2022-2023学年河南省部分重点中学高一下学期阶段性测试物理试题（四）

这是一份2022-2023学年河南省部分重点中学高一下学期阶段性测试物理试题（四），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
河南省部分重点中学2022-2023学年高一下学期阶段性测试物理试题（四） 一、单选题（本大题共7小题）1．在2022年卡塔尔世界杯足球赛场上，梅西在一次主罚定位球时，踢出的足球划出一条完美香蕉球弧线，足球在行进中绕过“人墙”转弯进入球门，守门员“望球莫及”，其轨迹俯视图如图所示。下列关于足球在飞行过程中的说法正确的是（　　）  A．足球在空中只受到重力的作用B．足球所受合外力方向沿轨迹切线方向C．足球所做的运动是变速运动D．足球所受合外力的方向与加速度的方向不在一条直线上2．质量为8kg的质点在xOy平面内运动，时刻质点位于坐标原点，在x方向的速度一时间图像和y方向的位移—时间图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）  A．质点的初速度大小为3m/sB．质点所受的合外力大小为4N，做匀变速曲线运动C．4s末质点速度大小为5m/sD．4s内质点的位移大小约为16m3．在2022年珠海航展上的战斗机表演中，飞机以恒定速率在空中水平盘旋（如图所示），其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，此时飞机座椅对飞行员的作用力F大小为飞行员重力的倍，则飞机的飞行速率为（　　）  A． B． C． D．4．近几年我国风力发电迅速发展，2020年风电装机容量约3.7亿千瓦。风力发电是利用风车叶片旋转，通过齿轮变速，可以将很低的风轮转速变为很高的发电机转速。在如图所示的齿轮传动中，A、B、C三点位于齿轮不同位置，已知，。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小、向心加速度大小a之间关系的说法正确的是（　　）  A．， B．，C．， D．，5．如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子，的距离为，把悬线另一端的小球向左拉到跟点在同一水平面处无初速度释放，小球运动到钉子正下方时（　　）  A．小球的线速度突然增加为原来的2倍B．角速度突然增大为原来的2倍C．向心力突然减少为原来的一半D．绳的拉力突然减少为原来的一半6．如图1所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图2所示，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）  A．小球的质量为B．轻杆的长度为C．若小球质量不变，换用更长的轻杆做实验，图2中a点的位置不变D．时，在最高点杆对小球的弹力大小为3b7．2021年11月中国科学院上海天文台与国内外合作者利用中国天眼FAST，发现了球状星团NGC6712中的首颗脉冲星，并命名为J1853-0842A，相关研究成果发表在《天体物理学报》上，该脉冲星自转周期为毫秒。假设该星体是质量分布均匀的球体，引力常量为。已知在宇宙中某星体自转速度过快的时候，该星体表面物质会因为缺少引力束缚而解体，则以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（　　）A． B． C． D． 二、多选题（本大题共3小题）8．在光滑的水平桌面上有一个xOy平面直角坐标系，一个位于坐标原点质量为的质点，以的速度沿y轴正方向运动，质点受到大小不变，方向沿与y轴负方向夹角为、大小为10N的力F的作用，，则下列说法正确的是（　　）  A．经过1.5s，质点的速度最小 B．经过2s，质点的速度最小C．质点的最小速度为3m/s D．质点的最小速度为4m/s9．海南文昌卫星发射场靠近赤道，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务。静止在海南文昌卫星发射场发射塔上待发射的卫星b，其随地球自转的速率为，向心加速度为。在赤道平面上正常运行的近地资源卫星c、同步通信卫星d，做圆周运动的速率分别为、，向心加速度分别为、，则（　　）A． B． C． D．10．如图1，在“雪如意”国家跳台滑雪中心举行的北京冬奥会跳台滑雪比赛中，穿着专用滑雪板的运动员在助滑道上获得一定速度后从跳台飞出，身体前倾与滑雪板尽量平行，在空中飞行一段距离后落在倾斜的雪道上，其过程可简化为图2。体重为65kg的运动员从跳台O处以初速度沿水平方向飞出，运动员在空中飞行2.7s后落在与水平方向夹角为的倾斜直雪道P处，不计空气阻力，重力加速度g取，则（　　）  A．运动员在O处的起跳速度的大小为18m/sB．OP间的直线距离为57.75mC．飞出后经1.35s运动员与斜面间的距离最大D．运动员落到斜面上时速度大小为 三、实验题（本大题共2小题）11．用如图1所示的装置来“探究做圆周运动的小球受到的向心力与圆周半径、小球质量和周期的关系”，取一根边缘光滑平整的细管，将一根细绳穿过细管，绳的一端拴一个小球，另一端拴一只轻弹簧测力计，将弹簧测力计的下端固定。