2024-2025学年河南省部分示范性高中高三(上)11月联考物理试卷(解析版)

这是一份2024-2025学年河南省部分示范性高中高三(上)11月联考物理试卷(解析版)，共17页。试卷主要包含了 我国北斗卫星导航系统，15Hz等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 如图甲所示，一辆赛车在平直的赛道上匀加速行驶，某时刻开始速度v与运动时间t的关系如图乙所示，图像与纵轴的截距为b，图像的斜率为k，则在时刻，赛车的（ ）
A. 速度为b，加速度为kB. 速度为k，加速度为b
C. 速度为，加速度为D. 速度为，加速度为
【答案】B
【解析】根据速度-时间公式有
变形得
对比图像可得
，
由此可见，赛车在时刻的速度为，加速度为。故选B。
2. 如图所示，轻弹簧竖立在地面上，小球放在弹簧上，用力缓慢向下压小球到某一位置，由静止释放小球。从释放小球到小球刚好离开弹簧的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 弹力对小球的冲量等于小球动量的增量
B. 弹力对小球做的功等于小球动能的增量
C. 地面对弹簧的弹力的冲量为零
D. 地面对弹簧弹力的冲量和弹簧对小球弹力的冲量相同
【答案】D
【解析】A．根据动量定理，可知小球动量的增量等于弹簧弹力与重力的合力的冲量，故A错误；
B．根据动能定理，可知小球动能的增量等于小球所受合力做的功，故B错误；
CD．地面对弹簧的弹力和弹簧对小球的弹力总是大小相等，方向相同，因此地面对弹簧弹力的冲量和弹簧对小球的弹力冲量相同，不为零，故C错误，D正确。故选D。
3. 如图所示，用两根长均为L的细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，A、B间用长为L的轻杆相连，A、B的质量均为m，重力加速度为g，一外力作用在小球A上（图上未画出），使两根细线均处于伸直状态，且OB细线沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则外力的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由于OB细线竖直，根据力平衡可知，轻杆上的力为零；对A研究，要使A静止在图示状态，设需要的最小力为，此时与OA细线垂直，则有
故选C。
4. 如图所示为两列频率均为f、振幅分别为2cm和3cm的水波（可看成横波）发生干涉时在某一时刻的图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，A、B、C、D为波传播区域内的四个质点，则下列说法正确的是（ ）
A. 质点A的振动频率为2f
B. 经过的时间，质点A会传播到质点C的位置
C. 质点B与质点D的振动完全相同
D. 质点A与质点C振动过程中最大高度差为10cm
【答案】D
【解析】A．两列频率相同的波发生干涉时，频率不会叠加，故质点A的振动频率仍为，故A错误；
B．质点不会随波运动，只会在其平衡位置上下振动，故质点A不会传播到质点C的位置，故B错误；
C．由图可知，B、D两点都是波峰与波谷叠加的点，故两个质点相距半个波长，所以如果B在波峰，则D在波谷，这两点振动相反，故C错误；
D．由图可知，A是波峰与波峰叠加的点，C是波谷与波谷叠加的点，故A、C都是振动加强点，振动加强点的振幅为5cm，当A在波峰时，C在波谷，两点间最大高度差为10cm，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，可视为质点的小球质量为m，系统静止时，球心到悬点O的距离为L，把悬线拉直，小球拉至与O点等高的位置A点后由静止释放，小球摆到最低点时力传感器的示数为2mg，重力加速度为g，设小球从A运动到最低点B的过程中，空气阻力大小不变，方向始终与速度方向相反，则空气阻力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设小球到最低点时速度为，根据牛顿第二定律有
解得
设空气阻力为，根据动能定理有
解得
故选A。
6. 我国北斗卫星导航系统（BDS）已经为全球提供定位、导航、授时、5G传输等服务。设A、B为“北斗”系统中的两颗工作卫星，A、B两卫星均沿顺时针方向绕行，轨道在同一平面内，半径之比为，某时刻两卫星的连线与A卫星的轨道相切，如图所示。已知A卫星的运行周期为T，则两卫星从图示时刻到两卫星间距离最小需要的最短时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设B卫星的运行周期为，根据开普勒第三定律
其中，联立解得
两卫星顺时针转动，A卫星离地球更近，故A卫星的角速度更大，设两卫星从图示时刻到两卫星间距离最小所需要时间为t，根据几何关系，可得两卫星的圆心角之差为
又
则有
解得
故选D。
7. 如图所示，完全相同的两个木块A、B靠在一起静止在光滑的水平面上，一颗子弹以某一初速度从A的左侧水平射入，并从B木块的右侧射出，子弹与木块间的摩擦力恒定，不计子弹的大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 子弹先后在A、B两木块中运动时，子弹的加速度之比为
B. 子弹先后在A、B两木块中运动时，B木块的加速度之比为
C. 子弹穿过A木块的时间比穿过B木块的时间长
D. 子弹穿过A木块时B木块运动的位移比穿过B木块时B木块运动的位移大
【答案】B
【解析】A．由于子弹受到的摩擦力恒定，根据牛顿第二定律可知，子弹在两块木块中运动的加速度恒定，故A错误；
B．设子弹对木块的摩擦力为，子弹在A中运动时，AB作为一个整体，向右加速，根据牛顿第二定律有
解得AB的加速度为
子弹在B中运动时，对B，根据牛顿第二定律有
解得B的加速度为
综上分析可得
故B正确；
C．子弹先后穿过A、B时相对位移相同，穿过A木块子弹的平均速度大，木块的平均速度小，相对平均速度大，穿过的时间短，故C错误；
D．子弹穿过A木块的时间短，且B木块的平均速度小，因此子弹穿过A木块时B木块运动的位移比穿过B木块时B木块运动的位移小，故D错误。
故选B。
二、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. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源在处，波源处的质点在时刻从平衡位置开始振动，起振方向沿y轴正向，时刻，在至之间第一次出现如图所示的波形，已知该波传播的速度为1m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 波源处质点振动的频率为0.15Hz
B.
