湖南省衡阳市衡南县2024届高三上学期11月期中考试物理试题（PDF版含解析）

绝密★启用前
高三物理考试
本试卷满分 100 分，考试用时 75 分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，必修第三册前四章，选择性必修
第一册第一章。
一、选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 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．广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经
过水平面内 A、B、C、D 四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其
后，下列说法正确的是（ ）
A．羚羊处于平衡状态 B．猎豹做匀变速运动
C．羚羊经过 C 点时的加速度最大 D．猎豹经过 D 点时受到的合外力最大
2．某小区进、出口张贴的公益广告如图所示，以此来提醒业主切不可高空抛物。鸡蛋从高空落下，与地面的
作用时间近似等于鸡蛋的尺寸除以鸡蛋落地时的速度，结合生活常识可知，一个鸡蛋从 18 楼自由落到地面上
时与地面间的作用力约为（ ）
一个鸡蛋的威力
从 4 楼抛下会让人砸起肿包
从 8 楼抛下可以砸破人的头皮
从 18 楼抛下可以砸裂行人头骨
从 25 楼抛下可以使人当场死亡
A．1 103 N B 4．1 10 N C．1 105 N D 6．1 10 N
3．滑沙是能够让人放松和解压的新兴旅游项目。游客坐在一块板上沿沙山斜坡下盘，其过程可以简化为一物
块沿倾角为 且足够长的斜面由静止开始下滑，如图所示，物块下滑过程中受到的阻力与速度的关系满足
f kmv2 （式中 k 为定值，m 为物块的质量），重力加速度大小为 g。下列说法正确的是（ ）
g sin
A．物块处于超重状态 B．物块的最大速度为
k
C．重力对物块的功率不断减小 D．物块下滑的最大速度与其质量有关
4．如图所示，轰炸机在高空沿直线水平匀速飞行时先后投下三颗炸弹，炸弹依次落在逊面的山坡上的 A、
B、C 三点，其中 B 为 AC 的中点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．相邻两次投弹的时间间隔相等
B．三颗炸弹可能同时落到山坡上
C．炸弹先后落在 A、B、C 三点的时间间隔相等
D．三颗炸弹落在 A、B、C 三点时的速度大小构成等差数列
5．如图所示，26 寸、21 速变速自行车有 3 个链轮和 7 个飞轮，链轮和飞轮的齿数如表所示，最大传动比为
3.43，最小传动比为 1。开始自行车以最小传动比在平直公路上匀速行驶，某时刻起通过选择不同的链轮和飞
轮，使传动比由 1 逐渐增大到 3.43，此过程自行车的运动可近似看作匀加速直线运动，加速距离为 30m，已
知 26 寸轮胎的直径为 66cm，踏板的转速始终为 30r/min，下列说法正确的是（ ）
名称 链轮 飞轮
齿数 48 38 28 14 16 18 20 22 25 28
A．自行车的最小速度约为 1.5m/s B．自行车的最大速度约为 4.5m/s
C．自行车的加速度大小为 0.4m/s2 D．自行车的加速时间约为 13s
6．如图所示，在竖直墙壁上有一个可以上下移动的小球抛射装置，水平地面上距墙角 d 处有一小洞，改变小
球抛射装置的高度及弹簧的弹性势能，使质量为 m 的小球水平抛出后，直接落入洞中时的动能最小，重力加
速度大小为 g。下列说法正确的是（ ）
A．小球抛射装置的高度为 d B．小球水平抛出时的动能为 mgd
d
C．小球落入小洞时的速度大小为 gd D．小球从抛出到落入洞中的时间为
g
二、选择题：本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 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 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
7．一颗绕地球做匀速圆周运动的极地卫星，某天经过长沙市正上方两次。下列说法正确的是（ ）
