2021-2022学年河北省衡水冀州高一下学期开学考试物理试卷

这是一份2021-2022学年河北省衡水冀州高一下学期开学考试物理试卷，共26页。试卷主要包含了多选题，单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

河北省衡水冀州2021-2022学年高一下学期开学考试
物理卷
一、多选题
1．如图所示，将长为3L的轻杆穿过光滑水平转轴O，两端分别固定质量为2m的球A和质量为3m的球 B，A到O的距离为L。现使杆在竖直平面内转动，当球B运动到最高点时，球B恰好对杆无作用力，两球均可视 为质点，重力加速度为g。则球B在最高点时，下列说法正确的是（　　）


A．球B的速度大小为 B．球A的速度大小为
C．球A对杆的作用力大小为2.5mg D．水平转轴对杆的作用力为3mg
2．下列说法正确的是（ ）
A．静止放在水平桌面上的木块受到一个竖直向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的
B．拿一根细竹竿拨动水中的木头，竹竿受到木头的弹力是由于竹竿发生形变产生的
C．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，这是因为电线发生微小的形变而产生
D．绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
3．“天宫一号”是中国第一个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船将在两年内依次与天宫一号完成无人或有人交会对接任务，并建立中国首个空间实验室．已知“天宫一号”环绕地球沿椭圆轨道运动，m表示它的质量，h表示它在近地点的高度，ω表示它在近地点的角速度，a表示它在近地点的加速度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速 度．则“天宫一号”在近地点所受地球对它的万有引力的大小等于
A．ma B． C．m（R＋h）ω2 D．以上结果都不对
4．如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小。现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动下列说法正确的是（　　）


A．当θ＝60°时，P、Q的速度之比是∶2
B．当θ＝90°时，Q的速度最大
C．当θ＝90°时，P的速度为零
D．当θ向90°增大的过程中Q的合力一直增大
5．质点做直线运动的速度一时间图象如图所示，则该质点（　　）

A．在第1秒末速度方向发生了改变
B．在第2秒末加速度方向发生了改变
C．在前4秒内发生的位移为零
D．第3秒末和第5秒末的位置相同
6．如图所示，用两根细线分别将质量相等的A、B小球悬挂在竖直木桩上，两球间用一轻质弹簧连接，弹簧沿水平方向拉伸，A、B小球处于静止状态。细线与竖直方向的夹角分别为α和β，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　）

A．α一定等于β
B．连接小球的两根细线长度一定相等
C．剪断B球上的细线瞬间，B球的加速度为g
D．剪断A球上的细线瞬间，A球加速度为
7．如图所示，abc分别为固定于地球表面的物体（地表物体）、近地卫星、地球同步轨道卫星，则下列关于abc三者的线速度、角速度、周期、加速度的表述正确的是（ ）

A．vb>vc>va
B．ωa=ωcaa
8．将力传感器 A 固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上．如图甲所示，传感器与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律．一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系砂桶，整个装置开始处于静止状态（此时未装砂）．在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂，同时用力传感器采集的 F-t 图像，如图乙所示，g=10m/s2．则( )

A．2.5s前滑块静止、小车运动
B．2.5s后小车做匀速运动(假设细砂仍在加注中)
C．2.5s前小车所受摩擦力增大，2.5s后小车所受摩擦力不变
D．可求出空桶的质量是0.2kg
9．下列哪些说法是正确的：（ ）
A．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
B．曲线运动一定是变速运动
C．在恒力作用下，物体可以做曲线运动
D．做匀速圆周运动的物体，其线速度和周期不变
10．根据玻尔理论，氢原子核外电子在n=1和n=2的轨道上运动，其运动的（　　）
A．轨道半径之比为1：4 B．动能之比为4：1
C．速度大小之比为4：1 D．周期之比为1：8
11．甲、乙两物体同时，同向且沿同一直线运动，乙在前面做初速度为0，加速度为a2的匀加速度运动，甲在后面做初速度为v0，加速度为a1的匀加速度运动，则（ ）
A．若a1=a2，则两物体只能相遇一次
B．若a1＞a2，则两物体一定相遇两次
C．若a1＜a2，则两物体不能相遇
D．若a1＜a2，则两物体可能相遇两次或不能相遇
12．如图所示为生活中常见的两种电梯，甲为台阶式，乙为履带式，它们倾角相同，没有顾客乘坐时低速转动，有顾客乘坐时会加速启动，设两个电梯的启动加速度大小相同且不变。质量相同的两个乘客分别乘坐甲、乙电梯上楼，在电梯匀加速启动阶段两位乘客受到的支持力N1、N2和摩擦力f1、f2的大小关系正确的是（　　）

