1、河南省各市2021-2021学年高一下学期期末物理试题分类选编：解答题1（2021河南商丘市回民中学高一期末）如图，为半径为的光滑圆轨道的一部分，为圆心，竖直，与竖直方向的夹角，为水平地面，圆弧轨道与水平地面在点平滑连接。质量为的木块以的速度水平向右抛出，木块恰好从点沿切线方向进入轨道，最后停在水平面上的点（图中未画出）。木块与之间的动摩擦因数为，重力加速度取。求：（1）两点的水平距离与竖直高度；（2）之间的距离。2（2021河南商丘市回民中学高一期末）如图所示，静止的水平传送带左端与水平面相连，左端是竖直光滑半圆轨道，点与圆心等高，质量为的物块（可视为质点）以的初速度从传送带A点向左运动，物
2、块达到圆轨道最低点时，轨道对它支持力大小为，已知传送带长度，长度，半圆轨道半径，物块与传送带及水平面之间的动摩擦因数均为，重力加速度取，不计空气阻力，求：（1）物块运动到点时对轨道的压力大小；（2）要使物块恰好到达最高点，计算传送带逆时针转动的速度大小。3（2021河南许昌高一期末）用长度均为的细线把质量分别为、的小球、悬挂起来，二者平衡时的状态如图所示。今对小球施加一水平向左的力，对小球施加一水平向右的力，且，重力加速度为。则当两个小球再次平衡时，二者组成的系统的重力势能与不加外力时相比变化了多少？4（2021河南安阳高一期末）2007年10月24日中国第一颗绕月探测卫星嫦娥一号发射成功并进
3、入预定轨道。假设嫦娥一号卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动。已知卫星绕月球运行的周期为，地球表面的重力加速度为，地球的半径为，月球绕地球运行的周期为，引力常量为，（月球和地球均看作球体）求：（1）月球的平均密度；（2）月心到地心间的距离。5（2021河南许昌高一期末）如图所示，光滑固定斜面的倾角为。一劲度系数为的轻质弹簧，下端固定在斜面底端，上端与质量为的物体A相连，弹簧与斜面平行。一条不可伸长的轻绳绕过斜面顶端的光滑轻质定滑轮，一端连接物体A，另一端连一轻钩，滑轮右侧绳子与斜面平行。开始时各段绳子都处于伸直状态，A处于静止状态，此时弹簧的弹性势能为。已知重力加速度大小为。现在在挂钩
4、上挂一质量为的物体并从静止状态释放。则当弹簧沿斜面向上变为原长时，物体A和的速度大小分别为多少？（已知不会和地面相碰，不会和滑轮相碰）6（2021河南驻马店高一期末）2021年5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星预选着陆区着陆，2日，祝融号火星车成功驶离着陆平台，在火星表面开始巡视探测，环绕器将运行在中继轨道，为火星车巡视探测提供稳定的中继通讯，兼顾开展环绕探测通过一次发射就成功实现了“绕、着、巡”三大任务，这是在世界航天史上都前所未有的壮举。若环绕器在离火星表面高度为的空中沿圆形轨道绕火星飞行，周期为。若火星半径为，引力常量为，求：（1）火星的质量和密度；（2）在火星表面发射
5、卫星的最小速度。7（2021河南驻马店高一期末）如图所示，两长度均为L的轻杆一端通过铰链相连，另一端通过铰链分别连接一个质量为3kg可视为质点的物块，物块放置于粗糙水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为0.2.开始两杆夹角为120，用一竖直向上的恒力F作用于两杆相连处将两个物块拉近，如图甲所示；当两物块相距最近时，两杆夹角恰为60，如图乙所示。已知重力加速度大小g取，忽略铰链处的摩擦和空气阻力。（1）物块运动过程中，所受摩擦力是恒力还是变力？（不需写出判断依据）（2）求恒力F的大小。（3）求两物块相距最近时，小物块受到的摩擦力大小。8（2021河南驻马店高一期末）质量为1.0kg的物体以某一初
6、速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其动能随位移变化的情况如图所示，重力加速度g取，求：（1）物体与水平面间的动摩擦因数。（2）位移为3m时物体运动的加速度。（3）物体滑行的总时间。9（2021河南许昌高一期末）风洞实验室中可以产生沿水平方向、大小可调节的风力。如图所示，将一个质量为m的小球放入风洞实验室的光滑水平地面上的O点，小球以初速度v0水平向右抛出，此时调节水平风力的大小为恒定值F，F的方向始终与初速度v0的方向垂直，最后小球运动到水平地面上的P点。已知O、P两点连线与初速度v0方向的夹角为。试求：(1)该小球运动到P点时的速度大小和“P点速度方向与初速度v0方向夹角的正切值”；(2
7、)OP之间的距离。10（2021河南柘城县第四高级中学高一期末）暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图所示，该游艺机顶上有一个半径为的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图所示。“摇头飞椅”高，绳长。小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为。小明和椅子的转动可简化为如图所示的圆周运动。在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为。（，）在此过程中，求：（1）座椅受到绳子的拉力大小；（2）小明运动的线速度大小；11（2021河南郑州高一期末）某同学利用组合积木搭建了如图所示的轨道，研究小球的运动。
