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2022-2023学年甘肃省兰州市高一上册期末物理专项提升模拟题（AB卷）含解析
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这是一份2022-2023学年甘肃省兰州市高一上册期末物理专项提升模拟题（AB卷）含解析，共35页。试卷主要包含了选一选，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年甘肃省兰州市高一上册期末物理专项提升模拟题
（A卷）
本试卷分第Ⅰ卷（选一选）和第Ⅱ卷（非选一选）两部分。满分100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷（选一选共40分）
一、选一选（共10小题，每小题4分，共40分；第1题至6题为单项选一选，第7题至10题为多项选一选）
1. 关于物理学史的叙述，下列说法错误的是（ ）
A. 托勒密提出了“日心说”，哥白尼提出“地心说”
B. 第谷坚持对行星进行20余年的系统观测
C. 卡文迪许用实验测出了万有引力常量G数值，验证了万有引力定律
D. 亚当斯和勒维耶各自利用万有引力定律计算出海王星的轨道
2. 已知中国天宫空间站的圆形轨道距地球表面高度为400～450公里，下列说确的是（ ）
A. 航天员在空间站内均处于平衡状态
B. 航天员在空间站内所受重力为零
C. 天宫空间站相对地球表面是静止的
D. 天宫空间站在轨运行的速度小于地球宇宙速度
3. 铁路在弯道处的内外轨道高度是没有同的，如图所示，已知内外轨道平面与水平面倾角为， 弯道处的圆弧半径为，则质量为的火车在该弯道处转弯时，以下说法中正确的是（ ）
A. 火车转弯所需的向心力主要由力提供
B. 若火车行驶速度太大，内轨对内侧车轮轮缘有挤压
C. 火车转弯时受到重力、支持力、力和向心力的作用
D. 若火车行驶速度等于 ，则内外轨道均没有受车轮轮缘挤压
4. 两个完全相同的实心匀质小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F；若将两个用同种材料制成的半径是小铁球3倍的两个实心大铁球紧靠在一起，则两大铁球之间的万有引力为（ ）
A. 81F B. 27F C. 9F D. 3F
5. 均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极的少数地区外 的“全球通讯”。已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为，则 三颗卫星中任意两颗的距离为（ ）
A. B. C. D.
6. 假设地球和行星绕太阳做匀速圆周运动，已知地球和行星做匀速圆周运动的半径之比r1：r2=1：4，没有计地球和行星之间的相互影响，下列说确的是（ ）
A. 行星绕太阳做圆周运动的周期为4年
B. 地球和行星的线速度大小之比为1∶2
C. 由图示位置开始计时，再年，地球和行星相距最近
D 由图示位置开始计时，再年，地球和行星相距最远
7. 某同学利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，将摆球从左侧点A由静止释放同时开始拍摄，每隔相同时间，得到的照片如图所示．已知O为悬点，C为点，O、C之间的点有一可挡住摆线的钉子。对照片进行分析可知，在摆球从A经C到B的过程中（ ）
A. 摆球C点前后瞬间线速度大小没有变
B. 摆球C点后瞬间绳中拉力变大
C. 摆球C点后瞬间向心加速度没有变
D. 摆球在A、B两点受到摆线的拉力大小相等
8. 如图，b、c、d是三颗位于地球赤道上空卫星，a为赤道上的某一物体，b处于地面附近的轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）
A. 物体a的线速度大于卫星b的线速度
B. 卫星c在4个小时内转过的圆心角是60°
C. 物体a的向心加速度等于重力加速度g
D. 卫星d的运动周期有可能是40小时
9. 两个质量没有同的星体构成双星系统，以它们连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列说确的是（ ）
A. 质量小的星体角速度较小
B. 质量小的星体线速度较大
C. 两个星体向心力大小相等
D. 若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零
10. 2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功。“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务，图为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，再点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的运行速度小于在轨道1上的运行速度
B. 卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道1上运动的周期
C. 卫星在轨道2上运动时，P点时的速度大于Q点时的速度
D. 卫星在轨道1上Q点时的向心加速度小于它在轨道2上Q点时的向心加速度
第Ⅱ卷（非选一选共60分）
二、实验题：（本题共2小题，每空3分，共15分）
11. 某学习小组进行如下实验：如图所示，在一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个适当的圆柱形的红蜡块，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧，并迅速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底，将此玻璃管倒置安装在小车上，并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体，小车从A位置由静止开始运动，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升、一段时间后，小车运动到B位置。
已知：蜡块匀速上升的速度大小为3cm/s，小车运动到B位置时，蜡块的位置坐标为则：此时蜡块运动的速度是______cm/s，蜡块的运动轨迹可能是选项中的______。
A． B． C． ．
12. 2050年，我国宇航员登上某一未知天体，已知该天体半径为R，现要测得该天体质量，宇航员用如图甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P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，而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，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d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，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知万有引力常量G，则：
（1）由以上信息，可知a点_______（选填“是”或“没有是”）小球的抛出点；
（2）由以上及图信息可以算出小球平抛初速度是_______；
（3）该星球质量为_________（用G、R表示）。
三、计算题：（本题共3小题，共45分）
13. 某人站在一平台上，用长L=0.6m的轻细线拴一个质量为kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心，做顺时针的圆周运动，当小球转到点A时，人突然撒手。经0.8s小球落地，落地点B与A点的水平距离BC=4.8m没有计空气阻力，。试求：
（1）O点距地面高度；
（2）小球落地时速度的大小；
（3）人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力大小。
14. 已知：地球的半径为R，近地卫星运动的周期为T1，同步卫星运动的周期为T2，万有引力常量为G，试求：
（1）宇宙速度；
（2）地球的质量；
（3）同步卫星高度；
（4）地球平均密度。
15. 如图所示，水平转台上有一个质量m=2kg的小物块，用长L=0.5m的细线将物块连接到转轴上，此时细线恰好绷直无拉力，细线与竖直转轴的夹角θ=37°，物块与转台间的动因数μ=0.5，静力等于滑动力，现使转台由静止开始逐渐加速转动。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）当绳子刚好出现拉力时，转台角速度ω1为多大？
（2）当物块刚要离开转台时，转台角速度ω2为多大？
（3）当转台角速度为ω3 =rad/s时，细线的拉力为多大?
