河南省新高中创新联盟2023-2024学年高三上学期第二次联考（10月）物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1河南省新高中创新联盟24届高三年级第二次联考（10月）物理试题一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分。其中1-7为单选，8-14为多选。选不全得2分，有错选得0分。）1.如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平地面上，右面靠墙，小车的上表面是一个光滑的斜面，斜面的倾角为α，当地重力加速度为g，那么当有一个质量为m的物体在这个斜面上自由下滑时，小车对右侧墙壁的压力大小是（）A.mgsinαcosαB.C.mgtanαD.〖答案〗A〖解析〗对小车进行受力分析，如图所示：

小车处于静止状态，受力平衡，水平方向有：N=mgcosαsinα故选A2.每年一度的华南师大附中校运会开幕式举行时，都有各班进行入场式表演，团委宣传部都会利用无人机进行空中跟踪拍摄。某次拍摄时无人机从地面开始起飞，在空中进行跟踪拍摄。若无人机在水平和竖直方向运动的速度随时间变化关系图像如图所示，则无人机（）A.在的时间内，运动轨迹为曲线B.在的时间内，运动轨迹为直线C.在的时间内，位移不断增大D.在时间内的加速度不断变化〖答案〗C〖解析〗A．在的时间内，无人机沿x方向和y方向均做初速度为零的匀加速度直线运动，其合运动仍是直线运动，故A错误；B．在的时间内，无人机的加速度沿y轴负向，但初速度为时刻的末速度，方向不是沿y轴方向，初速度和加速度不共线，因此运动轨迹应是曲线，故B错误；C．在的时间内，方向和方向的位移都不断增大，根据矢量的合成可知合位移不断增大，故C正确；D．在时间内方向做匀减速直线运动，加速度不变，方向做匀加速直线运动，加速度不变，根据矢量的合成可知合加速度不变，故D错误。故选C。3.如图所示，光滑斜面与水平面成α角（α=30°），斜面上一根长为l=0.30m的轻杆，一端系住质量为0.2kg的小球，另一端固定在O点，现将轻杆拉直至水平位置，然后给小球一沿着平板并与轻杆垂直的初速度v0=3.0m/s，g=10m/s2，则（）A.此时小球的加速度大小为30m/s2B.小球到达最高点时杆的弹力沿斜面向上C.若增大v0，到达最高点时杆子对小球的弹力一定增大D.若增大v0，到达最高点时杆子对小球的弹力可能减小〖答案〗C〖解析〗A．小球做变速圆周运动，在初位置加速度不指向圆心，将其分解，切向加速度为向心加速度为故此时小球的加速度为合加速度故A错误；B．从开始到最高点的过程，根据动能定理，有解得考虑临界情况，如果没有杆的弹力，重力沿平行斜面的分力提供向心力，有解得可以得到v2小于v1，说明杆在最高点对球是拉力，故B错误；CD．在最高点时，轻杆对小球的弹力是拉力，故如果初速度增大，则最高点速度也增加，故拉力F一定增加，故C正确，D错误。故选C。4.如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径。当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若保持轮A的转速不变，将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴的最大距离为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗两轮边缘的线速度大小相等，则有解得由于小木块恰能相对静止在A轮边缘上，则有若小木块恰能相对静止在B轮上，则有解得故选C。5.如图所示，竖直固定放置的△ABC是用光滑杆构造而成的。将两个小环从A点由静止释A放，分别沿AB杆和AC杆运动，已知小环到达C点所需时间是到达B点时间的两倍（即）。若已知AB杆竖直，AC=4m，，，。则AB杆长度（）A.0.8m B.1m C.1.2m D.1.25m〖答案〗D〖解析〗对沿AC杆下滑的环受力分析，由牛顿第二定律又由解得则沿AB杆下滑的环做自由落体运动，则AB的长为故选D。6.如图所示，在一个倾角为的固定光滑斜面上由静止释放一小滑块（视为质点），同时在斜面底端O点正上方的P点将一小球以速度水平抛出，一段时间后小球恰好垂直斜面击中滑块，取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.O、P两点的高度差为B.