2021-2022学年河南省安阳市高一（下）阶段性考试物理试题

2021-2022学年河南省安阳市高一（下）阶段性考试物理试题

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（　　）

A.  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1 B. 曲线2 C. 直线3 D. 曲线4

【答案】D

【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。

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

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

C. 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（　　）

A.  B. 2mg C.  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。

8. 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6N B. 物体的质量为5kg

C. 0~2s内拉力对物体做的功为40J D. 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

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0.4s

C. 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】

【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

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200s D. 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

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（　　）

A. 弹簧的劲度系数为10N/m

B. 滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25

C. 滑块从A点运动至B点，滑块的重力势能减少了1.6J

D. 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。

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. 0.80    ②. 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；

C．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。

（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. B    ②. 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

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

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

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

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。