A．N1>N2 B．N1f2 D．f1所以C选项错误．
4．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．P、Q用同一根绳连接，根据投影定理可知，Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，则当θ=60°时，Q的速度
vQcos60°=vP
如图所示

解得

故A错误；
B．P的机械能最小时，即为Q到达O点正下方时，此时Q的速度最大，即当θ=90°时，Q的速度最大，故B正确；
C．根据投影定理可知，Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，当θ=90°时，Q沿绳子方向的分速度为零，由于P的速度即绳子的速度，则P的速度为零，故C正确；
D．当θ向90°增大的过程中Q的合力逐渐减小，当θ=90°时，Q的速度最大，加速度最小，合力最小，故D错误。
故选BC。
5．CD
【解析】
【详解】
A．由图可知，0~1s和1~2s速度方向相同，所以在第1秒末速度方向未发生改变。故A错误；
B．由图可知，1~3s加速度恒定，所以在第2秒末加速度方向未发生改变。故B错误；
C．在前4秒内发生的位移为

故C正确；
D．3~5s内发生的位移为

所以第3秒末和第5秒末的位置相同。故D正确。
故选CD。
6．AD
【解析】
【详解】
A．水平弹簧对A、B球的拉力大小F相等，由平衡条件可得

由于

可得

A正确；
B．连接小球的两根细线与竖直方向夹角相等，但细线在木桩上的结点位置未说明，故细线长度不一定相等，B错误；
CD．剪断B球上的细线瞬间，B球受到的重力及弹簧的拉力不变，由牛顿第二定律可得

解得B球的加速度

同理可得，剪断A球上的细线瞬间，A球加速度为，C错误，D正确。
故选AD。
7．ABD
【解析】
【详解】
AC两者比较，角速度相等，由v=ωr，可知: ，BC比较，同为卫星，由人造卫星的速度公式：，解得：，可知vc＜vb，因而va＜vc＜vb，故A正确；因c为同步卫星，所以有，由，解得：，可知，故B正确；根据，可知，故C错误；AC两者比较，角速度相等，由，可知：，根据，解得：，可知：，由上可得：，故D正确．所以ABD正确，C错误．
8．CD
【解析】
【详解】
ABC．根据题意，F在变化阶段说明砂桶中的砂在由少变多，小车与滑块之间没有滑动，属于静摩擦；所以2.5 s 前滑块和小车均静止．2.5 s 后小车受恒定的滑动摩擦力，但砂桶中的砂仍在增加，绳对车的拉力增大，小车做变加速运动．故AB错误，C正确．
D．起始时，小车与滑块均没有滑动，可得

解得空桶的质量是0.2kg，故D正确．
故选CD。
【点睛】
对物体正确受力分析、根据F－t 图像判断出物体的运动情景是解题的关键．
9．BC
【解析】
【详解】
试题分析：两个互成角度的匀变速直线运动的合运动，如果合初速度和合加速度不共线，则合运动是匀变速曲线运动，选项A错误；曲线运动的速度方向不断改变，故一定是变速运动，选项B正确；在恒力作用下，物体可以做曲线运动，例如平抛运动，选项C正确；做匀速圆周运动的物体，其线速度大小和周期不变，选项D错误；故选BC.
考点：运动的合成；曲线运动.
【名师点睛】此题考查了运动的合成以及曲线运动的特征；两个匀变速运动的合运动是直线运动还是曲线运动要取决于合初速度与合加速度之间的夹角，但是合运动一定是匀变速运动；要理解和掌握两种特殊的曲线运动：平抛运动和匀速圆周运动的特征.
10．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据轨道量子化公式可知，轨道半径之比为1：4，A正确；
BC．库仑力提供向心力，有

