河南省青桐鸣联考2027届高三上学期11月期中考试物理（B）试卷（含解析）

高三年级过程性作业评价物理（B卷）注意事项：1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。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.汽车发动机运转时,发动机总成会受到周期性的驱动力,其频率随发动机转速的升高而增大。发动机总成通过橡胶悬置(可看作弹簧)安装在车架上,可沿竖直方向振动,其固有频率为f0。某车怠速时发动机总成抖动明显,驾驶员轻踩油门使发动机转速升高后,抖动明显减弱。A.怠速时抖动明显,是因为此时驱动力的频率接近fB.发动机总成做受迫振动,其振动的频率始终等于固有频率fC.发动机的转速越高,发动机总成的振幅一定越大D.若换用劲度系数更大的橡胶悬置,系统的固有频率不会变化2.步进扫描投影光刻机是芯片制造的核心设备。工作时,工件台由静止开始先做匀加速直线运动,紧接着做匀减速直线运动,到达下一曝光场位置时速度恰好减为零。如图所示,已知曝光场宽度d=32 mm,完成一次步进所用时间t=0.08 s,加速与减速过程的加速度大小相等。A.5 m/s2 B.10 m/s2 C.3.某同学用单摆测量当地的重力加速度,装置如图所示。他测得摆长为L,单摆完成50次全振动所用时间为100.0s。由实验数据求得当地重力加速度约为9.8 m/s2A.该单摆的摆长L约为0.99mB.仅增大摆长,单摆的周期将变短C.仅将摆球换成质量为原来2倍、大小相同的小球,单摆的周期将变长D.将该装置移至绕地球做匀速圆周运动的空间站内,单摆仍可正常用于计时4.某高层建筑工地采用“滑轮配重”装置提升物料,其原理与电梯配重系统相同:一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端分别连接料桶A和配重B。料桶A的质量m=1.2×103 kg,配重B的质量M=1.8×103 kg。初始时A静止在水平地面上,轻绳绷直,B离地h=2.0 m。由静止释放后,配重下降、料桶上升。不计滑轮质量、绳重及一切摩擦,A.在配重落地前,系统(含料桶、配重)减少的重力势能小于系统增加的动能B.在配重落地前,轻绳对料桶做负功,对配重做正功C.在配重落地前,轻绳对配重的拉力大小为TD.配重落地后,料桶还能继续上升0.4m5.一物资箱从悬停的无人机上由静止释放,做自由落体运动。当箱体的下落速度达到12m/s时,无人机上的智能回收装置立即对箱体施加竖直向上的可控拉力F。以开始施加拉力的瞬间为计时起点,此后拉力F随时间t的变化关系如图所示,t=4 s时拉力恰好减为零。已知物资箱的质量m=60 kg,不计空气阻力,重力加速度gA.0~4s内拉力对物资箱的冲量大小为2 400 N⋅sB.0~4s内物资箱动量变化量的大小为600 kg⋅m/s,方向竖直向上C.0~4s内物资箱所受合力的平均值为750ND.t=4 s时物资箱的速度大小为6.某智能仓储的自动导引运输车采用差速转向,其俯视图如图所示:车体左右两侧各装一个半径相同的驱动轮,两轮半径均为r,轮心相距L,转弯时由两台电机分别驱动,两轮与地面间均不打滑。某次转弯时,该车绕地面上某点O匀角速度转动,转动过程中两轮轮心和O点始终共线。两轮轮心中点的轨迹半径为R,外侧轮绕轮心的转速为n1,内侧轮绕轮心的转速为n2。已知L=0.60 m,n1=66 r/min,n2A.1.5m B.3.0m C.6.0m D.12m7.我国计划于2029年前后发射“天问四号”探测器,对木星及其卫星开展环绕探测。如图所示,月球绕地球的运动可近似为匀速圆周运动,其轨道半径为地球半径R1的p倍,周期为T1;木卫四绕木星的运动也可近似为匀速圆周运动,其轨道半径为木星半径R2的q倍,周期为T2。已知木星半径约为地球半径的kA.qp3TC.k3qp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.