2021-2022学年河南省豫北名校高一（下）第一次联考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年河南省豫北名校高一（下）第一次联考物理试卷

1.  曲线运动是自然界中普遍存在的运动形式．关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是(    )

A. 合外力一定发生变化 B. 加速度一定发生变化
C. 速度一定发生变化 D. 相同时间内通过的路程一定发生变化

2.  幼儿园中，一名小朋友沿滑梯从M向N加速滑下，当其在运动轨迹上P点处，所受合力方向可能是(    )

A.  B.
C.  D.

3.  A、B两质点同时从水平地面开始做斜抛运动，运动方向如图中箭头所示，恰好同时到达C点两条轨迹平行靠近，两质点不相撞，落地时A的水平位移小于B的水平位移，则下列说法不正确的是(    )
 

A. 抛出时质点A的速度小于质点B的速度 B. 到达C点时，A、B两质点速度大小相等
C. A、B两质点到达最高点时的高度相同 D. A、B两质点同时落地

4.  一物体在xOy平面内运动，在x轴方向上的位移一时间图像和在y轴方向的速度一时间图像分别如图甲、乙所示，则下列说法正确的是(    )
 

A. 在内物体做匀变速直线运动
B. 末物体的速度大小大于末物体的速度大小
C. 在内与内物体所受的合外力相同
D. 3s末物体的速度为零

5.  如图所示，表面粗糙的水平圆盘上叠放着质量相等的两物块A、B，两物块到圆心O的距离，圆盘绕圆心旋转的角速度缓慢增加，两物块相对圆盘静止可看成质点．已知物块A与B间的动摩擦因数，物块B与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，则下列说法正确的是(    )

A. 根据可知，B对A的摩擦力大小始终等于圆盘对B的摩擦力大小
B. 圆盘对B的摩擦力大小始终等于B对A的摩擦力大小的2倍
C. 圆盘旋转的角速度最大值
D. 如果增加物体A、B的质量，圆盘旋转的角速度最大值增大

6.  用不同长度的轻绳将A、B两个小球悬挂在O点，现使A、B两个小球绕竖直轴旋转，调整转动的角速度，使两球恰好在同一水平面内转动，如图所示，此时轻绳OA与竖直方向夹角，轻绳OB与竖直方向夹角角度均未画出，则A、B两球旋转的角速度之比(    )

A. ：： B. ：：1
C. ：： D. ：：1

7.  如图所示，汽车以恒定的速度v向右匀速运动，通过绳子拉升放在斜面上质量为m物体A，斜面体质量为M始终静止不动，当系在汽车上的绳子与水平方向夹角为时(    )
 

A. 物体A沿斜面上升的速度
B. 物体A处于超重状态
C. 斜面体对地面的压力大小等于
D. 绳子的拉力保持不变

8.  如图所示，一长的轻杆，可绕通过中点O的水平轴在竖直平面内转动，在轻杆两端分别固定小球A、当A球通过最低点，B球通过最高点，且旋转的角速度时，转轴对轻杆恰好无作用力，取重力加速度，忽略一切摩擦和阻力，则A、B两个小球的质量之比为(    )

A. ：：3
B. ：：1
C. ：：3
D. ：：11

9.  竖直平面内有一半径的光滑圆环，质量的小球P套在圆环上，当圆环以一定的角速度绕竖直直径转动时，小球相对圆环静止，此时小球与圆环中心的连线与竖直方向夹角，取重力加速度，，，则(    )

A. 圆环对小球的弹力为50N B. 小球随圆环旋转的角速度
C. 小球运动的线速度 D. 小球的向心加速度为

10.  两岸平行的小河，河水的流速，小船以恒定的速度行驶，当船头指向正对岸和船头与河岸上游夹角为两种方式过河时，恰好到达河对岸同一位置，则(    )

A. 船在静水中的速度为 B. 船在静水中的速度为
C. 两次到达对岸的时间之比为1：2 D. 两次到达对岸的时间之比为1：3

11.  从倾角的斜面上A、B位置分别以水平速度、平抛两个小球，两个小球恰好都落在斜面上C点，如图所示．已知，则下列说法正确的是(    )
 

A. 从A、B位置抛出的小球在空中运动时间之比为2：1
B. AB与BC距离之比为3：1
C. 从A、B位置抛出的小球，落到C点时的速度大小之比为4：1
D. 两球落到C点时速度方向相同

12.  自行车的踏板、链轮、链条、飞轮、后轮示意图如图所示，踏板和链轮同轴转动、飞轮和后轮同轴转动，已知链轮、飞轮和后轮的半径之比：：：1：18，后轮半径，A、B、C分别为链轮、飞轮、后轮边缘上的三个点．现将后轮架空，让踩踏板以的角速度做匀速圆周运动，则(    )
 