C. 时刻，波刚好传播到处
D. 时刻，处的质点正沿y轴正向运动
【答案】BD
【解析】A．由图可知，波长为8m，波速为1m/s，则波动频率
故A错误；
B．周期为
由于波源处质点沿轴正向起振，因此时刻，波源处质点由平衡位置向上振动，则有
故B正确；
C．波传播的距离
故C错误；
D．时刻，波传播到处，此时处的质点正沿轴正向运动，故D正确。
故选BD。
9. 某工地用悬臂式起重机起吊重物，如图所示。起重机的悬臂保持不动，可沿悬臂行走的天车使吊着的重物沿水平方向做匀速直线运动，竖直方向向上做加速度越来越小的加速运动，忽略空气阻力，则此过程中（ ）
A. 重物的速度与竖直方向的夹角越来越小
B. 重物的加速度与竖直方向的夹角越来越小
C. 吊索上的拉力越来越小
D. 吊索与竖直方向的夹角越来越小
【答案】AC
【解析】C．竖直方向的加速度越来越小，根据牛顿第二定律
解得
可知吊索上的拉力越来越小，故C正确；
B．加速度始终竖直向上，与竖直方向夹角始终为零，故B错误；
A．竖直方向的速度越来越大，水平速度不变，设合速度与竖直方向的夹角为，则有
可知重物的速度与竖直方向的夹角越来越小，故A正确；
D．由于水平方向做匀速直线运动，水平方向的力为零，只有竖直方向的力，故吊索始终竖直，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，一L形的小车静止在光滑水平面上，小车上表面左侧是光滑的四分之一圆弧轨道AB，右侧是一段足够长的粗糙水平轨道，水平轨道与圆弧轨道在B点相切，用不同的小滑块从A点由静止释放，设小滑块质量为m，与水平轨道间的动摩擦因数为，最终小滑块相对小车水平轨道滑行的距离为x，和小车间因摩擦产生的热量为Q，则下列说法正确的是（ ）
A. 一定，m越大，x越大B. m一定，越大，x越小
C. 一定，m越大，Q越大D. m一定，越大，Q越大
【答案】BC
【解析】CD．系统水平方向总动量为零，系统水平方向动量守恒，因此滑块与小车相对静止时，滑块和小车的速度均为零，因此从能量守恒的角度，可得
由此可见，越大，越大，一定，不变，故C正确，D错误；
AB．根据
解得
可知一定，一定，越大，越小，故A错误，B正确故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示的双线摆测当地的重力加速度。两根悬线长均为l，均系于小球同一点，调节两悬点A、B在同一水平线上，A、B间距离也为l。小球为磁性小球，打开手机的磁传感器并将手机平放在小球的正下方，不考虑手机对小球运动的影响。
（1）先用螺旋测微器测小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径______mm；双线摆的摆长______（用l和d表示）。
（2）使双线摆做小幅度摆动，某时刻起手机磁传感器测得磁感应强度随时间变化的规律如图丙所示，则小球振动的周期______（用表示）。
（3）由实验测得当地的重力加速度______（用l、d和表示），若两悬点A、B间的实际距离小于l，则测得的重力加速度与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）4.700
（2）
（3） 偏小
【解析】【小问1详解】
[1]螺旋测微器读数为
[2]摆长
【小问2详解】
设磁场变化的周期为，则
解得
则双线摆摆动的周期为
【小问3详解】
[1]根据单摆周期公式
解得
[2]若两悬点A、间的实际距离小于，则测得的摆长偏小，测得的重力加速度偏小。
12. 某同学设计了如图所示的装置验证机械能守恒定律。将一量角器固定在支架的竖直杆上，量角器的0°刻度线与竖直杆对齐，量角器在竖直面内，在量角器的圆心上方位置固定一个力传感器，将不可伸长的细线一端固定在力传感器上，悬点刚好与量角器的圆心重合，另一端与小铁球相连。当地的重力加速度为g。
（1）实验时将小球向左拉到某一高度，悬线伸直，悬线与量角器平面______（填“平行”或“垂直”），记录这时悬线与竖直方向的夹角，由静止释放小球，小球摆动过程中力传感器的最大示数为F，若小球的质量为m、细线的长为L，小球的直径为D，则小球运动到最低点时的动能大小为______（用已知和测量的物理量符号表示）。
（2）若表达式________________________（用m、g、F、表示）成立，则小球下摆过程中机械能守恒。
