2023河南省新未来高三上学期9月联考试题物理含解析

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2023年普通高等学校全国统一模拟招生考试

新未来9月联考

物理

全卷满分100分，考试时间90分钟。

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

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收回。

一、选择题：本题共10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题只有一个选项正确，第7～10题有多个选项正确，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．如图所示，质量为m的小球做半径为R、线速度为v的匀速圆周运动，在从A运动到B的过程中，速度的偏转角为，对该过程，下列说法正确的是（    ）

A．小球做匀变速曲线运动       B．小球速度的变化量大小为

C．小球运动的时间为录     D．若，小球所受合力做的功为

2．一质量为的质点做自由落体运动，整个过程下落的高度为，正中间一段对应的运动时间为，重力加速度取，下列说法正确的是（    ）

A．质点经过第一段对应的运动时间为

B．质点经过正中间一段的中间时刻的瞬时速度为

C．整个过程质点重力势能的减小量为

D．整个过程质点经过中点位置的瞬时速度为

3．如图所示，表面均光滑的斜面与竖直墙面成一定的夹角，一匀质木棒放在两者间处于静止状态．已知斜面对木棒的支持力大小为F，木棒与墙面、斜面之间的夹角分别为、，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A．斜面对木棒的支持力方向沿木棒向上     B．墙壁对木棒的支持力方向垂直木棒向上

C．墙壁对木棒的支持的大小为       D．木棒的质量为

4．卫星的轨道与发射速度的关系如下图所示，假设质量为的同一颗卫星的四条轨道曲线相切于同一点P（紧贴地面）．已知地球半径为R，表面的重力加速度为g，规定质量为m的探测器与质量为M的星球的中心距离为r时，其重力势能的表达式为．则下列说法正确的是（    ）

A．卫星运动到P点，圆轨道对应的加速度最大

B．卫星在四条轨道的P点运行的速度大小均相等

C．卫星在圆轨道上的重力势能为0

D．卫星在圆轨道上的机被能为

5．一辆质量为m的汽车沿平直公路运动，其速度v与牵引力F之间的关系如图所示，当速度增加到后做匀速直线运动，速度小于的图像是双曲线．已知汽车在运动的过程中阻力的大小恒为f，根据图线所提供的信息判断下列说法正确的是（    ）

A．汽车以恒定加速度启动                      B．汽车以3匀速运行时，功率大于

C．汽车的速度为时，加速度为     D．当牵引力为，汽车的动能为

6．如图所示，半径分别为的两圆盘水平放置，圆盘的边缘紧密接触，当两圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动时，圆盘的边缘不打滑，质量分别为的物块A、B（均视为质点）分别放置在两圆盘的边沿，与圆盘间的动摩擦因数分别为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让圆盘绕过圆心的竖直轴转动起来，A比B先滑动的条件是（    ）

A．B．C．     D．

7．如图所示，倾角为的粗糙斜面固定在水平面上，一物块放在斜面上，在与斜面的夹角为的斜向左上方的拉力作用下，物块刚好不上滑．物块与斜面之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，、，重力加速度取，下列说法正确的是（    ）

A．斜面对物块的摩擦力沿斜面向上达最大值

B．物块的质量为

C．把拉力变为垂直斜面向下，当物块静止时受到的摩擦力可能大于重力

D．把拉力变为垂直斜面向下，当物块刚好不下滑时，拉力的大小为

8．风力发电就是利用空气流动的动能带动风力发电机的叶片旋转，来驱动发电机发电．通过适当简化和抽象，可以用如图所示的模型来研究影响风力发电机发电功率P的主要因素．设风力发电机叶片长度为r、空气均匀且密度为、风速恒为v，时间t内流经叶片的空气都在图中的圆柱体内，下列说法正确的是（    ）

A．圆柱体中空气的动能为

B．圆柱体中空气的动能为

C．假设流过风车叶片的空气动能的50%用来发电，则发电功率为

D．假设流过风车叶片的空气动能的50%用来发电，则发电功率为

9．如图甲所示，水平放置的传送带在电机的作用下以的速度顺时针转动，两轮轴心间距为．质量为的物块（视为质点），从左轮的正上方以速度水平向右滑上传送带后物块与传送带的图像如图乙所示，经过时间从右轮的正上方离开传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度取，物块在传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．传送带对物块做的功为     B．物块在传送带上运动的时间为