A. A点的线速度
B. B点的角速度
C. C点的向心加速度
D. 若使C点的线速度达到，脚踏板转动的角速度应为

13.  在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图所示．图是演示器部分原理示意图：皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的倍，轮④的半径是轮⑥的2倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力．图中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系．可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球

在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的______.
A.等效替代法
B.控制变量法
C.理想实验法
D.转化法
实验时将球1、球2分别放在挡板A、C位置，将皮带与轮②和轮⑤连接，转动手柄观察左右两个标尺，此过程是验证向心力的大小与______的关系．
实验时将皮带与轮③和轮⑥相连，将球2、3分别放在挡板B、C位置，转动手柄，则标尺1和标尺2显示的向心力之比为______.

14.  如图所示，在竖直板上不同高度处固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关1控制，在上轨道末端O点同一高度处固定第三块电磁铁，并通过O点处的开关2控制．通电后，三块电磁铁分别吸住三个相同的小铁球A、B、断开开关1，A、B两个小铁球同时开始运动，当A小球运动到斜槽末端O点处时，触动开关2，C小球开始做自由落体运动，同时A小球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，三个小球恰好在P点相遇．
球A、B在P点相遇，说明平抛运动在水平方向是______运动；
球A、C在P点相遇，说明平抛运动在竖直方向是______运动；
忽略小球的大小，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为5cm，则小球A做平抛运动的初速度大小为______，落到P点时的速度方向与水平方向夹角的正切值为______取重力加速度

15.  2020年，“四纵四横”高铁网提前建成，“八纵八横”高铁网加密成型，全国高铁里程达到万公里．某高铁在通过弯道时的转弯半径，设计速度高铁以设计速度转弯时，对内外轨均无侧向的压力，两条铁轨间的距离重力加速度g取，求该弯道处内轨和外轨之间的高度差角度较小时可认为

16.  “辽宁号”航母是我国第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰，也是第一艘服役的航空母舰．某次“辽宁号”航母在我国某处海域以的速度直线航行，甲板上的反潜直升机正在训练垂直起降，可以认为相对甲板匀加速上升，经过30s上升到距离甲板900m的高空．求：
反潜机的加速度；
时反潜机的速度大小；
内反潜机的位移大小．

17.  如图所示，窗子上、下沿间的高度，竖直墙的厚度，某人在离墙壁距离、距窗子上沿处的P点，将可视为质点的小球以垂直于墙壁的速度v水平抛出，不计空气阻力，重力加速度g取求：

小球能直接穿过窗口并落在水平地面上时，初速度的最大值；
若增加高度h，当高度增加到超过多少时，无论如何调整初速度，都无法使小球直接穿过窗口．

18.  质量的小球从粗糙斜面上AB的顶端A点由静止滚下，经过斜面最低点B进入光滑水平面BC，通过B点前后速度大小保持不变，接着又从C点进入半径的半圆形轨道，经过C点时球对轨道的压力为8N，小球从半圆形轨道最高点D飞出，恰好垂直打到斜面AB上的E点，如图所示。已知斜面AB长，倾角，小球在半圆形轨道包括C、D两点上运动时，受到大小为、竖直向上的恒力作用，取重力加速度，，。求：
小球经过C点时的速度大小；
小球与斜面间的动摩擦因数；
、C间的距离。计算结果用分数表示

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：AB、做曲线运动的物体，所受合外力可以是恒力也可以是变力，只要力的方向与速度方向不在一条直线上，物体就做曲线运动，根据牛顿第二定律，加速度可以是恒定的，也可以是变化的，故AB错误；
CD、由于做曲线运动的物体所受合外力不为零，一定存在加速度，物体的速度一定会发生变化，如果仅方向发生变化、大小不变，则在相同时间内通过的路程相等，故C正确，D错误。
故选：C。
曲线运动的物体力与速度不共线，故速度方向一定发生变化；
曲线运动的合力可以是恒力也可以是变力；
曲线运动的合力与物体垂直时，仅速度方向发生变化，大小不变，故在相同时间里路程相同。
明确质点做曲线运动的条件，知道力与速度、加速度之间的关系，知道曲线运动的路程与速度的关系。
 

