高 2027 届 物理试卷
（满分 100 分，考试时间 75 分钟）
一、单项选择题（本题包括 7 小题，每题 4 分，共 28 分，每小题只有一个选项符合题意。）
1．对于做平抛运动的物体，下列说法中正确的是
A．物体落地时的水平位移与初速度无关
B．初速度越大，物体在空中运动的时间越长
C．物体落地时的水平位移与抛出点的高度及初速度有关
D．在相等的时间内，物体速度的变化量不相同
2 如图所示，一个杯子放在水平餐桌的转盘上随转盘一起做匀速圆周运动，下列
说法正确的是
A．杯子受到桌面的摩擦力指向转盘中心
B．杯子受重力、支持力、向心力作用
C．转盘转速一定时，杯子越靠近中心越容易做离心运动
D．转盘转速一定时，杯子里装满水比空杯子更容易做离心运动
3．一小型无人机在高空中飞行，将其运动沿水平方向和竖直方向分解，水平位移
x 随时间 t 变化的图像如图甲所示，竖直方向的速度 vy 随时间 t 变化的图像如图乙所
示．关于无人机的运动，下列说法正确的是
甲 乙
A．0～2 s 内做匀加速直线运动 B．t＝2 s 时速度大小为 5 m/s
C．2～4 s 内加速度大小为 21 m/s D．0～4 s 内位移大小为 10 m
4．一根轻质细绳一端缠绕在一半径为 r 的圆盘边缘，
另一端和一放在水平面上的物体相连，如图所示，圆盘在
电动机的带动下以角速度 ω 逆时针匀速转动，此过程中物
体沿水平面向左移动，则在绳子变为竖直之前
A．物体沿水平面加速运动，速度始终小于 ωr
B．物体沿水平面加速运动，速度始终大于 ωr
C．物体沿水平面减速运动，速度始终小于 ωr
D．物体沿水平面减速运动，速度始终大于 ωr
5. 旋转飞椅是小朋友们特别喜爱的游乐项目。某飞椅
的绳长 5 m,悬点到转轴中心的距离为 2 m。某时刻飞椅以
20π rad/min 的角速度水平匀速转动,以下判断正确的是
A.飞椅的旋转周期为 12 s
B.悬绳与竖直面的夹角可能是 53°
C.若飞椅的角速度逐渐缓慢增加,线速度大小会成正比增大
√
D.某时刻绳与竖直面的夹角为 37°,ω＝ rad/s
6．国产科幻巨作《流浪地球》开创了中国科幻电影的新纪元，引起了人们对地
球如何离开太阳系的热烈讨论．其中有一种思路是不断加速地球使其围绕太阳做半长
轴逐渐增大的椭圆轨道运动，最终离开太阳系．假如其中某一过程地球刚好围绕太阳
做椭圆轨道运动，地球到太阳的最近距离仍为 R，最远距离为 7R(R 为加速前地球与太
阳间的距离)，则在该轨道上地球公转周期将变为
A．8 年 B．6 年 C．4 年 D．2 年
7.四个完全相同的小球 A、B、C、D 均在水平面内做圆锥摆运动．如图甲所示，
小球 A、B 在同一水平面内做圆锥摆运动(连接 B 球的绳较长)；如图乙所示，小球 C、
D 在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接 C、D 的绳与竖直方向之间的夹角相等(连
接 D 球的绳较长)，则下列说法错误的是
甲 乙
A．小球 A、B 角速度相等
B．小球 A、B 线速度大小相等
C．小球 C、D 所需的向心加速度大小相等
D．小球 D 受到绳的拉力与小球 C 受到绳的拉力大小相等
二、多项选择题（本题包括 3 小题，每题 6 分，共 18 分，每小题给出的四个选项中有多个选项符合
题目要求，全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。）
8. 一足够大的光滑固定矩形斜面，倾角为 θ，高为 h，现有一小球在一顶点 A 处
沿平行于底边的初速度 v0滑上斜面，最后从底面一顶点 B 处离开斜面．已知重力加速
度大小为 g，不计空气阻力，则
A．运动轨迹为抛物线
B．小球的加速度为 gsinθ
1 2h
C．小球从 A 处到达 B 处所用的时间为
sinθ g
v0 2h
D．小球从 A 处到达 B 处的位移为
sinθ g
9.若已知引力常量为 G，地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 R，地球上一
个昼夜的时间为 T1，一年的时间为 T2，地球中心到月球中心的距离为 L1，地球中心到
太阳中心的距离为 L2，下列说法正确的是
2 2 3
GR 4π L2
A．地球的质量 m 地＝ B．太阳的质量 m ＝ g 太 2GT2
2 2
4π L1 3g
C．月球的质量 m 月＝ 2 D．地球的密度 ρ 地＝ GT1 4πRG
10. 如图所示，直径为 d 的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动，一子弹
以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖
直线上且相距为 h，重力加速度为 g，则
g
A．子弹在圆筒中的水平速度为 v0＝d 2h
g
B．子弹在圆筒中的水平速度为 v0＝2d 2h
g
C．圆筒转动的角速度可能为 ω＝π
2h
g
D．圆筒转动的角速度可能为 ω＝3π
2h
三、实验探究题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 12 分）
11．频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段．在暗室中，照相机的快门处于常
开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片
上记录了物体在几个闪光时刻的位置．某物理小组利用如图甲所示装置探究平抛运动
规律．他们分别在该装置正上方 A 处和右侧正前方 B 处安装了频闪仪器并进行了拍摄，
得到的频闪照片如图乙所示，O 为抛出点，P 为运动轨迹上某点．根据平抛运动规律
分析下列问题(g 取 210 m/s )．
(1)图乙中，频闪仪器 A 所拍摄的频闪照片为________[选填“(a)”或“(b)”]．
