2021~2022年度河南省高一年级阶段性考试（四）物理考生注意：1.本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共110分。考试时间90分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。3.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第八章第2节。第I卷（选择题共60分）一、选择题：本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.下列关于功的说法正确的是（ ）A.功有正负，所以功是矢量B.摩擦力一定对物体做负功C.物体自由落体过程只有重力做功D.若作用力对物体做正功，则反作用力一定做负功【答案】C【解析】【详解】A．功是标量，A错误；B．摩擦力与物体运动方向相同时可以做正功，B错误；C．物体自由落体时，只受重力，只有重力做功，C错误；D．作用力对物体做正功，反作用力也可以对物体做正功，D错误．故选C。2.某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮匀速转动的角速度大小为ω，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为（ ）\nA.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】依题意，假定各乙轮、丙轮的角速度分别为ω2、ω3，有则有丙轮边缘上各点的向心加速度大小为故ACD错误，B正确。故选B。3.如图所示，蜡烛块可以在竖直方向的直玻璃管内的水中匀速上升，若在蜡烛块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管水平向右做匀减速直线运动，蜡烛块最终到达C点，蜡烛块从A点到C点的运动轨迹可能是图中的（ ）A.曲线1B.曲线2C.直线3D.曲线4【答案】D\n【解析】【详解】当合速度方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向。合加速度方向水平向左，轨迹的凹向要大致指向合加速度的方向，故D正确，ABC错误。故选D。4.某新型国产列车要进入半径为R的弯道，如图所示。已知轨道的倾角为θ，重力加速度大小为g，列车在该弯道处的速度大小最为适宜的是（ ）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】火车经过弯道处车轮与轨道间应没有相互挤压时速度大小最为适宜，此时重力和支持力的合力提供向心力得BCD错误，A正确。\n故选A。5.“嫦娥五号”返回器携带月球样品，采用“半弹道跳跃”方式返回地球。图中的虚线为大气层边界，实线为返回器的运动轨迹，返回器从a点关闭发动机无动力滑入大气层，然后从c点“跳”出，再从e点“跃”入，实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点，离地心的距离为r，返回器在d点时的速度大小为v，地球质量为M，引力常量为G，则返回器（）A.在a、c两点受到地球的万有引力相同B.运动轨迹cde为一段圆弧C.在d点时的速度大小D.在d点时的加速度大小小于地球表面的重力加速度大小【答案】D【解析】【详解】A．由万有引力定律可知，返回器在a、c两点受到地球的万有引力则在a、c两点受到地球的距离相同，则a、c两点受到地球的万有引力大小相同，但方向不同，A错误；B．由c到e运动中，c到d做离心运动，d到e做近心运动，因此cde不是圆的一部分，B错误；C．在d点时，如果返回器做匀速圆周运动，则有\n解得由于返回器从d到e做的是近心运动，因此在d点的速度C错误；D．在地球表面上有解得根据可得由于，则在d点时加速度小于地球表面的重力加速度g，D正确。故选D。6.如图所示，有a、b、c、d四颗人造地球卫星，a在地球赤道上未发射，b在近地轨道上做圆周运动，c是地球同步卫星，d是在高空椭圆轨道上运行的探测卫星，它们的运动轨道都在同一平面内。则有（ ）A.a的向心加速度大小等于地球表面的重力加速度大小B.在相同时间内b转过的角度最小\nC.c在6h内转过的圆心角是D.d的运动周期有可能是22h【答案】C【解析】【详解】A．由于a在地球赤道上未发射随地球一起转动，而赤道上万有引力等于向心力和重力之后，向心力由万有引力的一个分力提供，因此故a的向心加速度大小不等于地球表面的重力加速度大小，故A错误；B．地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，角速度也相同，因此的a、c的角速度相同，根据万有引力提供向心力可得因此半径越小角速度越大，故在相同时间内b转过的角度最大，故B错误；C．c为地球同步卫星，因此在6h内转过的圆心角为故C正确；D．根据开普勒第三定律可知，卫星的半径越大，周期越大，由于，因此故D错误。故选C。7.