如图所示,健身房某型号力量训练器的配重装置可简化为:轻绳R跨过固定在机架顶部的光滑定滑轮,绳的一端竖直连接手柄,另一端竖直向下依次拴接轻质缓冲弹簧N、配重块a和轻质缓冲弹簧M,M的下端固定在机架上的水平托板b上,整个装置处于静止状态。现训练者用手沿竖直方向缓慢向下拉手柄,拉力大小可以从零开始逐渐增大,则在拉动过程中,下列说法正确的是A.有可能N处于原长而M处于拉伸状态B.有可能N处于拉伸状态而M处于原长C.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态D.有可能N、M均处于拉伸状态9.如图所示,一小车静止在光滑的水平地面上,小车的右侧有一光滑的14圆弧轨道,且轨道上端切线竖直,下端切线水平。一小滑块以方向水平向左,大小为v0的速度沿轨道右端滑上小车,不计空气阻力,且小车与小滑块的质量相同。以地面为参考系,A.若小滑块从圆弧上端滑离,则滑离后到再次与小车接触之前小滑块做竖直上抛运动B.若小滑块从圆弧上端滑离,则滑离后到再次与小车接触之前小滑块向左上方做斜上抛运动C.若小滑块从圆弧下端滑离,则滑离后小滑块做自由落体运动D.若小滑块从圆弧下端滑离,则滑离时的速度大小为v10.某山地景区的斜行电梯沿倾角为α的倾斜轨道上行,轿厢(含乘员及附属设备)的质量为2m,轿厢地板始终保持水平。轿厢内的水平地板上停放一辆质量为m的手推车(车轮已制动),手推车与地板间的动摩擦因数为μ。牵引钢缆对轿厢的拉力F沿轨道方向,轿厢与手推车一起沿轨道向上做匀加速直线运动,且手推车与轿厢始终保持相对静止。轨道各处光滑,空气阻力不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为gA.轨道对轿厢的支持力大小为3B.手推车所受地板的支持力大小为mg+C.手推车所受摩擦力大小为FD.若μ⩾cosαsinα,则无论拉力三、非选择题:本题共5小题,共54分。11.(6分)某科技活动小组用手机慢动作视频研究实心橡胶球与地面碰撞过程中机械能的损失。实验装置如图所示:将刻度尺竖直固定在水平地面上,使橡胶球的上边缘对准刻度尺上的A位置,由静止释放,橡胶球沿竖直方向下落,与地面碰撞后反弹。用慢动作视频逐帧记录橡胶球运动的全过程。多次实验表明,橡胶球在下落和反弹上升过程中所受空气阻力的影响很小,可以忽略不计,橡胶球与地面碰撞过程中形变量较小可忽略。由视频可读出碰前瞬间橡胶球上边缘所对的刻度,从而得到下落高度h;再读出反弹后橡胶球到达最高位置时上边缘所对的刻度B,得到反弹高度h'。将橡胶球与地面碰撞后瞬间的速度大小v2与碰撞前瞬间的速度大小v1之比定义为恢复系数e,即(1)下列做法合理的是＿＿＿＿(填选项前的字母)。A.读取橡胶球位置时,也可以以橡胶球下边缘所对的刻度为准B.释放橡胶球时用手轻推一下,使其尽快下落C.为节省时间,每个释放高度只拍摄一次(2)忽略空气阻力,橡胶球下落与反弹上升过程均可视为匀变速直线运动。据此可知,恢复系数e与h、h'之间满足e＝＿＿＿＿(用h、h'表示(3)若在测量橡胶球的释放位置时以橡胶球上边缘为准,而测量橡胶球反弹后到达的最高位置时以橡胶球的下边缘为准,在其他条件相同的情况下,其测得的恢复系数＿＿＿＿(选填“偏大”或“偏小”)。12.(9分)某实验小组利用如图甲所示的装置验证动量定理。实验器材有:打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、重物、一端带定滑轮的长木板、天平、刻度尺、学生电源等。实验前已将长木板一端适当垫高以平衡摩擦力;实验中重物牵引小车做匀加速直线运动,通过分析纸带测出相关数据。已知打点计时器的工作频率为50Hz,小车质量远大于重物质量,重力加速度g=10 m/s2(1)平衡摩擦力时(不挂重物),轻推小车,若纸带上打出的点迹＿＿＿＿,则表明已平衡摩擦力。(2)某次实验得到的纸带如图乙所示,图中A、B、C、D、E为5个相邻计数点,相邻计数点间还有4个点未画出。