C．物块对传送带做的功为     D．物块与传送带之间的摩擦生热为

10．如图所示，倾角为的斜面体固定在足够高的水平桌面上，与桌边缘平齐，在斜面上固定放置半径为r、内壁光滑的半圆管轨道（管内径远小于），O为圆心，E为圆心等高处，最低点A、最高点B的切线水平，是半圆管轨道的直径．在管口B点处有光滑轻质小定滑轮（图中未画出），一轻绳跨过滑轮，一端与管内的小球连接，另一端与小物块连接，小物块竖直悬挂，小球位于最低点A，开始时整个装置被锁定，绳刚好拉直，某时刻解锁，整个装置由静止开始运动，已知小球质量为，小物块质量为受，两者均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（    ）

A．解锁瞬间，小物块加速度大小为g       B．小球无法通过B点

C．小球运动到E点时速度大小为

D．从解锁至小球运动到E点的过程中，绳子对物块做功为

二、实验题：本题共2小题，共15分．

11．（5分）某实验小组测量滑块与长木板之间的动摩擦因数时，实验装置放置在水平桌面上，如图甲所示．实验中采用了微型力传感器来测量细线拉力F的大小．

（1）图乙是实验中打下的一段纸带，测量得到的数据有，已知打点计时器所用交流电源的频率为f，则打下B点时滑块的速度大小_____________，打下E点时滑块的速度大小_____________，滑块运动的加速度大小_____________（用字母表示）．

（2）已知滑块质量为m，重力加速度为g，测得滑块加速度大小为a，力传感器的示数为F，则滑块与长木板间的摩擦因数表达式为_____________（结果用m、g、a、F表示）．

12．（10分）某学习小组的三个同学利用不同的实验装置，进行了探究平抛运动规律的实验：

（1）甲同学采用如图甲所示的装置．为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落．关于该实验，下列说法中正确的有_____________．

A．两球的质量应相等

B．两球应同时落地

C．应改变装置的高度，多次实验

D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

（2）乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板相切（水平板足够长），两轨道上端分别装有电磁铁C、D．调节电磁铁C、D的高度使，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到的现象是_____________．仅仅改变弧形轨道M距离水平板的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象。

（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为，如果重力加速度取，照相机的闪光频率为_____________；小球平抛的初速度大小为_____________，经过B点时的速度大小为_____________．

三、解答或论述题：本题共4小题，共45分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．（7分）如图所示，用轻质橡皮条（弹力满足胡克定律）与轻质细线连接的小球（视为质点）处于静止状态，橡皮条的伸长量为，橡皮条与永平方向的夹角为，细线与竖直方向的夹角为．已知细线的拉力大小为，重力加速度取．

（1）求橡皮条劲度系数k的大小；

（2）若突然剪断细线，求此瞬间小球的加速度的大小．

14．（12分）如图所示，某空间存在竖直向上的风，让质量为的小球甲（视为质点）从A点水平向右抛出，到达C点时的速度大小为，与水平方向的夹角为；再让质量为m的小球乙（视为质点）从A点的正上方的B点水平向右抛出，到达C点时的速度大小为，与水平方向的夹角为．已知两小球均受到恒定的风力（大小未知），重力加速度为g，求：

（1）风力的大小；

（2）A、B两点间的高度差．

15．（12分）如图甲所示，质量分别为和的A、B两物体叠放在水平面上，A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为．初始时A，B处于静止状态，A受到一个水平外力F．设最大静摩擦等于滑动摩擦力，重力加速度g取．

