2025年河南省林州市高考物理自主招生试卷（研优卷）附答案详解

2025年河南省林州市高考物理自主招生试卷（研优卷）附答案详解考试时间：75分钟；命题人：教研组考生注意：1、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上2、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、国际机器人联合会年9月发布的报告显示，中国工业机器人总保有量近180万台，位居全球第一。某工业机器人在一段时间内运动的v−t图像如图所示，在0～4s内，下列说法正确的是（）A．机器人做曲线运动 B．机器人做匀减速运动C．机器人的速度变化率变大 D．机器人在0～4s内的位移小于12m2、由于受到空气阻力，雨滴竖直下落过程的速度-时间图像（v−t图像）如图所示，其加速度a和下落高度h随时间变化的图像可能是（g为重力加速度）（）A． B．C． D．3、如图所示，质量分别为6m和m的物体P、Q用跨过定滑轮O的轻绳连接，P置于倾角为30∘的光滑固定斜面上，Q穿在固定的竖直光滑杆上。轻质弹簧的一端固定在地面上，另一端连接Q。初始时，控制P使轻绳伸直且无拉力，轻绳的OP段与斜面平行，OQ段与杆的夹角为37∘。将P由静止释放，Q在运动过程中经过M点，OM与杆垂直，长为1.5L。P、Q均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，劲度系数k=mgL，重力加速度为g，sin37∘=0.6A．2gL B．2gL C．2gL7 4、如图所示是手提弹簧灯笼，拴连在弹簧顶部的公仔A的质量为2m，底座B（含灯泡）的质量为m，连接A、B的弹簧质量忽略不计。某次通过提杆对细绳施加竖直向上、大小为5mg的恒力，一段时间后，A、B一起向上做匀加速直线运动，弹簧未超出弹性限度，且不考虑空气阻力。若细绳突然断开，则此瞬间（）A．底座B的加速度方向向下 B．弹簧弹力大小为5C．底座B的加速度大小为53g 5、便携式晾衣绳因其“免夹防滑”的等距小孔设计而备受推崇。如图所示，将此晾衣绳的两端固定在水平距离为d的两等高挂点M、N上，一旅客将衣服挂在正中间O点时，绳与水平方向夹角小于30°，两边绳张力大小均为TO；挂在靠近左端M的P处时，左侧绳PM张力为TL，右侧绳PN张力为A．挂在P处时，由于两段绳材质相同，故TB．挂在P处时，左侧绳更陡峭，故TC．无论挂在OM间何处，两段绳拉力的合力不变D．无论挂在OM间何处，均有T6、如图甲所示，某工地正用起重机吊起正方形钢板ABCD，起重机的四根钢索OA、OB、OC、OD长度均为a，钢板边长为a，质量为m，且始终呈水平状态。某次施工过程，起重机司机将正方形钢板ABCD从地面开始竖直向上提升，其运动的v−t图像如图乙所示，不计钢索所受重力。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．12∼15s过程正方形钢板克服重力做功的功率增大B．4∼12s过程每根钢绳的拉力为2C．上升过程中正方形钢板一直处于超重状态D．15s末正方形钢板抬升高度为23m7、元代《王桢农书》记载了戽斗，它是一种小型的人力提水灌田农具，形状像斗，靠两人拉绳牵斗取水。如图所示，绳两边对称，不计绳子质量，戽斗处于平衡状态时，若两人站得越近，则（）A．两边绳子对戽斗的合力越大 B．两边绳子对戽斗的合力越小C．人对每边绳子的拉力越小 D．人对每边绳子的拉力越大8、滑块以一定的初速度沿粗糙斜面的A点向上滑，到达最高点后返回A点。利用频闪仪对滑块上滑和下滑过程进行拍摄，分别如图甲、乙所示，照片中B点恰好是滑块滑动过程中的最高点，斜面倾角为θ，则（）A．上滑过程动能变化绝对值比下滑更大B．滑块之间的距离BC:CD=1:4C．滑块与斜面间动摩擦因数μ>tanθD．上滑过程克服摩擦力做功比下滑更大9、如图所示，劲度系数为k0的弹簧左端固定，右端与光滑水平面上的足够长、质量为ma的木板A连接，木板上有一质量为mb的物块B。将弹簧拉伸至某一位置，让木板及物块由静止释放，释放后两物体相对滑动，0∼t0内两物体的v-t图像如图所示，tA．t0时刻弹簧处于原长 B．C．t0时刻弹簧的伸长量Δx=μma10、下列关于物理学史和物理思想方法叙述正确的是（）A．牛顿提出了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，发现了万有引力定律，并测得引力常量G的大小B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了微元累积思想，用这种思想方法也可以类比理解其他图像“面积”的含义C．电场中“场”的概念是由库仑最先提出的D．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系二、多选题（10小题，每小题4分，共计40分）11、如图所示，倾角为θ的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ。