河南省中原名校2022届高三物理上学期第二次联考试卷（附答案）

河南省名校2022届高三上学期第二次联考物理试题（考试时间：90分钟试卷满分：110分）注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号填写在答题卡上。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，再选涂其它答案标号。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、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.下列关于物理学史的说法中正确的是A.在牛顿之前，亚里士多德、伽利略、笛卡儿等人就有了对力和运动的正确认识B.伽利略所处的时代不具备能较精确地测量自由落体运动时间的工具C.牛顿若能得到月球的具体运动数据，就能通过“地月检验”测算出地球的质量D.开普勒通过观测天体运动，积累下大量的数据，总结出行星运动三大定律2.下列关于曲线运动的说法中正确的是A.匀速圆周运动的动量不变B.圆周运动的加速度始终指向轨迹圆心C.曲线运动的平均速率大于平均速度大小D.平抛运动的位移方向和速度方向的夹角始终不变3.为了减少汽车行驶过程中突发事故带来的危害，汽车前部会安装一部分“易碎”结构——折皱区，则下列说法中不正确的是A.折皱区应制成易变形的结构B.事故发生时，折皱区能吸收部分碰撞的能量C.事故发生时，折皱区能有效减小驾驶员和乘客受到的冲击力D.事故发生后，若汽车碰撞损伤较轻，可直接加固折皱区4.如图所示，光滑直杆OA、OB在O点由铰链固定，两杆间夹角（）不变，在两杆上分别套上质量相等的小环P、Q，两小环由不可伸长的轻绳连接。初始时，杆OA竖直，现缓慢顺时针转动两杆至杆OB竖直，则在转动过程中 A.杆对环P的弹力先变大后变小B.杆对环P的弹力一直变小C.杆对环Q的弹力先变小后变大D.杆对环Q的弹力一直变小5.如图所示，一内壁光滑且粗细均匀的圆桶竖直固定放置，一质量的小球经过桶内壁上的光滑小洞M以速度沿桶内壁圆（图中虚线圆）的切线方向水平射入桶中，桶足够长，内径，取重力加速度，则下列说法中正确的是A.小球刚射入桶内时对桶的压力大小为2.5NB.小球射入桶内后对桶的压力大小逐渐增大C.小球射入桶内后第5次经过M正下方的时间为D.小球射入桶内后第n次经过M正下方时下降的高度为6.人们在距地球约4.8亿光年处观测到一个双星系统，它由黑洞和恒星围绕它们连线上的某点做圆周运动构成，在双星绕行过程中质量较大的黑洞在不断吞噬质量较小的恒星，且它们的间距在逐渐减小。若短时间内双星的运动均可视为匀速圆周运动，忽略该双星系统的质量损失，下列说法中正确的是A.恒星的轨迹半径小于黑洞的轨迹半径B.恒星的线速度小于黑洞的线速度C.双星系统的角速度逐渐减小D.双星系统的周期逐渐减小7.在粗糙程度不变的水平地面上，一可视为质点的滑块在如图所示的力F作用下由静止开始运动，恰好能一直做单向直线运动。滑块在0~1s内的平均速度大小，重力加速度取，则下列说法中错误的是 A.滑块的质量B.滑块与地面间的动摩擦因数C.滑块运动过程中的最大速度D.0~1.5s内滑块的平均速度小于8.竖直上抛一小球，小球运动过程中受到与速率成正比的空气阻力作用，小球从开始上抛至最高点过程，以向上为正方向，下列关于小球的加速度a、速度b。随小球运动的时间t的变化关系及动能、机械能E随位移x的变化关系中可能正确的是（图中虚线均为图象的切线）A.B.C.D.9.2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。同步卫星是北斗卫星导航系统非常重要的组成部分，如图为地球某同步卫星的转换轨道示意图，其中I为近地圆轨道、II为转移轨道、III为同步轨道，P、Q两点为椭圆轨道与两圆轨道的切点，则下列说法正确的是A.卫星在轨道I上的机械能大于在轨道III上的机械能B.卫星经过P点时，在轨道I的线速度小于轨道II的线速度C.卫星在轨道II上运行的周期大于卫星在轨道III上运行的周期D.卫星经过轨道III上的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度10.如图所示，在水平圆盘上静置有两个可视为质点的小物块：物块A质量为m，与圆盘中心距离为r；物块B质量为2m，与圆盘中心距离为2r。