2021河南五县市部分学校高三上学期第二次联考物理试题含答案

河南五县市部分学校2020-2021学年高三第二次联考试卷

物  理

一、选择题：本大题共10个小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项是符合题目要求的，第7-10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.

1.2020年7月，中国女排在宁波北仑基地进行第二阶段集训，目标是在东京奥运会上完成卫冕.如图所示，排球运动员在发球线正对球网跳起发球，在距地面高度为处使质量的排球（可视为质点）以的初速度水平飞出.不考虑空气阻力，重力加速度取，则排球从被扣出到着地的时间和排球即将着地时的速率分别为（    ）

A．         B．       C．       D．

2.某一物体在方向（竖直方向且向上方向为正方向）和方向（水平方向）运动的图象如图甲、乙所示.对于物体在内运动情况，下列说法正确的是 （    ）

A．物体在时刻处于失重状态         B．物体在这段时间内沿直线飞行

C．物体在时上升至最高点           D．物体在时间内做匀变速运动

3. 如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下缓慢抬起车厢的一端缺货.两块完全相同的钢砖叠放在车厢中，钢砖之间的动摩擦因数为，钢砖与车厢底板间的动摩擦因数为，用表示车厢的倾角，则（    ）

A．要卸下两块钢砖，应满足

B．要卸下两块钢砖，应满足

C．只卸下钢砖，车上还留下钢砖，应满足

D．只卸下钢砖，车下还留下钢砖，应满足

4. 2020年7月2日，黑龙江省消防救援总队组织开展跨区域抗洪抢险救援实战演练.如图所示，假设在演练中，一条可视为质点的救灾冲锋舟位于与对岸的最近距离为的点处，从点向下游处有一危险区，当时水流速度为，水流速度恒定，为了使冲锋舟避开危险区沿直线到达对岸，冲锋舟在静水中的速度大小至少是（    ）

A．         B．       C.         D．

5.如图所示，在水平桌面上，长的轻绳一端固定于点（俯视图），另一端系一质量的小球，现对小球施加一个大小不变力.方向始终与小球在该点的切线成37°角，拉着物体从点运动到点，已知小球与桌面的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度取，，则拉力做的功与克服摩擦力做的功之比为 （    ）

A．         B．2       C.         D．4

6. 如图所示，在倾角可调节的光滑斜面上，有一根长为的轻绳，一端固定在点，另一端系一质量为的小球，先将轻绳平行于水平轴拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度.重力加速度取，若小球能保持在板面内做圆周运动，则倾角的取值范围为（    ）

A．         B．       C.          D．

7.蹦床比赛中运动员从最高点下落过程可简化为下述物理模型：如图所示，运动员从点自由下落到位置开始与轻弹簧接触，此时向下压缩弹簧；运动员运动到处时，轻弹簧对运动员的弹力与运动员的重力平衡；运动员运动到处时，到达最低点.不计空气阻力，下列说法正确的是 （    ）

A．由向运动的过程中运动员处于完全失重状态，其机械能减少

B．由向运动的过程中运动员处于失重状态，其机械能减少

C. 由向运动的过程中运动员处于超重状态，其动能增加

D．由向运动的过程中运动员处于超重状态，其机械能减少

8.2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射升空，卫星顺利进入预定轨道.目前，在地球周围有许多人造地球卫星，如北斗为地球静止轨道卫星，距地面高度约为，碳卫星（全球二氧化碳监测科学实验卫星）距地面高度约为，量子科学实验卫星距地面高度约为.若它们均可视为绕地球做圆周运动，则 （    ）

A．量子科学实验卫星的加速度大于碳卫星的加速度

B．北斗的线速度大于碳卫星的线速度

C. 量子科学实验卫星的周期小于北斗的周期

D．北斗的角速度大于碳卫星的角速度

9.如图甲所示，用一个沿水平方向很大的力推原来静止在粗糙程度相同的水平面上的物体，推力不断减小的过程中，得到如图乙所示物体运动加速度随推力变化的图象，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，以下说法正确的是 （    ）