滑块释放时的高度比小球抛出时的高度高C.滑块被击中时距离O点D.滑块被击中时速度小于小球速度的一半〖答案〗D〖解析〗A．小球恰好垂直击中斜面，根据平行四边形定则解得小球从抛出到达斜面所用的时间小球平抛运动的水平位移小球平抛运动的竖直位移根据几何关系，O、P两点的高度差为故A错误；B．滑块下滑时的加速度小于重力加速度，则滑块释放时的高度比小球抛出时的高度低，故B错误；C．滑块被击中时距离O点的距离故C错误；D．滑块被击中时速度此时小球速度即滑块被击中时速度小于小球速度的一半，故D正确。故选D。7.如图所示，一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是（）A.v0=2.5m/s B.v0=1.5m/s C.μ=0.28 D.μ=0.25〖答案〗B〖解析〗AB．物块水平沿中线做匀减速直线运动，则由题干知x=1m，t=1s，v>0代入数据有v0<2m/s故A不可能，B可能；CD．对物块做受力分析有a=-μg，v2-v02=2ax整理有v02-2ax>0由于v0<2m/s可得μ<0.2故CD不可能。故选B。8.如图所示，质量均为的两个木块、叠放在水平地面上，、接触面的倾角为。现在上加一水平推力，使、保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，下列说法正确的有（）A.木块对地面的压力等于B.当增大时，P、Q间的摩擦力一定增大C.若加速度，则不受到摩擦力D.地面与间的滑动摩擦力随推力的增大而增大〖答案〗AC〖解析〗AD．P、Q整体的加速度不存在竖直方向的分量，所以木块对地面的压力等于，地面与间的滑动摩擦力不变，故A正确，D错误；BC．假设f始终沿P、Q接触面向上，设Q对P的支持力为N，在水平方向上根据牛顿第二定律有在竖直方向上根据平衡条件有解得当增大时，则a增大，由上式可知此时P、Q间的摩擦力将减小，并且若加速度，则f=0，即不受到摩擦力，故B错误，C正确。故选AC。9.假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶。甲车在前，乙车在后，速度均为。甲、乙相距，时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化分别如图甲、乙所示，取运动方向为正方向。下列说法正确的是（）A.时两车相距最近B.时两车距离最近，且最近距离为20mC.时乙车速度减为0D.两车距离为55m〖答案〗BC〖解析〗AB．由题图可知，在时甲车速度和位移乙车的速度不变，在时的位移由此可知，乙车并未追上甲车，此时甲车开始做匀加速运动，则两车相距最近应满足的条件是速度相等，设时间为t1，则有代入数据解得t1=6s从到两车的位移为则得时两车相距为A错误，B正确；C．乙车速度减到零时，则有解得t2=9sC正确；D．从到两车的位移为则得时两车相距D错误。故选BC。10.如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移与斜面倾角的关系，将某一物体每次以大小不变的初速度沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得与斜面倾角的关系如图乙所示，取10m/s2，根据图象（）A.当时，最小B.物体的初速度C.物体与斜面间的动摩擦因数D.当时，物体最终会回到出发点〖答案〗BC〖解析〗B．由图可知，当时物体做竖直上抛运动，位移为由竖直上抛运动规律可知解得故B正确；C．当时，位移为由动能定理得解得故C正确；A．由动能定理得解得其中解得当时，即此时位移最小故A错误；D．当时，根据计算可得可知物体最终会静止在斜面上，故D错误。故选BC。11.斜面静止在粗糙水平地面上，一物块恰能沿斜面匀速下滑，现用一个竖直向下的恒力作用在物块上，如图所示，恒力过物块重心，则下列说法正确的是（）A.物块将沿斜面加速下滑B.物块仍能保持匀速下滑C.地面对斜面的摩擦力变化D.地面对斜面的摩擦力不变〖答案〗BD〖解析〗AB．斜面静止在粗糙水平地面上，一物块恰能沿斜面匀速下滑时，对物块由平衡条件可得解得施加一个竖直向下的恒力后，对物块以沿斜面向下为正联立可得，沿斜面方向合力仍为0，即物块仍然处于平衡状态，A错误，B正确；CD．由于物块始终处于平衡状态，对斜面和物块系统受力分析可得，水平方向不受外力，即斜面与水平地面间始终没有摩擦力，C错误，D正确。