（4）当细线的拉力为40N时，转台角速度ω4为多大？
2022-2023学年甘肃省兰州市高一上册期末物理专项提升模拟题
（A卷）
本试卷分第Ⅰ卷（选一选）和第Ⅱ卷（非选一选）两部分。满分100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷（选一选共40分）
一、选一选（共10小题，每小题4分，共40分；第1题至6题为单项选一选，第7题至10题为多项选一选）
1. 关于物理学史的叙述，下列说法错误的是（ ）
A. 托勒密提出了“日心说”，哥白尼提出“地心说”
B. 第谷坚持对行星进行20余年的系统观测
C. 卡文迪许用实验测出了万有引力常量G的数值，验证了万有引力定律
D. 亚当斯和勒维耶各自利用万有引力定律计算出海王星的轨道
【正确答案】A
【详解】A．托勒密提出了“地心说”，哥白尼提出“日心说”，故A错误，符合题意；
B．第谷坚持对行星进行20余年的系统观测，而开普勒通过研究第谷的观测数据，最终发现有关行星运动的三大定律，故B正确，没有符合题意；
C．牛顿提出了万有引力定律，将地面上和天上物体的运动统一，奠定了天体力学的基础，卡文迪许用实验测出了万有引力常量G的数值，验证了万有引力定律，故C正确，没有符合题意；
D．亚当斯和勒维耶各自利用万有引力定律计算出海王星的轨道，属于万有引力定律的应用，故D正确，没有符合题意。
故选A。
2. 已知中国天宫空间站的圆形轨道距地球表面高度为400～450公里，下列说确的是（ ）
A. 航天员在空间站内均处于平衡状态
B. 航天员在空间站内所受重力为零
C. 天宫空间站相对地球表面是静止的
D. 天宫空间站在轨运行的速度小于地球宇宙速度
【正确答案】D
【详解】AB．航天员在空间站内仍受到万有引力，即重力，此时万有引力提供向心力，处于失重状态，故AB错误；
C．空间站轨道半径小于同步卫星轨道半径，根据开普勒第三定律可知，空间站周期小于同步卫星周期，所以没有会相对地球表面静止，故C错误；
D．根据
空间站半径大于地球半径，所以运行的速度小于地球宇宙速度，故D正确。
故选D。
3. 铁路在弯道处的内外轨道高度是没有同的，如图所示，已知内外轨道平面与水平面倾角为， 弯道处的圆弧半径为，则质量为的火车在该弯道处转弯时，以下说法中正确的是（ ）
A. 火车转弯所需的向心力主要由力提供
B 若火车行驶速度太大，内轨对内侧车轮轮缘有挤压
C. 火车转弯时受到重力、支持力、力和向心力的作用
D. 若火车行驶速度等于 ，则内外轨道均没有受车轮轮缘挤压
【正确答案】D
【详解】D．火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均没有受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，受力分析如图所示
F合=mgtanθ
（θ为轨道平面与水平面的夹角），合力等于向心力，则有
解得
可知此时内外轨道均没有受车轮轮缘挤压，故D正确；
C．向心力为力，火车没有受到向心力，故C错误；
B．若火车行驶速度太大，有离心趋势，则外轨对外侧车轮轮缘有挤压，故B错误；
A．火车转弯所需的向心力主要由其所受的重力和支持力的合力提供的，故A错误。
故选D。
4. 两个完全相同的实心匀质小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F；若将两个用同种材料制成的半径是小铁球3倍的两个实心大铁球紧靠在一起，则两大铁球之间的万有引力为（ ）
A. 81F B. 27F C. 9F D. 3F
【正确答案】A
【详解】两个小铁球之间的万有引力为
实心大铁球的是小铁球的半径的3倍，故有
故两个大铁球间的万有引力为
故A正确，BCD错误；
故选A。
5. 均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极的少数地区外 的“全球通讯”。已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为，则 三颗卫星中任意两颗的距离为（ ）
A. B. C. D.
【正确答案】B
【详解】设同步卫星的轨道半径为r，地球质量为M，卫星质量为m，距题意有
解得
三颗同步卫星，每两颗之间夹角为120°，由几何知识，其相互间距为
故ACD，错误，B正确。
故选B。
6. 假设地球和行星绕太阳做匀速圆周运动，已知地球和行星做匀速圆周运动的半径之比r1：r2=1：4，没有计地球和行星之间的相互影响，下列说确的是（ ）
A. 行星绕太阳做圆周运动的周期为4年
B. 地球和行星的线速度大小之比为1∶2
C. 由图示位置开始计时，再年，地球和行星相距最近
D. 由图示位置开始计时，再年，地球和行星相距最远
【正确答案】C
【详解】A．根据开普勒第三定律
地球的运动周期为1年，则代入数据得到
A错误；
B．线速度为
代入数据可得，两者的线速度大小之比为
B错误；
CD．地球和行星再次相距最近，两者转动的圆心角关系有
解得
C正确，D错误；
故选C。
7. 某同学利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，将摆球从左侧点A由静止释放同时开始拍摄，每隔相同时间，得到的照片如图所示．已知O为悬点，C为点，O、C之间的点有一可挡住摆线的钉子。对照片进行分析可知，在摆球从A经C到B的过程中（ ）
A 摆球C点前后瞬间线速度大小没有变
B. 摆球C点后瞬间绳中拉力变大
C. 摆球C点后瞬间向心加速度没有变
D. 摆球在A、B两点受到摆线的拉力大小相等
【正确答案】AB
【详解】A．摆球C点前后瞬间，水平方向没有受力，速度大小没有变，故A正确；
B．摆球C点前后线速度没有变，但半径变小了，根据
可知，拉力变大，故B正确；
C．摆球C点后瞬间向心加速度
变大了，故C错误；
D．根据机械能守恒可知，摆球在A、B两点速度为零，设线与竖直夹角为 ，则拉力
夹角没有同，所以拉力没有同，故D错误。
故选AB。
8. 如图，b、c、d是三颗位于地球赤道上空的卫星，a为赤道上的某一物体，b处于地面附近的轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）
A. 物体a的线速度大于卫星b的线速度
B. 卫星c在4个小时内转过的圆心角是60°
C. 物体a的向心加速度等于重力加速度g
D. 卫星d的运动周期有可能是40小时
【正确答案】BD
【详解】A．a、c的周期相同，都是地球自转周期，由
可知
a、b的半径相同，由
可知
故A错误；
B．c是地球同步卫星，在4个小时内转过的圆心角
故B正确；
C．物体a的向心力由万有引力的分力提供，则加速度等于
小于重力加速度g，故C错误；
D．因为
所以卫星d的运动周期有可能是40小时，故D正确。
故选BD。
9. 两个质量没有同的星体构成双星系统，以它们连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列说确的是（ ）
A. 质量小的星体角速度较小
B. 质量小的星体线速度较大
C. 两个星体的向心力大小相等
D. 若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零
【正确答案】BC
【详解】A．双星系统结构是稳定的，双星的周期相同，角速度也相同，A错误；
B．根据牛顿第二定律，有
其中
解得
质量小的星球线速度大，B正确；
C．两个星体的向心力是由它们之间的万有引力提供的，大小相等方向相反，C正确；
D．若在圆心处放一个质点，合力
D错误。
故选BC。
10. 2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功。“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务，图为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，再点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的运行速度小于在轨道1上的运行速度
B. 卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道1上运动的周期
C. 卫星在轨道2上运动时，P点时的速度大于Q点时的速度
D. 卫星在轨道1上Q点时的向心加速度小于它在轨道2上Q点时的向心加速度
【正确答案】ABD
【详解】A．根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力有
可得在圆轨道上线速度
由于卫星在轨道3上的运行半径大于在轨道1上的运行半径，所以卫星在轨道3上的运行速度小于在轨道1上的运行速度，故A正确；
B．根据开普勒第三定律
可知卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道1上运动的周期，故B正确；
C．根据开普勒第二定律可得，卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，故卫星在轨道2上运动时，P点时的速度小于Q点时的速度，故C错误；
D．卫星在圆轨道1做匀速圆周运动，其所需向心力等于万有引力，因在Q点加速做离心运动进入椭圆轨道2，所以在椭圆轨道的Q点，其所需向心力大于万有引力，而卫星在轨道1和轨道2的Q点所受万有引力相同，可知卫星在轨道1的Q点所需向心力小于在轨道2的Q点所需向心力，即卫星在轨道1的Q点的向心加速度小于在轨道2的Q点的向心加速度，故D正确；