A．物块的质量为        

B．物块与水平面间的动摩擦因数为0.4

C. 当推力减小为时，物块的速度最大

D．当推力减小为0时，物块的速度为零

10.如图所示，一个质量为、长为的木板静止在光滑水平面上，其右端放有可视为质点的质量为的滑块，现用一水平恒力作用在滑块上，使滑块从静止开始做匀加速直线运动.滑块和木板之间的摩擦力为，滑块滑到木板的最左端时，木板运动的距离为，此过程中，下列说法正确的是 （    ）

A．滑块到达木板最左端时具有的动能为

B．滑块到达木板最左端时木板具有的动能为

C. 滑块克服摩擦力所做的功为

D．滑块和木板增加的机械能为

二、实验题：本题共2小题，共14分.

11.（6分）某同学设计了如图甲所示的实验装置，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，把一端带滑轮的长木板平放在水平桌面上，将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，已知打点计时器使用的低压交流电源的频率为.

（1）对于实验的操作要求，下列说法正确的是_________.

A.为了消除小车与木板之间摩擦力的影响，应采取的做法是使木板不带滑轮的右端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够在木板上向左匀速运动

B.为了消除小车与木板之间摩擦力的影响，应采取的做法是使木板不带滑轮的右端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上

C.本实验必须满足细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量

D.开始实验时应先接通电源后放开小车

（2）如图乙所示是实验中得到的一条纸带，为打点计时器实际打出的点，中间有几个实际打出的点没有标号.这4个点和刻度尺李元度的对应如图乙所示，已知打点计时器的工作频率为，则小车的加速度大小__________（结果保留三位有效数字）.

12.实验小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律.已知电磁打点计时器所接交变电流的频率为.

（1）实验中得到的一条纸带如图乙所示，打下的第一个点标记为，选择点迹清晰且便于测量的连续5个点，标为，测出到点的距离分别为、、.重物质量为，当地重力加速度.现选取重物在段的运动进行数据处理，则段重力势能减少量为___________，动能增加量为___________.（计算结果均保留两位有效数字）

（2）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是__________.（填选项前的字母，多选）

A.该误差属于偶然误差

B.该误差属于系统误差

C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差

D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差

三、计算题：本题共4小题，共46分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.

13.（8分）2020年6月，吴伟仁、于登云、孙泽洲等“嫦娥四号”任务团队优秀代表，获得了国际宇航联合会2020年度“世界航天奖”，这也是该奖项70年来首次授予中国航天科学家.“嫦娥四号”是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造绕月探月卫星，已知月球半径为，表面重力加速度大小为，引力常量为，求：

（1）“嫦娥四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的周期；

（2）月球的密度.

14.2020年6月28日，商丘至合肥至杭州高铁的合肥至湖州段正式开通运营，河南、安徽、浙江三省实现高铁无缝对接.假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为，其中位于列车最前面的第一节、第二节带动力，它们的额定功率（只有在第一节车厢达到额定功率但仍不够用时才启动第二节车厢动力系统），车在行驶过程中阻力恒为车身重力的0.1倍，重力加速度大小取.求：

（1）该动车组只开动第一节动力的情况下能达到的最大行驶速度；（计算结果小数点后保留两位数）；

（2）若列车以的加速度匀加速启动，当时，试判断第二节车厢的动力系统是否工作，并求出第一节和第二节车厢之间拉力的大小.

15.如图所示，倾角的斜面上只有部分粗糙，其余部分都光滑.一长为的轻杆下端固定于滑块乙上，上端与滑块甲接触但不拴接，轻杆与斜面平行.开始按住滑块甲和乙，滑块乙恰在点，现同时由静止释放两滑块，已知两滑块质量均为且可看作质点，两滑块与段的动摩擦因数均为，，重力加速度取.求：

（1）滑块乙刚进入段时，轻杆所受的压力大小；

（2）滑块甲刚离开段时，滑块乙还在斜面上运动，此时滑块乙和甲之间的距离.

