河南省顶级名校2022-2023学年高三上学期8月调研考试物理试题

这是一份河南省顶级名校2022-2023学年高三上学期8月调研考试物理试题，共18页。

注意事项：
1．考试时间90分钟，卷面总分100分。
2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置上。
3．全部答案写在答题卡上完成，答在本试卷上无效。
一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56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9～14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．铯原子钟是精确的计时仪器，将图1中铯原子从O点以初速度在真空中水平抛出；同时将图2中铯原子在真空中从P点以初速度竖直向上抛出，当它到达最高点Q再返回P点时，图1中铯原子恰好到达竖直平面MN。已知O点到竖直平面MN的距离等于P点到Q点的距离。则为（ ）
A．B．C．D．
2．一兴趣小组用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛，两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中，小车安装加速度传感器，B小车安装速度传感器，两车初始时刻速度大小均为，车在前、B车在后，两车相距，其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示，规定初始运动方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．时两车间距离为
B．内，车的加速度大于B车的加速度
C．两车最近距离为
D．内两车相遇一次
3．荡秋千是一项古老的休闲体育运动。某秋千简化模型如图所示，长度为L的两根细绳下端栓一质量为m的小球，上端固定在水平横梁上，小球静止时，细绳与竖直方向的夹角均为。保持两绳处于伸直状态，将小球拉高H后由静止释放，已知重力加速度为g，忽略阻力，以下判断正确的是（ ）
A．小球释放瞬间处于平衡状态
B．小球释放瞬间，每根细绳的拉力大小均为
C．小球摆到最低点时，每根细绳的拉力大小均为
D．小球摆到最低点时，每根细绳的拉力大小均为
4．如图所示，倾角为30°的斜面体放在水平面上，质量为m＝1kg的滑块用质量不计的细绳拴接，细绳跨过固定在斜面体顶端的光滑滑轮后被水平向右、大小为F＝5N的拉力拉着，整个装置处于静止状态，重力加速度g＝10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
A．滑块与斜面体之间的摩擦力的大小为5N
B．斜面体对滑块的支持力大小为5N
C．地面对斜面体没有摩擦力的作用
D．滑块与斜面体之间没有摩擦力的作用
5．如图所示，图1、2、3中的小球a、b和c的质量相同、轻弹簧S1和S2完全相同、连接的轻绳l1和l2也完全相同，通过轻弹簧或轻绳悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。现将每个图中的轻绳l1剪断，将图1中的小球a的加速度大小记为a1，将图2中的小球a的加速度大小记为a2，将图3中的小球a的加速度大小记为a3，重力加速度大小为g。则在剪断l1瞬间（ ）
A．a1=2g，a2=3g，a3=1.5g
B．a1=3g，a2=2g，a3=g
C．a1=2g，a2=3g，a3=g
D．a1=0，a2=3g，a3=1.5g
6．一弹簧秤的秤盘质量为m1，盘内放一质量为m2的物体，弹簧质量不计，其劲度系数为k，系统处于静止状态，如图所示。t0时刻给物体施加一个竖直向上的力F，使物体从静止开始向上做加速度为a的匀加速直线运动，经2s物体与秤盘脱离，用FN表示物体与秤盘间的相互作用力的大小，已知重力加速度大小为g，则下列F和FN随时间变化的关系图像正确的是（ ）
B．
C． D．
7．如图所示，A、B两物块放在光滑水平面上，它们之间用轻质细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同，但与竖直方向的夹角相同，对B施加水平力F1和F2，两种情况下A、B整体的加速度分别为a1、a2，细线上的力分别为T1、T2，则下列说法正确的是（ ）
A．若T1>T2，则必有F1＝F2
B．若T1C．若F1＝F2，则必有a1>a2
D．若F1＝F2，则必有T1＝T2
8．南方持续强降雨造成严重的洪涝灾害，也给山东防汛敲响了警钟。在某次抗灾演练中，A地与安置点B的直线距离与平直河岸成60°角，如图所示。演练要求甲、乙两冲锋舟分别从A地以最小的速度和船头指向对岸分别把特殊被困人员各自送到对岸安置点，设水速不变，则甲、乙两冲锋舟的速度和之比为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题(共0分)