故选ABD。
第Ⅱ卷（非选一选共60分）
二、实验题：（本题共2小题，每空3分，共15分）
11. 某学习小组进行如下实验：如图所示，在一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个适当的圆柱形的红蜡块，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧，并迅速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底，将此玻璃管倒置安装在小车上，并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体，小车从A位置由静止开始运动，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升、一段时间后，小车运动到B位置。
已知：蜡块匀速上升的速度大小为3cm/s，小车运动到B位置时，蜡块的位置坐标为则：此时蜡块运动的速度是______cm/s，蜡块的运动轨迹可能是选项中的______。
A． B． C． D．
【正确答案】 ①. 5 ②. C
【详解】[1]在y轴方向上，蜡块做匀速运动，有
解得
在x轴方向上，蜡块做匀加速运动，则
解得
则此时蜡块速度为
[2]
将上面蜡块在x，y轴上的位移关系式联立可得
所以运动轨迹可能是选项C。
12. 2050年，我国宇航员登上某一未知天体，已知该天体半径为R，现要测得该天体质量，宇航员用如图甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P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，而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，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d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，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知万有引力常量G，则：
（1）由以上信息，可知a点_______（选填“是”或“没有是”）小球的抛出点；
（2）由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是_______；
（3）该星球质量为_________（用G、R表示）。
【正确答案】 ①. 是 ②. 0.8 ③.
【详解】（1）[1]平抛运动在竖直方向做落体运动，连续相等时间的下降高度之比为
，图乙满足此条件，故a点是小球的抛出点。
（2）[2]小球在水平方向做匀速直线运动
，
水平速度为
（3）[3]小球在竖直方向做落体运动
，
得重力加速度为
根据万有引力等于重力
该星球质量为
三、计算题：（本题共3小题，共45分）
13. 某人站在一平台上，用长L=0.6m的轻细线拴一个质量为kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心，做顺时针的圆周运动，当小球转到点A时，人突然撒手。经0.8s小球落地，落地点B与A点的水平距离BC=4.8m没有计空气阻力，。试求：
（1）O点距地面高度；
（2）小球落地时速度的大小；
（3）人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力大小。
【正确答案】（1）2.6m；（2）10m/s；（3）30N
【详解】解：（1）A点距地面高度为
因此O点和地面的高度为
（2）A点的速度
小球落地时的速度大小
（3）人撒手前小球运动到A点时，绳的拉力和小球的重力的合力提供向心力
得绳对球的拉力大小
14. 已知：地球的半径为R，近地卫星运动的周期为T1，同步卫星运动的周期为T2，万有引力常量为G，试求：
（1）宇宙速度；
（2）地球的质量；
（3）同步卫星高度；
（4）地球平均密度。
【正确答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）宇宙速度
（2）对近地卫星
解得
（3）由开普勒第三定律
得
（4）地球平均密度
15. 如图所示，水平转台上有一个质量m=2kg的小物块，用长L=0.5m的细线将物块连接到转轴上，此时细线恰好绷直无拉力，细线与竖直转轴的夹角θ=37°，物块与转台间的动因数μ=0.5，静力等于滑动力，现使转台由静止开始逐渐加速转动。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）当绳子刚好出现拉力时，转台角速度ω1为多大？
（2）当物块刚要离开转台时，转台角速度ω2为多大？
（3）当转台角速度为ω3 =rad/s时，细线的拉力为多大?
（4）当细线的拉力为40N时，转台角速度ω4为多大？
【正确答案】（1）；（2）5rad/s；（3）10N；（4）
【详解】（1）由题意可知，当绳子刚好出现拉力时，静力提供向心力，物块所受的静力大小为
根据牛顿第二定律
解得
（2）物块刚要离开转台时，转台对物块的支持力恰好为零， 水平方向
竖直方向
联立解得
ω2=5rad/s
（3）由于
物块受力分析如图所示
水平方向
竖直方向
其中
解得
T=10N
（4）物块刚要离开转台时，细线的拉力为
所以细线的拉力大小恒为2mg时物块已经离开转台，故满足
且
联立解得
2022-2023学年甘肃省兰州市高一上册期末物理专项提升模拟题
（B卷）
一、选一选（每小题4分，共12小题，共48分。1—8题为单选，9—12题为多选。）
1.基尔霍夫有云：“力学是关于运动的科学，它的任务是以完备而又简单的方式描述自然界中发生的运动。”下列关于物体的受力和运动，说确的是（ ）
A．物体做曲线运动时，速度可能没有变
B．做曲线运动的物体加速度可能与速度同方向
C．物体在恒定合力的作用下可能做圆周运动
D．物体做平抛运动，其在任意相等时间间隔内速度变化量相同，方向为竖直向下
2.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的点时，汽车处于超重状态
B．铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，是为了利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
C．杂技演员表演“水流星”，当它通过点时处于完全失重状态，没有受重力作用
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
3.下列说确的是（ ）
A．物体受到的合外力没有为零，动能一定发生变化
B．做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒
C．做平抛运动的物体，机械能一定守恒
D．物体受到的合外力没有为零，机械能一定发生变化
4.把质量为的石块从高处以角斜向上抛出，如图所示，初速度是v0=5m/s，没有计空气阻力，取g=10m/s2。石块落地时速度的大小与下列哪些量无关（ ）
A．石块初速度的仰角 B．石块初速度的大小
C．当地重力加速度大小 D．石块抛出时的高度
5.如图，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台之间的动因数均为μ，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴心距离为R，C离轴心2R，则当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动）（ ）
A．物体A的向心加速度 B．物体B受到的静力
C．ω=是C开始滑动的临界角速度 D．当圆台转速增加时，B比A先滑动
6.恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星。中子星的半径较小，一般在7～20 km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10km，密度为1.2×1017kg/m3，引力恒量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，该中子星的宇宙速度约为( )
A．3.1×102 km/s B．4.2×103 km/s C．2.9×104km/s D．5.8×104 km/s
7．如图在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度没有同的滑道AB和AB′（均可看作斜面），甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A点由静止开始分别沿AB和AB′滑下，都停在水平沙面BC上（停止点在图中均未标出）。滑沙橇和沙面间的动因数处处相同，斜面与水平面连接处可认为是圆滑的。下列中正确的是（ ）
A．甲在斜面上的加速度小于乙在斜面的加速度
B．甲在B点的速率等于乙在B′点的速率