16.如图所示，光滑水平轨道与光滑半圆形轨道在点相切连接且固定在同一竖直平面内，半圆轨道半径为.质量的物块与挡板之间有一根被压缩锁定的轻弹簧，静止在光滑轨道上.长为的水平传送带顺时针转动速度大小为，忽略传送带的端与轨道点之间的缝隙宽度，物块可视为质点，且物块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度大小取.求：（1）解除弹簧锁定后，物块获得多大速度才能刚好通过圆轨道的点；

（2）解除弹簧锁定后，要使物块在运动中不通过轨道的点时不会离开轨道，通过轨道的点时不会从左端离开传送带，物块获得的速度大小必须满足的条件；

（3）若解除弹簧锁定前弹簧弹性势能为，则解除后（解除时无能量损失），物块再次落在水平轨道上时与点间的水平距离.

试卷答案

1.B 排球飞出后做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，由，代入数据解得；即将着地的竖直速度，即将着地的水平速度，排球即将着地时的速率，选项B正确.

2.D 依据图象可知，物体在时刻，在竖直方向上向上做匀加速直线运动，而在水平方向上则是做匀减速直线运动，则物体有竖直向上的加速度，那么物体处于超重状态，不是失重状态，选项A错误；由图象可知，物体在这段时间内，竖直方向向上做匀加速直线运动，而水平方向做匀减速直线运动，易知合加速度与合初速度不共线，所以物体做曲线运动，即物体沿曲线上升，选项B错误；物体在竖直方向，选向上做匀加速度直线，后向上做匀减速直线运动，因此在时刻没有上升至最高点，选项C错误；物体在时间内，水平方向做匀速直线运动，而竖直方向向上做匀减速直线运动，因此合运动做匀变速运动，选项D正确.

3. A 由，可知钢砖容易卸下，要卸下两块钢砖，则有，得，选项A正确，B错误；只卸下钢砖，车上还留下钢砖，这时应有，，得，选项C、D错误.

4.C 若冲锋舟刚好避开危险区，冲锋舟应沿方向以速度行驶，如图所示，为水流速度，冲锋舟在静水中的速度至少应为，由题意可知.显然冲锋舟沿其他方向，如沿以速度行驶时，在静水中的最小速度要大于.则冲锋舟在静水中的速度至少为，选项C正确.

5.B 将圆弧分成很多小段，拉力在每小段上做的功为，因拉力大小不变，方向始终与小球在该点的切线成37°角，所以，，…，，.同理可得克服摩擦力做功.拉力做的功与克服摩擦力做的功之比为2，只有选项B正确.

6.C 小球在倾斜平板上运动时受到轻绳拉力、平板弹力和自身重力.在垂直平板方向上合力为0，重力沿平板方向的分量为，小球在最高点时，由轻绳的拉力和重力沿平板方向的分力的合力提供向心力，有，小球从释放到运动至最高点的过程，根据动能定理有，

若小球恰好能通过最高点，则轻绳拉力，解得，即，故的范围为，选项C正解.

7.BD 运动员由向运动的过程中，做自由落体运动，加速度等于竖直向下的重力加速度，运动员处于完全失重状态，此过程中只有重力做功，运动员的机械能守恒，选项A错误；运动员由向运动的过程中，重力大于弹簧的弹力，加速度向下，运动员处于失重状态，运动员和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能增加，运动员的机械能减少，由于运动员向下加速运动，运动员的动能还是增大的，选项B正确，C错误；运动员由向运动的过程中，弹簧的弹力大于小球的重力，加速度方向向上，处于超重状态，弹簧继续被压缩，弹性势能继续增大，运动员的机械能继续减小，选项D正确.

