2021-2022学年广西河池市八校高一（下）第二次联考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年广西河池市八校高一（下）第二次联考物理试卷

1.  小红同学在体验糕点制作“裱花”环节时，她在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸的蛋糕，在蛋糕边缘每隔4s均匀“点”一次奶油，蛋糕转动一周正好均匀“点”上15点奶油。下列说法正确的是(    )
 

A. 圆盘转动的转速约为 B. 圆盘转动的角速度大小为
C. 蛋糕边缘的线速度大小约为 D. 蛋糕边缘的向心加速度约为

2.  如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒角速度增大时，下列说法中正确的是(    )

A. 物体所受弹力增大，摩擦力不变
B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小
C. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大
D. 物体所受弹力和摩擦力都减小

3.  某士兵练习追击炮打靶，如图所示，第一次炮弹落点在目标A的右侧，第二次调整炮弹发射方向后恰好击中目标，忽略空气阻力的影响，两次炮弹发射速度大小相等，下列说法正确的是(    )

A. 第二次炮弹在空中运动时间较长 B. 两次炮弹在空中运动时间相等
C. 第二次炮弹落地时的水平分速度较大 D. 两次炮弹落地时的水平分速度相等

4.  2014年12月7日，中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空。04星成功发射，恰逢中国长征系列运载火箭第200次发射，展示了两国科技合作最新成果和水平。相比中巴地球资源卫星01星、02星，04星提高了空间分辨率，增加了传感器和谱段数，获取的5米全色、10米多光谱等影像图可广泛应用于中国和巴西农作物估产、环境保护与监测、国土资源勘查和灾害监测等多个领域，满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求。
同一遥感卫星离地面越近时，获取图象的分辨率也就越高。则当图象的分辨率越高时，卫星的(    )

A. 向心加速度越小 B. 角速度越小 C. 线速度越小 D. 周期越小

5.  2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道在圆形轨道Ⅱ上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚，对于该过程，下列说法正确的是(    )

A. 沿轨道I运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道Ⅱ
B. 在轨道I上由A点运行到B点的过程，速度逐渐减小
C. 沿轨道I运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期
D. 沿轨道I运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度

6.  如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面，圆锥固定不动，两个质量相同的球A、B紧贴着内壁，分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则(    )

A. 球A的线速度必大于球B的线速度
B. 球A的角速度必大于球B的角速度
C. 球A的运动周期必大于球B的运动周期
D. 球A的向心加速度必大于球B的向心加速度
 

7.  在2021年的一次抗洪抢险行动中，武警官兵要驾驶一冲锋舟在最短时间内过河执行任务，已知河水的流速随离河岸一侧的距离的变化关系如图甲所示，冲锋舟在静水中的最大速度与时间的关系如图乙所示，则(    )
 

A. 冲锋舟渡河的最短时间是60s
B. 冲锋舟渡河的最短时间是100s
C. 冲锋舟在河水中航行的轨迹是直线
D. 冲锋舟在河水中的最大速度是

8.  北斗问天，国之夙愿我国北斗三号系统收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍，则该地球静止轨道卫星(    )

A. 其发射速度一定小于
B. 在轨道上运动的线速度一定小于
C. 它可以经过天安门广场的上空
D. 其向心加速度小于地球赤道上的物体

9.  科学家通过天文望远镜在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双星系统。双星a、b以两者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，引力常量为G。若a、b到圆心的距离分别为和，圆周运动的周期为T，则(    )

A. 双星a、b的质量之比为： B. 双星a、b的质量之比为：
C. 双星的系统的质量为 D. 双星的系统的质量为

10.  如图所示，一水平圆形餐桌面绕轴O转动，两个相同的物块a、b沿同一半径放在桌面上，已知距离，物体与桌面间的动摩擦因数为，物体大小忽略不计，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，物块a、b随盘转动(    )

A. 物块a受到的摩擦力可能为零
B. a、b的线速度大小之比为1：2
C. a、b受到的摩擦力之比为1：2
D. a、b随盘转动的最大角速度大小为

11.  在做“研究平抛运动”的实验时，用如图所示的装置确定小球在不同时刻所通过的位置。将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下点迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下点迹B；将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再得到点迹C。
关于这个实验，下列选项中会增大实验误差的是______；
A.斜槽末端不水平
B.斜槽轨道不光滑
C.实验小球为泡沫球
D.每次从同一高度无初速释放小球
若测得木板每次后移距离x，A、B间距离，B、C间距离，根据以上直接测得的物理量推导出小球初速度的计算公式为______用所给字母表示。

