2025年河南省济源市高考物理自主招生考试卷【原创题】附答案详解

2025年河南省济源市高考物理自主招生考试卷【原创题】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、如图所示，一倾角为30°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上有一质量为4m的物体a，上端用平行于斜面的细绳跨过定滑轮连接着物体b，物体b、c通过轻弹簧相连，质量分别为2m、m，此时a恰好静止。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．物体a与斜面间的动摩擦因数为3B．剪断弹簧的瞬间，物体a的加速度为0C．剪断细绳的瞬间，物体b的加速度为3gD．剪断细绳的瞬间，物体a的加速度为g2、如图所示，两根短杆与不可伸长的光滑轻绳连接，并处于同一竖直面内，绳上穿一带孔小球，小球处于静止状态。B点附近正上方有C、D两个位置，B、D两点关于C点对称且A、C两点等高。现保持A的位置不变，只将B点缓慢上移至D点，则在该过程中，绳中的拉力（）A．变大 B．不变C．变小 D．先变大后变小3、如图所示，一小球从某高度以一定的初速度水平抛出，然后无碰撞地落到光滑固定斜面上并继续运动到斜面底端，规定斜面底端所在的平面重力势能为零，不计空气阻力，在整个运动过程中，小球的水平分速度vx随时间t、竖直分速度vy随时间t、重力势能EpA． B．C． D．4、如图所示，质量均为0.5kg的小物块A、B、C放在倾角θ=37∘的固定光滑斜面（足够长）上，C靠在垂直斜面的固定挡板P上，A与B用轻杆连接，B、C分别与原长为10cm、劲度系数为200 N/m的轻质弹簧两端相连，系统处于静止状态。现对A施加一个沿斜面向上的拉力F，使A缓慢上滑。取重力加速度大小g=10 m/s2，A．施加力F前，挡板对C的支持力大小为12 NB．施加力F前，弹簧的长度为8 cmC．施加力F后，当F=4 N时，轻杆对A的支持力大小为1 ND．施加力F后，当F=9 N时，弹簧的长度为11.5 cm5、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 6、一只双层圆形晾衣篮（结构如图），篮口平面的圆心为O点。晾衣篮可视为质量均匀分布，半径R=0.40m的刚性圆环。四根轻绳下端系于圆环上四等分点A、B、C、D，上端汇到P点，再由挂钩悬挂。调节四根轻绳的长度，使P点始终在圆心O点正上方，且保持篮口水平。篮与衣物总质量m=12kg，取重力加速度g=10m/s2。每根绳允许的最大拉力为50N，为保证四根绳都不断裂，P点到O点的竖直距离至少应为（）A．0.30m B．0.25m C．0.20m D．0.15m7、如图所示，真空中三个质量相同、带电量均为q(q>0)的小球a、b、c（可视为质点），分别用长度相等的绝缘轻绳悬挂于天花板上的O点。平衡时，各小球之间的距离均为L，轻绳与竖直方向夹角的正弦值为33A．3kq22L2 B．3k8、两质量均为m的滑块a、b，a与挡板通过劲度系数为k1的轻弹簧1连接，a与b通过劲度系数为k2的轻弹簧2连接。如图甲所示，挡板竖直时，b与挡板上侧面恰好接触且无挤压。若把挡板顺时针旋转90°，使挡板水平，如图乙所示，不计一切摩擦，重力加速度为g，a、b都静止后，b对挡板右侧面的弹力大小为（）A．mg B．kC．k1+2k9、如图所示，光滑绝缘圆环固定在水平面内，圆心为O，半径r=3L，MN=2L，OM=L。M、N两点分别固定电荷量为−q1和+q2的点电荷。带正电小球（可视为质点）套在圆环上，且能在圆环上任意位置保持静止，设P、A．φP>φQ B．φP<10、如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上。已知mA=1kg，mB=3kg。从t=0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA和FA．t=0.5s时，A、B间的弹力为2N B．t=1s时，A、B分离C．分离时，它们的位移为4.5m D．A、B分离时的速度为4m/s二、多选题（10小题，每小题4分，共计40分）11、甲、乙两汽车在同一平直公路上同向行驶，其v-t图像如图所示，在t=4s时，两车恰好再次并排行驶，则下列说法正确的是（）A．t=0时，乙车在甲车前15m处B．t=3s时，乙车在甲车前面C．2~4s内两车的距离一直在减小D．2~4s内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度12、如图，在粗糙绝缘的固定斜面上（斜面足够大）有一质量为m粗细均匀的矩形线框abcd，线框由两种金属材料组成，ad、bc长为L、电阻均为2R，ab、cd长为L0、电阻不计，线框处在方向垂直斜面向下的足够大的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一质量也为m的导体棒PQ紧挨ad放置（不接触ad），PQ接入电路电阻为R，t=0时刻，同时静止释放导体棒PQ以及矩形线框abcd，经时间t0恰好运动到矩形线框的中心处，此时对棒施加沿斜面向上的力F=mgsinθ，最终棒PQ恰好不从线框掉下。已知运动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，矩形线框与斜面间的动摩擦因数为A．导体棒PQ刚释放瞬间，线框的加速度大小为μgB．0~t0C．t0时导体棒的速度为D．若t0时导体棒下降的高度为h，则整个过程中棒PQ上产生的热量为13、如图所示，间距为L的平行光滑金属导轨水平固定，定值电阻大小为R，电容器的电容大小为C。质量为m的金属棒始终与导轨接触良好并保持垂直，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，金属导轨和金属棒的电阻均不计。