哈尔滨市第九中学校2025届高三上学期9月份考试物理试卷( 含解析）

哈尔滨市第九中学校2025届高三上学期9月份考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．曲线运动是自然界中普遍存在的运动形式。关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是( )
A.速度方向一定发生变化
B.加速度一定发生变化
C.合外力一定发生变化
D.相同时间内通过的路程一定发生变化
2．以下是我们所研究的有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是( )
A.如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
B.如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力
C.如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角θ不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等
D.如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球角速度大小相等
3．如图所示，两颗人造地球卫星在距离地面高度不同的轨道上，绕地球做匀速圆周运动。关于这两颗卫星下列说法中正确的是( )
A.卫星A的向心加速度一定较大 B.卫星A的运行周期一定较大
C.卫星B运行的线速度一定较大 D.卫星B运行的线速度可能为7.9km/s
4．一条长为L，质量为m的均匀链条放在光滑的水平桌面上，其中悬在桌边，如图所示，在链条的另一端用水平力缓慢地把链条全部拉到桌面上需做功为( )
A. B. C. D.
5．宇航员驾驶宇宙飞船，登陆某一行星，该行星是质量分布均匀的球体。通过测量发现，某一物体在该行星两极处的重力为G，在该行星赤道处的重力为0.75G，则此物体在赤道处随行星自转的向心力为( )
A. B. C. D.
6．北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是( )
A.在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度
B.在轨道1与轨道2上经过P点时，速度相同
C.在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能相同
D.在轨道2上运行时经过P点时的速度小于经过Q点时的速度
7．如图1为一个网球场的示意图，一个网球发球机固定在底角处，可以将网球沿平行于地面的各个方向发出，发球点距地面高为1.8m，球网高1m。图2为对应的俯视图，其中，。按照规则，网球发出后不触网且落在对面阴影区域（包含虚线）内为有效发球。图中虚线为球场的等分线，则发球机有效发球时发出网球的最小速率为（忽略一切阻力 重力加速度）( )
A. B. C. D.
8．某新能源汽车生产厂家在平直公路上测试汽车性能，时刻驾驶汽车由静止启动，时汽车达到额定功率，时汽车速度达到最大，如图是车载电脑生成的汽车牵引力F随速率倒数变化的关系图像。已知汽车和司机的总质量，所受阻力与总重力的比值恒为，重力加速度，则( )
A.汽车启动后做匀加速直线运动，直到速度达到最大
B.汽车在BC段做匀加速直线运动，在AB段做匀速运动
C.汽车达到的最大速度大小为30m/s
D.从启动到速度达到最大过程中汽车通过的距离为105m
9．一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示，在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图像如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大，则( )
A.在过程中物体所受拉力是变力，且处所受拉力最大
B.在处物体的速度最大
C.过程中，物体的动能先增大后减小
D.在过程中，物体的加速度先增大后减小
二、多选题
10．在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是( )
A.德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律
B.英国物理学家卡文迪什利用“卡文迪什扭秤”首先较准确地测定了万有引力常量
C.伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D.牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上
11．滑雪运动员沿斜坡滑道下滑了一段距离，重力对他做功1000J，他克服阻力做功100J。此过程关于运动员的说法，下列选项正确的是( )
A.重力势能减少了900J B.动能增加了1100J
C.产生的热为100J D.机械能减少了100J