过程I：Q以速度v0从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点；过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过OA．P、M两点之间的距离为kB．过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为1C．过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为kD．连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在OM（含O、M点）之间12、快递公司常常利用传送带来分拣快递物品。某段传送带的俯视图如图所示，水平传送带以恒定速度v1=1.4m/s向右匀速运动，一质量为3kg物品以速度大小v2=3m/s、方向与垂直传送带传动方向成θ=37°角偏向左侧方冲上传送带。物品与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5，物品可视为质点，重力加速度为g=10m/sA．物品在传送带上滑行的时间为0.8sB．物品冲上传送带，在相对传送带静止前相对地面做直线运动C．要使物品不冲出传送带，传送带的宽度需要大于1.6mD．从滑上传送带到相对传送带静止，系统因摩擦产生的热量为24J13、空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的圆周运动，轨迹如图所示。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者带电量、质量均相同。Ⅰ在P点时与a的速度方向相同，并做半径为3R的圆周运动，轨迹如图所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用，则（）A．油滴a带负电，所带电量的大小为mgB．油滴a做圆周运动的速度大小为gBRC．小油滴I做圆周运动的速度大小为3gBRE，周期为D．小油滴II沿顺时针方向做圆周运动14、一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。则（）A．物块下滑过程中机械能不守恒B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C．物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2D．当物块下滑2.0m时机械能损失了12J15、用长为L的轻杆连接两个小球a、b（可视为质点），其质量分别为m和2m，竖直杆光滑，水平地面粗糙，两球与地面间的动摩擦因数相同，当a球穿在竖直杆上，b球在地面上，轻杆与竖直方向夹角θ=37°，如图甲所示，此时系统恰好保持静止。现将系统倒置，b球穿在竖直杆上，a球在地面上，轻杆与竖直方向夹角仍为θ，如图乙所示，已知sin37°=0.6，cosA．a、b球与地面间的动摩擦因数为0.25B．图乙时，系统仍保持静止状态C．图乙中给b球向下初速度，当轻杆与竖直方向夹角为53°时，a、b两球速度大小之比为3∶4D．图乙时，给b球轻微扰动使b球下滑，可以求出小球b落地时速度大小16、风洞是航空测试重要的技术。一口径很大的水平风洞截面图如图所示，保持各处风力为恒定数值且方向水平向右；一只关闭动力的飞行器在风洞中可以从P点沿直线a运动或沿抛物线b运动，忽略阻力对飞行器的影响，以下分析正确的是（）A．飞行器沿直线a做匀速直线运动B．飞行器沿直线a运动时其重力与风力的合力不一定沿直线aC．飞行器从P点沿抛物线b运动到与P点等高时，抛物线最高点为该过程中间时刻D．飞行器从P点沿抛物线b运动到与P点等高的过程中动能增加量等于风力做的功17、在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，下列操作有利于减小实验误差的是（）A．拉力F1和FB．拉力F1和FC．实验过程中，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应尽可能贴近木板，并与其平行D．记录一个力的方向时，标记的两个点应尽可能远一些18、如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g．则此下降过程中（）A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于32B．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于32C．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下D．弹簧的弹性势能最大值为3219、明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则（）A．若F一定，θ大时FN大 B．若F一定，θ小时FC．若θ一定，F大时FN大 D．若θ一定，F小时F20、水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于s0时，速度的大小为v0，此时撤去F，物体继续滑行A．