河北省名校联盟2021-2022学年高一下学期4月联考物理试题

河北省高一年级4 月联考 物理 本试卷满分100 分，考试用时75 分钟． 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． 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五至七章． 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． 1．一质点做曲线运动，关于它的速度方向、加速度方向以及所受合外力的方向之间的关系，下 列说法正确的是（ ） A．速度、加速度、所受合外力的方向有可能都相同 B．速度方向与所受合外力方向可能相同，也可能不同 C．加速度方向与速度方向一定相同 D．加速度方向与所受合外力的方向一定相同 2．甲、乙两球做匀速圆周运动，其向心加速度（a）随半径（R）变化的图像如图所示．由图像 可知（ ） A．甲球运动时，线速度大小保持不变 B．甲球运动时，角速度大小保持不变 C．乙球运动时，周期保持不变 D．乙球运动时，角速度大小保持不变 3．有一天文观测机构发现一颗与太阳系其他行星逆向运行的小行星．该小行星绕太阳一周的时 间为3.39 年，直径为2 千米～3 千米，其轨道平面与地球轨道平面呈 倾斜．假定该小行星 与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的轨道半径之比为（ ） A． B． C． D． 4．如图所示，一小车通过轻绳提升一货物，某一时刻拴在小车一端的轻绳与水平方向的夹角为 ，此时小车的速度为 ，则此时货物的速度为（ ） A． B． C． D． 5．一小船渡河，河宽 ，水流速度 ，小船在静水中的速度 ，则 （ ） A．小船能垂直到达正对岸 B．小船渡河时间最短为 C．小船渡河的实际速度一定为 D．小船船头始终垂直于河岸渡河，若渡河过程中水流速度变大，则渡河时间将变长 6．如图所示，长为L 的细绳一端固定，另一端系一质量为m 的小球，如果给小球一个合适的初 速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆．设细绳与竖直方向的 夹角为日，下列说法正确的是（ ） A．小球受重力、细绳的拉力和向心力作用 B．细绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力 C． 越大，小球运动的角速度越大 D． 越大，小球运动的线速度越小 7．已知地球质量大约是月球质量的81 倍，地球半径大约是月球半径的4 倍．不考虑地球、月球 自转的影响，由以上数据可估算出（ ） A．地球与月球的平均密度之比为64∶81 B．地球与月球表面的重力加速度大小之比为9∶4 C．在地球与月球表面附近沿圆轨道运行的航天器的周期之比为8∶9 D．在地球与月球表面附近沿圆轨道运行的航天器的线速度大小之比为2∶9 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．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ） A．第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度 B．第一宇宙速度是人造卫星的最小环绕速度 C．第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度 D．第一宇宙速度是人造卫星逃离地球的最小发射速度 9．皮带传动装置如图所示，甲、乙、丙三轮的轴均为水平轴，其中甲、丙两轮的半径相等，乙 轮半径是丙轮半径的一半．A、B、C 三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打 滑，则（ ） A．A、B 两点的线速度大小之比为2∶1 B．A、C 两点的角速度大小之比为1∶2 C．A、B 两点的向心加速度大小之比为2∶1 D．A、C 两点的向心加速度大小之比为1∶4 10．如图所示，倾角为 和 的两斜面下端紧靠在一起，固定在水平地面上．在纸面所在的 竖直平面内将小球a 和b 从左侧斜面上的A 点以不同的初速度向右平抛，下落相同高度，a 落到 左侧的斜面上，b 恰好垂直击中右侧斜面，忽略空气阻力，则（ ） A．a、b 的水平位移大小之比为1∶3 B．a、b 的初速度大小之比为 C．a、b 击中斜面时的速率之比为 D．若减小初速度，a 球落到斜面时的速度方向发 生改变 三、非选择题：共54 分． 11．（6 分）如图甲所示，在一端封闭、长约 的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块，将玻 璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水 平向右移动．假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每 内上升的距离都是 ，玻璃管向 右匀加速平移，每 内通过的水平位移依次是 、 、 、 ．图乙中y 表 示蜡块竖直方向的位移，x 表示蜡块随玻璃管通过的水平位移， 时刻蜡块位于坐标原点． （1）蜡块在竖直方向的速度 ________ ； （2）请在图乙中画出蜡块 内的轨迹； （3）玻璃管向右平移的加速度大小 _______ ． 12．（9 分）三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验． （1）小张同学采用如图甲所示的装置．用金属片使A 球沿水平方向弹出，同时B 球被松开，自 由下落，观察到两球同时落地，改变A 球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______ ________． （2）小彭同学采用如图乙所示的装置．有两个相同的弧形轨道M、N，两小铁球P、Q 能以相 同的初速度同时从所在轨道下端水平射出．实验观察到P、Q 两球相碰．