2021-2022学年河南省创新发展联盟高一（下）阶段性检测物理试题（四）

河南省创新发展联盟2021-2022学年高一（下）阶段性检测物理试题

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Ⅰ卷（选择题  共60分）

一、选择题：本题共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．下列说法正确的是（    ）

A．沿着光滑的斜面拉着一个物体匀速上升时，物体的机械能守恒

B．物体做竖直上抛运动时，机械能守恒

C．从置于光滑水平面的光滑斜面体上自由下滑时，物体的机械能守恒

D．合外力对物体做功为零时，物体的机械能一定守恒

2．如图所示，质点在光滑的水平地面上运动，当运动到M点时，质点的速度方向水平向前，此时受到一恒力的作用，经过一段时间后，质点的速度方向变为水平向右，请判断此恒力可能为（    ）

A．     B．     C．     D．

3．如图所示，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，某同学用手将弹力球以某一竖直向下的初速度抛出，抛出后手保持不动．从球抛出的瞬间至球第一次到达最低点的过程中（弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力），下列说法正确的是（    ）

A．弹性轻绳上的拉力一直增大               B．弹性轻绳的弹性势能一直增大

C．弹性轻绳刚伸直时，弹力球的速度最大     D．弹力球的重力势能一直减小

4．甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河．河水流速为，两船在静水中的速率均为v，甲、乙两船船头与河岸的夹角均为，如图所示，已知甲船恰好能垂直到达河正对岸的A点，乙船到达河对岸的B点，A、B两点之间的距离为l．则下列判断错误的是（    ）

A．甲、乙两船同时到达对岸

B．若仅增大河水流速，则两船的渡河时间都不变

C．不论河水流速如何改变，只要适当改变角，甲船总能到达河正对岸的A点

D．若仅增大河水流速，则两船到达河对岸时，两船之间的距离仍然为l

5．图为“行星传动示意图”．中心“太阳轮”的转动轴固定，其半径为，周围四个“行星轮”的转动轴固定，其半径均为，“齿圈”的半径为，其中，A、B、C分别是“太阳轮”、“行星轮”、“齿圈”边缘上的点，齿轮传动过程不打滑，那么（    ）

A．A点与B点的角速度相同           B．A点与B点的线速度相同

C．B点与C点的转速之比为7∶2      D．A点与C点的周期之比为3∶5

6．如图所示，为一半径为R的圆弧，圆心位置为O，一小球从与圆心等高的某点沿方向水平抛出，恰好垂直落在上的Q点，且速度与水平方向的夹角为，，则小球抛出后的水平位移大小为（    ）

A．     B．     C．R     D．

7．风力发电是一种环保的电能获取方式．某风力发电机的叶片转动形成的圆面积为S，某时刻风的速度大小为v，风向恰好跟此圆面垂直，此时空气的密度为，该风力发电机将空气具有的动能转化为电能的效率为，则风力发电机发电的功率为（    ）

A．     B．     C．     D．

8．2021年10月，中国发射了首颗太阳探测科学技术试验卫星——“羲和号”，用于实现太阳波段光谱成像的空间探测，该卫星轨道为圆轨道，通过地球南北两极上方，离地高度约为．如图所示，a为“羲和号”，b为地球同步卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体．已知地球的半径约为，下列说法正确的是（    ）

A．a的发射速度大于第二宇宙速度         B．a、b、c的线速度大小关系为

C．a的向心加速度大于c的向心加速度     D．a的运行周期大于

9．如图所示，长度为L的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动．开始时与水平地面相垂直，放手后支架开始运动．重力加速度大小为g，不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（    ）

A．A处小球到达最低点时的速度大小为

B．A处小球到达最低点时，B处小球的速度大小为

C．A处小球到达最低点时，杆对A处小球做的功为

D．摆动过程中A处小球机械能守恒

10．图甲是一简易打桩机．质量的重物在拉力的作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去拉力，重物上升到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度．若以重物与钉子接触处为重力势能零点，重物上升过程中，其机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示，不计所有摩擦，取重力加速度大小．下列说法正确的是（    ）

