河南省2027届高三上学期10月联考（二）物理试卷（含解析）

高三物理试卷（二）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．复兴号动车行驶在中原大地，乘客坐在座位上欣赏沿途风景。若说该乘客是静止的，则所选的参考系可能是A．动车车厢 B．二七纪念塔C．站台上的广告牌 D．迎面驶来的另一列动车2．关于胡克定律及相关物理学史，下列说法正确的是A．胡克定律是由英国物理学家牛顿在1687年发现的B．弹簧的劲度系数k由弹簧的材料、粗细、长度等因素决定，与弹簧所受的弹力和形变量无关C．在国际单位制中，劲度系数k的单位是N/m，该单位是基本单位D．根据胡克定律F=kx可知，弹簧的弹力F与弹簧的长度x3．如图所示的桌面摆件由模型鸟和支撑柱两部分构成，将模型鸟的喙尖放在支撑柱的顶点O处，轻微晃动模型鸟，它也能保持平衡而不翻倒或掉下，模型鸟重心所在位置可能是A．鸟喙尖所在点O处B．O点正下方的Q处C．O点正上方的P处D．鸟的胸部M处4．如图所示，物体(未画出)从光滑斜面上的O点由静止开始下滑，做匀加速直线运动，先后通过A、B、C、D点，相邻两点间的距离相等，下列说法正确的是A．物体在下滑过程中处于超重状态B．物体经过B点的速度是经过A点速度的2倍C．物体从O点到D点的平均速度等于其经过A点的瞬时速度D．物体依次通过各段距离的平均速度之比为1:(5．中国计划在2030年前实现载人登月，需先发射两颗探月卫星进行科学探测。这两颗卫星在同一平面内绕月球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，如图甲所示。测得两卫星之间的距离Δr随时间t变化的关系如图乙所示(r、T0已知)A．A、B两卫星的线速度大小之比vB．A、B两卫星的加速度大小之比aC．A卫星的运行周期为4D．B卫星的运行周期为(6．如图甲所示，用瓦片铺屋顶是我国传统建筑的特色之一。铺瓦片时，屋顶结构简化图如图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的椽子正中间，假设瓦片能始终静止在椽子上。已知椽子间的距离为d，下列说法正确的是A．仅减小椽子间的距离d时，瓦片与椽子间的弹力变小B．仅减小椽子间的距离d时，瓦片与椽子间的摩擦力变大C．仅增大椽子间的距离d时，瓦片与椽子间的摩擦力变大D．仅增大椽子间的距离d时，瓦片与椽子间的弹力可能不变7．如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°，一煤块以初速度v0从传送带的底端沿传送带向上运动，其运动的v-t图像如图乙所示，煤块运动到传送带顶端时速度恰好为零，取重力加速度大小A．传送带底端到顶端的距离为14B．煤块和传送带之间的相对位移为6C．vD．煤块在0∼1 s和二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．河南三门峡黄河某段，河宽d=180 m，水流速度v水A．若行驶过程中船头始终垂直于河岸，则船的实际运动轨迹与河岸垂直B．若行驶过程中船头始终垂直于河岸，则船到达对岸的时间为36C．要使船到达正对岸，船头应偏向上游方向，与垂直河岸方向的夹角θ满足sinD．若船到达正对岸，则船到达对岸的时间为409．如图所示，从高H处的一点O先后平抛两个小球1和2。球1恰好直接掠过h=34H的竖直挡板的顶端C，并落到水平地面上的B点，球2则与地面上的A点碰撞一次后，也恰好掠过竖直挡板顶端C，随后落在BA．球1落地时的速度为球2落地时速度的3倍B．球1平抛的初速度为球2平抛初速度的3倍C．A点到挡板的距离是B点到挡板距离的1D．竖直挡板位于O、B的水平距离的中点处10．如图甲所示，两个完全相同的物块A和B(均可视为质点)放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧，用不可伸长的轻绳相连。两物块的质量均为m=1 kg，与圆心的距离分别为RA、RB，其中RA<RB，且RA=1 m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同的角速度ω绕过圆盘圆心的竖直轴OO'A．物块与圆盘间的动摩擦因数μB．B与圆心的距离RC．当角速度为1 rad/s时，圆盘对A的静摩擦力为D．当角速度为2 rad/s时，A三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．(6分)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：(1)下列关于实验操作的说法，正确的是＿＿＿＿＿＿＿。A．实验前应将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端B．实验时应先释放小车，再接通电源C．小车释放前应远离打点计时器D．