A．该卫星的周期可能为 12h B．该卫星可能为极地同步卫星
C．该卫星可能比同步卫星的轨道高 D．该卫星可能比同步卫星的轨道低
8．如图所示，A、B、C 是直角三角形的三个顶点， A 90 ，斜边 BC 长为 2m。空间存在沿纸面方向的
匀强电场，A、B、C 三点的电势分别为 2V、5V、11V，则该匀强电场的电场强度大小可能为（ ）
A．3V/m B．5V/m C．7V/m D．9V/m
9．如图所示，半径为 r、质量不计的圆盘竖直放置，其可以绕过圆心 O 且与盘面垂直的水平光滑固定轴转
1
动，在盘面的右边缘处固定了一个质量为 m 的小球 A，在圆心 O 的左方离 O 点 r处也固定了一个质量为 m
2
的小球 B。起初两小球及圆心 O 在同一水平线上，现由静止释放圆盘，重力加速度大小为 g。下列说法正确
的是（ ）
mgr
A．小球 A 的最大动能为
5
mgr
B．小球 B 的最大动能为
10
2g
C．释放圆盘瞬间小球 A 的加速度大小为
5
7mg
D．释放圆盘瞬间小球 B 对圆盘的作用力大小为
5
10．斜面体固定于水平地面上，两个用轻杆连接、质量均为 m 的滑块 A、B 均静止在斜面体上，滑块 A、B
与斜面体间的动摩擦因数分别为 1 、 2 ，轻杆与斜面底边（斜面与水平面的交线）所成的角为 ，如图所
2
示，已知 1 2 1且满足 1 2 tan （ 为斜面体的倾角），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速
度大小为 g。下列说法正确的是（ ）

A 1
2 1
．滑块 A 一定在滑块 B 上方 B．轻杆中的最小弹力为 mg
1 1 2

C．轻杆中的最大弹力为 2 1 mg D．1 sin 1 2
2 2 1 2 2 2 1 2
三、非选择题：本题共 5 小题，共 56 分。
11．（7 分）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图甲所示的装置。
（1）测出砝码盘及砝码受到的总重力，记为 F（远小于小车受到的重力），将木板右端适当垫高后，打出了
一条如图乙所示的纸带，从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。已知打
点计时器打点的时间间隔为 T，根据图乙中给出的数据求出该小车的加速度大小a ________．
（2）改变砝码盘中砝码的质量，并测量小车对应的加速度 a，根据测量数据作出的 a－F 图像为如图丙所示
的直线，图像不过坐标原点的原因是_________，若图像的斜率为 k，则小车的质量 M车 ________．
12．（9 分）利用如图甲所示的电路测量某微安表 的内阻，实验室提供以下器材：
A．待测微安表 （量程为 0～50μA，内阻约为 3000Ω）；
B．微安表 （量程为 0～100μA，内阻约为 2000Ω）；
C．电阻箱 R0 （阻值范围为 0～9999Ω）；
D．滑动变阻器 R1 （阻值范围为 0～5Ω，额定电流为 1A）；
E．滑动变阻器 R2 （阻值范围为 0～20Ω，额定电流为 0.5A）；
F．干电池（电动势约为 1.5V，内阻约为 1Ω）；
G．开关 S 及导线若干。
（1）为使实验过程中操作方便，滑动变阻器应选_________（填“D”或“E”）。
（2）将滑动变阻器滑片滑至_________（填“左”或“右”）端，闭合开关，反复调节滑动变阻器及电阻箱
R0 ，使微安表 、 均满偏，此时电阻箱的示数如图乙所示，则待测微安表 的内阻 Rg ________
。
（3）把微安表 改装成量程为 0～1mA 的电流表，需将电阻箱阻值调至_________Ω，然后将电阻箱与微
安表 _________（填“串”或“并”）联。
13．（10 分）甲、乙两车在高速公路相邻两车道同向运动，甲车始终匀速运动，速度大小 v甲 30m / s，乙
车的速度大小 v乙 26m / s ，当甲车追上乙车并与乙车并排行驶时，乙车开始做匀加速直线运动，加速度大
a 1m / s2小 乙 ，当乙车速度增加到 v 乙 32m / s后保持不变。求：
（1）乙车加速时两车头沿运动方向的最大距离 d；
（2）两车从第一次并排行驶到第二次并排行驶的时间 t。
3