9．如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等，C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC=h。开始时A位于P点，现将A、B静止释放，物块A由P点出发第一次到达C点过程中，则下列说法正确的是（ ）
物块A速度先增大后减小
B．物块A速度一直在增大
C．物块B速度先增大后减小
D．细线对物块B的拉力先小于B的重力后大于B的重力
10．如图所示，粗细均匀的直杆一端固定在天花板上，杆与竖直方向的夹角，质量均为m的小球A、B用细线连接，小球A套在杆上，用水平向左的拉力F拉小球B，A、B球均处于静止状态，此时细线与杆间的夹角，重力加速度为g，则（ ）
A．拉力F的大小等于
B．拉力F的大小等于
C．杆对小球的摩擦力大小等于
D．杆对小球的摩擦力大小等于
11．一传送带以恒定速率顺时针方向运行，传送带倾角为37°，如图所示。现将一质量的物块静止放于传送带底端A，经过一段时间将物块传送到传送带的顶端B，传送带底端A、顶端B之间的距离，物块与传送带间的动摩擦因数为，物块可以看作质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取，，。下列说法正确的是（ ）
A．从物块放于传送带底端A开始计时，当时物块的速度大小为
B．从物块放于传送带底端A开始计时，当时物块的加速度大小为
C．物块从底端A传送到顶端B所用的时间为4s
D．物块从底端A传送到顶端B过程中传送带上留下的滑痕长度为
12．如图甲所示，将质量为m1的物块A和质量为m2的物块B沿同一半径方向放在水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接。物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，物块A与转轴的距离等于轻绳长度，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时，轻绳恰好伸直但无拉力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，绳中拉力FT与ω2的关系如图乙所示，当ω2超过3时，物块A、B开始滑动。若图乙中的F1、ω1及重力加速度g均为已知，下列说法正确的是（ ）
A．L=
B．L=
C．k=
D．m2=m1
13．“加速度的变化率”可以表示加速度随时间变化的快慢，汽车加速度的变化率越小，乘客舒适感越好。某轿车由静止启动，前3s内加速度随时间的变化关系如图所示，则（ ）
A．2s~3s内轿车做加速运动
B．第3s末，轿车速度达到10m/s
C．加速度变化率的单位为m2/s2
D．乘客感觉0~2s内比2s~3s内更舒适
14．如图为一个简易的冲击式水轮机模型，水流自水平的水管流出，水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动。当该装置工作稳定时，可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同。调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成角。测得水从管口流出速度，轮子半径R＝0.1m。不计挡水板的大小，不计空气阻力。取重力加速度，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。则可知（ ）
A．水管出水口距轮轴O的水平距离x＝1.2m
B．水管出水口距轮轴O的竖直距离h＝0.86m
C．该装置工作稳定时，轮子的转动角速度
D．该装置工作稳定时，轮子的转动周期T小于0.2s
三、计算题（本题共4小题，共44分。解答时请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。）
15．（10）如图所示，物体甲与物体丙通过不可伸长的轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接，物体丙离地面的高度为H。物体甲置于物体乙的最左端，甲与乙之间的动摩擦因数为μ（μ<1）。桌面光滑，物体乙离定滑轮足够远。开始时控制物体甲和乙，使三个物体均处于静止状态。现撤去控制，物体丙从静止开始下落，直至落地，此过程中物体甲与乙始终接触。已知物体甲、乙、丙的质量分别为m、2m、3m，重力加速度为g。求：
（1）撤去控制前，轻绳对滑轮作用力的大小；
（2）撤去控制后，物体丙下落过程中，甲物体受到的拉力。
16．（10）一种餐桌的结构如图1所示，已知圆形玻璃转盘的半径r=0.6 m，转盘的厚度不计，圆形桌面的半径R=1 m，已知玻璃中心与桌面中心重合，桌面到水平地面的高度h=1 m。轻绳的一端固定在转盘的边缘，另一端连着一个物块，物块被轻绳带动沿桌面边缘一起旋转，达到稳定状态后物块与转盘的角速度相同，且绳始终沿切线方向，其俯视图如图2所示。某时刻轻绳突然断裂，物块沿桌边缘水平飞出，落地点到转盘中心O点的距离s= m，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）转盘转动的角速度ω。