（3）多次改变悬线与竖直方向初始夹角，得到多组及对应的力传感器的最大示数F，作F-图像，如果图像是一条倾斜直线，且图像的纵轴截距等于______，图像的斜率等于______（均用子母m、g表示），则小球下摆过程中机械能守恒。
【答案】（1）平行
（2）
（3）3mg
【解析】【小问1详解】
[1]悬线与量角器表面平行；
[2]在最低点，根据牛顿第二定律有
解得小球在最低点的动能
【小问2详解】
如果表达式
即
则小球下摆过程中机械能守恒。
【小问3详解】
[1][2]根据
得到
由此可知，当图像与纵轴的截距等于3mg，图像的斜率等于时，则机械能守恒定律得到验证。
13. 如图所示，质量为m的小球静止在足够大的水平转盘上，一根长为L的细线一端连接在小球上，另一端连接在圆盘竖直转轴上的A点，细线刚好伸直时与竖直方向的夹角，重力加速度为g，，，使转盘绕转轴在水平面内缓慢转动，并逐渐增大转动的角速度，求：
（1）当小球对转盘的作用力恰好为零时，转盘转动的角速度大小；
（2）当小球转动的角速度为时，细线突然断开，小球在转盘上的落点离转轴的距离。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
当小球对转盘的作用力恰好为零时，小球做圆锥摆运动，根据牛顿第二定律
根据几何关系
解得
【小问2详解】
当小球转动的角速度为时，设悬线与竖直方向的夹角为，则有
解得
这时小球离盘面的高度
细线断开后，小球做平抛运动，运动的时间
平抛运动的初速度
平抛运动的水平位移
则落到转盘上位置离转轴的距离
14. 如图所示，质量均为2m的半圆弧槽A和物块B靠在一起静止在光滑的水平面上，圆弧槽的半径为R，内壁光滑，物块B被锁定，质量为m的小铁球从半圆弧槽的右侧槽口处由静止释放，重力加速度为g，小铁球的半径远小于R。
（1）求小铁球由静止释放到第一次到达槽底的过程中，B对A的作用力的冲量大小；
（2）解除对物块B的锁定，让小铁球仍从圆弧槽右侧槽口由静止释放，则从小铁球释放到A、B刚分离的过程中：
①求A对B的作用力做的功；
②若A对B的作用力做功等效为某个水平恒力使物块B发生同样位移做的功，求这个恒力大小。
【答案】（1）
（2）；
【解析】【小问1详解】
设小球到圆弧最低点时，小球的速度为，根据机械能守恒
解得
对A和小球整体研究，水平方向根据动量定理可知，B对A的作用力冲量大小为
【小问2详解】
①A、B刚分离时，小球刚好运动到圆弧的最低点，设小球到圆弧最低点时，小球的速度大小为，A、B的速度大小为，根据机械能守恒
根据系统水平方向动量守恒
解得
，
根据动能定理，A对B的作用力做功
②从小铁球由静止释放到A、B刚分离的过程中，设物块B运动的位移为，则小球运动的位移为，根据水平方向平均动量守恒
解得
设等效的水平恒力为，根据题意
解得
15. 如图所示，质量均为m的物块P、Q用轻弹簧相连接，竖直叠放在地面上，其正上方水平天花板的处固定一轻质定滑轮，绕过定滑轮的轻绳一端连接在物块P上，另一端连接在小球上，小球固定在长为0.8L的轻杆的一端，轻杆的另一端用活动铰链连接在天花板的点，、两点间的距离为L，用外力使轻杆水平，滑轮两边的轻绳刚好伸直，张力为零。撤去作用在轻杆上的外力，当轻杆与方向的夹角第一次为37°时，小球的速度恰好为零，此时物块Q对地面的压力恰好为零。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，，，不计P、Q、小球及滑轮的大小，不计一切阻力。求：
（1）小球的质量；
（2）弹簧的劲度系数；
（3）当轻杆与方向夹角第一次为37°时，轻绳断开，在物块P向下运动到最低点的过程中，弹簧弹性势能变化量的大小。
【答案】（1）
（2）
（3）0.8mgL
【解析】【小问1详解】
开始时，滑轮右侧轻绳长为0.2L，当小球向下运动到轻杆与水平方向夹角为时，根据几何关系
即滑轮右侧轻绳的长为0.6L。设小球的质量为，根据题意，小球向下运动过程中，系统机械能守恒，则
解得
【小问2详解】
设开始时弹簧的形变量为，根据题意
解得
开始时，根据力的平衡
解得
【小问3详解】
轻绳断开后，物块向下运动，当物块向下运动的位移为时，根据牛顿第二定律
得到
当时，，可知此时距离平衡位置，由简谐运动对称性可知，当物块到最低点时，物块下降的最大高度为
根据机械能守恒，弹簧的弹性势能变化量