2.【答案】A 

【解析】解：由于做曲线运动，所受合力的方向指向运动轨迹的凹侧，又由于做加速运动，合力方向与速度方向的夹角为锐角，故A正确，BCD错误。
故选：A。
明确曲线运动的性质，根据合外力方向指向轨迹的内侧，并且要注意小朋友做加速度运动，力的方向与速度方向夹角为锐角进行分析选择。
本题对曲线运动速度方向和合外力方向的理解能力，要知道物体做曲线运动时合外力的方向指向曲线的凹侧。
 

3.【答案】B 

【解析】解：CD、两质点同时开始运动，且同时到达C点，说明A、B从地面到C的运动，在竖直方向的分运动情况相同，从而抛出时的竖直方向分速度相同，同时到达最高点，且最高点的高度相同，同时落地，落地时竖直分速度也相同，故CD正确；
AB、A的水平位移小于B的水平位移，可知运动过程中A的水平分速度小于B的水平分速度，从而抛出时A的合速度小于B的合速度，同样到达C点时，A的合速度小于B的合速度，故A正确，B错误；
本题选择不正确选项，
故选：B。
对于斜抛运动，由运动的合成与分解可知，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速直线运动；根据在C点相遇可知，竖直方向的速度一样，从而得出运动时间一样；最后根据水平方向位移关系可知水平速度大小关系，合速度关系。
本题考查了斜抛运动，解题的关键是运用运动的合成与分解来分析斜抛运动，竖直方向做匀变速直线运动，水平方向做匀速直线运动。
 

4.【答案】C 

【解析】解：A、根据图像可知，在内物体沿x轴正方向做匀速运动，且速度大小，沿y轴正方向做匀减速运动，且加速度大小，因此在内物体做匀变速曲线运动，故A错误；
B、末物体沿x轴正方向的分速度，沿y轴正方向的分速度，可得合速度，末物体沿x轴负方向的分速度，沿y轴正方向的分速度，可得合速度，因此，故B错误；
C、在内，物体沿x轴正方向做匀速运动，合外力沿y轴负方向，内，物体沿x轴负方向做匀速运动，合外力依然沿y轴负方向，沿y轴方向加速度恒定，根据牛顿第二定律，可知合外力恒定，故C正确；
D、3s末，沿y轴方向的速度为零，而沿x轴方向的速度大小为，因此合速度为，故D错误．
故选：C。
根据题意与图示图象分析清楚物体沿x轴方向与沿y轴方向的运动性质与运动过程，然后应用运动学公式和运动的合成与分解知识分析答题。
解决本题的关键知道质点在x方向和y方向上的运动规律，根据平行四边形定则进行合成，注意掌握曲线运动的条件。
 

5.【答案】B 

【解析】解：AB、由于A与B之间和B与圆盘间的摩擦力是静摩擦力，不能用滑动摩擦力的公式计算摩擦力的大小，由于两物体质量相等，所需向心力相等，而向心力是由静摩擦力提供，两物体以角速度做匀速圆周运动时，B对A的摩擦力大小，设圆盘对B的摩擦力大小为，B也做匀速圆周运动，所受合力提供向心力，可得，因此，故A错误，B正确；
CD、由B与圆盘间的动摩擦因数较小，容易发生相对滑动，因此B与圆盘间的静摩擦力达到最大静摩擦力时，角速度达到最大值，对A、B整体，根据牛顿第二定律，解得：，最大角速度与物体的质量无关，故CD错误；
故选：B。
AB两物体加速度相同，故它们的向心力相同，它们各自的合外力为其向心力，根据对它们分别受力分析可知它们摩擦力关系；增大角速度它们的向心力随之增大，根据牛顿第二定律列方程便可求出最大角速度。
该题考查做匀速圆周运动的物体受力分析，对它们受力分析，结合牛顿第二定律可以求解本题，属于中档难度习题。
 

6.【答案】D 

【解析】解：设A、B旋转的平面与O点高度差为h，绳与竖直方向的夹角为，A、B两球的旋转半径分别为、，根据牛顿第二定律，对球A，，，可得，而，整理得，对球B，同理得，因此：：1，故D正确，ABC错误；
故选：D。
对小球受力分析，求得合外力，根据牛顿第二定律可知分析加速度之比。
本题考查对物体受力分析与牛顿第二定律，该题的突破口为两者具有相同的高度h，根据受力分析可以分析该题。
 

