湖北省百校大联考2024-2025学年高三上学期10月考试物理试题（解析版）

这是一份湖北省百校大联考2024-2025学年高三上学期10月考试物理试题（解析版），共16页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。

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，选择性必修第一册第一章。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，第题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分。
1. 据报道：2024年7月5日17时48分许，团洲垸洞庭湖一线堤防发生决口；7月6日15时，洞庭湖决口开始封堵工作；7月7日14时，洞庭湖决堤抢险双向封堵已达82米；7月8日22时31分，大堤决口完成封堵。从决口到完成封堵仅用77小时，高分三号卫星全程见证。下列说法正确的是（ ）
A. “77小时”指的是时刻
B. “7月6日15时”指的是时间间隔
C. 从地球上用望远镜看高分三号卫星的形状，高分三号卫星可以被看成质点
D. 从卫星上看封堵作业船只的运动情况，作业船只可以被看成质点
【答案】D
【解析】A．“77小时”指的是时间间隔，故A错误；
B．“7月6日15时”指的是时刻，故B错误；
C．从地球上用望远镜看高分三号卫星的形状，高分三号卫星形状大小不可忽略，不可以被看成质点，故C错误；
D．从卫星上看封堵作业船只的运动情况，作业船只形状大小可忽略不计，可以被看成质点，故D正确。故选D。
2. 牛顿摆是一个非常有趣的桌面装饰装置，几个完全相同的小球由吊绳固定，彼此紧密排列，如图所示。将小球从左到右依次按1、2、3、4、5、6编号，若不计碰撞过程中的机械能损耗及摩擦，将1号小球拉起一定角度后释放，与2号小球相碰。在1号小球再次运动前，下列说法正确的是（ ）
A. 所有小球一起向右运动B. 1号小球不动，其他小球向右运动
C. 1号小球碰后立即返回，其他小球不动D. 只有6号小球向右运动，其他小球不动
【答案】D
【解析】小钢球极短时间内为弹性碰撞，每两个小球碰撞的过程机械能守恒、动量守恒，则
解得
则实验中可观察到球6向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同。
故选D。
3. 第四届中国汽车摩托车运动大会于2024年8月28日至9月1日在大庆举办。某参赛选手在训练时沿弯曲赛道从左向右加速运动，该运动过程中，在某两位置时其所受合力均可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】小车做曲线运动，要求合外力指向轨迹的凹侧，而从左向右运动速度一直增大，需要满足沿着切线方向的速度与合外力成锐角，故符合条件的图只有D。
故选D。
4. 2024年7月19日11时3分，我国成功将高分十一号05星发射升空。高分十一号05星的轨道高度约为700公里。关于卫星发射，下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星应该自东向西发射
B. 该卫星的发射速度不大于
C. 该卫星的发射速度大于第一宇宙速度
D. 该卫星在轨道上做匀速圆周运动的周期大于同步卫星运动的周期
【答案】C
【解析】A．为节约能量，发射卫星的方向应和地球自转方向相同，为自西向东，故A错误；
B．该卫星未脱离地球束缚，发射速度应不大于第二宇宙速度11.2km/s，故B错误；
C．第一宇宙速度是最小的发射速度，故C正确；
D．该卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，根据开普勒第三定律可知，该卫星在轨道上做匀速圆周运动的周期小于同步卫星运动的周期，故D错误。
故选 C
5. 某无人机从静止开始沿竖直方向飞行，其加速度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 无人机在第1s末速度方向发生改变
B. 无人机在第2s末离出发点5m
C. 无人机在第3s末的速度大小为
D. 无人机在第4s末回到出发位置
【答案】D
【解析】A.图像中图线与时间轴所围的面积对应速度变化量，由此可知无人机在第1s末加速度方向改变但速度方向未发生改变，故A错误；
BCD.根据题中图像绘制出无人机运动的图像可知，无人机在第1s末的速度大小
在第2s末速度为0，在第3s末的速度大小为，无人机在0∼2s内先做加速度逐渐减小的加速运动后做加速度逐渐增大的减速运动，因此无人机在0∼2s内的位移大于
无人机在0∼4s内的位移为0，因此无人机在第4s末回到出发位置，故BC错误，D正确。
故选D。
6. 活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针被瞬间弹出后仅受阻力。活检针在软组织中运动距离后进入目标组织，继续运动后停下来。若活检针刚被弹出时的速度大小为，在软组织中运动的时间为，两段运动中活检针受到的阻力均视为恒力，则活检针在目标组织中运动的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由
，
解得
故选A。
7. 如图所示，光滑斜面与水平方向的夹角为45°，劲度系数为、原长为的轻质弹簧一端固定在天花板上的点，另一端与质量为的物块（视为质点）相连，物块静置在斜面上的A点时，弹簧正好处于水平状态。现使物块获得一个沿斜面向下的初速度，物块经过点运动到点，已知OB与斜面垂直，OC沿竖直方向，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. O、C两点间的距离为