C．甲滑行的总路程小于乙滑行的总路程
D．甲、乙从A点出发到停下，两人位移的大小相等
8.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为m，假设阻力和空气阻力均忽略没有计，重力加速度为g，当A的位移为h时（ ）
A．B的位移为2h，方向向上 B．A、B速度大小始终相等
C．A的速度大小为 D．B的机械能减少
9.在航天领域中，悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，如图所示。已知悬绳的长度为L，其重力没有计，卫星A、B的线速度分别为v1、v2，则下列说确的是（ ）
A．两颗卫星的角速度没有同
B．两颗卫星的线速度满足v2 > v1
C．两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用
D．假设在B卫星轨道上还有一颗卫星C（图中没有画出），它们在同 一平面内同向运动，运动一段时间后B、C一定没有会相碰
10．如图所示，质量为的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，已知重力加速度为，空气阻力没有计，要使在点时盒子与小球之间恰好无作用力，则（ ）
A．该盒子做圆周运动的向心力恒定没有变
B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于
C．盒子在点时，小球对盒子的作用力大小等于6mg
D．盒子在与点等高的右侧位置时，小球对盒子的作用力大小等于2mg
11．如图，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说确的是（ ）
A．电动机多消耗的电能
B．力对物体做的功为
C．传送带克服力做功为
D．电动机多消耗的电功率为
12．2022年第24届冬季将在北京举行，跳台滑雪是的比赛项目之一。图为一简化后的跳台滑雪的轨道示意图，运动员（可视为质点）从起点由静止开始滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40m，斜坡与水平面的夹角θ=30o，运动员的质量m=60kg (重力加速度g=10m/s2,阻力忽略没有计)。下列说确的是( )
A． 运动员到达A点时对轨道的压力大小为1200Ｎ
B． 运动员到达A点时重力的瞬时功率为12kw
C．运动员到达B点时重力的瞬时功率为83kw
D．运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为
二、实验题（13题8分，14题8分，共16分，把答案写在答题卷上的相应的位置。）
13．在做研究平抛运动的实验中，为了确定小球在没有同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下：
①在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽E前，木板与槽E之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。
②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A。
③将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B。
④将木板再水平向右平移同样距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C。若测得A、B间距离为y1，B、C间距离为y2。
（1）关于该实验，下列说确的是( )
A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须保持水平
C．每次释放小球的位置可以没有同 D．每次小球均须由静止释放
（2）若某次实验测得x=15.00cm,y1=15.00cm, y2=25.00cm,g = 10m/s2，则小球平抛初速度的大小为_____________m/s，小球B点时速度方向与水平方向夹角θ的正切值tanθ=_________。
（3）一位同学根据测量出的没有同x情况下的y1和y2，令Δy=y2-y1，并描绘出了如图乙所示的图像Δy-x2。若已知图线的斜率为k，已知当地重力加速度为g，则小球平抛的初速度大小v0=___________（用字母表示）。
14．某同学用重物下落验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示。
（1）关于此述实验，下列说法中正确的是_____
A．重物选择密度较小的木块 B．本实验需使用秒表测出重物下落的时间
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式来求解瞬时速度
（2）若实验中所用重锤质量m = 0.2kg，打点纸带如图乙所示，O为个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能EkB = ______J。从O点下落至B点，重锤的重力势能减少量是ΔEp= ______J。（g = 10m/s2，两空结果均保留三位有效数字）
（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2—h图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的v2—h图像应该是下图中的______。
A．B．C． D．
三、计算题（本题共4小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）
15．（6分）如图所示，一细绳穿过光滑固定的细管，两端分别拴着小球A和B，质量关系mB=2mA（g取10m/s2）。求：
（1）小球A绕管子的轴转动，稳定时连接小球A的细绳与竖直方向的夹角α是多少?
（2）如果此时小球A到上管口的绳长L=0.6m，那么小球A的线速度是多少?
16．（8分）2020年4月24日，我国将火星探测任务命名为“天问一号”，在2020年发射火星探测器，实现火星的环绕、着陆和巡视探测。已知火星半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。“天问一号”火星探测器先在近火星表面做周期为T的匀速圆周绕行，之后着陆。
求（1）火星表面的重力加速度大小；
（2）火星的平均密度。
17.（10分）我国目前已系统掌握各种复杂地质及气候条件下的高铁建造技术。动车组是指几节自带动力车厢与几节没有带动力车厢的编组。假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为m=8×104kg。沿列车前进方向看，其中节、第二节带动力，它们的额定功率P1=P2=2×107W（只有在节车厢达到额定功率但仍没有够用时才启动第二节车厢动力系统），车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍，重力加速度大小g=10m/s2。
求：（1）该动车组只启动节的动力系统的情况下能达到的行驶速度；（计算结果保留两位小数）
（2）若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，当t=10s时，试判断第二节车厢的动力系统是否工作，并求出节和第二节车厢之间拉力的大小。
18．（12分）如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心的连线与水平方向的夹角，下端点为轨道的点且与粗糙水平切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上。质量m=0.1kg的小物块（可视为质点）从空中的A点以v0=2m/s的速度被水平拋出，没有计空气阻力，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，此时弹簧的弹性势能Epm=0.7J，已知小物块与水平面间的动因数μ=0.5，g=10m/s2。
求：（1）小物块从A点运动至B点的时间；
（2）小物块圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小；
（3）C、D两点间的水平距离L。
试题答案
一、选一选
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
A
C
A
C
D
D
D
BC
BD
CD
AC
二、 实验题（每空2分）
13. BD 1.5 4/3
14. C 0.342 0.372 C
三、 计算题
15．（6分）（1）60°；（3分）（2）（3分）
【详解】
（1）对于小球A，竖直方向
Fcosα=mAg
对于小球B
F=mBg
解得
α=60°
（2）由牛顿第二定律有
又
r=Lsinα
解得
16.（1）；（4分）（2）（4分）
【详解】
（1）根据万有引力和重力的关系可得：
在地面附近
在火星表面
联立解得
（2）由于“天问一号”绕火星做近火星匀速圆周运动，轨道半径大小可近似等于火星半径，根据万有引力提供向心力有
火星的体积
联立解得其密度为
17．(1)；（4分）(2)（6分）
【详解】