A．重物在上升过程中做匀速直线运动

B．重物加速上升过程中的加速度大小为

C．重物上升到高度处的速度大小为

D．重物上升过程拉力的最大功率为

11．如图所示，两个圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，a轨道由金属凹槽制成，b轨道由金属圆管（圆管内径远小于半径R）制成，均可视为光滑轨道，在两轨道右端的正上方分别将金属小球A和B（直径略小于圆管内径）由静止释放，小球距离地面的高度分别用和表示，下列说法正确的是（    ）

A．若，则两小球都能沿轨道运动到最高点

B．若，则两小球在轨道上上升的最大高度均为

C．适当调整和，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处

D，若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，则的最小值为，小球B在的任何高度释放均可

12．如图所示，甲、乙传送带倾斜放置，并以相同的恒定速率v逆时针运动，两传送带粗糙程度不同，但长度、倾角均相同．将一小物体分别从两传送带顶端的A点无初速度释放，甲传送带上小物体到达底端B点时恰好达到速度v；乙传送带上小物体到达传送带中部的C点时恰好达到速度v，接着以速度v运动到底端B点．则小物体从A点运动到B点的过程，下列说法正确的是（    ）

A．小物体在甲传送带上的运动时间比在乙上的长

B．小物体与甲传送带之间的动摩擦因数比与乙之间的大

C．两传送带对小物体做的功相等

D．两传送带与小物体摩擦产生的热量相等

第Ⅱ卷（非选择题  共50分）

二、非选择题：共5小题，共50分．把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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．

13．（4分）关于平抛运动，完成下列问题：

（1）在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．

实验简要步骤如下：

A．让小球多次从斜槽上的同一位置处滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；

B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下小球在斜槽末端时球心O点和过O点的竖直线；

C．测出曲线上某点的坐标x、y，算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求的值，然后求它们的平均值；

D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛轨迹．

上述实验步骤的合理顺序是__________（只填排列序号即可）．

（2）如图所示，某次在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为l，重力加速度大小为g．若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为__________（用l、g表示）．

14．（8分）如图甲所示，某同学利用竖直上抛小球的频闪照片“验证机械能守恒定律”．频闪仪每隔闪光一次，用毫米刻度尺测得相邻时刻小球上升的高度分别为，该同学通过计算得到不同时刻的速度如图乙所示（当地重力加速度大小，小球的质量）．

乙

（1）中不符合有效数字读数要求的是__________，应记作__________．

（2）由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度大小__________．（计算结果保留三位有效数字）

（3）从到时间内，小球重力势能的增加量__________J，动能的减少量__________J．（计算结果均保留三位有效数字）

（4）在误差允许的范围内，若与近似相等，则验证了机械能守恒定律．由上述计算所得__________（填“>”、“<”或“=”），造成这种结果的主要原因是______________________________．

15．（11分）如图所示，为一固定在竖直平面内的光滑半圆轨道，小球从轨道最低点A处以某一初速度水平进入轨道，并沿轨道做圆周运动，恰能通过最高点B．小球脱离轨道后，经过恰好垂直撞击在倾角为的固定斜面上．小球可看作质点且其质量，取重力加速度大小，求：

（1）小球经过B点的速度大小；

（2）半圆轨道的半径；

（3）小球经过与圆心等高的C点时所受合力的大小．

16．（12分）科学家认为在太阳系中除地球外最有可能出现生命的是土卫六．为了研究土卫六，假设我们发射一个质量为m的探测器，使探测器进人土卫六引力区时，能够绕土卫六做匀速圆周运动，此时探测器距离土卫六表面的高度为，之后探测器可以经过一系列的制动到达士卫六表面附近，然后开始以初速度垂直土卫六表面匀减速下落，直到悬停，所用的时间为t，土卫六的半径为R，土卫六表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，求：