物块与圆盘间的动摩擦因数均为μ，且滑动摩擦力等于最大静摩擦力。现由静止开始缓慢增大圆盘转动的角速度，重力加速度为g，则A.物块A、B均未发生相对滑动时，向心加速度大小之比为1：1B.物块A、B均未发生相对滑动时，向心力大小之比为1：4 C.当时，物块B恰好未发生相对滑动D.当时，物块A恰好未发生相对滑动11.如图所示为内燃机部分结构的剖面简图，曲轴OA绕O点沿逆时针方向匀速转动，转速为n，曲轴与连杆AB连接在A点，连杆与活塞连接在B点，。此时，连杆AB与OB的夹角为，则A.图示时刻活塞的速度大小为B.图示时刻活塞的速度大小为C.从图示时刻至活塞到最高点，活塞的速度先变大后变小D.从图示时刻至活塞到最高点，活塞的速度一直变小12.如图甲所示，两静置在水平面上的物块用一轻细绳相连，绳恰好水平伸直。现在对物块1水平向左施加一大小随时间均匀增大的变力，经过一段时间后，细绳断裂，物块2最终停止运动。物块2全程的加速度随时间变化的图象如图乙所示。已知物块1的质量为2m，物块2的质量为m，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则图甲图乙A.物块1与水平面间的动摩擦因数为B.物块2与水平面间的动摩擦因数为C.细绳能承受的最大张力为 D.细绳能承受的最大张力为二、实验题（共15分）13.（6分）实验小组的同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，先测出弹簧（质量很小）自然下垂时的长度，然后在该弹簧下端逐个加挂钩码（质量均为50g），弹簧始终处于弹性限度内，依次测出弹簧的长度，将数据记录在下面的表格中。钩码个数n012345弹簧长度L（cm）15.0018.4822.0025.4729.0632.45（1）采用逐差法处理数据，分别计算：、、，再取平均值，最终得到弹簧的劲度系数_______________N/m。（取重力加速度）（2）实验小组又使用该弹簧测量滑块和木板间的动摩擦因数。实验装置如图所示，水平面上的长木板上表面水平，上方带有凹槽的滑块放在木板上，弹簧水平地将滑块和墙壁连接起来。现用水平向右的力拉木板，当滑块相对地面再次静止时撤去拉力，测出弹簧的长度；在滑块的凹槽中逐个放入钩码，重复上述步骤。作出弹簧长度x与钩码质量m的图象，测出图象的斜率为，则滑块与木板间的动摩擦因数_______________（用、g、k、表示）。14.（9分）某实验小组采用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验。实验的主要步骤为：使用一细线一端固定在O点，另一端连接一小球，记录下小球自由垂落时球心的位置A点，在A处放置一光电门；将小球拉起到球心距A点h高处由静止释放，记录小球通过光电门的挡光时间。已知当地的重力加速度为g。请回答下列问题：图甲图乙（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径_______________mm。（2）若等式_______________（用h、、g、d表示）成立，说明小球下摆过程中机械能守恒。（3）经过多次实验后，发现（2）中的验证等式代入数据后出现较大偏差，实验小组猜测可能是因为小球经过最低点时对细线的拉力_______________小球自由垂落时对细线的拉力，多 次实验后细线的长度发生了较大变化，使小球下摆过程的重力势能减小量测量值_______________实际值。（均填“大于”、“等于”或“小于”）三、计算题（本大题共4小题，共47分。计算题要有必要文字说明，解题步骤，有数值计算的要注明单位。）15.（8分）一观光电梯由静止先匀加速上升、再匀速运动、最后匀减速到零，上升总时间为45s。电梯的最大速度，全程的前位移的平均速度，后时间内的平均速度，求电梯上升的高度h和匀速运动时间。16.（12分）如图所示，长为L的轻杆一端用铰链固定在O点，一端与质量m的小球1相连，轻杆中点处固定着质量也为m的小球2，两小球均可视为质点。初始时，轻杆在水平位置。现由静止释放轻杆，已知重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力。求：（1）小球到最低点时杆对小球1的拉力大小；（2）从开始释放至小球到最低点过程，杆对小球1做的功；（3）改变小球2在杆上的固定位置（不包括O点和小球1所在端点），能否使得从开始释放至小球到最低点过程，杆对小球2做的总功为0。