14．（14 分）如图所示，粗糙水平地面上固定一半径 R＝1.0m 的 光滑圆弧轨道 ABCD，圆弧轨道与水平地
4
面相切于 A 点，O 为圆弧轨道的圆心，OA 竖直，B、D 两点与圆心 O 等高。在 BD 的上方，OA 的右方存在
方向水平向右、电场强度大小 E 150N/C的匀强电场，一质量m 0.4kg 、电荷量 q 2.0 10 2C的带负
电滑块（可视为点电荷）从水平地面左侧向右运动，经过 P 点时的动能为 Ek ．已知滑块与地面间的动摩擦
1因数 , AP 2m 2，滑块所带的电荷量始终不变，取重力加速度大小 g 10m/s ．
4
（1）若 Ek 10J ，求滑块运动到 A 点时对圆弧轨道的压力大小 FA；
（2）若滑块能进入且不脱离（从 D 点离开不属于脱离）圆弧轨道，求 Ek 的取值范围。
15．（16 分）如图所示，质量 M＝6kg 的木板静置于足够大的水平地面上，其下表面与地面间的动摩擦因数
91 ，上表面 P 点左侧粗糙、右侧光滑，木板右端凸起形成挡板。两个完全相同、质量均为m 1kg的40
滑块 A、B（均可视为质点）放在木板上，其中滑块 A 放置于木板左端，滑块 B 放置于 P 点。现给滑块 A 一
向右的瞬时冲量 I 10N s，滑块 A 开始向右运动，A、B 碰后粘在一起，最终恰好能回到滑块 B 相对地面
的初始位置。已知 P 点到木板左端的距离 L 4.5m ，滑块与木板 P 点左侧的动摩擦因数 2 0.4 ，滑块与
木板右端挡板的碰撞为弹性碰撞，滑块 A、B 与挡板的碰撞时间均极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取
2
重力加速度大小 g 10m/s ．求：
（1）滑块 B 的最大速度 v；
（2）木板的长度 L0 ；
（3）两滑块与木板因摩擦产生的热量 Q．
高三物理考试参考答案
1．D 【解析】本题考查曲线运动，目的是考查学生的理解能力。由题意知羚羊做曲线运动，所受合外力指
向轨迹凹侧，合外力的方向不断发生变化，选项 A、B 均错误；羚羊、猎豹的速度大小不变，D 点的弯曲程
度最大，对应的半径最小，向心加速度最大，选项 C 错误、D 正确。
2．A 【解析】本题考查动量定理，目的是考查学生的推理论证能力。每层楼高约为3m ，普通鸡蛋的质量
约为50g ，尺寸约为5cm ，根据运动学公式知，鸡蛋从 18 楼自由落到地面上时的速度大小约为32m / s ，与
3 3
地面的作用时间约为1.6 10 s ，根据动量定理可知，鸡蛋与地面间的作用力约为1 10 N ，选项 A 正确。
3．B 【解析】本题考查功率，目的是考查学生的理解能力。物块下滑过程中加速度向下，处于失重状态，
选项 A 2错误；根据牛顿第二定律有mgsin kmv ma ，可知随着物块速度的增加，重力对物块的功率不
gsin
断增大，其加速度不断减小，最大速度 vm ，选项 B 正确、C 错误；物块下滑的最大速度与其质量k
无关，选项 D 错误。
4．C 【解析】本题考查平抛运动，目的是考查学生的创新能力。如图所示，因为平抛运动的轨迹越往下越
趋向于竖直，所以 A B B C ，即前两颗炸弹投掷的时间间隔较短，选项 A 错误；当第一颗炸弹落到 A点
时，第二颗炸弹在 D 点，当第二颗炸弹落到 B 点时，第三颗炸弹在 E 点，选项 B 错误；第二颗炸弹从 D 点
运动到 B 点的时间等于第三颗炸弹从 E 点运动到C 点的时间，选项 C 正确；由于 A、B 及 B、C 的高度差相
等，三颗炸弹落在 A、B、C 三点时速度的平方构成等差数列，选项 D 错误。
5．D 【解析】本题考查圆周运动，目的是考查学生的推理论证能力。传动比为 1 时踏板转动一圈，轮胎也
转动一圈，自行车的最小速度约为1.0m / s ，选项 A 错误；传动比为 3.43 时踏板转动一圈，轮胎转动 3.43
2
圈，自行车的最大速度约为3.6m / s ，选项 B 错误；根据运动学公式可知自行车的加速度大小为0.2m / s ，
加速时间约为13s ，选项 C 错误、D 正确。
6．D 【解析】本题考查平抛运动，目的是考查学生的推理论证能力。小球做平抛运动，设小球落入小洞时
E h 1
2
2
的动能为 k ，结合动能定理有 gt ,d v0t,mgh E
1
k mv