12.  “天问一号”是中国行星探测器名称，该名称源于屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。假设“天问一号”着陆火星前在贴近火星表面的轨道可认为其轨道半径等于火星半径上做匀速圆周运动，用秒表测得其终行一周所用时间为，着陆火星后在距离火星表面h高度处，无初速度释放一小球，经时间小时落地，引力常量为G。
根据以上实验信息可以确定火星表面的重力加速度大小为______；
由此可以估算出火星半径大小为______；火星密度约为______用所测物理量的符号表示。

13.  如图所示，一网球运动员自己进行击球训练，用细线一端固定在水平地面上的O点，细线另一端系一网球，细线长为L，从地面上的O点将小球斜向上击出，球到达最高点球的速度沿水平方向时，细线恰好伸直且与水平方向的夹角为，空气阻力忽略不计，重力加速度为g，求：
此时小球的速度大小；
球从O点击出时的速度大小。

14.  2020年7月23日，我国“天问一号”火星探测器成功发射，2021年2月10日，顺利进入大椭圆环火星轨道，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，最终实现“绕、着、巡”三大目标。已知火星质量约为地球的倍，半径约为地球的倍，地球表面的重力加速度大小为g。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t、速度由v减速到零的过程，该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，忽略火星大气阻力。求：
着陆过程中，着陆器受到的制动力大小；
火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值。

15.  如图所示为用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的“S”形轨道，直轨道AB放置在水平地面上，弯曲部分BCD是由两个半径均为R的半圆对接而成圆半径比细管内径大得多，位于竖直面内且B、C、D三点在一条竖直线上，轨道在水平方向上不移动。弹射装置将一小球从A点水平弹入轨道，从最高点D水平抛出。已知，小球质量，轨道质量，g取。
若小球经过轨道C点时，轨道对地面的压力恰好为零，求小球经过C点时的速度大小；
若小球经过轨道末端D点时速度大小为，求：
①此时轨道对地的压力大小；
②小球落地点到D点的水平距离。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】

【分析】
解决本题的关键知道周期和角速度的关系，通过时间间隔求出周期是关键，基础题。根据转动一圈的时间，结合、、分析计算圆盘转动的角速度、线速度和向心加速度。

【解答】
A、圆盘每转一圈，故转速为，故A错误；
B、由角速度与周期的关系可得：，故B正确；
C、蛋糕边缘的奶油线速度大小为：，故C错误；
D、向心加速度为：，故D错误。  

2.【答案】A 

【解析】解：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，
对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图
其中重力G与静摩擦力f平衡，与物体的角速度无关；
支持力N提供向心力，所以当圆筒的角速度增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大。
故选：A。
做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；
本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力。
本题中要使静摩擦力与重力平衡，角速度要大于某一个临界值，即重力不能小于最大静摩擦力！
 

3.【答案】A 

【解析】解：斜上抛运动的上升阶段可以看出平抛运动的逆运动，在竖直方向为自由落体运动；设上升的高度为H，运动的时间为t，根据自由落体运动的规律可得：，解得：，所以第二次炮弹在空中运动时间较长，故A正确，B错误；
斜上抛运动的上升阶段可以看作平抛运动的逆运动，在水平方向是匀速直线运动，根据匀速直线运动规律，得；由题可知，第二次的水平位移小、运动时间长，所以第二次的水平分速度小，故CD错误。
故选：A。
斜上抛运动的上升阶段可以看出平抛运动的逆运动，根据平抛运动在竖直方向的位移求解运动时间；，根据对称性判断落地时速度大小。
本题主要是考查斜上抛运动，解答本题要掌握斜上抛运动的规律，斜上抛运动也可以从最高点看作是两个平抛运动的合成。
 