12．如图所示，两个质量均为m的木块用恰好伸直的轻绳相连，放在水平圆盘上，A恰好处于圆盘中心，B到竖直转轴的距离为l。已知两木块与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，两木块均可视为质点。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢加速转动，ω表示圆盘转动的角速度，则下列说法正确的是( )
A.当时，轻绳上的拉力不为零
B.当时，木块A会相对于圆盘滑动
C.当时，木块A受到的摩擦力大小为
D.当时，轻绳上的拉力大小为
13．如图所示，圆柱形的容器内有若干个长度不同、粗糙程度相同的直轨道，它们的下端均固定于容器底部圆心O，上端固定在容器侧壁上。若相同的小球以同样的速率，从点O沿各轨道同时向上运动。对它们向上运动的过程中，下列说法正确的是( )
A.各小球重力势能相等的位置在同一水平面上
B.各小球动能相等的位置在同一水平面上
C.各小球机械能相等时处于同一球面上
D.当摩擦产生的热量相等时，各小球处于同一圆柱面上
14．如图甲所示，足够长的水平传送带始终以恒定速率运行，质量、水平初速度大小为的小物块，从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示，。下列说法正确的是( )
A.0~4s时间内，小物块离A处的最大距离为4m
B.0~4s时间内，小物块动能增加了6J
C.0~4s时间内，小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量为18J
D.0~4s时间内，传送带克服摩擦力做功为16J
三、实验题
15．如图所示，为“用向心力演示器探究向心力公”的实验装置俯视图图中槽分别与两轮同轴固定，两轮半径相同，在皮带的传动下匀速转动。
（1）两槽转动的角速度______；(选填“>”“=”或“<”)
（2）①球和②球的质量比为，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2:1。则①球、②球的线速度之比为______；受到的向心力之比为______。
16．（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面两个实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，观察到两球同时落到地面；如图乙所示，将两个完全相同的斜槽轨道固定在同一竖直面内，斜槽末端水平；把两个质量相等的小钢球均从斜槽轨道的顶端由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，观察到球1落到水平木板上恰好击中球2。这两个实验说明______。
A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动
B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质
（2）在该实验中，下列说法正确的是______。
A.斜槽轨道末端必须水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.将坐标纸上确定的点用直线依次连接
D.小球每次都从斜槽上同一高度处由静止释放
（3）某同学利用丙装置在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取）
①小球平抛运动的初速度大小为_______m/s（结果保留两位有效数字）
②抛出点的坐标_______cm，_______cm（结果保留三位有效数字）
四、计算题
17．宇航员乘坐航天飞船绕某星体做匀速圆周运动，已知环绕周期为T，星体半径为R，星体表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑星体自转的影响，星体的体积。求：
（1）星体密度；
（2）航天飞船在轨运行时的线速度大小。
18．如图所示.在竖直平面内有轨道ABCDE，其中BC是半径为R的四分之一圆弧轨道，AB（）是竖直轨道，CE是水平轨道，，AB与BC相切于B点，BC与CE相切于C点，轨道的AD段光滑，DE段粗糙且足够长。一根长为R的轻杆两端分别固定着两个质量均为m的相同小球（视为质点），将轻杆锁定在图示位置，并使Q与B等高.现解除锁定释放轻杆，轻杆将沿轨道下滑，重力加速度为g.
（1）Q球经过D点后，继续滑行距离s停下（），求小球与DE段之间的动摩擦因数；
（2）求Q球到达C点时的速度大小。
19．某玩具的轨道结构示意图如图所示，竖直固定的半径的圆弧轨道（圆心为）、水平直线轨道及半径的竖直圆轨道（圆心为）平滑连接。固定平台上端A点与B点的高度差，竖直，。某次游戏中，弹射装置将质量的物块从A点以一定初速度水平弹出，恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道，从D点进入竖直圆轨道。已知物块可视为质点，物块与轨道间的动摩擦因数，其余轨道均光滑，不计空气阻力，取重力加速度大小，，。
（1）求物块从A点弹出的初速度大小；
（2）求物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小F；