故选BD。12.大型风洞是研发飞行器不可缺的重要设施，我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示，某次风洞实验中，风力大小和方向均恒定，一质量为m的轻质小球先后经过a、b两点，其中在a点的速度大小为v，方向与a、b连线成=45°角；在b点的速度大小也为v，方向与a、b连线成角。已知a、b连线长为d，小球只受风力的作用，小球的重力忽略不计。下列说法中正确的是（）A.风力方向垂直于a、b连线 B.从a点运动到b点所用的时间为C.小球做的是匀变速曲线运动 D.风力大小为〖答案〗ABC〖解析〗AC．根据加速度的定义可知加速度方向一定和速度变化量的方向相同，如图所示根据几何关系可知加速度方向垂直于a、b连线，所以风力方向垂直于a、b连线，加速度方向与初速度方向有夹角，且加速度对应的风力是恒力，所以小球做的是匀变速曲线运动，AC正确；B．小球在沿ab方向做匀速直线运动，从a点运动到b点所用的时间为B正确；D．小球在垂直ab方向的加速度大小为根据牛顿第二定律可得风力大小为D错误。故选ABC。13.如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细绳相连的两个物体A和B，A的质量为，B的质量为，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，它们与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若开始时细线刚好处于自然伸直状态（即细线对木块的拉力为0），现使圆盘缓慢加速转动直到细绳即将断裂的过程，下面说法正确的有（）A.绳子刚好出现拉力时，圆盘的角速度为B.绳子出现拉力后，B受到的摩擦力大小保持不变C.A与B各自受到的摩擦力始终等大D.当绳子出现拉力后，随着转盘缓慢加速，A受到的摩擦力增大〖答案〗ABC〖解析〗A．绳子刚好出现拉力时，B物体达到最大静摩擦，有可得圆盘的角速度为故A正确；B．绳子出现拉力后B受到的摩擦力达到最大值，大小不在变化，故B正确；C．由可知，在B的摩擦力达到最大值前，AB受到的摩擦力等大，在B的摩擦力达到最大值之后，设绳的拉力为F，对B分析对A且同一根绳上拉力相同，所以AB受到的摩擦力大小不等，故C正确；D．有C的分析可知，AB的向心力等大，所以当绳子出现拉力后，A、B的向心力都等于可知，A摩擦力也不变，故D错误。故选ABC。14.图甲中，两滑块A和B叠放在光滑水平地面上，A的质量为m1，B的质量为m2，设A、B间的动摩擦因数为，作用在上的水平拉力为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。图乙为与的关系图像，其直线方程为下列说法正确的有（）A.和的值位于区域时，A、B相对滑动B.和的值位于区域时，A、B相对静止C.和的值位于区域时，A、B相对滑动D.和的值位于区域时，A、B相对静止〖答案〗AD〖解析〗AB．若AB发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对A对B而联立可得和的值位于区域时，A、B相对滑动，A正确，B错误；CD．若AB不发生相对滑动，AB间的摩擦力小于最大静摩擦力，根据牛顿第二定律而联立解得和的值位于区域时，A、B相对静止，C错误，D正确。故选AD。二、填空题（本题共2小题，每空2分，共16分。）15.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（1）实验前应对实验装置进行调节，直到斜槽末端的切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放。（2）图乙是利用正确实验取得的数据绘制的图象。某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图乙所示的坐标系。运动轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度大小为________m/s（保留三位有效数字），经过B点时竖直方向的速度大小为________m/s，小球抛出点的坐标为________（单位cm）。