用刻度尺测得各计数点间距分别为xAB=1.92 cm,xBC=2.10 cm,xCD=2.30 cm,xDE=2.48 cm;①利用平均速度代替瞬时速度,计算小车经过B、D点时的速度大小vB＝＿＿＿＿m/s,vD=0.239 m/s②从B到D的过程中,小车所受拉力的冲量大小I＝＿＿＿＿N⋅s,小车动量变化量的大小Δp＝＿＿＿＿kg⋅m/s;(结果均保留两位有效数字③比较I与Δp,可以得出的结论:在误差范围内,恒力的冲量等于动(3)关于本实验,下列说法正确的是＿＿＿＿。A.若未平衡摩擦力或平衡不足,小车所受拉力的冲量将大于小车动量的变化量B.实验时应先释放小车,再接通电源C.实验前应调节定滑轮至细线水平13.(10分)矿井提升机用卷扬机收卷钢索,把井下的挂斗(含物料)提升到井口(装置如图甲)。井深H=45 m,挂斗(含物料)的质量m=20 kg。挂斗以恒定速度v=0.5 m/s由井底匀速上升到井口(启动、制动阶段极短,可忽略)。由于钢索自身有质量,悬空钢索随挂斗上升而逐渐变短,卷扬机牵引力F随挂斗离井底的高度y变化的关系图线如图乙所示。各处摩擦及空气阻力均可忽略不计,重力加速度(1)求挂斗离井底高度y=15 m时,钢索对挂斗的拉力大小和卷扬机牵引力做功的瞬时功率(2)求挂斗从井底到井口过程中卷扬机牵引力做功的平均功率。(忽略启动阶段因钢索和挂斗动能变化牵引力所做的功)14.(12分)风能是清洁可再生能源。某风力发电机组的塔筒在横风向气流的周期性作用下,塔顶沿垂直于风向方向发生微小振动;由于振动衰减很慢,塔顶运动短时间内可近似看作简谐运动。为监测塔筒的安全状况,工程师在塔顶安装激光测振仪,记录得到的塔顶偏离平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图所示。(1)由图像求出塔顶做简谐运动的振幅、周期和频率,并写出其振动方程;(2)求从t=0时刻起,塔顶第1次运动到位移x=2.5 cm15.(17分)如图,半径为R的圆环水平放置并固定,圆环内有质量分别为mA和mB的小球A和B。初始时小球A以初速度v0沿圆环切线方向运动,与静止的小球B(1)若小球A与B碰撞后结合在一起,求碰撞前小球A、碰撞后小球组合体做圆周运动所需向心力的大小之比;(2)若小球A与B之间的碰撞为弹性碰撞,且前2次的碰撞位置刚好位于圆环直径的两个端点,求两小球的质量之比;(3)若小球A与B之间的碰撞为非弹性碰撞,两球每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的12,求第2025次碰撞到第2027次碰撞之间小球B

1.A解析:发动机总成在周期性驱动力作用下做受迫振动,稳定后其振动频率等于驱动力的频率,B错误;怠速时驱动力的频率接近固有频率f0,车身抖动明显,转速升高后驱动力的频率偏离f0,振幅随之减小,抖动减弱,A正确,C错误;劲度系数增大时固有频率会发生变化,D错误。故选2.C解析:设工件台步进过程中的最大速度为v,加速与减速过程所用时间相等,均为t2;初速度为0的匀变速直线运动的平均速度等于最大速度的一半,故整个步进过程的平均速度大小为v2,由位移关系得d=v2t,解得v=23.A解析:周期T=tn=100.0 s50=2.0 s,由单摆周期公式T=2πLg,得L=gT24π2≈0.99 m,A正确。仅增大摆长,4.D解析:系统运动过程中只有重力做功(轻绳对两物体做功的代数和为零),系统机械能守恒,A错误;轻绳的拉力对于料桶是动力,对于配重是阻力,故轻绳对料桶做正功、对配重做负功,B错误;设配重落地前系统加速度大小为a,(M-m)g=(M+m)a,则a=(M-m)gM+m=2 m/s2,对配重,由牛顿第二定律得5.B解析:F-t图线与时间轴所围面积表示拉力的冲量,0~4s内拉力冲量大小为IF=3 000 N⋅s,A错误;取竖直向下为正方向,0~4s内重力的冲量为mgt=2 400 N⋅s,由动量定理得动量变化量Δp=mgt-IF=-600 N⋅s,负号表示方向竖直向上,即动量变化量大小为600 kg⋅m/s、方向竖直向上,B正确;IF-mgt=600 