8.AC 根据万有引力提供飞行器的向心力，，量子科学实验卫星的加速度大于碳卫星的加速度，选项A正确；根据，，北斗的线速度小于碳卫星的线速度，选项B错误；根据，，量子科学实验卫星的周期小于北斗的周期，选项C正确；根据，，北斗的角速度小于碳卫星的角速度，选项D错误.

9. BC 由物块运动过程中的加速度随推力变化的图象可知，当推力时，加速度为零，运用牛顿第二定律可得；当时，加速度，运用牛顿第二定律，，联立解得，，即物块与水平面间的动摩擦因数为0.4，物块的质量为，选项A错误，B正确；用一个很大的水平力推物块，并且推力不断减小，物块做加速度逐渐减小的加速运动，当推力减小为时加速度为零，物块的速度最大，选项C正确；当推力减小为0时，物块仍在做减速运动，物块的速度不为零，选项D错误.

10.AD 对滑块分析，滑块相对于地的位移为，根据动能定理得，则知滑块到达木板最左端时具有的动能为，选项A正确；对木板分析，根据动能定理得，则知滑块到达木板最左端时，木板具有的动能为，选项B错误；滑块相对于地的位移大小为，则滑块克服摩擦力所做的功为，选项C错误；根据能量守恒得，外力做的功转化为木板和滑块的机械能和摩擦产生的内能，则有，则滑块和木板增加的机械能为，选项D正确.

11.（1）AD（3分）  （2）1.15（3分）

解析：（1）为了消除小车与木板之间摩擦力的影响应采取的做法是使木板不带滑轮的右端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够在木板上向左匀速运动，选项A正确，B错误；由于该实验可以通过力传感器直接读出细绳的拉力，所以本实验不需要满足细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量，选项C错误；开始实验时应先接通电源后放开小车，选项D正确.

（2）设打点计时器的打点周期为，由加速度的计算公式，解得.

12.（1）0.77（2分）  0.76（2分）  （2）BD（4分）

解析：（1）打点计时器打下点时，纸带的速度，重力势能减少量为，动能增加量；

（2）动能增加量小于重力势能减少量的原因是纸带受到打点计时器的摩擦阻力、振针打点时阻力和空气阻力，是系统误差，减小阻力可减小误差，选项B、D正确.

13.解：（1）“嫦娥四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动，万有引力提供向心力有

解得

（2）由万有引力提供向心力有，解得

地球的体积为，

地球的密度为

14.解：（1）对整列动车，在只能开动第一节动力情况下，当牵引力等于总阻力时，动车相应速度最大.

联立解得

（2）当时，

假设输出功率为，则

解得

即时只有第一节车厢提供动力

对后五节车厢，

解得第一节和第二节车厢之间拉力的大小.

15.解：（1）滑块乙刚进入段时，对甲和乙整体应用牛顿第二定律有

对滑块乙分析

联立两式解得

（2）滑块甲刚进入段时，滑块乙和滑块甲有共同速度设为，则从两滑块开始释放至甲刚进入段的过程中，由动能定理可得

解得

滑块甲在段受力平衡，做匀速运动，故滑块甲匀速运动时间，，

滑块乙在这段时间内沿坡道匀加速下滑，由牛顿第二定律和运动学规律可得

由以上各式解得.

16.解：（1）设物块获得的速度才能刚好通过圆轨道的点，物块刚好能通过轨道的点时速度为，此时重力刚好提供向心力，有

解得，

物块从解除锁定到运动至点，由动能定理有，

解得；

（2）设解除锁定后物块的速度为时，刚好能运动到传送带的端，

从到的过程中，由功能关系有

解得

从到的过程中，由动能定理有

解得，

设解除锁定后物块的速度为时，刚好能运动到圆弧轨道上与圆心等高处，有

解得

所以物块的速度必须满足或；

（3）解除弹簧的锁定后，由能量守恒有

解得

由于，所以物块将越过点，

物块从解除锁定到运动至点时的速度设为，由动能定理有

，

解得

物块离开点后做平抛运动，有，

解得物块再次落到水平轨道上时与点间的水平距离.