（1）对该动车组，若只开动节的动力，功率为额定功率。在总牵引力等于总阻力时，动车速度
联立解得
（2）当时，，假设输出功率为
得
即时只有节车厢提供动力。
对后五节车厢
解得节和第二节车厢之间拉力的大小
18．（1）；（3分）（2）8N；（5分）（3）1.4m（4分）
【详解】
（1）小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，由几何关系有
根据
可得
（2）小物块由B点运动到C点，由机械能守恒定律有
在C点处，由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，小物块圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小为8 N
（3）小物块从B点运动到D点，由能量守恒定律有
解得
2022-2023学年甘肃省兰州市高一上册期末物理专项提升模拟题
（A卷）
本试卷分第Ⅰ卷（选一选）和第Ⅱ卷（非选一选）两部分。满分100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷（选一选共40分）
一、选一选（共10小题，每小题4分，共40分；第1题至6题为单项选一选，第7题至10题为多项选一选）
1. 关于物理学史的叙述，下列说法错误的是（ ）
A. 托勒密提出了“日心说”，哥白尼提出“地心说”
B. 第谷坚持对行星进行20余年的系统观测
C. 卡文迪许用实验测出了万有引力常量G数值，验证了万有引力定律
D. 亚当斯和勒维耶各自利用万有引力定律计算出海王星的轨道
2. 已知中国天宫空间站的圆形轨道距地球表面高度为400～450公里，下列说确的是（ ）
A. 航天员在空间站内均处于平衡状态
B. 航天员在空间站内所受重力为零
C. 天宫空间站相对地球表面是静止的
D. 天宫空间站在轨运行的速度小于地球宇宙速度
3. 铁路在弯道处的内外轨道高度是没有同的，如图所示，已知内外轨道平面与水平面倾角为， 弯道处的圆弧半径为，则质量为的火车在该弯道处转弯时，以下说法中正确的是（ ）
A. 火车转弯所需的向心力主要由力提供
B. 若火车行驶速度太大，内轨对内侧车轮轮缘有挤压
C. 火车转弯时受到重力、支持力、力和向心力的作用
D. 若火车行驶速度等于 ，则内外轨道均没有受车轮轮缘挤压
4. 两个完全相同的实心匀质小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F；若将两个用同种材料制成的半径是小铁球3倍的两个实心大铁球紧靠在一起，则两大铁球之间的万有引力为（ ）
A. 81F B. 27F C. 9F D. 3F
5. 均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极的少数地区外 的“全球通讯”。已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为，则 三颗卫星中任意两颗的距离为（ ）
A. B. C. D.
6. 假设地球和行星绕太阳做匀速圆周运动，已知地球和行星做匀速圆周运动的半径之比r1：r2=1：4，没有计地球和行星之间的相互影响，下列说确的是（ ）
A. 行星绕太阳做圆周运动的周期为4年
B. 地球和行星的线速度大小之比为1∶2
C. 由图示位置开始计时，再年，地球和行星相距最近
D 由图示位置开始计时，再年，地球和行星相距最远
7. 某同学利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，将摆球从左侧点A由静止释放同时开始拍摄，每隔相同时间，得到的照片如图所示．已知O为悬点，C为点，O、C之间的点有一可挡住摆线的钉子。对照片进行分析可知，在摆球从A经C到B的过程中（ ）
A. 摆球C点前后瞬间线速度大小没有变
B. 摆球C点后瞬间绳中拉力变大
C. 摆球C点后瞬间向心加速度没有变
D. 摆球在A、B两点受到摆线的拉力大小相等
8. 如图，b、c、d是三颗位于地球赤道上空卫星，a为赤道上的某一物体，b处于地面附近的轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）
A. 物体a的线速度大于卫星b的线速度
B. 卫星c在4个小时内转过的圆心角是60°
C. 物体a的向心加速度等于重力加速度g
D. 卫星d的运动周期有可能是40小时
9. 两个质量没有同的星体构成双星系统，以它们连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列说确的是（ ）
A. 质量小的星体角速度较小
B. 质量小的星体线速度较大
C. 两个星体向心力大小相等
D. 若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零
10. 2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功。“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务，图为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，再点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的运行速度小于在轨道1上的运行速度
B. 卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道1上运动的周期
C. 卫星在轨道2上运动时，P点时的速度大于Q点时的速度
D. 卫星在轨道1上Q点时的向心加速度小于它在轨道2上Q点时的向心加速度
第Ⅱ卷（非选一选共60分）
二、实验题：（本题共2小题，每空3分，共15分）
11. 某学习小组进行如下实验：如图所示，在一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个适当的圆柱形的红蜡块，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧，并迅速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底，将此玻璃管倒置安装在小车上，并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体，小车从A位置由静止开始运动，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升、一段时间后，小车运动到B位置。
已知：蜡块匀速上升的速度大小为3cm/s，小车运动到B位置时，蜡块的位置坐标为则：此时蜡块运动的速度是______cm/s，蜡块的运动轨迹可能是选项中的______。
A． B． C． ．
12. 2050年，我国宇航员登上某一未知天体，已知该天体半径为R，现要测得该天体质量，宇航员用如图甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P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，而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，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d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，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知万有引力常量G，则：
（1）由以上信息，可知a点_______（选填“是”或“没有是”）小球的抛出点；
（2）由以上及图信息可以算出小球平抛初速度是_______；
（3）该星球质量为_________（用G、R表示）。
三、计算题：（本题共3小题，共45分）
13. 某人站在一平台上，用长L=0.6m的轻细线拴一个质量为kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心，做顺时针的圆周运动，当小球转到点A时，人突然撒手。经0.8s小球落地，落地点B与A点的水平距离BC=4.8m没有计空气阻力，。试求：
（1）O点距地面高度；
（2）小球落地时速度的大小；
（3）人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力大小。
14. 已知：地球的半径为R，近地卫星运动的周期为T1，同步卫星运动的周期为T2，万有引力常量为G，试求：
（1）宇宙速度；
（2）地球的质量；
（3）同步卫星高度；
（4）地球平均密度。
15. 如图所示，水平转台上有一个质量m=2kg的小物块，用长L=0.5m的细线将物块连接到转轴上，此时细线恰好绷直无拉力，细线与竖直转轴的夹角θ=37°，物块与转台间的动因数μ=0.5，静力等于滑动力，现使转台由静止开始逐渐加速转动。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）当绳子刚好出现拉力时，转台角速度ω1为多大？
（2）当物块刚要离开转台时，转台角速度ω2为多大？
（3）当转台角速度为ω3 =rad/s时，细线的拉力为多大?