（1）随着F增大，如果B能够运动，求应该满足的关系；

（2）如果，求A、B即将发生相对滑动时的拉力F的大小；

（3）若满足（2）的条件，F从零开始随时间均匀增加，通过计算并在图乙所给的同一坐标中画出A、B的加速度a随F变化的图像，并且标出关键点的坐标值．

16．（14分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道竖直固定，为竖直直径，O为圆心，C与O等高，段为圆管（管内径远小于R，内壁光滑），且，长度为R的粗糙水平轨道与半圆轨道在D点平滑连接，水平放置的轻弹簧一端固定在P点，不受任何外力时另一端正好处于D点，在A点正上方的M点固定一根长也为的轻绳，绳另一端系一质量为m的小球（可视为质点，直径略小于圆管的内径），现将小球拉至N点，轻绳伸直且与水平方向夹角为．某时刻在N点给小球一竖直向下的初速度，小球运动至A点时剪断轻绳，小球滑入圆管，运动到B点时，小球与管壁的弹力恰好为0，沿轨道运动到D点后压缩弹簧，向右最远运动至Q点，测得此时弹簧弹性势能为，，重力加速度为g，不考虑小球自身转动及空气阻力的影响，弹簧始终处于弹性限度之内，、．求：

（1）小球运动到C点时的加速度大小；

（2）小球与水平轨道间的动摩擦因数的大小；

（3）在N点给小球的初速度大小．

2023年普通高等学校全国统一模拟招生考试

新未来9月联考·物理

参考答案、提示及评分细则

1．【答案】B

【解析】小球从A到B的过程中，加速度的方向发生变化，做变加速曲线运动，A错误；由速度变化的矢量三角形可得，B正确；由，综合解得小球从A到B的过程中，运动的时间为，C错误；做匀速圆周运动的物体，动能不变，合力的功为0，D错误．

2．【答案】B

【解析】对初速度为0的匀加速直线运动，连续的相等的位移所需要的运动时间之比为，由题意可得，则有，A错误；正中间一段的中间时刻的瞬时速度等于此过程的平均速度，则有，B正确；整个过程重力势能的减小量为，C错误；由可得，D错误．

3．【答案】C

【解析】支持力方向垂直于接触面，故A、B均错误；由几何关系可得墙面与斜面之间的夹角为，对木棒进行受力分析如右图所示：斜面对木棒的支持力F与墙面对木棒的支持力之间的夹角为，由三力平衡的矢量直角三角形可得、，综合解得，，C错误、D正确．

4．【答案】D

【解析】同一颗卫星运动到四条轨道曲线的同一点P，万有引力相同，质量相同，根据牛顿第二定律，加速度相等，A错误；从低轨道的P点进入高轨道的P点需要加速，B错误；对圆轨道由、可得、，则卫星的机械能为，D正确．

5．【答案】C

【解析】若汽车以恒定的功率启动，由可得，则图像是双曲线，反之也成立，即汽车以恒定的功率启动，A错误；汽车以匀速运行时，，则有，B错误；汽车的速度为时，由、，结合，综合可得．C正确；当牵引力为，由，结合，综合可得，D错误．

6．【答案】A

【解析】由牛顿第二定律与圆周运动规律：当A刚要相对圆盘滑动时，，当B刚要相对圆盘滑动时，可得、，当A比B先滑动时，，则有，整理可得，则仅有A正确．

7．【答案】BD

【解析】物块刚好不上滑，斜面对物块的摩擦力沿斜面向下达最大值，A错误；设物块的质量为m，把重力和拉力分别沿着斜面和垂直斜面分解，由力的平衡可得，，，，结合、、、、综合解得，B正确；把重力分别沿着斜面和垂直斜面分解，当拉力垂直斜面向下，物块静止时受到的摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，大小一定小于重力，C错误；当物块刚好不沿斜面下滑，设此时拉力为，把重力分别沿着斜面和垂直斜面分解，由力的平衡可得，，结合、，综合解得，D正确．

8．【答案】AC

【解标】圆柱体中的空气质量为，圆柱体中空气的动能为，结合，综合可得，A正确、B错误；单位时间内流过风车叶片的空气所具有的动能为，则有发电功率为，C正确、D错误．

9．【答案】BC

【解析】物块的位移为，传送带对物块的摩擦力始终为滑动摩擦力，传送带对物块做的功为．A错误；由动能定理可得，解得，由匀变速直线运动的规律可得，解得，B正确；传送带的位移为，物块对传送带做的功为，C正确；物块与传送带之间的相对位移为，摩擦生热为，D错误．