若能，求出小球2与O点的距离；若不能，说明理由。17.（12分）一辆质量的汽车沿倾角为6°的长直缓坡向下行驶，汽车在的恒定功率下匀速运动，从正常路段进入一段正在维修的砂路时，驾驶员通过车载收音机直播听到坡底处横道上自行车比赛的车队刚好经过，驾驶员立刻将汽车功率降为0.8，在驶出砂路前汽车速度已经稳定为。汽车运动到正常路段后关闭引擎，停在坡底时，自行车队恰好完全经过。已知正常路段对车的阻力为车对路面压力的0.15倍，砂路段长为，取重力加速度，，。求：（1）汽车在正常路段行驶时的最大速度大小；（2）汽车在砂路上受到的阻力大小；（3）汽车从进入砂路到停在坡底的运动时间。18.（15分）如图所示，长为的水平传送带以恒定速度顺时针转动。传送带右端平滑地过渡到一半径竖直光滑半圆轨道ABC，AC沿竖直方向。现在传送带左端轻放一质量为的滑块（可视为质点），滑块与传送带间的动摩擦因数。 取重力加速度。求：（1）滑块经过A点时对半圆轨道的压力大小；（2）滑块从C点飞出后落在传送带的位置到传送带左端的距离；（3）假设滑块每次落在传送带后竖直分速度瞬间减为0且水平分速度不变，滑块第二次从C点抛出后再进入半圆轨道时是否会脱离轨道？若不会脱离轨道，求出达到的最高点距A点的高度；若会脱离轨道，说明理由。 2021—2022学年上期第二次联考高三物理参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.B【解析】在牛顿之前，伽利略、笛卡儿等人就有了对力和运动的正确认识，而亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，这一认识是错误的，A错误；伽利略通过斜面实验研究匀变速直线运动，再合理外推到竖直方向，从而证明自由落体运动是匀变速直线运动，伽利略这样研究的原因是为了延长运动时间，可见当时并不具备能较精确地测量自由落体运动时间的工具，B正确；牛顿通过“地月检验”证明了天上月球受到的引力，与地上物体受到的引力是同一种力，即万有引力，通过“地月检验”并不能得到地球的质量，C错误；开普勒通过研究第谷观测天体运行得到的大量数据，从而总结出行星运动三定律，D错误。2.C【解析】动量是矢量，其方向为速度方向，匀速圆周运动的速度大小不变、方向时刻改变，A错误；变速圆周运动的加速度方向不时刻指向轨迹圆心，B错误；曲线运动的路程大于位移大小，故曲线运动的平均速率大于平均速度大小，C正确；平抛运动的位移偏向角的正切值，速度偏向角的正切值，速度偏向角的正切值始终是位移偏向角正切值的二倍，两角都随时间t增大，所以夹角也在变化，D错误。3.D【解析】折皱区应制成易变形的结构，这样在事故发生时，折皱区能吸收部分碰撞的动能，折皱区发生形变一定程度上能够延长碰撞时间，进一步减小驾驶员和乘客受到的冲击力，ABC正确；事故发生后，若汽车碰撞损伤较轻应替换折皱区，若直接对其加固，则无法应对下一次碰撞事故，D错误。4.D【解析】对两环和绳整体受力分析，作力矢量三角形如图所示。缓慢顺时针转动两杆至杆OB竖直，在转动过程中，初始时杆对环P的弹力最小，当逐渐增大到辅助圆的直径时，杆对环Q的弹力水平，全过程一直变大，一直变小，ABC错误，D正确。5.C【解析】小球射入桶内后，在水平方向做匀速圆周运动，在竖直方向做自由落体运动，桶 内壁对小球的支持力充当向心力，则小球对桶的压力大小为5N，AB错误；若将圆桶展平，小球的轨迹为平抛运动轨迹，小球第n次经过M正下方时，等效为平抛的水平位移，时间，时，C正确；第n次经过M正下方时下降高度，D错误。6.D【解析】设黑洞质量为M，恒星质量为m，由牛顿第二定律有，其中，有，由得，故恒星的轨迹半径大于黑洞的轨迹半径，A错误；角速度相等时，线速度与轨迹半径成正比，则恒星的线速度大于黑洞的线速度，B错误；又有，随r减小，周期T减小，角速度增大，C错误，D正确。7.D【解析】滑块恰好能一直做单向直线运动，结合力F的周期性变化规律，在0~1s时间内滑块由静止做匀加速直线运动，在1~2s内做匀减速直线运动减速到0，由运动的对称性可知，加速的加速度大小等于减速的加速度大小，则有，在0~1s内有，可得，结合0~1s内的平均速度大小可得，，又根据图中数据可得，AB正确；滑块运动过程中的最大速度，C正确：0~1.5s内滑块平均速度，D错误。