4.【答案】D 

【解析】解：分辨率越高，可知r越小，根据万有引力提供向心力，解：分辨率越高，可知r越小，根据万有引力提供向心力，有：
。
得：，，，可知r越小，向心加速度越大，线速度越大，角速度越大，周期越小。故ABC错误，D正确。
故选：D。
分辨率越高，可知r越小，根据万有引力提供向心力，找出向心加速度、角速度、线速度、周期与轨道半径的关系。
解决本题的关键是熟练掌握根据万有引力提供向心力求解，难度不大，属于基础题。
 

5.【答案】BC 

【解析】解：A、从低轨道I进入高轨道Ⅱ，做离心运动，需要在B点点火加速，故A错误。
B、在轨道I上由A点运行到B点的过程，根据开普勒第二定律知，速度逐渐减小。故B正确。
C、根据开普勒第三定律得：轨道半长轴越大，周期越长，所以轨道Ⅱ上运行周期长，故C正确
D、从A到B的过程，根据万有引力产生加速度，得：，得：，可知，B点距太阳更远，加速度更小，故D错误。
故选：BC。
由低轨道变到高轨道要加速；在轨道I上，根据开普勒第二定律分析速度的大小。根据由开普勒第三定律可知轨道大的周期长，根据万有引力产生加速度，力大加速度大，分析加速度大小。
解决本题时，要求掌握开普勒定律，并能熟练运用。理解变轨原理，分析卫星变轨时速度的变化情况。
 

6.【答案】AC 

【解析】解：ABC、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图，根据牛顿第二定律，有：
，
解得：，，，的半径大，则A的线速度大，周期大，角速度小，向心加速度相等．故AC正确，BD错误．
故选：
小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据比较线速度、角速度、向心加速度的大小．
解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．
 

7.【答案】BD 

【解析】解：AB、由图甲可知河的宽度为300m，若要使船以最短时间渡河，则静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，。故A错误，B正确；
C、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合运动是曲线。故C错误；
D、当水流速最大时，船的速度最大，，故D正确。
故选：BD。
将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短。当水流速最大时，船在河水中的速度最大。
解决本题的关键将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性进行求解。
 

8.【答案】AB 

【解析】解：A、是第二宇宙速度，是卫星能挣脱地球引力束缚的最小发射速度，所以地球静止轨道卫星的发射速度小于，故A正确；
B、是第一宇宙速度，是近地圆轨道上的环绕速度，还是所有圆轨道上的最大环绕速度，所以地球静止轨道卫星的运行速度一定小于，故B正确；
C、地球同步静止轨道卫星只能定点在赤道正上空，不可能经过天安门广场的上空，故C错误；
D、地球静止轨道卫星的角速度等于地球自转角速度，由分析可知其向心加速度大于地球赤道上的物体，故D错误。
故选：AB。
第一宇宙速度是在地面附近发射人造卫星的最小速度，也是近地圆轨道上的环绕速度，还是卫星在圆轨道上运行时最大环绕速度，大小为；第二宇宙速度为在地面附近发射航天器，能挣脱地球引力束缚的最小发射速度，大小为；地球静止轨道卫星只定点在赤道正上方。根据分析其向心加速度大小。
本题考查对地球同步卫星的理解能力。要知道第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，也是发射的最小速度。要明确地球同步卫星只能定点于赤道上空，其运行角速度和地球自转角速度相同。
 

9.【答案】BC 

【解析】解：AB、设双星的质量分别为、，双星各自做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相等，因为，知半径之比等于质量之反比，故质量之比为：，故B正确，A错误。
CD、由万有引力提供向心力有：。又因为：，解得：，故C正确，D错误。
故选：BC。
抓住双星围绕连线上的O点做匀速圆周运动的向心力由彼此间的万有引力提供，因此两星做圆周运动的角速度相等，由此展开讨论即可。
解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度。以及会用万有引力提供向心力进行求解。
 

10.【答案】BD 

【解析】解：A、a受绳子拉力向外，摩擦力指向圆心，合力充当向心力，所以物块a受到的摩擦力不可能为零，故A错误；
B、a、b的角速度相等，所以a、b的线速度大小之比等于半径之比，为1：2，故B正确；
C、根据知a、b受到的向心力之比为1：2，由于绳子的拉力作用，摩擦力大小不是1：2，故C错误；
D、当ab要滑动时此时角速度为，对a：，对b：，联立解得：，故D正确。
故选：BD。
a、b都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，当转速较小时，绳子没有张力，ab都是由静摩擦力提供向心力，方向都指向圆心，当b开始滑动时，ab都滑动了，说明此时ab都已达到最大静摩擦力，由向心力公式可求得角速度。
本题考查圆周运动中力与运动的关系，注意本题中为静摩擦力与绳子的拉力充当向心力，故应注意静摩擦力是否已达到最大静摩擦力．
 

