河南省各市2020-2021學(xué)年高一下學(xué)期期末物理試題分類選編解答題Word版含答案.docx

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河南省各市2021-2021學(xué)年高一下學(xué)期期末物理試題分類選編：解答題1．（2021·河南·商丘市回民中學(xué)高一期末）如圖，為半徑為的光滑圓軌道的一部分，為圓心，豎直，與豎直方向的夾角，為水平地面，圓弧軌道與水平地面在點(diǎn)平滑連接。質(zhì)量為的木塊以的速度水平向右拋出，木塊恰好從點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入軌道，最后停在水平面上的點(diǎn)（圖中未畫出）。木塊與之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取。求：（1）兩點(diǎn)的水平距離與豎直高度；（2）之間的距離。2．（2021·河南·商丘市回民中學(xué)高一期末）如圖所示，靜止的水平傳送帶左端與水平面相連，左端是豎直光滑半圓軌道，點(diǎn)與圓心等高，質(zhì)量為的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以的初速度從傳送帶A點(diǎn)向左運(yùn)動，物塊達(dá)到圓軌道最低點(diǎn)時，軌道對它支持力大小為，已知傳送帶長度，長度，半圓軌道半徑，物塊與傳送帶及水平面之間的動摩擦因數(shù)均為，重力加速度取，不計空氣阻力，求：（1）物塊運(yùn)動到點(diǎn)時對軌道的壓力大小；（2）要使物塊恰好到達(dá)最高點(diǎn)，計算傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動的速度大小。 3．（2021·河南許昌·高一期末）用長度均為的細(xì)線把質(zhì)量分別為、的小球、懸掛起來，二者平衡時的狀態(tài)如圖所示。今對小球施加一水平向左的力，對小球施加一水平向右的力，且，重力加速度為。則當(dāng)兩個小球再次平衡時，二者組成的系統(tǒng)的重力勢能與不加外力時相比變化了多少？4．（2021·河南安陽·高一期末）2007年10月24日中國第一顆繞月探測衛(wèi)星——嫦娥一號發(fā)射成功并進(jìn)入預(yù)定軌道。假設(shè)嫦娥一號衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動，月球繞地球也做圓周運(yùn)動。已知衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的周期為，地球表面的重力加速度為，地球的半徑為，月球繞地球運(yùn)行的周期為，引力常量為，（月球和地球均看作球體）求：（1）月球的平均密度；（2）月心到地心間的距離。5．（2021·河南許昌·高一期末）如圖所示，光滑固定斜面的傾角為。一勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧，下端固定在斜面底端，上端與質(zhì)量為的物體A相連，彈簧與斜面平行。一條不可伸長的輕繩繞過斜面頂端的光滑輕質(zhì)定滑輪，一端連接物體A，另一端連一輕鉤，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行。開始時各段繩子都處于伸直狀態(tài)，A處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時彈簧的彈性勢能為。已知重力加速度大小為?，F(xiàn)在在掛鉤上掛一質(zhì)量為的物體并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放。則當(dāng)彈簧沿斜面向上變?yōu)樵L時，物體A和的速度大小分別為多少？（已知不會和地面相碰，不會和滑輪相碰） 6．（2021·河南駐馬店·高一期末）2021年5月15日，我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器在火星預(yù)選著陸區(qū)著陸，2日，祝融號火星車成功駛離著陸平臺，在火星表面開始巡視探測，環(huán)繞器將運(yùn)行在中繼軌道，為火星車巡視探測提供穩(wěn)定的中繼通訊，兼顧開展環(huán)繞探測．通過一次發(fā)射就成功實(shí)現(xiàn)了“繞、著、巡”三大任務(wù)，這是在世界航天史上都前所未有的壯舉。若環(huán)繞器在離火星表面高度為的空中沿圓形軌道繞火星飛行，周期為。