（2）小球与桌面间的动摩擦因数μ。
17．（12）如图所示，倾角为的斜面体固定在水平地面上，质量为（已知量）的物块放在斜面上，一根细绳绕过固定在斜面顶端的定滑轮和悬挂重物的动滑轮，连接在竖直杆上的点，此时整个装置静止，连接物块的细绳段与斜面平行，连接竖直杆的细绳段与竖直方向的夹角，物块与斜面间的动摩擦因数为，定滑轮与点之间的细绳段的长度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮摩擦。（）求：
（1）重物质量的大小范围。
（2）若重物的质量也为，将竖直杆向右平移一小段距离，使物块刚好不上滑，则竖直杆向右平移的距离为多少？
18．（12）强行超车是道路交通安全的极大隐患之一、如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36 km/h的速度在平直路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1=4 m、货车车身长L2=4 m，货车在甲车前s=4 m。若甲车司机发现附近无其他车辆后开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2 m/s2。假定货车速度保持不变，汽车车尾超过货车车头4 m后完成超车，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。求：
（1）甲车完成超车至少需要多长时间；
（2）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距110 m，乙车速度为54 km/h。甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。
参考答案
1．B
【详解】图1中铯原子在水平方向上做匀速直线运动，有
图2中铯原子做竖直上抛运动，由运动的对称性有
可得
故B项正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【详解】A．A车开始做匀减速直线运动，当速度减为零时
则内A车的位移为
内B车做匀速直线运动，则位移为
时两车间距离为
A正确；
B．内B车的加速度为
由图可知内A车的加速度为，故车的加速度等于B车的加速度，B错误；
C．之后A车沿正方向做匀加速直线运动，B车做匀减速直线运动，当两车速度相等时
解得
此时两车的速度为，两车在时间内经过的位移
，
此时两车相距最近
C错误；
D．由AC项分析知时，车在前、B车在后，两车相距10m，且此时两车速度都为15m/s， 此后A车继续加速，B车继续减速，故两车不能相遇。D错误。
故选A。
3．B
【详解】AB．设每根绳的拉力大小为T，小球释放瞬间，受力分析如图1，所受合力不为0，不是平衡状态，由于速度为0，则有
如图2，由几何关系有
联立得
A错误，B正确；
CD．小球摆到最低点时，图1中的，此时速度满足
由向心力公式得
其中
联立解得
CD错误。
故选B。
4．D
【详解】AD．滑块的重力沿斜面方向的分力
G1＝mgsin30°＝5N
该力刚好与细绳的拉力大小相等，根据共点力的平衡条件可知，滑块与斜面体之间的摩擦力等于零，故A错误，D正确；
B．斜面体对滑块的支持力大小
FN＝mgcs30°＝N
故B错误；
C．斜面体和滑块组成的整体处于静止状态，说明整体所受合外力等于零，则地面对斜面体的摩擦力大小等于细绳的拉力大小，为5N，故C错误。
故选D。
5．A
【详解】剪断l1前，以整体为研究对象，题图1、2、3中的弹簧S1的弹力大小F1、F2、F3分别为3mg、2mg、mg，在剪断l1瞬间，弹簧的弹力不变，设向下为正，题图1，对小球a有
mg-F1=ma1
得
a1=-2g
题图2，对小球a有
mg+F2=ma2
得
a2=3g
题图3，假设剪断l1瞬间，Fl2=0，可知a3=g，而对小球b有
mg+F3=mab
得
ab=2g>a3=g
所以剪断l1瞬间，Fl2≠0，即小球a与b的加速度相等，对小球a与b有
2mg+F3=2ma3
得
a3=1.5g
6．C
【详解】AB．对秤盘和物体整体分析，系统处于静止状态时，弹簧形变量为x0，利用牛顿第二定律得
kx0=（m1＋m2）g
F＋kx－（m1＋m2）g=（m1＋m2）a
又
解得
故A、B错误；
CD．以物体为研究对象，物体静止时，有
FN=m2g
运动后对秤盘受力分析，利用牛顿第二定律得
kx－m1g－FN=m1a
故C正确，D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．把A、B两物块看成一个整体，对B施加水平力F1和F2，若，则必有，A错误；
B．隔离A分析受力，拉力T1在水平方向的分力为
拉力T2在水平方向的分力为
若，则，联立解得
由，，若T1>T2，则必有a1>a2，根据牛顿第二定律，必有F1>F2，
8．C
【详解】依题意作出甲、乙两冲锋舟的速度矢量图如图所示，由图中几何关系可直接得出甲、乙两地冲锋舟的速度分别为