（1）探测器在高为h处绕土卫六做圆周运动的周期T；

（2）土卫六的第一宇宙速度及平均密度；

（3）探测器匀减速下落过程发动机的推力F．

17．（15分）如图所示，一长的水平传送带以的速度逆时针匀速率转动，其右端B处平滑连接着一个固定在竖直平面内、半径的光滑四分之一圆轨道．传送带左端A与光滑水平地面平滑连接．一轻质弹簧的左端固定，质量的小物块P在外力作用下初次压缩弹簧并处于静止状态，弹簧与小物块不拴接，此时弹簧的弹性势能．现撤去外力，弹簧伸长，小物块脱离弹簧后滑上传送带．小物块与传送带之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，求：

（1）小物块第一次经过B点后能够上升的最大高度；

（2）小物块第6次经过圆轨道最低点时对轨道的压力大小；

（3）小物块第20次压缩弹簧的过程中，弹簧弹性势能的最大值．

2021～2022年度下学年高-年级阶段性检测（四）

物理参考答案

1．B  【解析】沿着光滑的斜面拉着一个物体匀速上升时，物体的动能不变，重力势能增大，机械能增大，选项A错误；物体做竖直上抛运动时，只有重力做功，机械能守恒，选项B正确；物体从置于光滑水平面的光滑斜面体上自由下滑时，物体和斜面体组成的系统机械能守恒，但是物体的机械能不守恒，选项C错误；例如匀速上升的物体，合外力对物体做功为零，但物体的机械能不守恒，选项D错误．

2．C  【解析】由运动轨迹分析可知：首先排除，因为和速度共线，质点在的作用下做匀减速直线运动；由于质点速度在变化过程中，水平向前的速度由减为0，水平向右方向的速度由0增加到，可知此恒力的作用使得质点在水平向前方向上减速，在水平向右方向上加速．所以此恒力必然可以分解出一个水平向右的力和水平向后的力．唯一符合此要求的恒力就是，选项C正确．

3．D  【解析】轻绳没伸直之前，轻绳拉力为0，弹性势能为0，弹力球的高度减小，则重力势能一直减小，选项D正确．

4．C  【解析】小船的运动可以分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，渡河时间，故两船同时到达对岸，选项A正确；若仅增大河水流速，则两船的渡河时间都不变，选项B正确；当甲船速度小于水流速度时，不论怎样改变角，甲船都不能到达河的正对岸，选项C错误；根据速度的分解可知，两船在水平方向的分速度之差不变，渡河时间不变，则两船之间的距离仍为l，选项D正确．本题要求选错误的，故选C．

5．C  【解析】由于A、B两点在相等时间内通过的弧长相等，因此A、B两点的线速度大小相等，但方向不同，选项B错误；根据可知，线速度大小相等时，角速度与半径成反比，因此A、B两点的角速度不相同，选项A错误；B点和C点的线速度大小相等，由可知，B点和C点的转速之比为，选项C正确；根据可知，A点和C点的周期之比为，选项D错误．

6．D  【解析】小球在Q点的速度方向的反向延长线过其水平位移的中点，选项D正确．

7．D  【解析】t时间内垂直吹向旋转叶片有效受风面积的空气的质量为，这些空气所具有的威能为，风力发电机将风能转化为电能的效率为，风力发电机输出的电功率为P，根据能量守恒，解得，选项D正确，选项A、B、C均错误．

8．C  【解析】若卫星的发射速度大于第二宇宙速度，则卫星将脱离地球引力的束缚，而a仍是地球卫星，所以a的发别速度小于第二宇亩速度，选项A错误；根据引力提供向心力，可得，所以，因为b是同步卫星，所以，而，所以，则，选项B错误；根据引力提供向心力，可得，所以，因为b是同步卫星，所以，而，由可得，则，选项C正确；，选项D错误．

9．BC  【解析】当A处小球到达最低点时，利A、B组成的系统由机板能守恒定律有，解得，即此时A，B肉处小球的速度均为，选项A错误、B正确；当A处小球到达最低点时，对A处小球由动能定理有，解得，选项C正确；摆动过程中，A、B组成的系统的机械能守恒，A处小球机械能不守恒，选项D错误．