在此过程中F所做的功为1B．在此过中F的冲量大小等于3C．物体与桌面间的动摩擦因数等于vD．F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍三、非选择题（3小题，每小题10分，共计30分）21、如图所示，质量m=1kg的物块在水平向右的拉力作用下，由静止开始沿水平地面向右运动了x=5m，在此过程中拉力对物块做功W=18J。已知物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，取（1）物块所受滑动摩擦力的大小；（2）该运动过程中物块克服摩擦力所做的功；（3）物块位移5m时的速度大小。22、为了探究并验证两个互成角度的力的合成规律，两位同学分别设计了如下方案。（1）李红同学找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，还有刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子等。实验方案：先将三条橡皮筋的一端连接成结点O，将其中两条橡皮筋的另一端分别挂在竖直墙上的两个钉子a、b上，然后将第三条橡皮筋的另一端通过细绳悬挂小重物，如图甲所示。①本实验中，下列说法正确的是_______。A.Oa与Ob的夹角必须为30°、60°或90°，不能为其他角B.测量每条橡皮筋的原长C.测量悬挂小重物后每条橡皮筋的长度D.记录悬挂小重物后每条橡皮筋的方向②探究结论：两个互成角度的力的合成遵循平行四边形定则。（2）王华同学为了验证李红同学的实验结论，设计了如下实验方案：a．用天平测得一个小物块的质量。b．如图乙所示，两根固定的竖直杆间距为d，用长为L的不可伸长的轻绳穿过光滑轻质滑轮，滑轮下端连接小物块，轻绳两端分别固定在杆上M、N两点，在轻绳的左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计。c．改变并记录小物块的质量m，记录力传感器对应的示数F，得到多组数据，已知重力加速度为g。①力传感器的示数F与小物块的质量m满足F=________（用题中给出的L、d、g、m等表示），就可以验证力的平行四边形定则。②王华同学作出F-m图像如图丙所示，则图线的斜率k=________。23、智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。分拣机器人工作效率高，落袋准确率达99.9%。在供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上，智能扫码读取包裹目的地信息，经过大数据分析后生成最优路线，包裹自动送至方形分拣口。如图甲，当机器人抵达分拣口时，速度恰好减速为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g大小取10m/s2）。如图乙，机器人A把质量m=1kg的包裹从供包台沿直线运至相距L=45m的分拣口处，在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机器人A运行最大加速度a=3m/s（1）求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t；（2）若包裹与水平托盘的动摩擦因数为μ=33，则在机器人A到达投递口处，要使得包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角（3）机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障，机器人A立刻制动，制动时速度为3m/s，由于惯性，机器人A在地面滑行4.5m后停下来，此时刚好有另一机器人B，以最大速度碰撞3m/s与机器人A发生弹性正碰，碰撞后机器人A滑行了2m停下来（其加速度与制动后滑行加速度相等，机器人A、B均看作质点）。则机器人B的总质量是机器人A的多少倍？

-参考答案-一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、【答案】C2、【答案】C3、【答案】C4、【答案】C5、【答案】B6、【答案】D7、【答案】B8、【答案】C9、【答案】A10、【答案】B二、多选题（10小题，每小题4分，共计40分）11、【答案】B,D12、【答案】A,C,D13、【答案】B,C14、【答案】B,C15、【答案】B,C16、【答案】B,C17、【答案】B,C18、【答案】B,D19、【答案】B,C20、【答案】A,C三、非选择题（3小题，每小题10分，共计30分）21、【答案】解：（1）当机器人A先做匀加速直线运动加速至3m/s，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动至零时，机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式可得t1=匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得t2=匀速直线阶段根据运动学的公式得t