作v-t(2)实验中除打点计时器外，还需要的器材有＿＿＿＿＿＿＿(填字母代号)。A．天平 B．刻度尺 C．秒表 D．直流电源(3)某次实验获得的一条纸带如图所示，每相邻两计数点间有四个计时点未画出。已知交流电频率为50 Hz，测得各计数点到O点的距离分别为OA=2.40 cm、OB=6.40 cm、OC=12.00 cm、OD=19.20 cm。打点计时器打B点时小车的速度大小12．(9分)“张衡”兴趣小组设计了图甲所示的装置测量滑块(可视为质点)与水平转台的台面间的动摩擦因数μ。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的滑块放置在转台上，不可伸长的细线一端连接滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，兴趣小组采取了下列步骤：①用游标卡尺测量遮光条的宽度d。②将滑块放置在转台上，使细线刚好绷直，量出滑块到转轴的距离L。③依次增大转台的角速度，并保证转台每次都匀速转动，记录对应的力传感器的示数F和光电门的示数t。回答下列问题：(1)游标卡尺示数如图乙所示，则d=＿＿＿＿＿＿＿mm。(2)滑块匀速转动的角速度大小可由ω=＿＿＿＿＿＿＿(用d、t、L表示)计算得出。(3)处理数据时，以力传感器的示数F为纵轴，ω2为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙所示(图中a、b已知)，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则滑块和台面间的动摩擦因数μ=＿＿＿＿＿＿＿(用b、L、g表示)(4)若该小组同学换用相同材料但质量更大的滑块再次做了该实验，作出F-ω2图像，与图丙比较，b＿＿＿＿＿＿＿(填“增大”“减小”或“13．(10分)分拣机器人在快递行业的使用大大提高了工作效率，如图甲所示，派件员在分拣处将包裹放在静止的机器人的水平托盘上，机器人沿水平地面做直线运动将包裹从分拣处运至相距x=63 m的投递口，且水平运行的最大速度v=4 m/s，运送过程中包裹与水平托盘不发生相对滑动。如图乙所示，机器人停止运动后缓慢翻转托盘，当托盘倾角增大到θ=30°(1)包裹与托盘间的动摩擦因数μ(保留分数)；(2)包裹被机器人从分拣处运输至投递口的过程所需的最短时间t(保留根号)。14．(12分)假设宇航员从某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0=8 m/s抛出一个小球，测得小球经3 s时间落到斜坡另一点Q，斜坡的倾角α=37°，已知该星球的半径为地球半径的110，地球表面的重力加速度大小(1)该星球表面的重力加速度大小g；(2)该星球密度与地球密度的比值；(3)该星球的第一宇宙速度。15．(17分)小张玩“筷子夹小球”的游戏，所用塑料小球的质量m=4 g，直径d=2 cm，小球与筷子间的动摩擦因数μ=0.5，g=10 N/kg。如图甲所示，小张用筷子夹起小球并使之保持静止，接触点(1)求小球在接触点A受到的摩擦力大小f1(2)若小球受到方向如图乙所示的水平风力F，F=12mg，要使小球仍保持静止，求筷子对小球的弹力的最小值N(3)如图丙所示，改变筷子夹住小球的位置，使两等高接触点C、D间的距离为1.2 cm，两筷子仍平行，且与水平方向成α=37°角，sin37°=0.6，此时小球受到水平向右、大小未知的风力F'，若小球沿筷子方向匀速下滑(非滚动)，求F'1．A【解析】本题考查参考系，目的是考查学生的理解能力。乘客相对于车厢的位置没有发生变化，因此以动车车厢为参照系，乘客是静止的，选项A正确。2．B【解析】本题考查胡克定律及物理学史，目的是考查学生的理解能力。胡克定律是由英国科学家胡克发现的，选项A错误；弹簧的劲度系数k是弹簧本身的属性，由弹簧的材料、粗细、长度等因素决定，与弹簧所受的弹力和形变量无关，选项B正确；在国际单位制中，力的单位是N，长度的单位是m，因此劲度系数k的单位N/m是由基本单位导出的，属于导出单位，选项C错误；根据胡克定律F=kx可知，弹簧的弹力F与弹簧的形变量(伸长量或压缩量)x成正比，选项3．B【解析】本题考查重心，目的是考查学生的理解能力。根据二力平衡可知，鸟的重心一定在顶点O的竖直线上，但不一定在顶点O处。重心位于支撑点正下方Q，符合平衡的条件，轻微晃动时重力会使物体恢复平衡，选项B正确。4．C【解析】本题考查匀变速直线运动的规律及推论，目的是考查学生的推理论证能力。物体在下滑过程中处于失重状态，选项A错误；vB 2=2a×2L，vA 2=2a×L，则vB为vA的2倍，选项B错误；根据初速度为零的匀变速直线运动的推论可知，相等时间内物体运动的位移之比为1:3:5:7，AD=3OA，故物体经过A点的时刻是OD段的中间时刻，又中间时刻的速度等于全程的平均速度，故v5．C【解析】本题考查万有引力定律，目的是考查学生的推理论证能力。