如图所示，长度均为L的两根不可伸长轻绳，一端共同系住质量为m的小球（视为质点），另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，已知小球经过最高点和最低点的速度大小之比为1：2，则左边轻绳在最低点和最高点的拉力大小之差可能为（ ）\nA.B.2mgC.D.【答案】D【解析】【详解】左右两边轻绳对称，则拉力相等，设在最低点时拉力为F1，小球速度为v1；在最高点时拉力为F2，小球速度为v2，已知A、B两点间的距离为L，且绳长也为L，结合几何关系，有根据题干和机械能守恒定律，有联立以上各式可得整理得故选D。\n8.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0~6s内拉力与时间的关系图像和阻力的功率与时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）A.物体受到的滑动摩擦力的大小为6NB.物体的质量为5kgC.0~2s内拉力对物体做的功为40JD.0~6s内拉力对物体做的功为300J【答案】B【解析】【详解】A．2s之后，物体的功率恒定，牵引力恒定，根据知此时物体做匀速直线运动，为平衡状态，则滑动摩擦力故A错误；B．在内，物体做匀加速运动，且2s时物体的速度大小为通过阻力的功率与时间的关系图像可知内可得加速度该过程中根据牛顿第二定律可得则物块质量\n故B正确；C．在内，物体位移该过程拉力对物体做功故C错误；D．内，物体匀速运动该过程中总功故D错误。故选B。9.如图所示，斜面AB固定在水平地面上，斜面的倾角α=53°、长度L=1m。在斜面顶点水平向左抛出一个小球，取重力加速度大小g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）A.当小球的初速度大于1.4m/s时，小球一定落在水平地面上B.当小球落在水平地面上时，小球在空中运动的时间为0.4sC.只要小球落在斜面上，落点处的速度方向与斜面的夹角就都相同D.只要小球落在斜面上，初速度越小，落点处的速度方向与水平方向的夹角越小【答案】BC【解析】\n【详解】AB．设小球恰好落在斜面的底端点时，水平位移为竖直位移为根据平抛运动规律得联立解得所以小球要落到水平面上，满足A错误，B正确；CD．设小球落到斜面上时的速度到水平方向上的夹角为，由题可知小球落到斜面上的位移与水平方向的夹角相同，都为，由平抛运动的推论,相同，也相同，即末速度的方向相同，末速度方向与斜面的夹角就都相同，C正确，D错误。故选BC。10.火星探测器的发射时间要求很苛刻，必须在火星相对于太阳的位置领先于地球特定角度的时候出发，瞄准火星的位置6至11个月之后，再开启火星探测之旅。这样对火箭运载能力要求最低。设地球环绕太阳的运动周期为T，轨道半径为r1；火星环绕太阳的轨道半径为r2(r2>r1)，火星的半径为R，引力常量为G。则（）A.太阳的质量为B.火星的公转周期为C.火星的第一宇宙速度为D.火星与地球相隔最近的最小时间间\n隔为【答案】BD【解析】【详解】A．设太阳质量为M，地球质量为m，由牛顿第二定律和万有引力定律得解得A错误；B．设火星周期为T2，由开普勒第三定律解得B正确；C．设火星的质量为M火，根据第一宇宙速度的理解有因无法求得M火，所以无法表示v火，C错误；D．地球绕太阳运转角速度火星绕太阳运转角速度从地球和火星相距最近到第下一次相距最近时间为t，则ω1t-ω2t=2π\n联立解得D正确。故选BD。11.如图所示，某河宽，水流的速度大小，小船在静水中的速度大小为（未知），当船头方向与河岸夹角为时渡河，小船恰好从河岸的A点沿直线匀速到达河正对岸的B点；若船头方向保持不变，小船以的速度航行，则小船从河岸的A点沿与河岸成角的直线匀速到达河对岸的C点。下列判断正确的是（ ）A.B.C.小船从A点运动到B点的时间为200sD.小船从A点运动到C点的时间间隔为【答案】ABD【解析】【详解】AB．小船速度合成情况如图所示小船从A点运动到B点的过程，有\n小船从A点运动到C点过程，由正弦定理得解得故A项和B项正确；C．小船从A点到B点有解得故C项错误；D．小船从A点运动到C点有解得故D项正确。故选ABD。12.如图甲所示，固定粗糙斜面的倾角为37°，与斜面平行的轻弹簧下端固定在C处，上端连接质量为1kg的小滑块（视为质点），BC为弹簧的原长。现将滑块从A处由静止释放，在滑块从释放至第一次到达最低点D（图中未画出）的过程中，其加速度a随弹簧的形变量x的变化规律如图乙所示（取沿斜面向下为正方向），取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）\nA.弹簧的劲度系数为10N/mB.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25C.滑块从A点运动至B点，滑块的重力势能减少了1.6JD.滑块从A点运动至D点，滑块的重力势能减少了4.8J【答案】AD【解析】【详解】AB．由图乙可知，当弹簧恢复原长时，物体加速度为，此时有当弹簧被压缩时，加速度为0，此时有解得故A正确，B错误；C．由图乙可知，物块从A运动到B，物块运动距离，重力势能减少量为故C错误；D．由图乙可知，物块从A运动到D，物块运动距离，重力势能减少量为故D正确。故选AD。