2 E mgh mgd，解得 ，根据基本
2 2 0 k 4h
mgd 2 d
不等式可知，当 mgh 时 Ek 取最小值，即小球抛射装置的高度为 ，小球水平抛出时的动能为4h 2
mgd d
，小球落入小洞时的速度大小为 2gd ，小球从抛出到落入洞中的时间为 ，选项 D 正确。
2 g
7．CD 【解析】本题考查天体运动，目的是考查学生的推理论证能力。如图所示，长沙市记为 P 点，地球
的自转方向为自西向东，卫星第一次经过 P 点正上方的Q 点后，下次将经过图中 P 点正上方的Q 点，两次
经过长沙市正上方的时间间隔为12h，卫星的周期不可能为12h，选项 A 错误；若该卫星为极地同步卫星，
则12h后该卫星处于南半球上空，选项 B 错误；若卫星经过劣弧QQ 用时12h，则周期大于 24h，选项 C
正确；若卫星经过优弧QQ 用时12h，则周期小于24h，选项 D 正确。
8．CD 【解析】本题考查匀强电场中的电势，目的是考查学生的推理论证能力。如图所示，延长CB 到 D
DB
，使 A B ，则 A、D两点的电势均为 2V ；以 BC 为直径的圆过 A点，过C 点作 AD 的垂线CP
BC B C

，可得电场强度大小 E C A ，当 AD 与圆相切时CP 最长，对应的电场强度最小，即 E 6V / m，选
CP
项 C、D 均正确。
9．BC 【解析】本题考查机械能守恒定律的应用，目的是考查学生的推理论证能力。系统的重心位于
O、A之间，所以当小球 A 到达最低点时，两小球的动能最大，因两球的角速度始终相等，所以线速度满足
v 1A 2vB ， 动 能 满 足 EkA 4EkB ， 根 据 机 械 能 守 恒 定 律 有 mgr mgr E2 kA
EkB ， 解 得
E 2mgr mgrkA , EkB ，选项 A 错误、B 正确；释放圆盘瞬间小球 A 的加速度竖直向下，小球 B 的加速5 10
度竖直向上，在极短时间内两小球的运动可看作匀加速直线运动，小球 A 下降的距离等于小球 B 上升距离的
两倍，小球 A 的加速度等于小球 B 加速度的两倍，圆盘对两个小球构成的系统不做功，所以释放瞬间圆盘对
F
B 球的作用力等于圆盘对 A 球作用力的两倍，有mg ma, F mg m a ，解得 a 2g , F 6mg ，
2 2 5 5
选项 C 正确、D 错误。
10． BCD 【解析】本题考查物体的平衡，目的是考查学生的创新能力。当 90 时，由于
1 2 mgcos 2 1 2 mgcos 2mgsin ，所以滑块 A、B 无法下滑，若滑块 A在滑块 B 下方，则
轻杆中存在拉伸的弹力，选项 A 错误；当 90 且滑块 A 与斜面体间达到最大静摩擦力时，轻杆中的弹力
1 2 1
最小，最小值 Fmin mgsin 1mgcos mg ，选项 B 正确；若滑块 A、B 与斜面体间的摩1 1 2
擦 力 均 达 到 最 大 静 摩 擦 力 ， 此 时 轻 杆 中 的 弹 力 最 大 ， 其 受 力 矢 量 图 如 图 所 示 ， 令
2 2 2
a 1mgcos ,b 2mgcos ,c mgsin
a (2c) b
，根据余弦定理可得 cos ，弹力的最大值
2 2c a
F a2 c2 2accos max 2 1 mg ， 选 项 C 正 确 ； 由 几 何 关 系 结 合 余 弦 定 理 可 得2 2 1 2
2 2
sin c acos b a ，解得 sin 1 2 ，选项 D 正确。
a2 c2 2accos 2c 2a2 4c2 2b2 2 2 1 2
x x
11．（1） 2 1
50T 2
1
（2）平衡摩擦力不足
k
【解析】本题考查探究“加速度与力、质量的关系”实验，目的是考查学生的实验探究能力。
2 2 x x
（1）根据Δx aT 有 x2 x1 2a(5T ) ，解得a 2 1 。 50T 2
（2）题中图像的横截距为正，即在砝码盘及砝码受到的总重力 F 较小时，小车不动，说明木板平衡摩擦力
不 足 （ 或 木 板 右 端 垫 得 太 低 ）； 根 据 牛 顿 第 二 定 律 有 F M车gsin f M车a ， 整 理 得
a 1 F f 1
1
gsin ,k ，解得 M车 。 M车 M车 M k车
12．（1）D （2）左 3021 （3）159 并