B. 物块从A点运动到点的过程中机械能增大
C. 物块在点时，弹簧弹力大小为
D. 物块在点时的动能比在A点时的动能大
【答案】C
【解析】A．A点时，由平衡条件得
解得
由于OC沿竖直方向且光滑斜面与水平方向的夹角为45°，则由几何关系得OC间距离也为。故A错误；
B．OB距离明显小于OA，则物块从A点运动到点的过程中，弹簧先对他做负功再做正功，可知物块机械能先减小再增大。故B错误；
C．物块在点时，弹簧的弹力大小为
故C正确；
D．C到A由动能定理得
故D错误。
故选C
8. 在某次救援演习中，一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流，当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游处。若冲锋舟船头保持与河岸成角（锐角）向上游航行时，则恰能到达正对岸。渡河时冲锋舟在静水中的速度大小不变。下列说法正确的是（ ）
A. 河的宽度为
B. 冲锋舟船头垂直河岸航行时，渡河过程的位移大小为
C. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
D. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
【答案】AC
【解析】A．冲锋舟船头保持与河岸成角（锐角）向上游航行时，则恰能到达正对岸，则
当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游处，则
联立可得
故A正确；
B．冲锋舟船头垂直河岸航行时，渡河过程的位移大小
故B错误；
CD．根据以上分析
故C正确，D错误。
故选AC。
9. 装着货物的集装箱离不开起重机装卸。某起重机通过钢绳由静止开始竖直向上匀加速提起质量为的集装箱，当集装箱的速度为时，起重机的输出功率恰好达到最大值，此后起重机保持该功率不变，继续提升集装箱，直到集装箱达到最大速度后匀速上升。重力加速度大小为，不计空气阻力和钢绳受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 集装箱达到最大速度前，钢绳的拉力可能小于mg
B. 集装箱的最大速度为
C. 集装箱匀加速上升的距离为
D. 集装箱加速运动的时间为
【答案】BC
【解析】A．集装箱达到最大速度前，一直做加速运动，加速度方向向上，钢绳的拉力大于mg，故A错误；
B．当起重机拉力等于集装箱重力时，即
集装箱速度最大，最大速度
故B正确；
C．集装箱匀加速上升加速度
又
联立得
故C正确；
D．集装箱匀加速运动的时间为
当起重机的输出功率达到最大值后，起重机拉力仍然大于集装箱重力，集装箱做加速度减小的加速度运动，直到起重机拉力等于集装箱重力，所以集装箱加速运动的时间大于，故D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，轻绳一端与一小球相连，另一端固定在点。现使小球在最低点时获得一初速度，随后小球在竖直平面内做圆周运动，小球到达某一位置时开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度随时间的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 、时刻小球分别通过最高点、最低点
B. 时刻轻绳中的弹力最大，时刻轻绳中的弹力为零
C. 图乙中的阴影部分面积等于阴影部分面积
D. 在小球做一次完整圆周运动的过程中，轻绳中弹力可能两次为零
【答案】AC
【解析】A．t1时刻水平方向速度向右，比t3时刻速度小，说明t1时刻在最高点，t3时刻水平速度向左且最大，则在最低点，故A正确；
B．时刻小球在最低点，则轻绳中的弹力最大，时刻水平速度为零，轻绳在水平位置，此时轻绳中的弹力不为零，选项B错误；
C．由题意可知，图中两块阴影面积分别表示从最低点经过四分之一圆周到水平位置，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知图乙中的阴影部分面积等于阴影部分面积，选项C正确；
D．在小球做一次完整圆周运动的过程中，轻绳中弹力不可能两次为零，只有在最高点时轻绳的弹力可能为零，若不在最高点时轻绳的弹力为零，则从该位置向上运动时速度会减小，则轻绳将不再伸直，小球将脱离圆轨道，则选项D错误。
故选AC。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某物理兴趣小组用图示器材探究两个互成角度的力的合成规律。在水平圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮固定在桌子边，滑轮可沿桌边移动。在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点（不与桌面接触）静止。
（1）实验中，结点_____________（填“必须”或“不必”）与桌面的圆心重合;若一根绳挂的钩码质量为3m，另一根绳挂的钩码质量为4m，则第三根绳挂的钩码质量一定不大于___________。
（2）若滑轮下所挂的钩码质量为5m、滑轮下所挂的钩码质量分别为3m、4m，则结点静止时，之间轻绳的夹角___________（填“一定”或“不一定”）为，实验中若桌面不水平，实验的结论___________（填“受”或“不受”）影响。
【答案】（1）不必 7m
（2）一定 不受
【解析】小问1详解】
[1]实验只要保证三力平衡即可，结点不必与桌面的圆心重合；
[2]若一根绳挂的质量为3m，另一根绳挂的质量为4m，则两绳子的拉力分别为：3mg、4mg，两绳子拉力的合力F的范围是：
