2021-2022学年河南省临颍县第一高级中学高一（下）5月大联考物理试题含解析

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河南省临颍县第一高级中学2021-2022学年高一物理试题注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 物理学的发展促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法符合史实的是（　　）A. 开普勒发现了万有引力定律B. 卡文迪许通过实验测出了引力常量GC. 相对论的创立表明经典力学已不再适用D. 伽利略通过“理想实验”得出“力是维持物体运动的原因”【答案】B【解析】【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，A错误；B．卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G，B正确；C．相对论的创立并不表明经典力学已不再适用，在宏观、低速的情况下，经典力学仍然适用，C错误；D．伽利略根据理想斜面实验指出物体的运动不需要力来维持，D错误；故选B。2. 如图所示，套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连。由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A环上升至与定滑轮的连线水平时，其上升速度v1≠0，若这时B的速度为v2，则（　　）A. v2＝0 B. v2＞v1C. v2≠0 D. v2＝v1【答案】A【解析】【详解】环上升过程中其速度v1可分解为两个分速度v∥和v⊥，如下图所示其中v∥为沿绳方向的速度，其大小等于重物B的速度为v2；v⊥为绕定滑轮转动的线速度，则关系式为v2=v1cosθθ为v1与v∥间夹角，即有：v2＜v1，当A上升至与定滑轮的连线处于水平的位置时，θ=90°，cosθ=0，即此时有：v2=0，故A正确BCD错误。故选A。3. 张飞同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是2.5m，目测空中脚离地最大高度约0.8m，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功最接近（ ）A. 65J B. 750J C. 1025J D. 1650J【答案】B【解析】【详解】将该同学的运动分解为竖直方向的竖直上抛运动的水平方向的匀速直线运动，在竖直方向上，上升的时间，根据可知为，上升的初速度，水平方向，可知水平初速度，这样起跳的初速度，设该同学质量为60kg，因此初动能大约为，因此B正确。故选B。4. “木牛流马”是三国时期蜀汉丞相诸葛亮发明的运输工具，分为木牛与流马。现用木牛沿崎岖山道运输50kg谷物，30min后谷物上升的高度为10m，取重力加速度大小，则关于谷物，下列说法正确的是（　　）A. 重力做了功 B. 谷物克服重力做了的功C. 重力势能增加了 D. 重力势能减少了【答案】D【解析】【详解】AB．根据公式可知，运输过程中，重力做功为即谷物克服重力做了的功，故AB错误；CD．由AB分析可知，重力做了负功，根据重力做功和重力势能的关系可知，则重力势能增加，即重力势能减小，故C错误D正确。故选D。5. 海王星的质量是地球的17倍，它的半径是地球的4倍。已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则绕海王星表面做圆周运动的宇宙飞船运行速度大小约为（　　）A. 1.9km/s B. 3.8km/s C. 16.3km/s D. 33.6km/s【答案】C【解析】【详解】绕星球表面做圆周运动的飞船，根据万有引力提供向心力解得则绕海王星表面做圆周运动的宇宙飞船运行速度大小为故C正确，ABD错误。故选C。6. 两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是图中的（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】设细线与竖直方向的夹角为 ，根据牛顿第二定律有解得所以两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中高度相同，在同一水平面上，所以B正确；ACD错误；故选B。7. 如图所示，某同学对着竖直墙壁练习打乒乓球。某次练习中乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平反弹，垂直落在球拍上的Q点，此时球拍与水平方向的夹角为60°，Q点到墙壁的距离为m。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，乒乓球可视为质点，则（　　）A. P、Q两点的高度差为mB. P、Q两点的高度差为1mC. 球刚要接触球拍时的速度大小为m/sD. 球刚要接触球拍时的速度大小为m/s【答案】B【解析】【详解】A B．设从P点水平飞出的速度为，球刚要接触球拍时的速度为，球刚要接触球拍时的竖直方向分速度由平抛运动规律可知又解得P、Q两点的高度差A错误；B正确；C D．球刚要接触球拍时的速度大小C、D错误。故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8. 如图所示，某水上项目，质量为m的充气船要过半径为R的浮于水面上方的半圆球顶部，充气船受到的阻力可忽略不计。当充气船在顶部的水平初速度为时，则充气船（　　）A. 立即离开半球做平抛运动B. 先沿球面至某点N，再离开球面做斜下抛运动C. 此后一直沿半圆球面下滑至M点D. 