所以电子动能为

动能之比为4:1，速度之比为2:1，B正确，C错误；
D．根据周期公式可知，周期之比为1:8，D正确。
故选ABD。
11．AD
【解析】
【详解】
解：A、因加速度相同，而甲有初速度，则甲一定可以追上乙，且两物体只能相遇一次，故A正确；
B、若a1＞a2，因为甲有初速度，所以最后甲的速度会比乙的大，一定可以追上，追上后甲的速度大，那么乙不可能再追上；所以相遇一次，故B错误；
C、若a1＜a2，虽然乙的加速度大，但是由于甲有初速度，所以在速度相等前可能追上，也可能追不上；
若速度相等时恰好追上，则相遇一次；
如果追上时依然是甲车快，因为乙的加速度大，乙的速度最终还是反超甲车，即相遇两次；故D正确．
故选AD．
【点评】本题为追及相遇问题，在解决中要注意相遇的条件是同一时刻出现在同一位置；本题解题时可以借助图象进行分析．
12．AD
【解析】
【详解】
设电梯的加速度大小为a，加速度与水平方向的夹角为，对于题图甲，沿水平方向和竖直方向分别有


对于题图乙，沿传送带方向和垂直传送带方向分别有


对比可发现


故AD正确，BC错误。
故选AD。
13．BD
【解析】
【详解】
试题分析：最高点的弹力方向可以向上也可以向下，因此最小速度为vB=0，故A错误；从A到B根据动能定理得：mvB2−mvA2＝−mg•2r，解得：A点最小速度，故B正确；小球在A点受到的合力必须向上，弹力一定大于重力，故C错误；在B点速度为时弹力为零，当vB＞后，速度越大向下的弹力也越大，当vB超过时，弹力将超过重力，故D正确．故选BD
考点：机械能守恒定律；向心力.
【名师点睛】此题考查了圆周运动问题以及机械能守恒定律的应用；要知道小球在圆管中运动类型与轻杆模型相似，属于有支撑物的类型，小球到达最高点临界速度为零，要注意区别和掌握轻杆问题和细绳模型；此题是典型的题目，应熟练掌握的题型.
14．C
【解析】
【详解】
匀速圆周运动速度方向始终沿切线方向一直在变，所以不是匀速运动，是变速运动；向心加速度方向时刻指向圆心，方向一直在变，不是匀变速运动，ABD错误C正确．
15．D
【解析】
【详解】
AB．摩擦力的方向一定与相对运动方向相反，可能与物体的运动方向相同，可能与物体的运动方向相反，故AB错误；
C．物体所受摩擦力的方向总是和接触面平行；故C错误；
D．物体受的摩擦力的方向总是和物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反；故D正确；
16．B
【解析】
【详解】
先整体分析，根据牛顿第二定律

水平外力F由零逐渐增大，所以加速度逐渐增大；
隔离分析A：A受重力和B对A的弹力，把弹力分解成水平和竖直，设B对A的弹力与水平方向夹角为，则


加速度a逐渐增大，所以B对A的弹力FBA逐渐变大，tanα逐渐变小，B对A的弹力与水平方向夹角α逐渐变小，故ACD错误，B正确。
故选B。
17．C
【解析】
【详解】
飞镖做平抛运动，水平分运动是匀速直线运动，有：x=v0t．飞镖击中墙面的速度与竖直方向夹角的正切值为：

在同一位置以不同的水平速度沿同一方向掷飞镖，上方的飞镖竖直位移小， 运动时间短，则飞镖击中墙面的速度与竖直方向夹角大。
AB．与分析不符，故AB错误。
CD． 上方的飞镖击中墙面的速度与竖直方向夹角大，但因为做平抛运动，不可能垂直击中墙壁，故C正确D错误。
18．C
【解析】
【详解】
AB．从轨迹可以看出：yM＞yN，故

解得加速度关系：
，
比荷关系：
，
电量关系：
，
故A错误，B错误；
D．从轨迹可以看出：
xM＞xN，
故vMt＞vNt，故vM＞vN，故D错误；
C．根据动能定理，电场力的功为：
，
质量m相同，M电荷竖直分位移大，竖直方向的末速度也大，故电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功，故C正确；
故选C。
19．D
【解析】
【分析】
本题通过对通电导线的受力分析，结合共点力平衡、安培力等知识，考查了考生的认识理解能力和分析综合能力。本题考查的学科素养是科学思维中的科学推理，即根据通电导线周围的磁场分布、左手定则、共点力平衡等知识推导出导线在两个位置静止时通过的电流之间的关系。
【详解】
A．设半圆的半径为，则A、两点间的距离为，导线中电流在点产生的磁场的磁感应强度大小为