N⋅s,0~4s内合力的平均值6.B解析:两轮半径相同,且与地面间不打滑,轮心前进的速度等于轮缘的线速度,即v=2πrn(n为转速),外、内侧轮心速度之比等于转速之比v1v2=n1n2=6654=119;运输车绕O转动,外、内侧轮心到O的距离分别为R+L2与R-L7.B解析:对质量为M、半径为R0的中心天体,质量为m的卫星绕其做匀速圆周运动,轨道半径为r、周期为T,由万有引力提供向心力得GMmr2=m4π2T2r,解得M=4π2r3G8.BD解析:弹簧N的上端与轻绳相连,轻绳只能产生拉力、不能产生压力,N只能处于拉伸或原长状态,不可能被压缩,C错误,设手柄的拉力为F,配重块a的质量为m,由a受力平衡可知,当F=0时,N处于原长,M处于压缩状态,A错误;设a的质量为m,当F=mg时,M的弹力恰好为零,处于原长,N处于拉伸状态,当F>mg时,M被拉伸、对a施加向下的拉力,N处于拉伸状态,B9.BC解析:取水平向右为正方向。设滑块相对地面的水平速度为v1、小车相对地面的速度为V1,由水平方向动量守恒得mv1+mV1=-mv0,若滑块从圆弧上端滑离,圆弧上端的切线竖直,滑块相对小车的水平速度为零,故v1=V1=-v02,滑块从上端滑离时具有竖直向上的切向速度,所以对地速度同时具有向左和向上的分量,离开后做向左上方的斜上抛运动,A错误,B正确;若滑块从圆弧下端滑离,说明滑块沿圆弧上升后又返回下端。设此时滑块和小车相对地面的水平速度分别为v2和V2,由水平方向动量守恒得mv2+mV2=-10.ACD解析:以轿厢与手推车整体(总质量3m)为研究对象,整体沿轨道向上做匀加速直线运动,在垂直于轨道方向上无加速度。设轨道对轿厢的支持力为N,由平衡条件得N-3mgcosα=0,解得N=3mgcosα,A正确;设整体加速度大小为a,沿轨道方向由牛顿第二定律得F-3mgsinα=3ma,a=F3m-gsinα,手推车的加速度沿轨道方向,将其沿水平方向和竖直方向分解,竖直分量的大小为asinα,水平分量的大小为acosα。手推车在竖直方向由牛顿第二定律得N1-mg=masinα,解得地板对手推车的支持力N1=m(g+a11.答案:(1)A(2分)(2)h'h(2(3)偏小(2分)解析:(1)实验中读取橡胶球位置时可以以橡胶球下边缘所对刻度为准,A正确;实验要求橡胶球由静止释放,轻推会给球引入初速度,使“下落高度h”与“碰前速度”的关系不再满足自由落体运动规律,B错误;为减小偶然误差,每个高度应多次重复拍摄并取平均值,C错误。(2)忽略空气阻力,橡胶球下落过程做自由落体运动,碰前速度大小满足:v1=2gh,反弹后上升过程做竖直上抛运动,上升到最高点B时速度为零,碰后速度大小满足:(3)由e=h'h,此情况下测得的h'偏小,12.答案:(1)间隔大致相等(或间隔均匀)(1分)(2)①0.201(2分)②0.020(2分)0.019(2分)(3)A(2分)解析:(1)不挂重物,轻推小车,若小车近似做匀速直线运动(纸带上点迹间隔均匀),则重力沿斜面的分力与摩擦力互相平衡。(2)①相邻计数点的时间间隔T=0.10 s,利用平均速度代替瞬时速度,有v②从B到D经历的时间为2T=0.20 s,重物重力的冲量I=mg⋅(3)未平衡摩擦力或平衡不足时,小车所受合力小于所受拉力,其动量变化量偏小,而拉力的冲量仍按mgt计算,故冲量偏大,A正确;实验时应先接通电源,待稳定后再释放小车,B错误;实验时应保持细线与长木板平行,而不是细线水平,C错误。故选A。13.答案:(1)800N400W(2)325W解析:(1)挂斗匀速上升,钢索对挂斗的拉力与挂斗所受重力平衡,大小为mg=200 N(1分由图线可知,F随y变化的关系为F=-20y+1 100(N)y=15 m时卷扬机的牵引力F=800 N(1此时牵引力做功的瞬时功率P=Fv=400 W(2)由图线可知,y=0时F=1 100 N;y=H=4图线与两坐标轴所围的面积等于牵引力做的功,W=2.925×104 全程用时t=Hv=90 s平均功率P平=Wt14.答案:(1)0.05m2.0s0.50Hzx(2)16 解析