开关S开始处于闭合状态，对金属棒施加水平向右的恒定拉力，使其从静止开始运动，经时间t金属棒达到最大速度v0，此时断开开关S，改变水平拉力大小，使金属棒保持速度vA．开关断开前水平拉力大小为BB．开关断开前金属棒运动的位移为vC．开关断开后，当外力的功率为定值电阻功率的3倍时，电容器两端的电压为1D．从开关断开到外力功率为定值电阻功率的3倍时，外力做的功为214、甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度一时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示，已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是（）A．两车在t1时刻也并排行驶B．在t1时刻甲车在后，乙车在前C．甲车的加速度大小先增大后减小D．乙车的加速度大小先减小后增大15、地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，（）A．矿车上升所用的时间之比为4：5B．电机的最大牵引力之比为2：1C．电机输出的最大功率之比为2：1D．电机所做的功之比为4：516、为备战校运会百米赛跑，小王刻苦训练。小王训练前、后百米全程测试的v−t图像如图所示。下列说法正确的是（）A．在0∼tB．在0∼tC．在t2D．经过训练，t317、下列实验操作规范的是_________A．“探究弹簧弹力与形变量的关系”时，将弹簧悬挂测量弹簧原长B．“探究平抛运动的特点”时，用重锤线检查斜槽末端的切线是否水平C．“探究影响感应电流方向的因素”时，判断感应电流的方向时，需要先确定线圈的绕向D．“用油膜法估测油酸分子的大小”时，在油膜面积最大时快速将油膜轮廓描绘在带格子的玻璃板上18、电动小车在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．小车的动能不变B．小车的动量守恒C．小车的加速度不变D．小车所受的合外力一定指向圆心19、一物块在倾角为45°的固定斜面上受到方向与斜面平行、大小与摩擦力相等的拉力作用，由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，物块与斜面间的动摩擦因数处处相同。若拉力沿斜面向下时，物块滑到底端的过程中重力和摩擦力对物块做功随时间的变化分别如图曲线①、②所示，则（）A．物块与斜面间的动摩擦因数为2B．当拉力沿斜面向上，重力做功为9J时，物块动能为3JC．当拉力分别沿斜面向上和向下时，物块的加速度大小之比为1∶3D．当拉力分别沿斜面向上和向下时，物块滑到底端时的动量大小之比为1：20、一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（）A．在x=1m时，拉力的功率为6WB．在x=4m时，物体的动能为2JC．从x=0运动到x=2m，物体克服摩擦力做的功为8JD．从x=0运动到x=4的过程中，物体的动量最大为2kg∙m/s三、非选择题（3小题，每小题10分，共计30分）21、某地为发展旅游经济，因地制宜利用山体举办了机器人杂技表演。表演中，需要将质量为m的机器人抛至悬崖上的A点，图为山体截面与表演装置示意图。a、b为同一水平面上两条光滑平行轨道，轨道中有质量为M的滑杆。滑杆用长度为L的轻绳与机器人相连。初始时刻，轻绳？？紧且与轨道平行，机器人从B点以初速度v竖直向下运动，B点位于轨道平面上，且在A点正下方，AB=1.2L。滑杆始终与轨道垂直，机器人可视为质点且始终作同一竖直平面内运动，不计空气阻力，轻绳不可伸长，（1）若滑杆固定，v=gL（2）若滑杆固定，当机器人运动到滑杆左上方且轻绳与水平方向夹角为37°时，机器人松开轻绳后被抛至A点，求v的大小；（3）若滑杆能沿轨道自由滑动，M=km，且k≥1，当机器人运动到滑杆左上方且轻绳与水平方向夹角为37°时，机器人松开轻绳后被抛至？？点，求v与k的关系式及v的最小值。22、某校学生在理科活动周中，进行了水火箭发射表演。发射时在水火箭内高压空气压力作用下，水从水火箭尾部喷嘴向下高速喷出，外壳受到反冲作用而快速上升，如图甲所示。发射时水火箭将壳内质量为m＝2.0kg的水相对地面以v＝6m/s的速度在极短时间内竖直向下全部喷出，已知水火箭外壳质量为m0＝0.4kg，上升阶段空气阻力恒为f0＝1N，不计水平方向的任何力，重力加速度g＝10m/s2。（1）求水火箭外壳能上升的最大高度H；（2）若外壳在下落过程中所受空气阻力与速度成正比，即f＝kv（k＝0.4），下落高度h＝20m时，开始匀速，其过程简图如图乙所示。求：①外壳匀速时的速度vm；②外壳从下落到匀速所经历的时间；③外壳从下落到匀速，空气阻力所做的功。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】B2、【答案】A3、【答案】B4、【答案】B5、【答案】B6、【答案】C7、【答案】C8、【答案】C9、【答案】C10、【答案】B二、多选题（10小题，每小题4分，共计40分）11、【答案】B,C12、【答案】A,B13、【答案】B,C,D14、【答案】C,D15、【答案】A,B16、【答案】B,C17、【答案】A,C18、【答案】B,D19、【答案】A,D20、【答案】B,C三、非选择题（3小题，每小题10分，共计30分）21、【答案】（1）v0=gt物体竖直上抛至最高点时速度为0，由运动学公式0=v（2）vB=2v爆炸瞬间水平方向动量守恒，爆炸前总动量为0。A速度为v，设B速度为vB，由动量守恒定律得

0=2m•v+m•vB

解得（3）d=3vt根据竖直上抛运动的对称性可知下落时间与上升时间相等为t，则A的水平位移xA=vt

B的水平位移xB22、【答案】（1）解：要拉动木箱，拉力要大于等于最大静摩擦力，则有F解得F（2