同理导线中电流在点产生的磁场的磁感应强度大小为

则

A错误；
B．对导线受力分析可知，导线受重力、安培力和弹力的作用，其受力分析如图所示


设、两导线间的距离为，由力三角形与几何三角形相似可得

解得


B错误；
CD．当导线在处时，导线受到的安培力大小为

当导线在处时，导线受到的安培力大小为

故有

解得

C错误，D正确。
故选D。
20．C
【解析】
【详解】
A.第5s内的平均速度：

故A错误；
B.第5s内的位移是18m，前5s的位移减去前4s的位移有：

解得：
g=4m/s2
第2s内的位移为前2s的位移减去第1s的位移：

故B错误；
C.根据，可知

故C正确；
D.根据第一宇宙速度公式得：

故D错误．
21．C
【解析】
【详解】
速度时间图像中切线的斜率表示加速度大小，在匀减速直线运动中加速度恒定不变，速度减小，C对；
22．D
【解析】
【详解】
试题分析：当小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为：，故A错误；小船轨迹沿y轴方向渡河位移最小，为a，但沿着船头指向的分速度速度必须指向上游，合速度不是最大，故B错误；由图，小船沿轨迹AB运动位移最大，由于渡河时间，与船的船头指向的分速度有关，故时间不一定最短，故C错误；要充分利用利用水流的速度，故要合速度要沿着AB方向，此时位移显然是最大的，划船的速度最小，故：，故，故D正确．
考点：运动的合成和分解
【名师点睛】本题船的速度大小和方向都是可以变化的，可以采用正交分解法研究，即沿着平行河岸方向和垂直河岸方向进行分析，也可以从合成法．
23．D
【解析】
【详解】
A．撤去F后，在物体A离开弹簧的过程中，弹簧弹力是变力，物体A先做变加速运动，当弹簧弹力小于摩擦力后，物体A做变减速运动，离开弹簧之后A做匀减速运动，故A错误；
B．撤去F瞬间，以A、B整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
a=
故B错误；
C．当A、B分离时，A、B的加速度为零，速度最大，此时弹簧弹力
F弹=μmg=kx1
得
x1=
所以物体A、B一起开始向左运动
x=x0－
后分离，故C错误，D正确。
故选D。
24． B 不是 4
【解析】
【详解】
(1)[1]在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故B正确，ACD错误；
(2)[2]做平抛运动的物体在竖直方向是初速度为零的匀加速运动，则在相等时间的竖直位移之比为1:3:5:7…..；图中OA、AB、BC的竖直位移之比为5:7:9，则O点不是平抛的抛出点；
[3][4]在竖直方向上，根据△y=gT2得

平抛运动的初速度

25．(1)10N；(2)5.2N；(3)28N
【解析】
【详解】
(1)由与之间由绳连接，当向左发生滑动时必定拖着向右滑动，且仅在水平方向上移动，所以静止不动，与之间存在滑动摩擦。
对进行受力分析如图，除重力和绳子的张力外，还受到来自的支持力和滑动摩擦力，在水平方向上受力平衡


竖直方向上受力平衡

以及由滑动摩擦力规律

解得

(2)由上一问求得对的压力

均在坚直方向上受力平衡，设对的压力大小为，对的压力大小为，对的压力大小为，对地面的压力大小为，分别对在竖直方向上受力平衡应有

即

由

即

由

即

由

即

(3)设间绳子张力为，画出的完整受力分析图

（其中与的方向可以如此得到：假设之间光滑，则有相对于向右运动的趋势，则对的摩擦力方向向右，同理亦可得对的摩擦力方向向右）
其中，由的水平方向受力平衡可以得到

而、、间的最大静摩擦分别为



可以看出间最大静摩擦力最小，在、、之间，最先发生滑动，即

由水平方向受力平衡得

由水平方向受力平衡得

且由第一问得

解得

26．（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设间橡皮绳刚好松弛时圆盘的角速度为，由牛顿第二定律得

解得

（2）当时，两根橡皮绳都有拉力，设此时小球的运动半径为r，由牛顿第二定律

将的值代入，解得

间橡皮绳的弹力