（3）要使物块能从D点进入竖直圆轨道且不会脱离圆轨道（不考虑物块经过竖直圆轨道后的往返运动），求轨道长度L的取值范围。
参考答案
1．答案：A
解析：A.曲线运动速度方向沿轨迹切线方向，时刻改变，A正确；B.根据牛顿第二定律，加速度可以是恒定的（如平抛运动），也可以是变化的（如圆周运动），B错误；C.做曲线运动的物体，所受合外力可以是恒力也可以是变力，只要力的方向与速度方向不在一条直线上，物体就做曲线运动，C错误；D.如果仅速度方向发生变化、速度大小保持不变，则在相同时间内通过的路程相等，D错误。故选A。
2．答案：C
解析：A.火车转弯小于规定速度行驶时，重力和轨道支持力的合力大于所需的向心力，内轨对轮缘会有挤压作用，故A错误；B.汽车通过拱桥的最高点时，加速度方向向下，汽车处于失重状态，汽车受到的支持力小于重力，故B错误；C.设圆锥高为h，根据牛顿第二定律可得，可得，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角θ不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等，故C正确；D.同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与水平方向的夹角为θ，水平方向根据牛顿第二定律可得，可得，由于同一小球在A、B位置做匀速圆周运动的半径不同，则角速度大小不相等，故D错误。故选C。
3．答案：A
解析：ABC.卫星做圆周运动的向心力等于万有引力，则，可得，，，因可知，，，选项A正确，BC错误；D.根据，可知绕地球表面运动的卫星的线速度为7.9km/s，因，可知卫星B运行的线速度一定小于7.9km/s，选项D错误。故选A。
4．答案：C
解析：悬在桌边的长的链条重心在其中点处，离桌面的高度，它的质量为，当把它缓慢拉到桌面时，增加的重力势能就是外力需要做的功，则拉力需要做的功为，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．答案：B
解析：设该行星的质量为M，半径为R，万有引力常量为，物体在该行星两极处有，在该行星赤道处有，联立可得此物体在赤道处随行星自转的向心力为，故选B。
6．答案：D
解析：A.嫦娥六号没有脱离地球的引力范围，则在地球上的发射速度小于第二宇宙速度，选项A错误；BC.嫦娥六号从轨道1到轨道2经过P点时，要减速做向心运动，机械能减小，选项BC错误；D.根据开普勒第二定律可知，在轨道2上运行时经过远点P点时的速度小于经过近点Q点时的速度，选项D正确。故选D。
7．答案：A
解析：当发球机有效发球且发出网球的速率最小时，球应恰好到达有效区域的边缘，如图所示
网球从A点发出后落在C点。网球从A点发出后，在竖直方向做自由落体运动，有
解得
若网球恰不触网，则有
解得
网球在水平方向上做匀速直线运动，即
因与为相似三角形，则有
因、，可得
则发球机有效发球时发出网球的最小速率为
故选A。
8．答案：C
解析：AB.由图可知汽车在AB段汽车牵引力不变，根据牛顿第二定律
解得
可知汽车在AB段做匀加速直线运动，汽车在BC段牵引力逐渐减小，做加速度减小的加速运动，故汽车启动后先做匀加速直线运动，后做加速度减小的加速运动，直到速度达到最大，故AB错误；
C.时汽车的速度为
汽车额定功率为
汽车达到的最大速度大小为
故C正确；
D.汽车做匀加速直线运动的位移为
从启动到速度达到最大过程中，根据动能定理
解得
汽车通过的距离为
故D错误。
故选C。
9．答案：C
解析：A.机械能E与位移x的关系图像切线的斜率表示拉力F的大小，由图可知，处图像切线的斜率最大，则说明此时拉力最大，在过程中物体所受拉力逐渐增大，过程中，拉力减小，处所受拉力为零，故A错误；B.过程中，拉力减小，处所受拉力为零，则在这一过程中物体应先加速后减速，则说明最大速度一定不在处，故B错误；C.过程中，物体先加速后减速，故动能先增大后减小；的过程机械能不变，拉力为零，物体在重力作用下做减速运动，动能继续减小，故在过程中，物体的动能先增大后减小，故C正确；D.由图像可知，过程中，拉力先增大后减小，直到变为零，则物体受到的合力应先增大，后减小，减小到零后，再反向增大，即加速度应先增大，后减小，再反向增大，故D错误。故选C。
10．答案：ABD
解析：A.德国天文学家开普勒对他的导师—第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律，故A正确；B.英国物理学家卡文迪什利用“卡文迪什扭秤”首先较准确地测定了万有引力常量，故B正确；C.牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性，故C错误；D.牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上，故D正确。故选ACD。
11．答案：CD
解析：A.重力对他做功1000J，重力势能减少了1000J，选项A错误；B.合外力做功为，根据动能定理可知动能增加了900J，选项B错误；C.克服摩擦力做功为100J，则产生的热为100J，选项C正确；D.机械能减少量等于除重力以外的其他力的功，克服摩擦力做功为100J，则机械能减小了100J，选项D正确。故选CD。