手握细管摇动，使小球在水平面内做匀速转动。设弹簧测力计的示数为F，小球的质量为m，小球做圆周运动的周期为T，小球做匀速圆周运动的半径为r，回答下列问题：  （1）本实验中小球的向心力________（填“”“”或“”）弹簧测力计的示数F。（2）若测得小球做匀速圆周运动的圈数为N，对应的运动时间为t，则周期________。（3）保持小球做匀速圆周运动的周期不变，小球的向心力用表示，作的关系图像如图2所示，若图像的斜率为k，则可测得小球做匀速圆周运动的角速度为________（用k表示）。  12．在验证平抛运动规律的实验中：（1）某同学采用如图1所示的装置来研究平抛运动。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等。现将相同的小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到的现象是P球落在水平木板上时，两球恰好相碰。同时改变弧形轨道M和电磁铁C的高度，保证C与M的竖直高度差不变，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明________。（填选项序号）  A．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动B．平抛运动在水平方向的分运动是匀加速直线运动C．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动D．平抛运动在竖直方向的分运动是匀速直线运动（2）用如图2所示装置研究平抛运动，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点水平飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。上下移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。在实验中必须满足的条件有________。（填选项序号）      A．斜槽轨道必须光滑B．挡板高度等间距变化C．斜槽轨道末段必须水平D．每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（3）一个同学在研究平抛运动时，画出了如图3所示的一段轨迹，他在轨迹上取水平距离相等的三点A、B、C，量得，竖直距离，，重力加速度g取，则：   ①物体由A到B运动的时间为________s；②物体抛出时的初速度大小为________m/s；③物体经过B点时的速度大小为________m/s。 四、解答题（本大题共3小题）13．宇航员在半径为R的某星球表面将一小钢球以的初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升的最大高度为h。不计空气阻力，忽略该星球的自转，R远大于h，该星球为密度均匀的球体，引力常量为G。求：（1）该星球表面的重力加速度g的大小；（2）该星球的密度；（3）距该星球表面高为H的卫星的运行周期T。14．某同学用一根轻绳，一端固定在质量为m的小球上，另一端用手捏住，使小球在粗糙水平桌面上做匀速圆周运动。由于桌面的摩擦，该同学不得不让手在水平桌面上做半径为r的圆周运动，稳定后如图所示，轻绳水平且恰好与该同学手运动的圆相切，已知小球与桌面间的动摩擦因数为，小球做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，求：（1）绳子拉力的大小；（2）小球运动线速度的大小及运动周期。  15．如图所示，半径为R的半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一质量为m的小球以一定的初速度从轨道下端进入轨道，并能从轨道上端水平飞出。忽略空气阻力，重力加速度为g。（1）若小球恰好能通过轨道最高点，求小球的落地点到轨道下端的水平距离x是多少；（2）若保持小球的初速度不变，改变轨道半径R的大小，且能使小球从轨道上端水平飞出。小球运动到最高点时的速度v与初速度之间的关系为。当R为何值时，小球落地点到轨道下端的距离x最大，最大值为多少。  
参考答案1．【答案】C【详解】A．若足球在空中只受到重力的作用，则其应该做抛体运动，不会划出一条完美弧线绕过人墙，故A错误；B．足球所受合外力的方向指向轨迹的凹侧，而不是沿轨迹的切线方向，故B错误；C．足球的轨迹是曲线，而曲线运动是变速运动，故C正确；D．根据牛顿第二定律，足球所受合外力的方向与加速度的方向在同一条直线上，故D错误。故选C。2．【答案】B【详解】A．质点在x方向上做匀加速直线运动，y方向做匀速直线运动，x方向的初速度为2m/s，y方向的速度为1m/s，合初速度为，故A错误；B．物体加速度物体所受合力加速度恒定不变，初速度与加速度不在一条直线上，故质点做匀变速曲线运动；故B正确；C．4s末，x方向速度为4m/s，y方向速度为1m/s，合速度大小为，故C错误；D．在0~4s内，x方向分位移为12m，y方向分位移为4m，合位移为，约为12.6m，故D错误。