（4）当细线的拉力为40N时，转台角速度ω4为多大？
2022-2023学年甘肃省兰州市高一上册期末物理专项提升模拟题
（A卷）
本试卷分第Ⅰ卷（选一选）和第Ⅱ卷（非选一选）两部分。满分100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷（选一选共40分）
一、选一选（共10小题，每小题4分，共40分；第1题至6题为单项选一选，第7题至10题为多项选一选）
1. 关于物理学史的叙述，下列说法错误的是（ ）
A. 托勒密提出了“日心说”，哥白尼提出“地心说”
B. 第谷坚持对行星进行20余年的系统观测
C. 卡文迪许用实验测出了万有引力常量G的数值，验证了万有引力定律
D. 亚当斯和勒维耶各自利用万有引力定律计算出海王星的轨道
【正确答案】A
【详解】A．托勒密提出了“地心说”，哥白尼提出“日心说”，故A错误，符合题意；
B．第谷坚持对行星进行20余年的系统观测，而开普勒通过研究第谷的观测数据，最终发现有关行星运动的三大定律，故B正确，没有符合题意；
C．牛顿提出了万有引力定律，将地面上和天上物体的运动统一，奠定了天体力学的基础，卡文迪许用实验测出了万有引力常量G的数值，验证了万有引力定律，故C正确，没有符合题意；
D．亚当斯和勒维耶各自利用万有引力定律计算出海王星的轨道，属于万有引力定律的应用，故D正确，没有符合题意。
故选A。
2. 已知中国天宫空间站的圆形轨道距地球表面高度为400～450公里，下列说确的是（ ）
A. 航天员在空间站内均处于平衡状态
B. 航天员在空间站内所受重力为零
C. 天宫空间站相对地球表面是静止的
D. 天宫空间站在轨运行的速度小于地球宇宙速度
【正确答案】D
【详解】AB．航天员在空间站内仍受到万有引力，即重力，此时万有引力提供向心力，处于失重状态，故AB错误；
C．空间站轨道半径小于同步卫星轨道半径，根据开普勒第三定律可知，空间站周期小于同步卫星周期，所以没有会相对地球表面静止，故C错误；
D．根据
空间站半径大于地球半径，所以运行的速度小于地球宇宙速度，故D正确。
故选D。
3. 铁路在弯道处的内外轨道高度是没有同的，如图所示，已知内外轨道平面与水平面倾角为， 弯道处的圆弧半径为，则质量为的火车在该弯道处转弯时，以下说法中正确的是（ ）
A. 火车转弯所需的向心力主要由力提供
B 若火车行驶速度太大，内轨对内侧车轮轮缘有挤压
C. 火车转弯时受到重力、支持力、力和向心力的作用
D. 若火车行驶速度等于 ，则内外轨道均没有受车轮轮缘挤压
【正确答案】D
【详解】D．火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均没有受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，受力分析如图所示
F合=mgtanθ
（θ为轨道平面与水平面的夹角），合力等于向心力，则有
解得
可知此时内外轨道均没有受车轮轮缘挤压，故D正确；
C．向心力为力，火车没有受到向心力，故C错误；
B．若火车行驶速度太大，有离心趋势，则外轨对外侧车轮轮缘有挤压，故B错误；
A．火车转弯所需的向心力主要由其所受的重力和支持力的合力提供的，故A错误。
故选D。
4. 两个完全相同的实心匀质小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F；若将两个用同种材料制成的半径是小铁球3倍的两个实心大铁球紧靠在一起，则两大铁球之间的万有引力为（ ）
A. 81F B. 27F C. 9F D. 3F
【正确答案】A
【详解】两个小铁球之间的万有引力为
实心大铁球的是小铁球的半径的3倍，故有
故两个大铁球间的万有引力为
故A正确，BCD错误；
故选A。
5. 均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极的少数地区外 的“全球通讯”。已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为，则 三颗卫星中任意两颗的距离为（ ）
A. B. C. D.
【正确答案】B
【详解】设同步卫星的轨道半径为r，地球质量为M，卫星质量为m，距题意有
解得
三颗同步卫星，每两颗之间夹角为120°，由几何知识，其相互间距为
故ACD，错误，B正确。
故选B。
6. 假设地球和行星绕太阳做匀速圆周运动，已知地球和行星做匀速圆周运动的半径之比r1：r2=1：4，没有计地球和行星之间的相互影响，下列说确的是（ ）
A. 行星绕太阳做圆周运动的周期为4年
B. 地球和行星的线速度大小之比为1∶2
C. 由图示位置开始计时，再年，地球和行星相距最近
D. 由图示位置开始计时，再年，地球和行星相距最远
【正确答案】C
【详解】A．根据开普勒第三定律
地球的运动周期为1年，则代入数据得到
A错误；
B．线速度为
代入数据可得，两者的线速度大小之比为
B错误；
CD．地球和行星再次相距最近，两者转动的圆心角关系有
解得
C正确，D错误；
故选C。
7. 某同学利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，将摆球从左侧点A由静止释放同时开始拍摄，每隔相同时间，得到的照片如图所示．已知O为悬点，C为点，O、C之间的点有一可挡住摆线的钉子。对照片进行分析可知，在摆球从A经C到B的过程中（ ）
A 摆球C点前后瞬间线速度大小没有变
B. 摆球C点后瞬间绳中拉力变大
C. 摆球C点后瞬间向心加速度没有变
D. 摆球在A、B两点受到摆线的拉力大小相等
【正确答案】AB
【详解】A．摆球C点前后瞬间，水平方向没有受力，速度大小没有变，故A正确；
B．摆球C点前后线速度没有变，但半径变小了，根据
可知，拉力变大，故B正确；
C．摆球C点后瞬间向心加速度
变大了，故C错误；
D．根据机械能守恒可知，摆球在A、B两点速度为零，设线与竖直夹角为 ，则拉力
夹角没有同，所以拉力没有同，故D错误。
故选AB。
8. 如图，b、c、d是三颗位于地球赤道上空的卫星，a为赤道上的某一物体，b处于地面附近的轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）
A. 物体a的线速度大于卫星b的线速度
B. 卫星c在4个小时内转过的圆心角是60°
C. 物体a的向心加速度等于重力加速度g
D. 卫星d的运动周期有可能是40小时
【正确答案】BD
【详解】A．a、c的周期相同，都是地球自转周期，由
可知
a、b的半径相同，由
可知
故A错误；
B．c是地球同步卫星，在4个小时内转过的圆心角
故B正确；
C．物体a的向心力由万有引力的分力提供，则加速度等于
小于重力加速度g，故C错误；
D．因为
所以卫星d的运动周期有可能是40小时，故D正确。
故选BD。
9. 两个质量没有同的星体构成双星系统，以它们连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列说确的是（ ）
A. 质量小的星体角速度较小
B. 质量小的星体线速度较大
C. 两个星体的向心力大小相等
D. 若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零
【正确答案】BC
【详解】A．双星系统结构是稳定的，双星的周期相同，角速度也相同，A错误；
B．根据牛顿第二定律，有
其中
解得
质量小的星球线速度大，B正确；
C．两个星体的向心力是由它们之间的万有引力提供的，大小相等方向相反，C正确；
D．若在圆心处放一个质点，合力
D错误。
故选BC。
10. 2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功。“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务，图为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，再点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的运行速度小于在轨道1上的运行速度
B. 卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道1上运动的周期
C. 卫星在轨道2上运动时，P点时的速度大于Q点时的速度
D. 卫星在轨道1上Q点时的向心加速度小于它在轨道2上Q点时的向心加速度
【正确答案】ABD
【详解】A．根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力有
可得在圆轨道上线速度
由于卫星在轨道3上的运行半径大于在轨道1上的运行半径，所以卫星在轨道3上的运行速度小于在轨道1上的运行速度，故A正确；
B．根据开普勒第三定律
可知卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道1上运动的周期，故B正确；
C．根据开普勒第二定律可得，卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，故卫星在轨道2上运动时，P点时的速度小于Q点时的速度，故C错误；
D．卫星在圆轨道1做匀速圆周运动，其所需向心力等于万有引力，因在Q点加速做离心运动进入椭圆轨道2，所以在椭圆轨道的Q点，其所需向心力大于万有引力，而卫星在轨道1和轨道2的Q点所受万有引力相同，可知卫星在轨道1的Q点所需向心力小于在轨道2的Q点所需向心力，即卫星在轨道1的Q点的向心加速度小于在轨道2的Q点的向心加速度，故D正确；
故选ABD。
第Ⅱ卷（非选一选共60分）
二、实验题：（本题共2小题，每空3分，共15分）