此后运动过程中的加速度不变【答案】AD【解析】【详解】充气船在顶部的水平初速度满足此时重力提供向心力，使得充气船与球面之间作用力为零。假设充气船可以继续沿球面运动，则当其转过一角度θ时，易知其速度将增大，所需向心力增大，而此时重力在指向圆心方向的分力大小为，显然这个力不足以提供向心力，所以充气船在经过半球顶部后将立即离开半球做平抛运动，则此后运动过程中加速度始终为重力加速度，故AD正确，BC错误。故选AD。9. 若“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆形轨道I上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月，如图所示，则“嫦娥四号”（　　）A. 沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期B. 沿轨道I运动至P点时，需减速才能进入轨道ⅡC. 沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度D. 在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，势能减小，机械能不变【答案】BD【解析】【详解】A．轨道Ⅱ的半长轴小于轨道I的半径，根据开普勒第三定律，可知沿轨道Ⅱ运行的周期小于轨道I上的周期，故A错误；B．在轨道I上运动，从P点开始变轨，可知嫦娥三号做近心运动，在P点应该制动减速以减小需要的向心力，通过做近心运动减小轨道半径，故B正确；C．在轨道Ⅱ上运动时，卫星只受万有引力作用，根据，可知在P点时的万有引力比Q点的小，故P点的加速度小于在Q点的加速度，故C错误；D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，嫦娥三号只受到万有引力的作用，机械能守恒；万有引力对嫦娥三号做正功，嫦娥三号的速度逐渐增大，动能增大，故D正确。故选BD。10. 如图A所示，A、B两个小球可视为质点，A球沿倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始自由下滑，B球做自由落体运动，A、B两球的动能与路程的关系图像如图B所示。下列说法正确的是（　　）
 A. A球机械能不守恒，B球机械能守恒B. A、B两球到达地面时速度大小相等C. A、B两球的质量之比为mA：mB=4：1D. A、B两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为PA：PB=2：1【答案】BC【解析】【详解】A．由题意可知，AB两球在运动的过程中都是只有重力做功，所以AB两球机械能都守恒，A错误；B．根据机械能守恒得解得A、B两球离地高度相同，故到达地面时速度大小相等，B正确；C．根据动能定理可知动能与位移的图像斜率表示合外力，A的合外力为，B球的合外力，由图知所以C正确；D．根据知，动能相等时两球重力的瞬时功率之比D错误。故选BC。三、实验题：共题共2小题，共16分。11. 某同学设计了一个《研究平抛物体运动》的实验．实验装置示意图如图所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中、、……），槽间距离均为d．把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d．实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示．（1）实验前应对实验装置反复调节，直到_______________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了_____________________．（2）每次将B板向内侧平移距离d，是为了______________________．（3）在图绘出小球做平抛运动的轨迹．【答案】    ①. 斜槽末端水平；保持小球水平抛出的初速度相同    ②. 保持相邻痕迹点的水平距离大小相同    ③. 【解析】【详解】试题分析：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球水平抛出的初速度相同．每次将B板向内侧平移距离d，是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同；（1）平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平，保证小球的初速度水平，使小球做平抛运动；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球水平抛出的初速度相同．（2）每次将B板向内侧平移距离d，是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同．（3）描绘平抛运动的轨迹时，注意作图的规则，用平滑的曲线通过尽量多的点，不能通过曲线的点大致对称分布在曲线的两侧，轨迹如图所示：点睛：本题主要考查了平抛运动的特点．该题考查了实验中的留迹法． 12. 气垫导轨通过小气孔喷出压缩空气，可以使滑块运动时受到导轨的阻力很小，现有一气垫导轨上固定有相距s的光电门1和光电门2，连接的光电计时器可以自动记录遮光物体通过光电门的时间，如图甲所示。小红、小兰两同学用此气垫导轨来验证机械能守恒定律。