设A卫星与月球的距离为rA，B卫星与月球的距离为rB，根据题图乙有rA+rB=6r，rB-rA=2r，解得rA=2r，rB=4r，设A卫星与B卫星的速度分别为vA、vB，根据万有引力提供向心力得GMmr2=mv2r，解得v=GMr，可知A、B两卫星的线速度大小之比vA:vB=2:1，选项A错误；根据万有引力提供向心力得GMmr2=ma，可得卫星运动的加速度a6．A【解析】本题考查动态平衡的问题，目的是考查学生的推理论证能力。椽子给瓦片的支持力如图所示，两椽子给瓦片的支持力与垂直椽子向上方向的夹角为α，则有2Fcosα=mgcosθ，减小椽子间的距离d力变小，则瓦片可能下滑，若瓦片保持静止，则瓦片与两椽子间的静摩擦力保持不变，选项A正确、B错误；增大椽子间的距离d时，夹角α变大，则两椽子给瓦片的支持力变大，最大静摩擦力变大，则瓦片仍静止，静摩擦力等于mgsinθ，选项C、7．D【解析】本题考查传送带，目的是考查学生的创新能力。根据v-t图线与横轴围成的面积表示位移的大小，可知煤块运动的位移大小x=4+122×1 m+4×12 m=10 m，所以传送带底端到顶端的距离为10 m，选项A错误；如果v0小于v1，则煤块向上做减速运动时加速度一直保持不变，与题图乙不符，因此煤块的初速度v0一定大于v1，结合题图乙可知煤块减速运动到与传送带速度相同时，继续向上做减速运动，由此可以判断传送带的速度为4 m/s，0∼1 s8．BC【解析】本题考查渡河问题，目的是考查学生的推理论证能力。船头垂直于河岸时，合速度方向与河岸不垂直，实际轨迹为斜线，选项A错误；船头垂直于河岸时，垂直河岸方向的速度分量v船=5 m/s，渡河时间t=dv船=36 s，选项B正确；要到达正对岸，合速度须垂直于河岸，即v船sinθ9．BD【解析】本题考查平抛运动，目的是考查学生的推理论证能力。球2水平运动轨迹可分为3段相同的轨迹，所以球2第一段的水平位移x2是球1的水平位移x1的13，即x1=3x2，由于平抛高度相同，因此运动时间相同，由x=v0t可得球1、2水平初速度之比为3:1，即球1、2落地时水平分速度之比为3:1，又竖直分速度vy=2gH相等，则落地时合速度之比不可能为3:1，选项A错误、B正确；如图所示，球1从C点到B点的时间等于球2从A点到C点的时间，又v1x=3v2x，则A点到挡板的距离为B点到挡板距离的13，选项C错误；根据竖直方向的自由落体运动规律可知，连续相等时间内通过的位移之比为1:3，挡板高为34H，球1从开始至运动到C点，在竖直方向上下落10．AD【解析】本题考查圆周运动的临界问题，目的是考查学生的模型建构能力。角速度较小时，物块各自受到的静摩擦力f充当向心力，绳中无拉力，根据牛顿第二定律得f=mω2R，因为RA<RB，所以物块B与圆盘间的静摩擦力先达到最大值，然后随着角速度的增大，轻绳出现拉力，拉力和最大静摩擦力的合力充当向心力，对物块B受力分析有FT+μmg=mω2RBω1=1 rad/s时，由上述方程得轻绳中拉力大小FT1=1 N，对A，由牛顿第二定律得FT1+f=mω1 2RA，解得f=0，选项C错误；当11．(1)A（1分）(2)B（1分）(3)0.48（2分）1.6（2分）【解析】本题考查探究小车速度随时间变化的规律，目的是考查学生的实验探究能力。(1)打点计时器应固定在长木板无滑轮的一端，选项A正确；应先接通电源后释放小车，选项B错误；小车应靠近打点计时器以充分利用纸带，选项C错误；作v-t图像时应让数据点均匀分布在直线两侧，不必舍去点，选项(2)本实验需要刻度尺来测量距离，需要交流电源来驱动打点计时器，不需要天平和秒表，选项B正确。(3)由题知打点计时器打相邻计数点的时间间隔T=0.1 s，则vB=OC-OA2T=0.48 m/s12．(1)7.7（2分）(2)dtL（2(3)bLg（3(4)不变（2分）【解析】本题考查利用圆周运动及牛顿第二定律求动摩擦因数，目的是考查学生的实验探究能力。(1)游标尺的最小分度值为0.1 mm，读数为7×0.1 mm=0.7 mm，主尺的读数为(2)滑块通过光电门的速度可以用平均速度计算，则v=dt，根据线速度、角速度和半径的关系式有v=(3)滑块做匀速圆周运动，则根据牛顿第二定律有F+μmg=mω2L，整理得F=-μmg+(4)根据题图丙有-a=-μmg，ab=mL，则13．【解析】本题考查牛顿第二定律及匀变速直线运动，目的是考查学生的推理论证能力。(1)设包裹质量为m，当θ=30°时包裹恰好开始下滑，重力沿倾斜托盘的分力大小等于最大静摩擦力大小，即mgsinθ=代入数据解得μ=49(2)运送过程中包裹与水平托盘不发生相对滑动，彼此间达到最大静摩擦力时加速度最大，设水平运送过程中的最大加速度为a，由牛顿第二定律得kμmg=ma（代入数据解得a=1033当机器人先以最大加速度做匀加速直线运动，加速至最大速度，然后做匀速直线运动，最后以最大加速度做匀减速直线运动至速度为零时，机器人从分拣处运行至投递口