7.【答案】B 

【解析】解：A、将汽车的速度分解到沿着绳子和垂直于绳子方向，而沿着绳子方向的分速度等于物体沿斜面上升的速度，可知物体A沿斜面上升的速度，故A错误；
B、随着汽车向右运动，逐渐减小，逐渐增大，物体A沿斜面向上运动的速度逐渐增大，做加速运动，竖直方向存在向上的分加速度，处于超重状态，故B正确；
C、对物体和斜面体整体在竖直方向受力分析，受到重力、绳拉力竖直向下的分力、支持力，由于物体有向上的分加速度，所以支持力大于重力与绳拉力的竖直分力之和，根据牛顿第三定律：压力大小等于支持力大小，大于总重力，故C错误；
D、物体斜向上做加速运动，但不是匀加速度运动，根据牛顿第二定律，绳子的拉力发生变化，故D错误。
故选：B。
将汽车的速度沿绳子方向和垂直绳子方向分解，根据平行四边形定则求出物体的速度大小的表达式，再根据夹角的变化确定速度的变化，明确其加速度方向，根据牛顿第二定律明确是超重还是失重，同时分析拉力大小是否变化；再对整体分析，明确斜面体对地面的压力大小是否变化。
解决本题的关键是知道物体的速度等于沿绳子方向的速度，掌握运动的合成和分解的应用，同时注意受力分析时整体法和隔离法的应用。
 

8.【答案】A 

【解析】解：若转轴恰好对轻杆无作用力，可知轻杆对球A的拉力恰好等于轻杆对球B的拉力，设拉力大小为T，
根据牛顿第二定律可知，；
联立解得：：3，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据两小球的角速度相等，分别表述出它们的向心力表达式，对小球受力分析可知合外力，合外力提供向心力，最后根据向心力公式计算出杆对球的拉力。
解决本题的关键是两球同轴转动，具有相等的角速度；搞清楚向心力的来源，熟练应用牛顿第二定律求解。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：AB、对小球进行受力分析可知：，，联立解得：，，故A正确，B错误；
C、小球运动的线速度：，解得：，故C正确；
D、小球的向心加速度：，解得：，故D错误；
故选：AC。
根据题意及受力分析得到圆环对小球的弹力、角速度大小；
根据线速度与角速度的关系得到线速度大小；
根据向心加速度与角速度的关系得到向心加速度大小。
本题考查了匀速圆周运动的知识，解题的关键是受力分析出合力提供向心力，熟练掌握线速度、角速度、向心加速度的公式。
 

10.【答案】BC 

【解析】解：设河宽为d，船头指向正对岸过河时，，
船头与河岸上游夹角为过河时，，
联立解得，：：2，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
根据两次渡河的方式水平位移相等，分别列式求解即可解得时间关系和船在静水中的速度。
本题是小船渡河问题，关键是运用运动的合成与分解做出速度分解或合成，进而分析渡河的条件。
 

11.【答案】ABD 

【解析】解：由于小球都做平抛运动落到斜面上，因此，解得，因此在空中运动的时间之比，故A正确；
由于，，可知，故AB与BC距离之比为3：1，故B正确；
竖直方向的速度，因此竖直分速度之比，水平速度之比，根据运动的合成可知，落到C点时速度大小之比，故C错误；
设落到C点时，速度与水平方向夹角为，则，可知，故D正确．
故选：ABD。
小球从斜面抛出落在斜面上，合位移与水平方向夹角等于斜面夹角，根据推论速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角的正切值的2倍得出竖直方向的速度，由速度公式可求得运动时间，再由水平方向的匀速运动表达出水平位移即可。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律以及其推论，抓住从斜面上抛又落在斜面相等于隐含合位移方向，结合运动学公式灵活求解。
 

12.【答案】BD 

【解析】解：A、由题：：6，后轮半径，解得：
根据，A点的线速度：，解得：，故A错误；
B、由于A、B两点线速度相同，因此：：，解得B点的角速度：，故B正确；
C、C点的角速度与B点角速度相同，根据，解得C点的向心加速度：，故C错误；
D、若C点的线速度达到，由解得C点的角速度：，而C点的角速度与B点角速度相同，又：：3，解得脚踏板转动的角速度，故D正确。
故选：BD。
根据圆周运动中的线速度、角速度和向心加速度与半径的关系进行解题。
本题考查了圆周运动的规律，解题的关键是熟练掌握线速度、角速度、向心加速度各物理量之间的关系。
 