若火星半徑為，引力常量為，求：（1）火星的質(zhì)量和密度；（2）在火星表面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度。7．（2021·河南駐馬店·高一期末）如圖所示，兩長度均為L的輕桿一端通過鉸鏈相連，另一端通過鉸鏈分別連接一個質(zhì)量為3kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，物塊放置于粗糙水平地面上，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2.開始兩桿夾角為120°，用一豎直向上的恒力F作用于兩桿相連處將兩個物塊拉近，如圖甲所示；當(dāng)兩物塊相距最近時，兩桿夾角恰為60°，如圖乙所示。已知重力加速度大小g取，忽略鉸鏈處的摩擦和空氣阻力。（1）物塊運(yùn)動過程中，所受摩擦力是恒力還是變力？（不需寫出判斷依據(jù)）（2）求恒力F的大小。（3）求兩物塊相距最近時，小物塊受到的摩擦力大小。 8．（2021·河南駐馬店·高一期末）質(zhì)量為1.0kg的物體以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其動能隨位移變化的情況如圖所示，重力加速度g取，求：（1）物體與水平面間的動摩擦因數(shù)。（2）位移為3m時物體運(yùn)動的加速度。（3）物體滑行的總時間。9．（2021·河南許昌·高一期末）風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可以產(chǎn)生沿水平方向、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力。如圖所示，將一個質(zhì)量為m的小球放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的光滑水平地面上的O點(diǎn)，小球以初速度v0水平向右拋出，此時調(diào)節(jié)水平風(fēng)力的大小為恒定值F，F(xiàn)的方向始終與初速度v0的方向垂直，最后小球運(yùn)動到水平地面上的P點(diǎn)。已知O、P兩點(diǎn)連線與初速度v0方向的夾角為θ。試求：(1)該小球運(yùn)動到P點(diǎn)時的速度大小和“P點(diǎn)速度方向與初速度v0方向夾角的正切值”；(2)OP之間的距離。 10．（2021·河南·柘城縣第四高級中學(xué)高一期末）暑假里，小明去游樂場游玩，坐了一次名叫“搖頭飛椅”的游藝機(jī)，如圖所示，該游藝機(jī)頂上有一個半徑為的“傘蓋”，“傘蓋”在轉(zhuǎn)動過程中帶動下面的懸繩轉(zhuǎn)動，其示意圖如圖所示?！皳u頭飛椅”高，繩長。小明挑選了一個懸掛在“傘蓋”邊緣的最外側(cè)的椅子坐下，他與座椅的總質(zhì)量為。小明和椅子的轉(zhuǎn)動可簡化為如圖所示的圓周運(yùn)動。在某段時間內(nèi)，“傘蓋”保持在水平面內(nèi)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，繩與豎直方向夾角為。（，，）在此過程中，求：（1）座椅受到繩子的拉力大?。唬?）小明運(yùn)動的線速度大??；11．（2021·河南鄭州·高一期末）某同學(xué)利用組合積木搭建了如圖所示的軌道，研究小球的運(yùn)動。段為與水平面夾角為的傾斜軌道，段和段為水平軌道，為半徑為的豎直圓軌道，為半徑為的圓形軌道，右側(cè)段為水平軌道，各段軌道之間平滑連接．距離水平面高度為的傾斜軌道頂端有一彈簧槍，可發(fā)射質(zhì)量為的小球，若小球從彈簧槍槍口以速度沿軌道向下彈出，之后沿傾斜軌道向下運(yùn)動，恰好能夠通過豎直圓軌道的最高點(diǎn)，之后沿豎直面內(nèi)的圓軌道經(jīng)過后進(jìn)入水平軌道，然后經(jīng)過，沿半徑為的圓形軌道經(jīng)過進(jìn)入水平軌道．已知小球在傾斜軌道和水平軌道段、段運(yùn)動所受的阻力與小球?qū)壍缐毫Φ谋戎禐椋∏蛟谄渌芜\(yùn)動所受阻力不計。小球可視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1）小球被彈出前彈簧槍中彈簧的彈性勢能和之間的水平距離；（2）小球通過圓形軌道最高點(diǎn)時對軌道的壓力大小；（3）小球最終停止時與點(diǎn)的距離（足夠長）。 12．