（重力加速度g取）〖答案〗（2）1.004（-20，-20）〖解析〗[1]由题图乙可知A、B、C中相邻两点间水平距离相等，所以运动时间相等，均设为T，根据运动学公式有解得小球平抛的初速度大小为[2]小球经过B点时竖直方向上的速度大小为[3]小球从抛出点运动到B点的时间为则抛出点的横坐标为纵坐标为16.某物理兴趣小组的同学用图甲所示装置来“验证牛顿第二定律”。同学们在实验中，都将砂和小桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变小桶中砂的质量改变拉力。为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，实验中需要平衡摩擦力。（1）下列器材中不必要的是___________（填字母代号）；A．低压交流电源B．秒表C．天平（含砝码）D．刻度尺（2）下列实验操作中，哪些是正确的___________（填字母代号）；A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器的电源C．平衡摩擦力时，将悬挂小桶的细线系在小车上D．平衡摩擦力时，让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带（3）实验中得到如图（乙）所示的一条纸带，s1、s2、s3、s4是纸带上相邻两个计数点之间的距离（相邻两个计数点之间还有四个点没有画出），已知打点计时器打点频率为f，则小车的加速度大小可以表示为a=___________；（4）把砂桶（含砂）的重力mg作为小车受到的合力F，作出a-F图像，当砂桶（含砂）的质量接近小车的质量后，可能会出现图丙中的图线___________（选填①、②或③）；设小车的质量为M，作出小车加速度的倒数与小车质量M的关系图像，下列选项正确的是___________。A.B.C.D.〖答案〗（1）B（2）AD（3）（4）③C〖解析〗（1）[1]A．打点计时器需要低压交流电源，A正确，不符合题意；B．打点计时器就可以记录时间，因此不需要秒表，B错误，符合题意；C．实验需要知道小车受到的合力和小车的质量，因此需要用天平（含砝码）测量小桶和砂及小车的质量，C正确，不符合题意；D．纸带上相邻计数点间的距离需要刻度尺测量，D正确，不符合题意。故选B。（2）[2]A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，使小桶和砂的重力等于小车所受的合力，A正确；B．每次实验，应先接通打点计时器的电源，再释放小车，B错误；CD．平衡摩擦力时，让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带，并使纸带上相邻计数点的间距相等，C错误，D正确。故选AD。（3）[3]打点计时器打点频率为f，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，可得纸带上相邻两个计数点的时间间隔为由匀变速直线运动的公式，可得小车的加速度大小可以表示为（4）[4]以小车及小桶和砂组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律，则有小车的加速度为小车所受合外力则有当m≪M时，可认为小车受到的拉力等于小桶和砂的重力。当砂桶（含砂）的质量接近小车的质量后，小车受到的合外力小于小桶和砂的重力，小车的加速度就不成线性增大，实验误差增大，a-F图像偏离直线，则可能会出现图丙中的图线③。[5]小车受合力为F，对小车则有F=Ma以小车及小桶和砂组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可得mg=（m+M）a整理可得图像的斜率为斜率与小桶和砂的质量有关；则截距是一个定值，因此ABD错误，C正确。故选C。三、计算题（本题共3小题。17题8分，18题10分，19题10分，共28分。）17.2022年10月1日清晨，北京天安门举行大型升旗仪式现场，庆祝祖国生日。国旗护卫队要将一面质量为2kg的国旗升至旗杆顶端，国旗从静止开始匀加速达到最大速度0.8m/s，再匀速一段时间后匀减速运动，到达杆顶时速度恰好为0，整个过程用时46s，上升高度为32m，假设匀加速和匀减速的时间相同，不考虑空气阻力和浮力。g取10m/s2。求：（1）匀速阶段的时间是多少；（2）加速阶段和减速阶段轻绳对国旗拉力的大小之比是多少。〖答案〗（1）34s；（2）〖解析〗（1）设匀速的时间为t，有解得t=34s（2）由题意可得，减速时有加速时解得18.如图所示，为一半径的