12．答案：CD
解析：AB.当绳上刚好没有拉力时，对木块B由牛顿第二定律有，解得，当木块A刚好相对于圆盘滑动时，设此时绳子中的拉力为F，对木块A有
对木块B由牛顿第二定律有
解得
可知，当时，轻绳上的拉力为零，当时，木块A不会相对于圆盘滑动，故AB错误；
C.当时，此时绳子中有拉力，且木块A不会相对于圆盘滑动，对物体B由牛顿第二定律有
解得
对物体A根据平衡条件得，木块A受到的摩擦力大小为
故C正确；
D.当时，此时绳子中有拉力，且木块A不会相对于圆盘滑动，对物体B由牛顿第二定律有
解得
故D正确。
故选CD。
13．答案：AD
解析：B.当小球到达同一水平面上时，设竖直高度为h，则由动能定理，因小球初动能相同，质量相同，摩擦因数相同，但是倾角θ不同，则末动能不相同，故B错误；A.小球开始时重力势能相同，可知各小球重力势能相等的位置在同一水平面上，故A正确；CD.小球初始位置的机械能相等，当机械能相等时则克服摩擦力做功相等，而摩擦力做的功为，即此时各小球处于同一圆柱面上，因摩擦生热可知，当摩擦产生的热量相等时，各小球处于同一圆柱面上，故C错误，D正确。故选AD。
14．答案：AC
解析：A.由图像可知，，2s时小物块向左运动的距离最远，根据图像与坐标轴围成的面积等于位移，可知小物块向左运动的过程中离A处的最大距离为
故A正确；
B.时间内，小物块动能增量为
小物块动能减少了6J，故B错误；
C.物块匀变速运动的加速度大小
由牛顿第二定律得摩擦力大小为
0~2s时间内，小物块与传送带的相对位移为
2s~3s时间内，小物块与传送带的相对位移为
内小物块与传送带达到共同速度，相对位移为零，小物块不受摩擦力作用，所以0~4s时间内，小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量为
故C正确；
D.时间内，只有0~3s内传送带要克服摩擦力做功，0~3s传送带的位移
传送带克服摩擦力做功
故D错误。
故选AC。
15．答案：（1）=（2）2:1；4:1
解析：（1）两槽同轴固定的两轮半径相同，线速度大小也相同，所以两槽转动的角速度相等。
（2）根据可知，两球的线速度之比为2:1。
根据可知，两球受到的向心力之比为4:1。
16．答案：（1）AB（2）AD（3）2.0；-10.0；-12.5
解析：（1）图甲中，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，该实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，图乙中，球2在光滑水平板上做匀速直线运动，观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，该只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。
故选AB。
（2）A.为了确保小球飞出的初速度方向水平，实验时，需要调节斜槽轨道末端至水平，A正确；
B.当实验中，每次均将小球从斜槽同一位置静止释放时，只要保证小球飞出的初速度大小相等，即选择同一斜槽即可，故斜槽轨道的摩擦对实验没有影响，B错误；
C.实验数据处理时，应将坐标纸上确定的点用平滑的曲线连接起来，C错误；
D.为了确保小球飞出的初速度大小一定，实验中，小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，D正确。
故选AD。
（3）根据图丁可知，的分位移与的分位移均为20cm，则经历时间相等，在竖直方向上，根据
解得
在水平方向上
②根据上述，小球运动到b点时，在y方向的分速度大小
根据
解得
可知抛出点到a点的时间
根据
，
解得
，
由于抛出点位于第三象限，因此抛出点的坐标为
，
17．答案：（1）（2）
解析：（1）由题意有
解得
由关系式
解得星体的密度为
（2）设航天飞船的轨道半径为r，由万有引力提供向心力得
联立解得
则航天飞船在轨运行时的线速度大小为
18．答案：（1）（2）
解析：（1）分析滑行过程如图所示
由能量守恒得
解得
（2）轻杆由释放到Q球到达C点时，系统的机械能守恒，设两球的速度大小分别为，，则有
又
联立解得
19．答案：（1）3m/s（2）（3）或
解析：（1）物块从A点弹出后做平抛运动，到达B点时的竖直速度
则水平速度为
即物块从A点弹出的初速度大小为3m/s。
（2）物块在B点的速度为
物块从B到C机械能守恒，则有
解得
在C点时，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知，物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小
（3）要使物块能从D点进入竖直圆轨道且不会脱离圆轨道（不考虑物块经过竖直圆轨道后的往返运动），可知，物块能通过竖直圆轨道最高点，最高点的临界情况有
解得
由C点到最高点，由动能定理有
解得
即轨道长度L的取值范围
若物块能恰好到达与轨道圆心等高的位置，则有
解得
即轨道长度L的取值范围
若物块能恰好进入轨道，则有
解得
综上所述，轨道长度L的取值范围
或