（2021·河南安陽·高一期末）如圖所示，半徑為R=0.8m的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內(nèi)，軌道的上端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向的夾角，下端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)且與粗糙水平面相切，一根輕質(zhì)彈簧右端固定在豎直擋板上，質(zhì)量m=0.2kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從空中A點(diǎn)以v空=1m/s的速度被水平拋出，恰好從B點(diǎn)沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，經(jīng)過C點(diǎn)后沿水平面向右運(yùn)動到D點(diǎn)時，彈簧被壓縮至最短，C、D兩點(diǎn)間的水平距離L=1m，小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，g=10m/s2，求∶（1）小物塊經(jīng)過圓弧軌道上B點(diǎn)時速度vB的大??；（2）小物塊經(jīng)過圓弧軌道上C點(diǎn)時對軌道的壓力大??；（3）彈簧的彈性勢能的最大值Emax。 13．（2021·河南三門峽·高一期末）如圖所示，O為豎直面內(nèi)圓周的圓心，半徑為R，P和Q為同一條豎直線與圓周的交點(diǎn)，O到的距離為。在O點(diǎn)第一次把小球水平向右拋出，恰經(jīng)過圓周上的Р點(diǎn)?，F(xiàn)在第二次在O點(diǎn)把小球水平向右拋出，同時對小球施加一個豎直方向的恒力，經(jīng)過圓周上的Q點(diǎn)，且經(jīng)過Q時的水平速度為第一次平拋初速度的倍。已知小球質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計空氣阻力。(1)求第一次小球水平向右拋出的速度大??；(2)求第二次施加的恒力大小。14．（2021·河南洛陽·高一期末）跳臺滑雪是一種勇敢者的滑雪運(yùn)動，運(yùn)動員穿專用滑雪板，在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺飛出，在空中飛行一段距離后著陸?，F(xiàn)有某運(yùn)動員從跳臺a處沿水平方向飛出，在斜坡b處著陸，如圖所示。測得ab間的距離L=40m，斜坡與水平方向的夾角為30°，不計空氣阻力，g=10m/s2。求（1）運(yùn)動員在a處的速度大小和在空中飛行的時間；（2）運(yùn)動員在空中離坡面的最大距離。 15．（2021·河南駐馬店·高三期末）為拍攝鳥類的活動攝影師用輕繩將質(zhì)量m=2kg的攝像機(jī)跨過樹枝，懸掛于離地面一定高度的B點(diǎn)，輕繩的另一端連著沙袋，并將沙袋控制在地面上的A點(diǎn)，如圖所示，某時刻，沙袋突然失控，當(dāng)沙袋水平滑到傾角的足夠長斜坡的底端C時，攝像機(jī)下落到距地而高度h=5m的D點(diǎn)，且速度大小v=5m/s，最終攝像機(jī)恰好沒有撞擊地面（攝像機(jī)從D點(diǎn)下落到地而的過程中，樹枝與沙袋間的輕繩與斜而平行且拉力大小不變）。沙袋與斜面間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。不計輕繩與樹枝間的摩擦，不計空氣阻力。求：（1）攝像機(jī)從D點(diǎn)下落到地面的過程中，輕繩的拉力大小T；（2）沙袋的質(zhì)量M；（3）在攝像機(jī)從D點(diǎn)下落到地而的過程中，系統(tǒng)克服摩擦阻力所做的功W。16．（2021·河南·高二期末）某實(shí)驗(yàn)小組要測試一架四旋翼無人機(jī)的性能，借助于傳感器可以實(shí)時測得無人機(jī)飛行的高度及對應(yīng)的速度大小。無人機(jī)以額定功率從地面由靜止豎直向上起飛，上升到高度時，速度達(dá)到最大，這時速度大小為，已知無人機(jī)的質(zhì)量為，無人機(jī)受到的空氣阻力大小恒定為，重力加速度g取。(1)求無人機(jī)的額定功率；(2)求無人機(jī)從靜止到上升到高處所做的功及所用時間；(3)若無人機(jī)懸停在高處時突然關(guān)閉發(fā)動機(jī)，當(dāng)無人機(jī)離地高處時，啟動無人機(jī)的發(fā)動機(jī)，給無人機(jī)提供向上的恒定升力，若使無人機(jī)落地時的速度剛好為零，求無人機(jī)提供恒定升力的大小。 17．