8.C【解析】小球上抛过程，减速的加速度大小，做加速度逐渐减小（最小为g）的减速运动，图象最小值为g，图象斜率的绝对值减小，AB错误；减小到0，图线的斜率为合外力，斜率的绝对值逐渐减小，最小为mg，C正确；E一直变小，图线的斜率为阻力，斜率的绝对值减小到0，D错误。9.BD【解析】卫星从轨道I变轨到轨道II需要在P点加速，从轨道II变轨到轨道III需要在Q点加速，A错误，B正确；椭圆轨道II的长轴小于圆轨道III的半径，根据开普勒第三定律，卫星在轨道II上运行的周期小于卫星在轨道III上运行的周期，C错误；卫星在同步轨道III上的角速度等于赤道上物体的角速度，由，卫星在轨道III上的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，D正确。10.BCD【解析】物块A、B均未发生相对滑动时，向心加速度大小之比为，向心力大小之比为，A错误，B正确；圆盘 角速度较小时，由牛顿第二定律，静摩擦力提供向心力有，转动半径大的物块B受到的摩擦力先达到最大静摩擦力，有，此时圆盘角速度，C正确；当角速度继续增大到物块A受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，有，解得，D正确。11.BD【解析】曲轴上A点线速度，根据速度的合成与分解，活塞上升速度v满足，解得，A错误，B正确；设，有，由正弦定理有，曲轴逆时针转动，活塞上升，增大，减小，减小，v减小，C错误，D正确。12.BC【解析】由图，在内有，解得，时有，时有，联立得，，A错误，B正确；时细绳断开，绳断前瞬间绳上的张力T满足，解得，C正确，D错误。二、实验题（共15分）13.（6分）（1）14（3分）（2）（3分）【解析】（1）采用逐差法，、、，，则弹簧的弹性劲度系数。（2）用水平向右的力木板，当弹簧长度最大时，弹簧弹力与木板对滑块的滑动摩擦力平衡，设凹槽质量为，有，得，斜率， 则滑块与木板间的动摩擦因数。14.（9）（1）10.6（2分）（2）（3分）（3）大于（2分）小于（2分）【解析】（1）用游标卡尺测得小球直径（2）小球下摆过程中重力势能减少量为，下摆到最低点A处的速度可取，动能增加量为，若机械能守恒，则有，即。（3）小球下摆过程做圆周运动，到最低点时小球受到的向心力由细线拉力和小球重力的合力提供，故在最低点时小球对细线的拉力大于小球自由垂落时对细线的拉力；多次实验后细线变长，实际下摆高度变大，重力势能减小量的测量值偏小。三、计算题（本大题共4小题，共47分。计算题要有必要文字说明，解题步骤，有数值计算的要注明单位。）15.【解析】设加速的加速度大小为，减速的加速度大小为全过程的前位移的末速度为，后时间内的初速度为（1分）由运动学公式有，（2分）解得，（1分）又有，（2分）联立解得，（2分）16.【解析】（1）对两小球整体从开始到最低点过程，由动能定理：（2分）解得（1分）对小球1，由牛顿第二定律：（2分） 解得（1分）（2）对小球1，从开始到最低点过程，由动能定理：（2分）解得（1分）（3）设杆对小球2做的总功为0时，小球2与O点的距离为x全过程，若杆对小球2做的总功为0，由动能定理：对小球1、2整体有（1分）对小球2有（1分）解得，故不能使杆对小球2做的总功为0（1分）17.【解析】（1）汽车在正常路段恒定功率匀速行驶时速度最大，由平衡关系有（2分）解得（1分）（2）汽车在砂路上再次做匀速运动时，由平衡关系有（2分）解得（1分）（3）对汽车在砂路段运行过程，设运动时间为1，由动能定理有（2分）解得（1分）汽车在正常路段减速的加速度大小（1分）减速时间（1分）则汽车从进入砂路到停在坡底的运动时间（1分）18.【解析】（1）滑块与传送带共速时的位移（1分）故滑块到达A点前与传送带共速，到达A点后瞬间，由牛顿第二定律有（1分） 解得半圆轨道对滑块的支持力（1分）由牛顿第三定律可知，滑块经过A点时对半圆轨道的压力大小为29N（1分）（2）对滑块从A到C过程运用动能定理有（1分）解得（1分）滑块从C点飞出后做平抛运动：，（1分）解得，（1分）滑块落在传送带的位置到传送带左端的距离（1分）（3）滑块落到传送带后瞬间的速度大小为、水平向左，减速到零后反向加速滑块再回到A点过程有，解得（1分）假设滑块能从A到C，由动能定理有（1分）在C点只受重力时，有，解得（1分）滑块第二次从C点射出，从落到传送带后至最高点过程，由动能定理有（1分）解得，因为，滑块会脱离轨道（2分）