\n第Ⅱ卷（非选择题共50分）二、实验探究题：本大题共2小题，共13分。13.（1）某同学采用频闪照相法拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长L=1.6cm，取重力加速度大小g=10m/s2，该小球做平抛运动的初速度大小为__________m/s（结果保留两位有效数字）；（2）下列操作会使“研究平抛物体的运动”实验误差增大的是____________。A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端切线水平C.根据曲线计算小球平抛运动的初速度时，在曲线上用作计算的点离原点O较近【答案】①.0.80②.C【解析】【详解】（1）[1]在竖直方向上，小球做自由落体运动，根据可得频闪照相的时间间隔小球在水平方向做匀速运动，根据可得小球做平抛运动的初速度大小为（2）[2]A．小球与斜槽之间有摩擦会导致平抛初速度稍小，但小球仍做平抛运动，不会增大实验误差，A错误；B．由于小球做平抛运动，斜槽末端必须调整到切线水平，不会增大实验误差，B错误；\nC．曲线上用作计算的点离原点O较近，测量数据时会增大实验误差，C正确。故选C。14.一个研究向心力与哪些因素有关的实验装置的示意图如图甲所示，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是细线的拉力大小，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，表格中是所得数据，图乙为F一v图像、F一v2图像和F一v3图像。v/（）1.01.52.02.530F/N0.881.993.505.507.90（1）结合表格中的数据，为了更好地描述力与速度的关系，图乙中的图像应选择__________（填“A”、“B”或“C”）图像；（2）为了研究F与转动半径r成反比关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持其__________不变；（3）若已知向心力公式为，式中物理量均取国际单位，测得圆周轨道的半径r=0.2m，则圆柱体的质量为______________（结果保留到小数点后3位）。【答案】①.B②.线速度③.0.176kg【解析】【详解】（1）[1]由图乙中的B图像可知。为了更好地描述力与速度的关系，应该选择一次函数的图像进行研究，故选B。（2）[2]由向心力表达式可知，为了研究F与转动半径r成反比关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持线速度v不变。（3）[3]进一步研究图乙中B图像的斜率可知\n又因为向心力表达式为可知图像斜率为故时，解得三、计算题：本大题共3小题，共37分。15.一列火车总质量m=5×105kg，发动机的额定功率P=5800kW。在足够长的水平直轨道上行驶时，火车受到的阻力f恒为车重的。火车以额定功率启动，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求火车行驶的最大速度；（2）当行驶的速度大小v′=10m/s时，求火车的加速度大小a。【答案】（1）58m/s；（2）0.96m/s2【解析】【详解】（1）火车达到最大速度时牵引力和阻力相等由可得，最大速度为联立可得（2）当行驶的速度大小为v′=10m/s时，牵引力为\n由牛顿第二定律解得16.“开阳”双星是人们在1650年第一个用肉眼发现的双星。双星由两颗绕着共同中心旋转的恒星组成，即组成双星的两颗子星绕它们连线上的某点做匀速圆周运动。如图所示，已知两颗子星的质量分别为m1和m2，二者相距r，引力常量为G，求：（1）质量为m1的子星的转动半径r1；（2）质量为m2的子星的运动周期T。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）双星是同轴转动模型，其角速度相等，根据万有引力提供向心力得，对m1对m2且有联立解得（2）同时也可得到\n解得则可得17.如图所示的装置可绕竖直轴OO′匀速转动，可视为质点的小球用细线连接于O处。已知小球的质量m=0.48kg，细线长L=0.5m，细线能承受的最大拉力F1=8N，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。装置从静止开始缓慢增大转速。（1）当装置转动的角速度ω1=3rad/s时，求细线的拉力大小F2；（2）当细线与竖直轴的夹角θ=37°时，求装置转动的角速度大小ω2；（3）当细线被拉断后，小球经过时间落地，求此过程小球的位移大小x。【答案】（1）2.16N；（2）5rad/s；（3）1m【解析】【详解】（1）设绳与竖直方向上的夹角为θ，有解得故细线拉力大小F2为2.16N。（2）当细线与竖直轴的夹角为37°时，设此时绳的拉力大小为F3，有\n可得细线没有断，则有解得故装置转动的角速度大小ω2为5rad/s。（3）细线被拉断后，小球做平抛运动，细线刚好被拉断时，有，联立可得即小球以该速度水平抛出，则小球水平方向上的位移为竖直方向上的位移为则小球的位移为故小球的位移大小x为1m。