11. 某学习小组进行如下实验：如图所示，在一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个适当的圆柱形的红蜡块，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧，并迅速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底，将此玻璃管倒置安装在小车上，并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体，小车从A位置由静止开始运动，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升、一段时间后，小车运动到B位置。
已知：蜡块匀速上升的速度大小为3cm/s，小车运动到B位置时，蜡块的位置坐标为则：此时蜡块运动的速度是______cm/s，蜡块的运动轨迹可能是选项中的______。
A． B． C． D．
【正确答案】 ①. 5 ②. C
【详解】[1]在y轴方向上，蜡块做匀速运动，有
解得
在x轴方向上，蜡块做匀加速运动，则
解得
则此时蜡块速度为
[2]
将上面蜡块在x，y轴上的位移关系式联立可得
所以运动轨迹可能是选项C。
12. 2050年，我国宇航员登上某一未知天体，已知该天体半径为R，现要测得该天体质量，宇航员用如图甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P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，而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，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d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，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知万有引力常量G，则：
（1）由以上信息，可知a点_______（选填“是”或“没有是”）小球的抛出点；
（2）由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是_______；
（3）该星球质量为_________（用G、R表示）。
【正确答案】 ①. 是 ②. 0.8 ③.
【详解】（1）[1]平抛运动在竖直方向做落体运动，连续相等时间的下降高度之比为
，图乙满足此条件，故a点是小球的抛出点。
（2）[2]小球在水平方向做匀速直线运动
，
水平速度为
（3）[3]小球在竖直方向做落体运动
，
得重力加速度为
根据万有引力等于重力
该星球质量为
三、计算题：（本题共3小题，共45分）
13. 某人站在一平台上，用长L=0.6m的轻细线拴一个质量为kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心，做顺时针的圆周运动，当小球转到点A时，人突然撒手。经0.8s小球落地，落地点B与A点的水平距离BC=4.8m没有计空气阻力，。试求：
（1）O点距地面高度；
（2）小球落地时速度的大小；
（3）人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力大小。
【正确答案】（1）2.6m；（2）10m/s；（3）30N
【详解】解：（1）A点距地面高度为
因此O点和地面的高度为
（2）A点的速度
小球落地时的速度大小
（3）人撒手前小球运动到A点时，绳的拉力和小球的重力的合力提供向心力
得绳对球的拉力大小
14. 已知：地球的半径为R，近地卫星运动的周期为T1，同步卫星运动的周期为T2，万有引力常量为G，试求：
（1）宇宙速度；
（2）地球的质量；
（3）同步卫星高度；
（4）地球平均密度。
【正确答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）宇宙速度
（2）对近地卫星
解得
（3）由开普勒第三定律
得
（4）地球平均密度
15. 如图所示，水平转台上有一个质量m=2kg的小物块，用长L=0.5m的细线将物块连接到转轴上，此时细线恰好绷直无拉力，细线与竖直转轴的夹角θ=37°，物块与转台间的动因数μ=0.5，静力等于滑动力，现使转台由静止开始逐渐加速转动。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）当绳子刚好出现拉力时，转台角速度ω1为多大？
（2）当物块刚要离开转台时，转台角速度ω2为多大？
（3）当转台角速度为ω3 =rad/s时，细线的拉力为多大?
（4）当细线的拉力为40N时，转台角速度ω4为多大？
【正确答案】（1）；（2）5rad/s；（3）10N；（4）
【详解】（1）由题意可知，当绳子刚好出现拉力时，静力提供向心力，物块所受的静力大小为
根据牛顿第二定律
解得
（2）物块刚要离开转台时，转台对物块的支持力恰好为零， 水平方向
竖直方向
联立解得
ω2=5rad/s
（3）由于
物块受力分析如图所示
水平方向
竖直方向
其中
解得
T=10N
（4）物块刚要离开转台时，细线的拉力为
所以细线的拉力大小恒为2mg时物块已经离开转台，故满足
且
联立解得
2022-2023学年甘肃省兰州市高一上册期末物理专项提升模拟题
（B卷）
一、选一选（每小题4分，共12小题，共48分。1—8题为单选，9—12题为多选。）
1.基尔霍夫有云：“力学是关于运动的科学，它的任务是以完备而又简单的方式描述自然界中发生的运动。”下列关于物体的受力和运动，说确的是（ ）
A．物体做曲线运动时，速度可能没有变
B．做曲线运动的物体加速度可能与速度同方向
C．物体在恒定合力的作用下可能做圆周运动
D．物体做平抛运动，其在任意相等时间间隔内速度变化量相同，方向为竖直向下
2.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的点时，汽车处于超重状态
B．铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，是为了利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
C．杂技演员表演“水流星”，当它通过点时处于完全失重状态，没有受重力作用
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
3.下列说确的是（ ）
A．物体受到的合外力没有为零，动能一定发生变化
B．做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒
C．做平抛运动的物体，机械能一定守恒
D．物体受到的合外力没有为零，机械能一定发生变化
4.把质量为的石块从高处以角斜向上抛出，如图所示，初速度是v0=5m/s，没有计空气阻力，取g=10m/s2。石块落地时速度的大小与下列哪些量无关（ ）
A．石块初速度的仰角 B．石块初速度的大小
C．当地重力加速度大小 D．石块抛出时的高度
5.如图，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台之间的动因数均为μ，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴心距离为R，C离轴心2R，则当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动）（ ）
A．物体A的向心加速度 B．物体B受到的静力
C．ω=是C开始滑动的临界角速度 D．当圆台转速增加时，B比A先滑动
6.恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星。中子星的半径较小，一般在7～20 km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10km，密度为1.2×1017kg/m3，引力恒量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，该中子星的宇宙速度约为( )
A．3.1×102 km/s B．4.2×103 km/s C．2.9×104km/s D．5.8×104 km/s
7．如图在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度没有同的滑道AB和AB′（均可看作斜面），甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A点由静止开始分别沿AB和AB′滑下，都停在水平沙面BC上（停止点在图中均未标出）。滑沙橇和沙面间的动因数处处相同，斜面与水平面连接处可认为是圆滑的。下列中正确的是（ ）
A．甲在斜面上的加速度小于乙在斜面的加速度
B．甲在B点的速率等于乙在B′点的速率
C．甲滑行的总路程小于乙滑行的总路程
D．甲、乙从A点出发到停下，两人位移的大小相等
8.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为m，假设阻力和空气阻力均忽略没有计，重力加速度为g，当A的位移为h时（ ）
A．B的位移为2h，方向向上 B．A、B速度大小始终相等
C．A的速度大小为 D．B的机械能减少
9.在航天领域中，悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，如图所示。已知悬绳的长度为L，其重力没有计，卫星A、B的线速度分别为v1、v2，则下列说确的是（ ）