13.【答案】B 角速度  1：4 

【解析】解：本实验采用控制变量法，故选
将球1、球2分别放在挡板AC位置时，两球的质量、运动半径均相同，但转动的角速度不同，从而向心力不同，故此过程是验心力的大小与角速度的关系，
根据，代入数据可得
故答案为：；   角速度；   ：4
根据控制变量法可知，应保持其他物理量相同；
找出实验中的不同量即可，由此根据比例法去判断比值关系；
本题主要考查的是向心力相关的实验，理解实验方法，结合向心力的公式做出判断即可。
 

14.【答案】匀速直线  自由落体   

【解析】解：球做平抛运动，B球做匀速直线运动，球A、B在P点相遇，说明A、B两球在水平方向运动规律相同，即平抛运动在水平方向上是匀速直线运动；
球做平抛运动，C球做自由落体运动，球A、C在P点相遇，A、C两球在竖直方向运动规律相同，即平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；
正方形小格的边长，A球做平抛运动，在竖直方向：，代入数据解得：；
A球平抛运动的初速度，到达P点时的竖直分速度，因此落到P点时的速度方向与水平方向夹角正切值。
故答案为：匀速直线；自由落体；；2。
实验中，小球A做平抛运动，B球做匀速运动，若两小球相碰，则说明平抛运动水平方向是匀速运动；探究平抛运动的规律中，实验甲同时让A球做平抛运动，C球做自由落体运动。若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，应用运动学公式与运动的合成与分解分析答题。
通过实验探究出平抛运动处理的规律，并掌握了运动的合成与分解，同时运用运动学公式解题，是考查分析实验与应用规律的好题。
 

15.【答案】解：火车转弯时，设轨道与水平面的夹角为，
在竖直方向有
在水平方向有
代入数据可得
由于角度较小，因此
解得
答：该弯道处内轨和外轨之间的高度差h为。 

【解析】根据题意高铁对内外轨均无侧向的压力，对高铁受力分析，合外力为指向圆心的向心力，根据向心力公式可以求得内外轨道高度差。
该题考查火车转弯问题，对火车受力分析获得合外力即为指向圆心的向心力，结合向心力公式可分析该题，属于基本题型。
 

16.【答案】解：根据
代入数据可得，方向竖直向上
由于反潜机参与了两种运动，竖直方向上
水平方向上和航母具有共同的速度
因此5s时反潜机的速度大小
内反潜机竖直方向的位移
代入数据可得
水平方向的位移
代入数据可得
因此20s内反潜机的位移大小
答：反潜机的加速度大小为，方向竖直向上；
时反潜机的速度大小为；
内反潜机的位移大小为 

【解析】根据运动学公式，结合题意求出反潜机的加速度；
分别求出反潜机竖直方向和水平方向的速度，最后求出5s时反潜机的速度大小；
分别求出反潜机水平方向和竖直方向的位移，最后求出20s内反潜机的位移大小。
在处理曲线运动问题时，可以把曲线运动分解为直线运动的合运动，结合直线运动规律解决问题。
 

17.【答案】解：当小球沿窗子上沿右侧边缘越过墙壁时，平抛初速度最大
根据平抛运动规律有

解得：
当高度达到临界值时，小球恰好从窗子上沿右侧边缘进入窗口根据平抛运动规律有

小球又从窗子下沿左侧边缘离开，有

联立解得：
因此当高度超过时，无论速度是多少小球都无法直接穿过窗口
答：小球能直接穿过窗口并落在水平地面上时，初速度的最大值为；
当高度超过时，无论速度是多少小球都无法直接穿过窗口． 

【解析】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大，由分位移公式求解。
根据临界条件结合平抛运动规律解得。
解决本题的关键明确临界条件，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活解答。
 

18.【答案】解：经过C点时球对轨道的压力为8N，根据牛顿第三定律可知小球受支持力：根据牛顿第二定律有：，代入数据解得：；
小球从粗糙斜面上AB的顶端A点由静止滚下，经过斜面最低点B进入光滑水平面BC，根据动能定理有：，代入数据解得：
在E点，根据速度的合成与分解可得，从D到E运动的时间为，下降的高度为，
水平位移为，
BC段的距离为
联立解得：
答：小球经过C点时的速度大小为；
小球与斜面间的动摩擦因数为；
、C间的距离为。 

【解析】在C点根据牛顿第二定律求得到达C点的速度；
从A到B，根据动能定理求得AB段的动摩擦因数；
从D点做平抛运动，根据运动学公式求得BC间的距离。
本题主要考查了动能定理及平抛运动，明确所选取的研究过程，在平抛运动中，抓住垂直落到斜面上即可。