(2)测得图乙(a)中 OP 距离为 45 cm，(b)中 OP 距离为 30 cm，则小球做平抛运动的
初速度大小应为________m/s，小球在 P 点速度大小应为________m/s. ( 结果可保留根
号)
12.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度
关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心
力 F，速度传感器测量圆柱体的线速度 v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，
来探究向心力 F 与线速度 v的关系．
甲 乙
(1)该同学采用的实验方法为________(填选项前的字母)．
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法
(2)改变线速度 v，多次测量，该同学测出了五组 F、v数据如下表所示：
v －1/(m·s ) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
F/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点．
①在图乙中作出 －v2F 图线．
②若圆柱体运动半径 r＝ 20.2 m，由作出的 F－v 图线可得圆柱体的质量 m＝
______kg.(结果保留两位有效数字)
四、计算题（本题共 3 小题，共 42 分，解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，
只写出最后结果的不给分）
13．（12 分）一小船在静水中的速度为 3 m/s，它在一条宽为 120 m、水流速度为
5 m/s 的河流中航行，求该小船：
(1)渡河的最短时间； (2)渡河的最短位移。
14．（15 分）如图所示，轻质杆长为 3L，在杆的 A、B 两端分别固定质量均为 m
的球 A 和球 B，杆上距球 A 为 L 处的点 O 装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直
面内转动，当球 B 运动到最低点时，杆对球 B 的作用力大小为 4mg，已知当地重力加
速度为 g，求此时：
（1）球 B 转动的角速度大小，线速度大小；
（2）A 球对杆的作用力大小以及方向；
（3）在点 O 处，轻质杆对水平转动轴的作用力大小和方向。
15．（15 分）如图所示是某游乐场中水上过山车的原理示意图．在原理图中半径
为 R＝8 m 的圆形轨道固定在离水面高 h＝3.2 m 的水平平台上，圆轨道与水平平台相
切于 A 点，A、B 分别为圆形轨道的最低点和最高点，过山车(实际是一艘带轮子的气
垫小船，可视作质点)高速行驶，先后会通过多个圆形轨道，然后从 A 点离开圆轨道而
进入光滑的水平轨道 AC，最后从 C 点水平飞出落入水中，整个过程刺激惊险，受到
很多年轻人的喜爱．已知水面宽度为 s ＝12 m，假设运动中不计空气阻力，重力加速
度 取 2g 10 m/s ，结果可保留根号．
(1)若过山车恰好能通过圆形轨道的最高点 B，则其在 B 点的速度为多大？
(2)为使过山车安全落入水中，则过山车在 C 点的最大速度为多少？
(3)某次运动过程中乘客在圆轨道最低点 A 对座椅的压力为自身重力的 3 倍，则过
山车落入水中时的速度大小是多少？高2027 物理试题答 案
1.C 2.A 3.B 4.B 5.D 6.A 7.B 8.ABC 9.BD 10.ACD
11．(1)(b) (2)1 10
12. (1)B (2)①见右图 ②0.18
13．（12 分）
解：(1)设小船与河岸成 θ角开出，如图(a)所示．
d
渡河时间为 t＝v 2sinθ
d 120
当 θ＝90°时渡河时间最短 tmin＝v ＝ s＝40 s. 2 3
(2)因为船速小于水速，所以小船一定向下游漂移，
如图(b)所示，以 v1矢量末端为圆心，以 v2矢量的大小为半径画圆，从 v1矢量的始
端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向时航程最短．
v2
由图可知，sinα＝v ，最短航程为 1
d v1 5
x 短＝ ＝v d＝ ×120 m＝200 m. sinα 2 3
14．（15 分）
解：（1）小球 B 受重力和弹力提供向心力，根据牛顿第二定
律 F1﹣mg＝mω
2（2L），代入 F1＝4mg，解得 ω＝ ，则 vB＝2Lω＝2L×
＝ ；
（2）根据共轴转动特点，A 球的角速度等于 B 球的角速度，设
杆对 A 球是向下的拉力，根据牛顿第二定律，有 F2+mg＝mLω
2，
解得 ＞0，故假设成立，是向下的拉力，根据牛顿第三定律，
球 A 对杆是向上的拉力，大小为 ；
（3）根据牛顿第三定律，球 A 对杆有向上的拉力，为 ，球 B 对杆有向下
的拉力，为 F1'＝4mg，杆受力平衡，故轴对杆的弹力向上，为 N＝F1'﹣F2'＝4mg﹣
mg＝3.5mg，根据牛顿第三定律，杆对转轴的作用力向下，为 3.5mg。
答案：（1）球 B 转动的角速度大小为 ，线速度大小为 ；
（2）A 球对杆的作用力大小为 mg，方向向上；
（3）在点 O 处，轻质杆对水平转动轴的作用力大小为 3.5mg，方向向下。
15．（15 分）
解：(1)过山车恰好能过最高点时，分析知其只受重力，有
v2B
mg＝m ，
R
则 vB＝ gR＝4 5 m/s.
1
(2)过山车离开 C 点后做平抛运动，有 ＝ 2h gt ，解得运动时间为 t＝0.8 s，
2
s
故最大速度为 vmax＝ ＝15 m/s. t
v2A
(3)在圆轨道最低点有 FN－mg＝m ， R
解得 vA＝ 2gR＝4 10 m/s ，
平抛运动竖直速度为 vy＝gt＝8 m/s，则落入水中时的速度为 v＝ v
2
A＋v
2
y＝4 14
m/s.
答案： (1)4 5 m/s (2)15 m/s (3)4 14 m/s