A．两颗卫星的角速度没有同
B．两颗卫星的线速度满足v2 > v1
C．两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用
D．假设在B卫星轨道上还有一颗卫星C（图中没有画出），它们在同 一平面内同向运动，运动一段时间后B、C一定没有会相碰
10．如图所示，质量为的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，已知重力加速度为，空气阻力没有计，要使在点时盒子与小球之间恰好无作用力，则（ ）
A．该盒子做圆周运动的向心力恒定没有变
B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于
C．盒子在点时，小球对盒子的作用力大小等于6mg
D．盒子在与点等高的右侧位置时，小球对盒子的作用力大小等于2mg
11．如图，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说确的是（ ）
A．电动机多消耗的电能
B．力对物体做的功为
C．传送带克服力做功为
D．电动机多消耗的电功率为
12．2022年第24届冬季将在北京举行，跳台滑雪是的比赛项目之一。图为一简化后的跳台滑雪的轨道示意图，运动员（可视为质点）从起点由静止开始滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40m，斜坡与水平面的夹角θ=30o，运动员的质量m=60kg (重力加速度g=10m/s2,阻力忽略没有计)。下列说确的是( )
A． 运动员到达A点时对轨道的压力大小为1200Ｎ
B． 运动员到达A点时重力的瞬时功率为12kw
C．运动员到达B点时重力的瞬时功率为83kw
D．运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为
二、实验题（13题8分，14题8分，共16分，把答案写在答题卷上的相应的位置。）
13．在做研究平抛运动的实验中，为了确定小球在没有同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下：
①在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽E前，木板与槽E之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。
②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A。
③将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B。
④将木板再水平向右平移同样距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C。若测得A、B间距离为y1，B、C间距离为y2。
（1）关于该实验，下列说确的是( )
A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须保持水平
C．每次释放小球的位置可以没有同 D．每次小球均须由静止释放
（2）若某次实验测得x=15.00cm,y1=15.00cm, y2=25.00cm,g = 10m/s2，则小球平抛初速度的大小为_____________m/s，小球B点时速度方向与水平方向夹角θ的正切值tanθ=_________。
（3）一位同学根据测量出的没有同x情况下的y1和y2，令Δy=y2-y1，并描绘出了如图乙所示的图像Δy-x2。若已知图线的斜率为k，已知当地重力加速度为g，则小球平抛的初速度大小v0=___________（用字母表示）。
14．某同学用重物下落验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示。
（1）关于此述实验，下列说法中正确的是_____
A．重物选择密度较小的木块 B．本实验需使用秒表测出重物下落的时间
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式来求解瞬时速度
（2）若实验中所用重锤质量m = 0.2kg，打点纸带如图乙所示，O为个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能EkB = ______J。从O点下落至B点，重锤的重力势能减少量是ΔEp= ______J。（g = 10m/s2，两空结果均保留三位有效数字）
（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2—h图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的v2—h图像应该是下图中的______。
A．B．C． D．
三、计算题（本题共4小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）
15．（6分）如图所示，一细绳穿过光滑固定的细管，两端分别拴着小球A和B，质量关系mB=2mA（g取10m/s2）。求：
（1）小球A绕管子的轴转动，稳定时连接小球A的细绳与竖直方向的夹角α是多少?
（2）如果此时小球A到上管口的绳长L=0.6m，那么小球A的线速度是多少?
16．（8分）2020年4月24日，我国将火星探测任务命名为“天问一号”，在2020年发射火星探测器，实现火星的环绕、着陆和巡视探测。已知火星半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。“天问一号”火星探测器先在近火星表面做周期为T的匀速圆周绕行，之后着陆。
求（1）火星表面的重力加速度大小；
（2）火星的平均密度。
17.（10分）我国目前已系统掌握各种复杂地质及气候条件下的高铁建造技术。动车组是指几节自带动力车厢与几节没有带动力车厢的编组。假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为m=8×104kg。沿列车前进方向看，其中节、第二节带动力，它们的额定功率P1=P2=2×107W（只有在节车厢达到额定功率但仍没有够用时才启动第二节车厢动力系统），车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍，重力加速度大小g=10m/s2。
求：（1）该动车组只启动节的动力系统的情况下能达到的行驶速度；（计算结果保留两位小数）
（2）若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，当t=10s时，试判断第二节车厢的动力系统是否工作，并求出节和第二节车厢之间拉力的大小。
18．（12分）如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心的连线与水平方向的夹角，下端点为轨道的点且与粗糙水平切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上。质量m=0.1kg的小物块（可视为质点）从空中的A点以v0=2m/s的速度被水平拋出，没有计空气阻力，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，此时弹簧的弹性势能Epm=0.7J，已知小物块与水平面间的动因数μ=0.5，g=10m/s2。
求：（1）小物块从A点运动至B点的时间；
（2）小物块圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小；
（3）C、D两点间的水平距离L。
试题答案
一、选一选
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
A
C
A
C
D
D
D
BC
BD
CD
AC
二、 实验题（每空2分）
13. BD 1.5 4/3
14. C 0.342 0.372 C
三、 计算题
15．（6分）（1）60°；（3分）（2）（3分）
【详解】
（1）对于小球A，竖直方向
Fcosα=mAg
对于小球B
F=mBg
解得
α=60°
（2）由牛顿第二定律有
又
r=Lsinα
解得
16.（1）；（4分）（2）（4分）
【详解】
（1）根据万有引力和重力的关系可得：
在地面附近
在火星表面
联立解得
（2）由于“天问一号”绕火星做近火星匀速圆周运动，轨道半径大小可近似等于火星半径，根据万有引力提供向心力有
火星的体积
联立解得其密度为
17．(1)；（4分）(2)（6分）
【详解】
（1）对该动车组，若只开动节的动力，功率为额定功率。在总牵引力等于总阻力时，动车速度
联立解得
（2）当时，，假设输出功率为
得
即时只有节车厢提供动力。
对后五节车厢
解得节和第二节车厢之间拉力的大小
18．（1）；（3分）（2）8N；（5分）（3）1.4m（4分）
【详解】
（1）小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，由几何关系有
根据
可得
（2）小物块由B点运动到C点，由机械能守恒定律有
在C点处，由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，小物块圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小为8 N
（3）小物块从B点运动到D点，由能量守恒定律有
解得
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