（2021·河南·南陽中學(xué)高一期末）如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)粗糙半圓形軌道在B點(diǎn)平滑相接，半圓形軌道半徑為R，一質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，獲得向右速度后脫離彈簧，經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入半圓形軌道后瞬間對的軌道的壓力大小為其重力的8倍，之后沿圓形軌道運(yùn)動，且恰好到達(dá)C點(diǎn)。取重力加速度大小為g，求：(1)釋放物塊時彈簧的彈性勢能；(2)物塊從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中克服摩擦力做的功；(3)物塊離開C點(diǎn)后落到水平面時，重力的瞬時功率大小。18．（2021·河南·高一期末）我國在2021年4月20日“中國航天日”公布了火星探測任務(wù)“天問一號”。未來中國火星探測器先到達(dá)火星附近距其表面高度為H的位置，繞其做周期為T的勻速圓周運(yùn)動，然后經(jīng)過變軌后到達(dá)距火星表面h處靜止懸停，最后降低發(fā)動機(jī)推力勻加速豎直降落到火星表面。探測器在加速下降時發(fā)動機(jī)豎直向上的推力是在火星表面重力大小的0.9倍，火星半徑為R，不計火星大氣阻力、探測器質(zhì)量變化及火星自轉(zhuǎn)的影響，探測器勻加速下降過程中的重力加速度與火星表面相同，求：(1)火星表面重力加速度大小；(2)探測器降落在火星表面的速度大小。 19．（2021·河南·高一期末）如圖所示，傾角α=45°的斜面固定在水平地面上的左端，半徑R=0.5m的光滑半圓形軌道固定在水平地面上的右端且與水平地面相切于P點(diǎn)。將質(zhì)量m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入地面，最后停在C點(diǎn)。已知A點(diǎn)的高度h=1m，A、C兩點(diǎn)的連線與地面的夾角β=37°，物塊與斜面、地面間的動摩擦因數(shù)均為μ，不計物塊經(jīng)過B點(diǎn)的能量損失。若物塊從地面上D點(diǎn)以水平向右的初速度vD開始運(yùn)動，正好能到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)E，已知D、P兩點(diǎn)間的距離L=1.6m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)物塊由A運(yùn)動到C系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q，物塊與接觸面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)剛進(jìn)入圓弧軌道的P點(diǎn)時，物塊受到的支持力大小FP；(3)物塊在D點(diǎn)時的速度大小vD。20．（2021·河南商丘·高一期末）如圖所示，一小球從平臺上水平拋出，恰好落在鄰近平臺的一傾角為α=53°的光滑斜面頂端，并剛好沿光滑斜面下滑，已知斜面頂端與平臺的高度差h=0.8m，重力加速度取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不計空氣阻力，求：(1)小球水平拋出時的初速度大小v0；(2)斜面頂端與平臺邊緣的水平距離x；(3)若斜面頂端高H=20.8m，則小球離開平臺后經(jīng)多長時間到達(dá)斜面底端？ 21．（2021·河南·南陽中學(xué)高一期末）如圖所示，摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺，接著以水平速度離開平臺，落至地面時，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑。A、B為圓弧兩端點(diǎn)，其連線水平。已知圓弧半徑為，人和車的總質(zhì)量為180kg，特技表演的全過程中，阻力忽略不計，人與車一直沒有分離，人和車這個整體可以看成質(zhì)點(diǎn)。（計算中取，，。求：（1）從平臺飛出到A點(diǎn)，人和車運(yùn)動的水平距離S；（2）人與車整體在A點(diǎn)時的速度大小以及圓弧對應(yīng)圓心角；（3）若人與車整體運(yùn)動到圓弧軌道最低點(diǎn)O時，求此時對軌道的壓力大小。22．（2021·河南·高一期末）如圖所示，在固定的水平光滑長桿上套有質(zhì)量為m=1kg的物體P，一輕繩跨過光滑的滑輪O、O′將物體P與物體Q連接，物體Q的質(zhì)量為M=4kg，用手托住物體Q使整個系統(tǒng)靜止，此時輕繩剛好拉直，物體P位于A點(diǎn)，AO與水平方向的夾角為30°，B為O點(diǎn)投影在長桿上的點(diǎn)，且兩點(diǎn)間的距離L=1m，g取10m/s2.