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_____________________． （3）小熊同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个 小方格的边长均为 ，则由图丙可求得拍摄时相机每________s 曝光一次，该小球平抛的初 速度大小为______ ，经过b 点时的速度大小为________ ．（取重力加速度大小 ，结果均保留两位有效数字） 13．（11 分）如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于 管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B 点脱离管道后做平抛运动，落在与管道圆心 等高的C 点并恰好沿倾角为 的斜面下滑．已知半圆形管道的半径 ，小球可看成质点 且其质量 ，取重力加速度大小 ．求： （1）小球在斜面上的接触点C 到B 点的水平距离s； （2）小球经过管道的B 点时对管道的弹力N． 14．（12 分）如图所示，A 是地球的同步卫星，另一卫星B 的圆形轨道位于赤道平面内，离地 球表面的高度为h．已知地球的半径为R，地球自转的角速度为 ，地球表面的重力加速度大小 为g，O 为地球的中心． （1）求卫星B 的运行周期T； （2）若卫星B 的运行方向与地球的自转方向相同，某时刻A、B 两卫星相距最近，求到它们再 一次相距最近所需的时间t． 15．（16 分）如图甲所示，水平传送带两皮带轮圆心间的距离为L（未知），两皮带轮的直径 均为 ，与传送带上表面等高的光滑平台上有一个小物体以 （未知）的初速度滑上 传送带，皮带轮顺时针匀速转动，角速度为 ．小物体经传送带后从右侧做平抛运动的水平位 移为s， 的关系图像如图乙所示．已知小物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，取重力加速 度大小 ，求： （1）传送带下表面离水平地面的高度H； （2）传送带水平段的长度L 和小物体的初速度 ． 河北省高一年级4 月联考 物理参考答案 1．D 解析：物体做曲线运动的条件为所受合外力方向与速度方向不共线，而加速度方向与所受 合外力方向一定相同，选项D 正确． 2．B 解析：由题图知甲球满足 ，即角速度大小不变，选项A 错误、B 正确；由题图知 乙球满足 ，即线速度大小不变，选项C、D 均错误． 3．A 解析：由开普勒第三定律有 定值，可得 ，选项A 正确． 4．C 解析：将小车速度分解，有 ，又 ，解得 ， 选项C 正确． 5．B 解析：因小船在静水中的速度小于水流速度，故小船的合速度方向不可能垂直河岸，即小 船不可能垂直到达正对岸，选项A 错误；小船的最短渡河时间 ，选项B 正确；实际 速度即合速度，与小船在静水中的速度、水流速度和它们之间的夹角都有关系，选项C 错误； 船头垂直渡河时，渡河时间与水流速度无关，选项D 错误． 6．C 解析：向心力是效果力，不进行受力分析，选项A 错误；小球做匀速圆周运动，应该是细 绳的拉力和小球所受重力的合力来提供向心力．选项B 错误；分析可知 ． 解得 ．当 越大时， 越大，选项C 正确；由 ，解得 ，当 越大时，v 越大，选项D 错误． 7．C 解析：密度 ，球的体积 ，有 ，则 ，选项A 错误；由 ，有 ，则 ，选项B 错误；由 ， 有 ，则 ，选顶C 正确；由 ，有 ，则 ，选项D 错误． 8．AC 解析：第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是它的最小发射速度，第二宇宙速 度才是它脱离地球束缚的最小发射速度，选项A、C 正确． 9．BD 解析：由题意知 ，选项A 错 误、B 正确； ，则 ，选项C 错误；同理 ，选项D 正确． 10．BC 解析：设a、b 球运动的时间为t，对a 球，由几何关系知 ， 将b 球速度分解，有 ，解得 ，选项A 错误、 B 正 确 ； 由 ， 有 ， 则 ，选项C 正确；设a 球落在斜面上与水平方向的夹角为 ，有 ，解得 ，即 为定值，选项D 错误． 11．（1）0.1（2 分） （2）如图所示（2 分） （3） （或0.05） 解析：（1）蜡块在竖直方向做匀速直线运动，速度 ，解得 ． （2）蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上向右做匀加速直线运动，根据题中的数 据画出蜡块的轨迹． （3）由 ，解得 ． 12．（1）平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动 （2）平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动 （3）0.10 2.0 2.5（2 分） 解析：（1）A 球做平抛运动，B 球做自由落体运动，两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动． （2）P 球过弧形轨道M 末端后做平抛运动，Q 球过弧形轨道N 末端后做匀速直线运动，同时同 速出发后两球相碰，说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动． （3）设曝光时间间隔为T，竖直方向有 ，解得 ，又 ，解得 ，又 ．则 ． 13．解：（1）由题意知小球做平抛运动，有 解得 又由题意知小球在C 点时的速度方向与水平方向的夹角为 ，有 又 解得 ． （2）设管道对小球的弹力竖直向下，有 解得 ，方向竖直向下 由牛顿第三定律可知小球对管道的弹力大小 ，方向竖直向上． 14 ．解：（1 ）设地球的质量为M ，卫星B 的质量为m ，万有引力提供向心力 又由黄金代换式有 解得 ． （2）两卫星再一次相距最近，则卫星B 比卫星A 多运动的角度为 ，有 解得 15．解：（1）由题意知当 时，小物体做匀减速直线运动，然后做平抛运动 又 解得 解得 ． （2）由题意结合题图乙知，小物体的最小速度 同理最大速度 解得 ．