭火弹在空中运动的时间为t'，灭火弹从出弹口O射出时，在垂直OP方向的分速度大小
根据逆向思维可知，沿OP方向有
灭火弹从出弹口O射出时，在OP方向的分速度大小
又
解得
经分析可知
解得
②由（2）①可得
当灭火弹在垂直OP方向上的分速度为零时，灭火弹到OP的距离最大，有
解得