現(xiàn)由靜止釋放P、Q兩物體，求：(1)在物體P由A點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)B點(diǎn)的過程中，物體Q重力勢能的減少量；(2)物體P運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度。 23．（2021·河南·高一期末）如圖所示，水平面的長度為L=5.25m，與水平傳送帶在B點(diǎn)平滑相連，在傳送帶的右端C處連接半圓形光滑軌道CD，軌道半徑為R=2m，CD為半圓形軌道的豎直直徑?，F(xiàn)自A點(diǎn)以m/s的速度釋放一個質(zhì)量為m=1kg的物塊，物塊與水平桌面和傳送帶的動摩擦因數(shù)均為，傳送帶以v=5m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶足夠長。g取10m/s2求：(1)物塊到達(dá)B點(diǎn)時的速度大??；(2)物塊從A點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)的過程中，系統(tǒng)由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q；(3)通過改變傳送帶轉(zhuǎn)動速度的大小，可以影響物塊在半圓形軌道上的運(yùn)動情況，若要求物塊不在半圓軌道上脫離，試計算傳送帶的速度范圍。24．（2021·河南南陽·高一期末）一勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧下端固定于傾角為的光滑斜面底端，上端連接物塊Q。一輕繩跨過定滑輪O，一端與物塊Q連接，另一端與套在光滑豎直桿的物塊P連接，定滑輪到豎直桿的距離為d=0.6m。初始時在外力作用下，物塊P在A點(diǎn)靜止不動，輕繩與斜面平行，繩子張力大小為60N。已知物塊P質(zhì)量為m1=0.8kg，物塊Q質(zhì)量為m2=5kg，不計滑輪大小及摩擦，取g=10m/s2?，F(xiàn)將物塊P靜止釋放，（，），求：(1)物塊P位于A時，彈簧的伸長量；(2)物塊P上升h=0.8m至與滑輪O等高的B點(diǎn)時的速度大小；(3)物塊P上升至B點(diǎn)過程中，輕繩拉力對其所做的功。 25．（2021·河南南陽·高一期末）如圖所示，宇航員在某質(zhì)量分布均勻的星球表面，從一斜坡上的P點(diǎn)沿水平方向以初速度v0拋出一小球，測得小球經(jīng)時間t落到斜坡上另一點(diǎn)Q，斜面的傾角為，已知該星球半徑為R，萬有引力常量為G，求：(1)該星球表面的重力加速度；(2)距該星球表面也為R的人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的周期T。26．（2021·河南商丘·高一期末）如圖所示，兩軸心間距為s的水平傳送帶A、B兩端均與光滑水平面平滑連接，一輕彈簧放在右邊水平面上，彈簧右端與豎直墻壁相連。用質(zhì)量為m的物塊壓縮彈簧，當(dāng)彈簧被壓縮至O點(diǎn)時由靜止釋放物塊，物塊剛好能滑到靜止傳送帶的A端，已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，現(xiàn)讓傳送帶沿逆時針勻速轉(zhuǎn)動，仍用物塊將彈簧壓縮至O點(diǎn)，由靜止釋放物塊，物塊被彈簧彈開，并滑上傳送帶，求(1)傳送帶的速度至少多大可以使傳送帶一直對物塊做正功；(2)第(1)問中傳送帶的電機(jī)因傳送物塊額外消耗的電能至少為多少? 參考答案：1．（1）0.4m，0.2m；（2）3.5m2．（1）；（2）3．4．（1）；（2）5．6．（1）；；（2）7．（1）恒力；（2）；（3）8．（1）0.2；（2）；（3）2s9．(1)，；(2)10．（1）500N；（2）7.5m/s11．（1）；；（2）；（3）12．（1）2m/s；（2）9N；（3）2J13．(1)；(2)14mg14．（1）；2s；（2）15．（1）25N；（2）5kg；（3）37.5J16．(1)96W；(2)5.2s；(3)40N17．(1)；(2)；(3)18．(1)；(2)19．(1)10J，；(2)60N；(3)7m/s20．(1)3m/s；(2)1.2m；(3)2.4s21．（1）1.2m；（2）5m/s；；（3）7740N22．(1)；(2)23．(1)10m/s；(2)23J；(3)v≥10m/s或m/s24．(1)0.2m；(2)m/s；(3)16J 25．(1)；(2)26．(1)；(2)