8、段为与水平面夹角为的倾斜轨道，段和段为水平轨道，为半径为的竖直圆轨道，为半径为的圆形轨道，右侧段为水平轨道，各段轨道之间平滑连接距离水平面高度为的倾斜轨道顶端有一弹簧枪，可发射质量为的小球，若小球从弹簧枪枪口以速度沿轨道向下弹出，之后沿倾斜轨道向下运动，恰好能够通过竖直圆轨道的最高点，之后沿竖直面内的圆轨道经过后进入水平轨道，然后经过，沿半径为的圆形轨道经过进入水平轨道已知小球在倾斜轨道和水平轨道段、段运动所受的阻力与小球对轨道压力的比值为，小球在其他段运动所受阻力不计。小球可视为质点。求：（1）小球被弹出前弹簧枪中弹簧的弹性势能和之间的水平距离；（2）小球通过圆形轨道最高点时对轨道的压力大小
9、；（3）小球最终停止时与点的距离（足够长）。12（2021河南安阳高一期末）如图所示，半径为R=0.8m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧右端固定在竖直挡板上，质量m=0.2kg的小物块（可视为质点）从空中A点以v空=1m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动到D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L=1m，小物块与水平面间的动摩擦因数，g=10m/s2，求（1）小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；（2）小物块经过圆弧轨道上C点时对轨
10、道的压力大小；（3）弹簧的弹性势能的最大值Emax。13（2021河南三门峡高一期末）如图所示，O为竖直面内圆周的圆心，半径为R，P和Q为同一条竖直线与圆周的交点，O到的距离为。在O点第一次把小球水平向右抛出，恰经过圆周上的点。现在第二次在O点把小球水平向右抛出，同时对小球施加一个竖直方向的恒力，经过圆周上的Q点，且经过Q时的水平速度为第一次平抛初速度的倍。已知小球质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。(1)求第一次小球水平向右抛出的速度大小；(2)求第二次施加的恒力大小。14（2021河南洛阳高一期末）跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，
11、在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得ab间的距离L=40m，斜坡与水平方向的夹角为30，不计空气阻力，g=10m/s2。求（1）运动员在a处的速度大小和在空中飞行的时间；（2）运动员在空中离坡面的最大距离。15（2021河南驻马店高三期末）为拍摄鸟类的活动摄影师用轻绳将质量m=2kg的摄像机跨过树枝，悬挂于离地面一定高度的B点，轻绳的另一端连着沙袋，并将沙袋控制在地面上的A点，如图所示，某时刻，沙袋突然失控，当沙袋水平滑到倾角的足够长斜坡的底端C时，摄像机下落到距地而高度h=5m的D点，且速度大小v=5m/s，最终摄像机恰好没有撞击地面
12、（摄像机从D点下落到地而的过程中，树枝与沙袋间的轻绳与斜而平行且拉力大小不变）。沙袋与斜面间的动摩擦因数，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。不计轻绳与树枝间的摩擦，不计空气阻力。求：（1）摄像机从D点下落到地面的过程中，轻绳的拉力大小T；（2）沙袋的质量M；（3）在摄像机从D点下落到地而的过程中，系统克服摩擦阻力所做的功W。16（2021河南高二期末）某实验小组要测试一架四旋翼无人机的性能，借助于传感器可以实时测得无人机飞行的高度及对应的速度大小。无人机以额定功率从地面由静止竖直向上起飞，上升到高度时，速度达到最大，这时速度大小为，已知无人机的质量为，无
13、人机受到的空气阻力大小恒定为，重力加速度g取。(1)求无人机的额定功率；(2)求无人机从静止到上升到高处所做的功及所用时间；(3)若无人机悬停在高处时突然关闭发动机，当无人机离地高处时，启动无人机的发动机，给无人机提供向上的恒定升力，若使无人机落地时的速度刚好为零，求无人机提供恒定升力的大小。17（2021河南南阳中学高一期末）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙半圆形轨道在B点平滑相接，半圆形轨道半径为R，一质量为m的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，获得向右速度后脱离弹簧，经过B点进入半圆形轨道后瞬间对的轨道的压力大小为其重力的8倍，之后沿圆形轨道运动，且恰好到达C点。取重
14、力加速度大小为g，求：(1)释放物块时弹簧的弹性势能；(2)物块从B点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功；(3)物块离开C点后落到水平面时，重力的瞬时功率大小。18（2021河南高一期末）我国在2021年4月20日“中国航天日”公布了火星探测任务“天问一号”。未来中国火星探测器先到达火星附近距其表面高度为H的位置，绕其做周期为T的匀速圆周运动，然后经过变轨后到达距火星表面h处静止悬停，最后降低发动机推力匀加速竖直降落到火星表面。探测器在加速下降时发动机竖直向上的推力是在火星表面重力大小的0.9倍，火星半径为R，不计火星大气阻力、探测器质量变化及火星自转的影响，探测器匀加速下降过程中的重力加速度