【解析】本题考查“测灵敏电流表内阻”实验，目的是考查学生的实验探究能力。
（1）为使实验过程中操作方便，滑动变阻器应选 D。
I2 I R2 1 0（ ）闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑至左端；当微安表 、 均满偏时满足 Rg ，即I1
Rg R0 3021Ω。
I
3 1
Rg
（ ）根据欧姆定律有 I1 1mA ，解得 R 159Ω，所以把微安表 改装成量程为0 1mA 的电流R
表，需将电阻箱阻值调至159Ω 后与微安表 并联。
13．【解析】本题考查追及、相遇问题，目的是考查学生的推理论证能力。
（1）设经过 t1 时间两车头沿运动方向的距离最大，此时两车速度相等，有
v甲 vt 乙1 a乙
d 1 a乙t
2
1 2
解得d 8m。
（2）分析知，乙车达到最大速度之后，追上甲车，设乙车的加速时间为 t加，加速距离为 x加 ，则有
t v

乙
v乙
加 a乙
v 2x v
2
加
乙 乙
2a乙
v甲t x加 v 乙 t t 加
解得 t 9s。
14．【解析】本题考查带电物体在匀强电场中的运动，目的是考查学生的模型建构能力。
（1）设滑块到达 A点时的速度大小为 vA ，根据动能定理并结合牛顿运动定律有
mg AP 1 mv2 E
2 A k
2
FN mg m
vA
R
FA FN
解得 FA 20N 。
（2 2 2）滑块进入圆弧轨道后相当于受到与水平方向的夹角为 、大小mg (mg) (Eq) 5N 的等效重
力从而做圆周运动，其中 sin 0.8
若滑块恰好进入圆弧轨道，则有 Ek1 mg AP 2J
若滑块恰好到达与圆心等效等高点，由能量守恒定律得
Ek2 mg AP mgR 1 cos EqRsin
解得 Ek2 6J
v2
设滑块恰好能经过等效最高点时的速度大小为 v，则有mg m
R
Ek3 mg AP mgR 1
1
sin EqRcos mv2
2
解得 Ek3 13.5J
综上所述 Ek 的取值范围为2J Ek 6J 或 Ek 13.5J。
15．【解析】本题考查动量守恒定律的综合应用，目的是考查学生的创新能力。
（ 1）设滑块 A 与木板间的滑动摩擦力大小为 f A ，木板与地面间的滑动摩擦力大小为 f ，则有
f A 2mg, f 1 2m M g
因 f A f ，故 A、B 碰撞前木板相对地面不动
设给滑块 A 一瞬时冲量后滑块 A 的速度大小为 v1 ，滑块 A 与滑块 B 碰撞前的速度大小为 v2 ，滑块 A 与滑块
1 2 1B 2碰撞后，滑块 B 的速度最大，则有 I mv1, mv1 2 2
mgL mv2 2
mv2 2mv
解得 v 4m / s。
（2）滑块进入 P 点右侧光滑部分后做匀速直线运动，直到与挡板发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，设
1 2 1 2 1 2
碰后滑块的速度为 v3，木板的速度为 v4 ，则有2mv 2mv3 Mv4 , 2mv 2mv2 2 3
Mv
2 4
解得 v3 2m / s,v4 2m / s
与挡板碰后滑块向左做匀速直线运动，木板向右做匀减速直线运动，设木板做匀减速直线运动的加速度大小
为a1，当滑块到达 P 点后，开始做匀减速直线运动，回到滑块 B 相对地面的初始位置时速度变为零。设滑块
从与挡板碰撞后至运动到 P 点的时间为 t1 ，滑块做匀减速直线运动的位移大小为 x0 ，此过程滑块的加速度大
小为aA ，则滑块与木板碰后在 t1 时间内木板向右运动的位移大小也为 x0 ，则有
1 2m M ga 1 ,a g M A 2
v 2x 3 , x 10 0 v4t1 a t
2
1 1 2aA 2
L0 L x0 v3 t1
17
解得 L0 m 。 3
（3）设滑块向左做匀减速直线运动的时间为 t2 ，木板运动 t1 时间后速度大小为 v5，接下来木板的加速度大
v
小为a 32 ，经时间 t3木板停止运动，则有 t2 aA
v5 v4 a1t1
2 2mg a 1 2m M g2 M
t v 53 a2
v
由于 t3 t2 ，说明木板先停下来，该过程中木板向右运动的位移大小 x 5 t2 3
Q 2mg L 2x0 2x
298
解 得 Q J 。
13