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（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根103 N B ．1根104 N C ．1根105 N D ．1根106 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θ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( )
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
g
)C ．小球落入小洞时的速度大小为 D ．小球从抛出到落入洞中的时间为
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
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
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( )
A ．小球 A 的最大动能为
B ．小球 B 的最大动能为 mgr
10
C ．释放圆盘瞬间小球 A 的加速度大小为
2g
5
D ．释放圆盘瞬间小球 B 对圆盘的作用力大小为
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 μ1 、 μ2 ，轻杆与斜面底边（斜面与水平面的交线）所成的角为θ , 如图所
示，已知 μ1 < μ2 < 1 且满足 μ1μ2 = tan2 a （ a 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 ．滑块 A 一定在滑块 B 上方 B ．轻杆中的最小弹力为 mg
C ．轻杆中的最大弹力为 mg D ．1 之 sinθ之
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 ．微安表回 （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 = Ω
。
（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。
_________
(
甲
)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 = 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
小a乙 = 1m / s2 ，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。
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
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 x 10一2 C 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
因数 μ = 1 , AP = 2m ，滑块所带的电荷量始终不变，取重力加速度大小 g = 10m/s2 .
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
μ1 = ，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
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 μ2 = 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
重力加速度大小g = 10m/s2 ．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
地面的作用时间约为1.6 10一3 s ，根据动量定理可知，鸡蛋与地面间的作用力约为1 103 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，
(
d
g
)选项 A 错误；根据牛顿第二定律有mgsinθ一 kmv2 = ma ，可知随着物块速度的增加，重力对物块的功率不
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
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
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 / s2 ，
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
(
1
2
1
2
mgd
2
)的动能为 Ek ，结合动能定理有 h = 2 gt , d = v0t, mgh = Ek 一 2 mv0 ，解得 Ek = mgh + 4h ，根据基本
(
mgd
2
4
h
)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
mgd
2
,小球落入小洞时的速度大小为 ，小球从抛出到落入洞中的时间为
,选项 D 正确。
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
A
一
B
), 使 = ，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 一 C
, 可得电场强度大小E =
项 C 、D 均正确。
C 一 A
CP
, 当 AD 与圆相切时 CP 最长，对应的电场强度最小，即E 之 6V / m ，选
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
vA = 2vB ， 动 能 满 足 EkA = 4EkB ， 根 据 机 械 能 守 恒 定 律 有 mgr 一 mgr = EkA + EkB ， 解 得
EkA = 25 (m)gr , EkB = 10 (mg)r ，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
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
B 球的作用力等于圆盘对 A 球作用力的两倍，有mg 一 = ma, F 一 mg = m ，解得 a = , F = ，
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 θ= 90。时 ， 由 于
(
2
1
)( μ1 + μ2 )mgcosa > 2 mgcosa = 2mgsina，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θ= 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
最小，最小值 Fmin = mgsina 一 μ1mgcosa = μ1μ2 (一 μ1) mg ，选项 B 正确；若滑块 A 、B 与斜面体间的摩
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
a = μ1mgcosa, b = μ2mgcosa, c = mgsina， 根据余弦定理可得 cosQ = a2 2 (+)2 (2c)2 b2 ，弹力的最大值
F = max
(
a
2
+
c
2
一
2
ac
cos
Q
)
= μ2 一 μ1 mg ， 选 项 C 正 确 ； 由 几 何 关 系 结 合 余 弦 定 理 可 得
sinθ= a2 c2 (一)ac一 2 (o)acc (sQ)osQ ，解得 sinθ= 2c2a2 (b)2一一4c (a)2 (2) + 2b2 = 2μ1 ，选项 D 正确。
11 ．（1） 50T (x2一)2 (x)1
（2）平衡摩擦力不足
(
实验，目的是考查学生的实验探究能力。
) (
x
一
x
50
T
2
) (
。
)【解析】本题考查探究“加速度与力、质量的关系 ”
（1）根据 ‘x = aT2 有x2 一 x1 = 2a(5T)2 ，解得 a =
（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gsinθ一 f = M车a ， 整 理 得
a = M ( 1)车 F 一 M ( f)车 + gsinθ, k = M ( 1)车 ，解得 M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。
（2）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 = (I2 一I1 (I)1 )R0 ，即
Rg = R0 = 3021a 。
（3）根据欧姆定律有 + I1 = 1mA ，解得R = 159a ，所以把微安表 改装成量程为 0 ~ 1mA 的电流
表，需将电阻箱阻值调至159a 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
t1 = v甲 一 v乙
a乙
1 2
d = 2 a乙t1
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加 = v乙 一 v乙
a乙
,2 2
(
x
=
)v乙 一 v乙
(
加
)2a乙
(
甲
加
乙
加
)v t = x + v , (t 一 t )
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
(
1
2
)一 μmg AP = 2 mvA 一 Ek
FN 一 mg = m
(
A
N
)F = F
解得FA = 20N 。
（2）滑块进入圆弧轨道后相当于受到与水平方向的夹角为θ、大小 mg, = = 5N 的等效重
力从而做圆周运动，其中sinθ= 0.8
若滑块恰好进入圆弧轨道，则有Ek1 = μmg 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
Ek 2 = μmg AP + mgR (1 一 cosθ)+ EqRsinθ
解得Ek 2 = 6J
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
Ek3 = μmg AP + mgR (1 + sinθ)+ EqRcosθ+ mv2
解得Ek3 = 13.5J
综上所述Ek 的取值范围为2J < Ek < 6J 或Ek 之 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 fA ， 木 板 与 地 面 间 的 滑 动 摩 擦 力 大 小 为 f ， 则 有
fA = μ2mg, f = μ1 (2m + M)g
因fA < 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
B 碰撞后，滑块 B 的速度最大，则有I = mv1 , mv1 (2) = μ2mgL + 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
)碰后滑块的速度为v3 ，木板的速度为 v4 ，则有 2mv = 2mv3 + Mv4 , 2 会 2mv
解得v3 = 一2m / s, v4 = 2m / s
(
2
1
2
) (
3
4
)会 2mv + Mv
2
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
μ1 (2m + M)g
a1 = , aA = μ2g
M
(
x
=
x
=
v
t
一
a
t
)v32 1 2
0 2aA , 0 4 1 2 1 1
L0 = L + x0 + v3 t1
解得L0 = m 。
（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
(
3
=
) (
v
)小为a2 ，经时间 t3 木板停止运动，则有t2
(
A
)a
v5 = v4 一 a1t1
μ2 x 2mg + μ1 (2m + M)g
a2 = M
t3 =
(
3
2
2
3
)由于t < t ，说明木板先停下来，该过程中木板向右运动的位移大小 x = v5 t
(
Q
=
μ
2
mg
L
+
2
x
0
+
2
x
)( )
解
得
Q =
298
J 。
13