10．【答案】CD

【解析】解锁瞬间绳子拉力突变，则此时小球加速度大小不为g，则A错误；从A到B，由系统机械能守恒有，解得，则小球可以通过B点，则B错误；从A到E，由系统机械能守恒有，解得，则C正确；从解锁到小球运动至E点过程中，设绳对小物块做功为W，对小物块由动能定理有，解得，则D正确，

11．【答案】（1）  （2）

【解析】（1）根据匀变速直线运动中，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度可得、；根据速度位移关系有，联立解得．

（2）以滑块为研究对象，由牛顿第二定律知，，解得．

12．【答案】（1）BC（2分，选对一个得1分，错选、多选、不选得0分）  （2）P球击中Q球（2分）

（3）10  1.5  2.5

【解析】（1）小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动．A球在竖直方向上的运动情况与B球相同，做自由落体运动，因此两球同时落地．实验时，需A、B两球从同一高度开始运动，对质量没有要求，但两球的初始高度及打击力度应该有变化，要进行3～5次实验得出结论．本实验不能说明A球在水平方向上的运动性质，故选项B、C正确，A、D错误．（2）两球在水平方向的运动是相同的，则在相同的时间内水平位移相同，则实验可观察到的现象是：P球击中Q球．（3）从图中看出，A、B、C三个点间的水平位移均相等，，因此这3个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即，解得，闪光频率；小球运动中水平分速度的大小，小球经过B点的竖直分速度，则经过B点的速度．

13．【答案】（1）  （2）

【解析】（1）设小球的质量为m，橡皮条的拉力为T，对小球受力分析，把拉力T与重力合成，由三力平衡的几何关系可得拉力T与重力合成的平行四边形是菱形，则有

设橡皮条的劲度系数为k，由胡克定律可得

综合解得（1分，也可得分）

（2）突然剪短细线的瞬间，细线的弹力消失，橡皮条的拉力不变，则小球的合力与突变前细线的拉力F等大反向

由牛顿第二定律可得小球的加速度大小为

结合

综合解得

14．【答案】（1）（2）

【解析】（1）设甲、乙水平位移均为x，对甲由运动的合成与分解规律可得

联立可得

对乙同理可得

综合解得

（2）由牛顿第二定律可得甲的加速度大小为

则A、C两点竖直高度差为

对乙同理可得

则B、C两点竖直高度差为

则A、B两点间竖直高度差为

15．【答案】（1）  （2）  （3）见解析

【解析】（1）当A、B间的最大静摩擦力大于B与地面间的最大静摩擦力的时候，B可以运动．即

解得：

（2）的大小关系满足第（1）问条件，即B可以运动，当A、B之间开始相对滑动时，A、B刚好达到最大静摩擦力，整体根据牛顿第二定律可得：

对A有：

解得：

（3）A的最大静摩擦力为

B与地面之间的最大静摩擦力为

当，A、B处于静止状态，则

当，A、B相对静止一起加速

由牛顿第二定律有

得

当，A，B之间相对滑动，对A有

对B有

综上可知图像如图所示

16．【答案】（1） （2）0.6  （3）

【解析】（1）小球运动到B点时恰好不脱离圆轨道，轨道对滑块的弹力刚好为0，把重力分别沿着和垂直分解，沿着方向的分力充当向心力，

则有     ①

从B点到C点由动能定理有     ②

在C点的向心加速度为     ③

联立①②③式，解得小球在C点的加速度大小为

（2）由题意可知小球运动至Q点速度为0，由C到Q点由能量守恒有

     ④

联立①②④可解得

（3）运动分析如图，小球从N点直线运动至E点轻绳绷紧，则沿绳方向速度突减为0，以垂直绳方向的分速度做圆周运动至A点，则从E到B点由动能定理有

     ⑤

E点速度大小为     ⑥

从N到E点由动能定理得          ⑦

联立①⑤⑥⑦式，解得．