 （1）小红把气垫导轨倾斜30°，让带有宽为d=0.2cm的遮光条的滑块从斜面的顶端A处静止滑下，光电计时器显示的挡光时间分别为Δt1=2.50ms、Δt2=0.80ms。已知滑块（含遮光条）的质量为m=0.2kg，光电门1和2之间的距离为s=0.60m，取重力加速度大小g=9.80m/s2，求：（结果均保留两位有效数字）①滑块经过光电门1时的速度v1=___________m/s；②滑块通过光电门1、2的动能增加量为___________J，重力势能的减少量为___________J；③动能的增加量与重力势能的减少量不完全相等的原因可能是___________。（2）小兰将小红用过的气垫导轨放在水平桌面上调至水平，用细线连接砝码和滑块，将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，砝码落地前挡光条已通过光电门2，读出滑块分别通过光电门1和光电门2的挡光时间Δt3和Δt4，用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。计算出滑块和挡光条的动能及托盘和砝码的动能，在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，如果满足关系式___________，则也可验证机械能守恒定律。（用M、m、g、s、d、Δt3、Δt4中的符号表示结果）
 【答案】    ①. 0.80    ②. 0.56    ③. 0.59    ④. 有摩擦阻力做功，使滑块的机械能减少    ⑤. 【解析】【详解】（1）①[1]滑块经过光电门1时的速度为②[2]滑块经过光电门2时的速度为滑块通过光电门1、2的动能增加量为[3]滑块通过光电门1、2重力势能的减少量为③[4]动能的增加量与重力势能的减少量不完全相等的原因可能是有摩擦阻力做功，使滑块的机械能减少。（2）[5]滑块通过光电门1、2的速度分别为在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，若机械能守恒，则需要满足关系式即四、简答题：本题共1小题，共12分。13. 把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示；迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙）途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。对于从A到C的过程中，忽略空气阻力，请分析：（1）小球的机械能是否守恒？请说明理由；（2）小球是否在B处动能最大？请说明理由；（3）小球的动能与弹簧的弹性势能之和怎么变化？请说明理由。
 【答案】（1）不守恒，见解析；（2）否，见解析；（3）减小，见解析【解析】【详解】（1）不守恒，小球受重力和弹簧弹力的作用，弹力对小球做正功，故小球机械能增大。（2）否，当弹簧的弹力与小球所受重力相等时，小球的加速度为零，此时速度最大，动能最大，而小球在处时弹簧的弹力为零，只受重力作用，小球的加速度与速度反向，小球在减速，故小球在此处动能不是最大。（3）减小，对小球和弹簧所构成的系统，机械能守恒，小球的重力势能在增加，故小球的动能与弹簧的弹性势能之和在减小。五、解答题：本题共2小题，共26分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14. 自主品牌比亚迪汽车2022年4月份的新能源汽车总销量超越全球知名品牌特斯拉，旗下热销车型比亚迪·唐好评如潮。表格中是纯电动唐的部分技术参数，已简化处理。整备质量（kg）2000最高车速（m/s）40额定功率（kW）180设整个运动过程中阻力恒定。（1）求汽车受到的阻力大小；（2）若某段时间内汽车保持额定功率不变，当汽车的加速度为1.75m/s2时速度是多大？（3）若汽车保持额定功率不变从静止起动，达到最大速度走过位移是200m，这一过程需要多长时间？【答案】（1）4500N；（2）22.5m/s；（3）s或13.9s【解析】【详解】（1）根据最大速度时，牵引力等于阻力，根据功率表达式得解得汽车运动中所受阻力大小为Ff=4500N（2）由牛顿第二定律得F1-Ff=ma此时汽车速度联立并代入数据得v1=22.5m/s（3）根据动能定理得代入数据解得s或13.9s15. 如图所示，从高台边A点以某速度水平飞出的小物块（可看做质点），恰能从固定在某位置的光滑圆弧轨道CDM的左端C点沿圆弧切线方向进入轨道.圆弧轨道CDM的半径R=0.5m，O为圆弧的圆心，D为圆弧最低点，C、M在同一水平高度，OC与CM夹角为37°，斜面MN与圆弧轨道CDM相切与M点，MN与CM夹角53°，斜面MN足够长，已知小物块的质量m=3kg，第一次到达D点时对轨道的压力大小为78N，与斜面MN之间的动摩擦因数，小球第一次通过 C点后立刻装一与C点相切且与斜面MN关于OD对称的固定光滑斜面，取重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不考虑小物块运动过程中的转动，求：（1）小物块平抛运动到C点时的速度大小；（2）A点到C点的竖直距离；（3）小物块在斜面MN上滑行的总路程。
 【答案】（1）2m/s；（2）0.128m；（3）1m【解析】分析】【详解】（1）在D点，支持力和重力的合力提供向心力，则有从C点到D点，由机械能守恒定律联立解得（2）平抛运动C点的竖直分速度A点到C点的竖直距离解得（3）最后物体在CM之间来回滑动，且到达M点时速度为零，对从D到M过程运用动能定理得代入数据并解得【名师点睛】应用动能定理应注意的几个问题（1）明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度；（2）要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况（待求的功除外）；（3）有些力在物体运动过程中不是始终存在的.若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待。