故选B。3．【答案】C【详解】飞行员受到座椅的作用力为受力分析如图所示：   合外力作为向心力，由勾股定理可知合外力等于2mg，由解得飞机的速率为故选C。4．【答案】A【详解】C．大小齿轮传动过程中边缘上的A、B两点线速度大小相等，即，根据，则有故C错误；A．根据，则有，故A正确；B．A、C是同轴传动，角速度相等，则有，根据和则有根据，则有故B错误；D．根据以上分析，，，故D错误。故选A。5．【答案】C【详解】A．球通过最低点P时速度不突变，故A错误；B．根据，小球做圆周运动的半径突然变为原来的2倍，则角速度突然减小为原来的一半，故B错误；C．根据向心力公式半径加倍时，向心力突然减少为原来的一半，故C正确；D．当球第一次通过最低点P时速度不突变，圆周运动半径突然变大，根据牛顿第二定律可知，摆线上的张力突然减小，但没有减少为原来的一半，故D错误。故选C。6．【答案】B【详解】A．当小球的速度为零时，杆的弹力b等于小球的重力，即解得故A错误；B．当时，杆的弹力为零，重力提供向心力，有解得故B正确；C．由图2可知，时，杆的作用力为零，由知，L变大，a随着也变大，故C错误；D．当时，根据牛顿第二定律得，则可知故D错误。故选B。7．【答案】B【详解】星球恰好能维持自转不瓦解时，万有引力恰好能提供其表面物体做圆周运动所需的向心力，设该星球的质量为M，半径为R，表面一物体质量为m，有又式中为该星球密度，联立解得代入数据可得故选B。 8．【答案】BC【详解】将初速度分解，沿力方向的分速度为垂直于力方向的分速度为质点沿力的方向做匀变速直线运动，根据牛顿第二定律，加速度为沿力的方向速度减小为0经过的时间为此时，只有垂直于力方向的速度，质点的速度最小，最小值为3m/s。故选B、C。9．【答案】AD【详解】AB．比较卫星c和同步卫星d的速度，可根据卫星速度公式同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，因此，地面卫星b和同步卫星具有相同的角速度，可根据进行比较，由于同步卫星的轨道半径大于地球半径，因此，故A正确，B错误；CD．比较卫星c和同步卫星d的加速度，可根据卫星速度公式同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，因此，地面卫星b和同步卫星具有相同的角速度，可根据进行比较，由于同步卫星的轨道半径大于地球半径，因此，故C错误，D正确。故选AD。10．【答案】ACD【详解】A．运动员做平抛运动，由O到P有，又由以上各式得故A正确；B．O、P间水平位移大小故AB间的距离故B错误；C．运动员与斜面间的距离最大时合速度方向与斜面平行，则有解得故C正确；D．运动员落到斜面上时的速度为故D正确。故选ACD。 11．【答案】     【详解】（1）[1]因为小球的向心力是绳子的拉力和重力的合力，所以受力分析可知绳子在指向圆心的分力提供向心力，即向心力小于绳子的拉力即小于弹簧测力计的示数F。（2）[2]若测得小球做匀速圆周运动的圈数为N，对应的运动时间为t，则小球匀速圆周运动的周期为（3）[3]由可得则的关系图像的斜率为解得。12．【答案】     A     CD/DC     0.10     1.50     2.50【详解】（1）[1]实验可观察到的现象是P球落到水平木板上时，两球恰好能相碰。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向是匀速直线运动。故选A。（2）[2] ACD．实验过程中要保证小球在Q点以相同的初速度水平抛出，实验必须满足的条件是斜槽轨道末段必须水平，斜槽轨道不一定光滑，每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，故A错误，CD正确；B．为了描出运动轨迹，和挡板是否竖直等间距移动无关，故B错误。故选CD。（3）①[3]竖直方向上，根据连续相等时间内的位移差公式，解得②[4]水平方向上，物体做匀速直线运动，所以物体抛出时的初速度为③[5]物体经过B点时竖直方向的速度大小为物体经过B点时的速度大小为 13．【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）速度位移关系公式，有解得该星球表面的重力加速度（2）静止在该星球表面的物体，根据重力等于万有引力，有解得星球的质量星球的体积故该星球的密度（3）根据万有引力提供向心力，有解得14．【答案】（1）；（2），【详解】（1）设圆心和小球连线与轻绳的夹角为，由几何关系可得，摩擦力与运动方向相反，沿切线方向绳子拉力沿切线方向的分力与小球所受的摩擦力相等，即解得（2）绳拉力沿半径方向的分力提供小球做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得解得周期为15．【答案】（1）；（2），【详解】（1）小球恰能过半圆轨道最高点，轨道的弹力为0，重力提供向心力小球从轨道上端水平飞出后做平抛运动，设运动时间为t，有小球落地点到轨道下端的距离解得（2）小球从轨道的最高点水平抛出，做平抛运动水平位移为当时，x最大，最大值为