10．BD  【解析】撤去拉力后重物只受重力，机械能守恒，由题图乙可知，重物上升时撤去外力，则重物在上升过程中做竖直上抛运动，选项A错误；重物加速上升过程中，解得，则加速度，选项B正确；由，解得重物上升时的速度大小为，选项C错误；上升时拉力的功率最大，此时重物的速度大小为，拉力为，由，可得，选项D正确．

11．AD  【解析】若小球A恰好能到达a轨道的最高点，由，得，由，得；若小球B恰好能到达b轨道的最高点，在最高点的速度，根据机候能守恒定律得，所以时，两球都能到达轨道能最高点，选项A，D均正确．若，小球B在轨道上上升的最大高度等于；若，则小球A在到达最高点前离开轨道，有一定的速度，由机械能守恒定律可知，A在轨道上上升的最大高度小于，选项B错误．小球A从最高点飞出后做平抛运动，下落高度为R时，水平位移的最小值为，所以小球A从最高点飞出后会落在轨道右端口外侧，而适当调整，B可以落在轨道右端口处，所以适当调整和，只有B球可以从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处，选项C错误．

12．AC  【解析】设传送带的长度为L，小物体在甲传送带上做匀加速直线运动，运动时间，小物体在乙传送带上先做匀加速运动后做匀速运动，运动时间，所以，选项A正确；由得，同理得，则，由牛顿第二定律得，，所以，选项B错误；由动能定理得，所以传送带对小物体做的功相等，选项C正确；小物体与传送带之间的相对位移，，摩擦产生的热量，，所以，选项D错误．

13．（1）BADC  （2）

【解析】（1）按照组装器材、进行实验、数据处理的顺序，合理的操作顺序是BADC．

（2）在竖直方向上，根据，得，则小球平抛运或能初速度．

14．（1）  26.30  （2）5.00  （3）0.622  0.648

（4）<  上升过程中有空气阻力做负功（或受到空气阻力）

【解析】（1）从题中可得测量工具是毫米刻度尺，所以在有效数字读数要求上有错误，应记作．

（2）匀变速直线运动过程中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有．

（3）根据重力做或和重力势能的关系有，．

（4）因上升过程中有空气阻力做负功，故．

15．解：（1）小球垂直撞在斜面上时，小球的速度方向与水平方向的夹角为

有

代入数据解得．

（2）由小球恰能过B点有

代入数据解得

（3）小球从C点运动到B点的过程中，由动能定理有

在C点轨道对小球的支持力应满足

小球在C点所受的合力．

16．解：（1）士卫六表面的物体所受重力等于万有引力，有

对于探测器有

联立解得．

（2）探测器近土运行所需的向心力由万有引力提供，有

解得土卫六的第一宇宙速度

由（1）可知

且

联立解得土卫六的平均密度．

（3）根据匀变速直线运动规律，探测器下落时的加速度

根据牛顿第二定律有

解得．

17．解：（1）小物块从初始位置到过B点到达最高位置的过程中

由能量守恒有

代入数据解得．

（2）根据题意小物块从开始到第6次经过B点过程中，有5次经过传送带．设小物块第6次经过B点的速度大小为，由能量守恒有

在B点由牛顿第二定律有

代入数据解得

由牛顿第三定律得压力大小为．

（3）由题意知，小物块每次经过传送带且一直做匀减速运动的过程中，小物块的动能损失量

小物块在从B点向A点运动的过程中，如果想一直减速，则速度要比传送带大，因此此时小物块在B点的速度最小

其中，可解得

当小物块的能量小于此能量，小物块先向左减速再匀速，可知9次通过传送带以后小物块的能量为，开始向左减速最后匀速，匀速以后在从A点向B点运动过程中减速的位移为

其中

没有到达B点即减速为零，反向向A点匀加速运动，到达A点的速度为

此后重复周期性运动

小物块每一次经过A点的动能均为．所以，第20次小物块压缩弹簧的初动能为．由能量关系有小物块第20次压缩弹簧的最大弹性势能．