15、与火星表面相同，求：(1)火星表面重力加速度大小；(2)探测器降落在火星表面的速度大小。19（2021河南高一期末）如图所示，倾角=45的斜面固定在水平地面上的左端，半径R=0.5m的光滑半圆形轨道固定在水平地面上的右端且与水平地面相切于P点。将质量m=1kg的物块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，经过B点进入地面，最后停在C点。已知A点的高度h=1m，A、C两点的连线与地面的夹角=37，物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为，不计物块经过B点的能量损失。若物块从地面上D点以水平向右的初速度vD开始运动，正好能到达半圆形轨道的最高点E，已知D、P两点间的距离L=1.6m，重力加速度g取10m
16、/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：(1)物块由A运动到C系统产生的热量Q，物块与接触面间的动摩擦因数；(2)刚进入圆弧轨道的P点时，物块受到的支持力大小FP；(3)物块在D点时的速度大小vD。20（2021河南商丘高一期末）如图所示，一小球从平台上水平抛出，恰好落在邻近平台的一倾角为=53的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度取g=10m/s2，sin 53=0.8，cos 53=0.6，不计空气阻力，求：(1)小球水平抛出时的初速度大小v0；(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x；(3)若斜面顶端高H=20.8m，则小球离开平
17、台后经多长时间到达斜面底端？21（2021河南南阳中学高一期末）如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计，人与车一直没有分离，人和车这个整体可以看成质点。（计算中取，。求：（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离S；（2）人与车整体在A点时的速度大小以及圆弧对应圆心角；（3）若人与车整体运动到圆弧轨道最低点O时，求此时对轨道的压力大小。22（2021河南高一期
18、末）如图所示，在固定的水平光滑长杆上套有质量为m=1kg的物体P，一轻绳跨过光滑的滑轮O、O将物体P与物体Q连接，物体Q的质量为M=4kg，用手托住物体Q使整个系统静止，此时轻绳刚好拉直，物体P位于A点，AO与水平方向的夹角为30，B为O点投影在长杆上的点，且两点间的距离L=1m，g取10m/s2.现由静止释放P、Q两物体，求：(1)在物体P由A点出发第一次到达B点的过程中，物体Q重力势能的减少量；(2)物体P运动到B点时的速度。23（2021河南高一期末）如图所示，水平面的长度为L=5.25m，与水平传送带在B点平滑相连，在传送带的右端C处连接半圆形光滑轨道CD，轨道半径为R=2m，CD为半
19、圆形轨道的竖直直径。现自A点以m/s的速度释放一个质量为m=1kg的物块，物块与水平桌面和传送带的动摩擦因数均为，传送带以v=5m/s的速度顺时针转动，传送带足够长。g取10m/s2求：(1)物块到达B点时的速度大小；(2)物块从A点到达C点的过程中，系统由于摩擦产生的内能Q；(3)通过改变传送带转动速度的大小，可以影响物块在半圆形轨道上的运动情况，若要求物块不在半圆轨道上脱离，试计算传送带的速度范围。24（2021河南南阳高一期末）一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧下端固定于倾角为的光滑斜面底端，上端连接物块Q。一轻绳跨过定滑轮O，一端与物块Q连接，另一端与套在光滑竖直杆的物块P连接，定滑
20、轮到竖直杆的距离为d=0.6m。初始时在外力作用下，物块P在A点静止不动，轻绳与斜面平行，绳子张力大小为60N。已知物块P质量为m1=0.8kg，物块Q质量为m2=5kg，不计滑轮大小及摩擦，取g=10m/s2。现将物块P静止释放，（，），求：(1)物块P位于A时，弹簧的伸长量；(2)物块P上升h=0.8m至与滑轮O等高的B点时的速度大小；(3)物块P上升至B点过程中，轻绳拉力对其所做的功。25（2021河南南阳高一期末）如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，万有引力常
21、量为G，求： (1)该星球表面的重力加速度；(2)距该星球表面也为R的人造卫星做匀速圆周运动的周期T。26（2021河南商丘高一期末）如图所示，两轴心间距为s的水平传送带A、B两端均与光滑水平面平滑连接，一轻弹簧放在右边水平面上，弹簧右端与竖直墙壁相连。用质量为m的物块压缩弹簧，当弹簧被压缩至O点时由静止释放物块，物块刚好能滑到静止传送带的A端，已知物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，现让传送带沿逆时针匀速转动，仍用物块将弹簧压缩至O点，由静止释放物块，物块被弹簧弹开，并滑上传送带，求(1)传送带的速度至少多大可以使传送带一直对物块做正功；(2)第(1)问中传送带的电机因传送物块
22、额外消耗的电能至少为多少?参考答案：1（1）0.4m，0.2m；（2）3.5m2（1） ；（2） 34（1）；（2）56（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)v10m/s或m/s24(1)0.2m；(2)m/s；(3)16J25(1) ；(2) 26(1)；(2)