|4mg−3mg|⩽F⩽4mg+3mg
三力的合力为零，则第三根绳挂的质量一定不大于7m；
【小问2详解】
[1]三力的合力为零，则三力必然为首位相连的矢量三角形，根据勾股定理，三根绳的拉力刚好构成首位相连的直角三角形，则OP2和OP3之间轻绳的夹角一定为90°；
[2]桌面不水平只要保证能使结点平衡即可，所以桌面不水平也不会影响实验的结论。
12. 小明、小亮两位同学分别用如图甲、乙所示的装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
（1）小明同学测得小球的质量为，被碰撞小球B的质量为，图甲中点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让小球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置，测得水平射程为OP；再将小球A从斜轨上的起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到小球A和小球B相撞后的平均落点M、N，测得水平射程分别为OM和ON。若___________，则两球碰撞中动量守恒；若两球发生弹性碰撞，则___________。
（2）小亮同学也用上述两球进行实验，如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置木条上，用来记录实验中小球A、小球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端并与轨道接触，让小球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为；然后将木条平移到图乙中所示位置，入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点；再将入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，确定小球A和小球B相撞后的撞击点分别为和。测得与、、各点的高度差分别为、、。若___________，则小球A和小球B碰撞过程动量守恒。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
[1]小球离开轨道后做平抛运动。由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间相等，它们的水平位移与其初速度成正比，若两球碰撞动量守恒，则
且
，，
代入可得
[2]若碰撞为弹性碰撞，则机械能守恒，则
代入解得
【小问2详解】
小球做平抛运动，在竖直方向上
平抛运动时间为
设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度为
，，
则
13. 跳台滑雪是以滑雪板为工具，在专设的跳台上运动的一种雪上竞技项目。如图所示，一位运动员从点以大小的速度沿水平方向跃出，最后落在斜面上的点。已知斜面的倾角，不计空气阻力，取重力加速度大小，。求：
（1）运动员在空中运动的时间；
（2）运动员离斜面最远的距离。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
将运动员的平抛运动沿垂直斜面向上方向与沿斜面向下方向分解，运动员离斜面最远时，垂直斜面向上方向的速度为零，有
解得
由对称性可知
解得
【小问2详解】
由运动学公式有
解得
14. 2024年8月6日，千帆星座首批18颗商业组网卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。若其中一颗卫星离地高度为，该卫星运行轨迹与赤道共面。已知地球半径为，自转周期为（一天），地球表面重力加速度大小为，引力常量为，不计地球自转对地球表面重力加速度的影响。求：
（1）地球的质量；
（2）一天内该卫星绕地球运行的圈数；
（3）该卫星离地球同步卫星的最远距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
设地球表面上某个静止的物体的质量为，由万有引力等于重力有
解得
【小问2详解】
该卫星绕地球做匀速圆周运动，设其运行周期为，质量为，有
又
解得
【小问3详解】
设同步卫星离地高度为，质量为，有
解得
由几何关系可知当该卫星、同步卫星与地球共线且异侧时距离最远，有
解得
15. 如图所示，一小车上表面由粗糙的水平部分AB和光滑的圆弧轨道BC组成，小车紧靠台阶静止在光滑水平地面上，且小车的左端与固定的光滑圆弧轨道MN末端等高，圆弧轨道MN末端水平。一质量的物块从距圆弧轨道MN末端高度处由静止开始滑下，与静止在小车左端的质量的物块发生弹性碰撞，且碰撞时间极短。AB的长度，圆弧BC的半径，小车的质量，物块P、Q均可视为质点，取重力加速度大小。
（1）求碰撞后瞬间，物块的速度大小；
（2）若物块恰好能滑到小车右端的点，求物块与水平轨道AB间的动摩擦因数；
（3）若物块与水平轨道AB间的动摩擦因数，通过计算判断物块是否从小车上掉下。
【答案】（1）
（2）
（3）物块未从小车上掉下
【解析】【小问1详解】
设物块滑到点时的速度大小为，由机械能守恒定律有
取向右为正方向，设碰后物块的速度为，则
解得
。
【小问2详解】
物块运动至点时水平速度与小车的速度相等，竖直速度为零，设共同速度为，
有
解得
又由能量关系有
解得
【小问3详解】
假设物块没有掉下，即物块最终与小车共速，由动量守恒定律有
由能量关系有
设物块在水平轨道AB上相对滑动的距离为，有
解得
因为
所以假设成立，物块未从小车上掉下。