解得
9．BCD
【详解】AB．对物体A，由于受到细绳的拉力作用，且到达C之前拉力与速度方向间的夹角始终为锐角，物块A做加速运动，速度一直增大，A错误，B正确；
C．开始时B的速度为零，当A到达C点时，A的运动方向与细绳垂直，B的速度又变为零，故物块B速度先增大后减小，C正确；
D．当B加速下降时，所受合力向下，拉力小于重力，当B减速下降时，所受合力向上，拉力大于重力，则细线对物块B的拉力先小于B的重力后大于B的重力，D正确。
故选BCD。
10．AD
【详解】AB．对小球B研究有
解得
细线拉力
A正确，B项错误；
CD．对小球A研究，根据力的平衡有
C错误，D正确。
故选AD。
11．AD
【详解】A．物块开始运动时受到沿传送带向上的滑动摩擦力
根据牛顿第二定律
解得加速度
与传送带达到共同速度经历的时间为
运动的位移
此时物块还没有到达顶端B，从物块放于传送带底端A开始计时，当2.1s时物块正做匀加速直线运动，此时速度大小为
A正确；
B．当时物块的速度与传送带的速度相等，因为
当物块的速度与传送带的速度相等时开始做以做匀速直线运动，一直运动到顶端B，由于
物块处于匀速直线运动阶段，此时的加速度大小为零，B错误；
C．物块做匀速直线运动的位移为
匀速运动的时间为
则物块从底端传送到顶端用的时间为
C错误；
D．第一阶段物块与传送带之间发生相对滑动，物块做匀加速直线运动，位移为
传送带做匀速运动，位移
第二阶段物块与传送带之间没有相对滑动，则滑痕长度为
D正确。
故选AD。
12．BC
【详解】由题图乙可知，当转盘角速度的二次方为2时，A、B间的细绳开始出现拉力，可知此时B达到最大静摩擦力，故有
km2g=m2·2L·2
当转盘角速度的二次方为3时，A达到最大静摩擦力，对A有
km1g-F1=m1·L·3
对B有
km2g+F1=m2·2L·3
联立以上三式解得
L=
k=
m2=m1
故AD错误，BC正确。
故选BC。
13．AB
【详解】A．由图像可知，2s~3s内轿车加速度不变，轿车做匀加速直线运动，故A正确；
B．根据加速度定义式可知，加速度随时间的变化关系的图像面积表示速度的变化量，所以0~3s内轿车的速度变化量为
由于轿车由静止启动，所以第3s末，轿车速度达到10m/s，故B正确；
C．由题意可知，加速度变化率为，的单位为m/s2，的单位为s，所以加速度变化率的单位为m/s3，故C错误；
D．由图像可知，0~2s内的加速度变化率为
而2s~3s内的加速度变化率为零。汽车加速度的变化率越小，乘客舒适感越好，所以乘客感觉2s~3s内更舒适，故D错误。
故选AB。
14．BD
【详解】AB．水从出水口出来后做平抛运动，由题意及几何关系可得
解得
x=1.2m
水管出水口距轮轴O的水平距离为
故A错误；
B．根据A的分析可得
故B正确；
C．由上述分析及图可得，轮子的转动的线速度为
由线速度与角速度的关系可得
故C错误；
D．由周期
可得
故D正确。
故选BD。
15．（1）3mg；（2）mg
【详解】（1）撤去控制前，对丙物体进行受力分析可知
F1=3mg
滑轮受力情况如下图所示
可得，撤去控制前，轻绳对滑轮作用力的大小为
F=3mg
（2）假设甲、乙相对滑动，甲、丙的加速度大小a相等，设轻绳拉力为T，则对甲有
对丙物体分析有
联立可得，甲、丙的加速度大小为
对乙分析有
可得，乙物体的加速度为
因为μ<1，所以a乙16．（1） rad/s；（2）0.375
【详解】（1）设轻绳断后小球平抛的初速度为v0，平抛的水平位移大小为x，如图甲所示
有
s2-h2=x2+R2
又
x=v0
v0=ωR
解得
ω=rad/s
（2）如图乙所示
sinθ==0.6
则
θ=37°，csθ=0.8
设小球质量为m，轻绳上拉力大小为FT，绳断前，有
FTcsθ=m
FTsinθ=μmg
解得
μ=0.375
17．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意可知，物块A与斜面间的最大静摩擦力为
当重物B的质量较小时，物块A由沿斜面向下的运动趋势，当重物B质量最小时为，设此时绳子的张力为，对A分析，如图所示
由平衡条件有
对B分析，如图所示
由平衡条件有
解得
当重物B的质量较大时，物块A由沿斜面向上的运动趋势，当重物B质量最大时为，设此时绳子的张力为，对A分析，如图所示
由平衡条件有
对B分析，如图所示
由平衡条件有
解得
即重物质量的大小范围为
（2）根据题意，由（1）分析可知，若物块刚好不上滑，此时，绳子的张力为
对重物B，由平衡条件有
解得
设动之前的水平距离为，动之后的水平距离为，由几何关系可得
，
解得
，
则竖直杆向右平移的距离为
18．（1）4 s；（2）不能
【详解】（1）设甲车经过时间t刚好完成超车，在时间t内，甲车的位移大小
货车的位移大小
x2=v2t
根据题意有
x1=x2＋L1＋L2＋s＋s1
代入数值得
t=4 s
（2）假设甲车能安全超车，在最短的时间4 s内，甲车的位移大小
x1=56 m
乙车的位移大小
x3=v3t=60 m
由于
x1＋x3=116 m>110 m
故假设不成立，不能安全超车。