11.【答案】 

【解析】解：、平抛运动实验中斜槽末端需保持水平，不水平会增大误差，故A正确；
B、斜槽轨道是否光滑不影响实验，故B错误；
C、小球应选体积小密度大的小钢球，故C正确；
D、小球每次需从同一位置无初速度释放，保证平抛运动初速度相同，故D错误；
竖直方向根据可得，水平方向有；
故答案为：；。
斜槽末端需水平，小球应选体积小密度大的小钢球，斜槽有无摩擦不影响实验，每次需从同一高度释放小球；
本题考查平抛运动特点实验的误差分析及初速度计算，学生需熟练掌握平抛运动的特点，能根据水平方向和竖直方向运动规律求解初速度。
 

12.【答案】   

【解析】解：着陆火星后在距离火星表面h高度处，无初速度释放一小球，经时间小时落地，则有：

解得：；
设着陆器的质量为m，根据向心力公式可得：
解得火星半径大小为：；
根据万有引力提供向心力，则有：，解得
根据密度的计算公式可得：，其中
联立解得：。
答：火星表面的重力加速度大小为；
由此可以估算出火星半径大小为；火星密度约为。
根据自由落体运动的规律求解重力加速度；
根据向心力公式求解火星半径大小；根据万有引力提供向心力求解火星的质量，根据密度的计算公式求解火星的密度。
本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。
 

13.【答案】解：斜抛运动的逆运动可看作平抛运动，设最高点的速度为为v，飞行时间为t；
根据平抛运动的规律，竖直位移
水平位移
代入数据联立解得：；
竖直速度为
网球从O点击出时的速度大小
答：网球在最高点的速度大小；
网球从O点击出时的速度大小。 

【解析】网球抛出后做斜抛运动，最高处只有水平水平，因此斜抛运动可以看作平抛运动的逆运动，根据平抛运动规律求时间和最高的速度；根据平抛运动求竖直速度，根据运动的合成与分解求抛出时的初速度。
解决本题的技巧是把斜抛运动看成平抛运动的逆运动。
 

14.【答案】解：根据牛顿第二定律可得，解得：。
设火星表面的的重力加速度大小为，则有：
则
对着陆器受力分析，由牛顿第二定律的：，
根据运动学公式可得：
联立解得：；
由万有引力提供向心力有：，解得第一宇宙速度为：
火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值：。
答：着陆过程中，着陆器受到的制动力大小为；
火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值为。 

【解析】根据万有引力和重力的关系求解火星表面的重力加速度，再根据牛顿第二定律求解着陆器受到的制动力大小；
根据万有引力提供向心力求解第一宇宙速度的表达式，再求出火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值。
本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。
 

15.【答案】解：小球经过轨道c点时，轨道对地面的压力恰好为零，对小球根据牛顿第二定律可得：

对轨道有：
解得：；
小球经过轨道末端d点时速度大小为，取向下为正方向，设轨道对小球的作用力大小为F，则有：

解得：，根据牛顿第三定律可得小球对管顶的作用力大小为7N，方向向上；
所以此时轨道对地的压力大小为：；
小球离开d后做平抛运动，竖直方向，有：
解得：
小球落地点到d点的水平距离：。
答：若小球经过轨道c点时，轨道对地面的压力恰好为零，则小球经过c点时的速度大小为；
小球经过轨道末端d点时速度大小为，则此时轨道对地的压力大小为4N，小球落地点到d点的水平距离为。 

【解析】小球经过轨道c点时，对小球根据牛顿第二定律结合向心力的计算公式进行解答；
小球经过轨道末端d点时，根据牛顿第二定律、牛顿第三定律可得小球对管顶的作用力大小为7N，进一步得到轨道对地的压力大小；根据平抛运动的规律求解小球落地点到d点的水平距离。
本题主要是考查圆周运动和平抛运动，解答本题的关键是掌握小球在圆周运动中最高点时的受力情况，掌握平抛运动的规律。