湖南省多校2024-2025学年高一下学期3月大联考物理试卷（Word版附解析）

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物理
本试卷共 6 页，全卷满分 100 分，考试时间 75 分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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的答案标号涂黑，如有改动，用
橡皮擦干净后，再选涂其他答案；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。
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
是符合要求的。
1. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常数 G
B. 哥白尼是“地心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心
C. 伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星
D. 第谷总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
【答案】C
【解析】
【详解】A．卡文迪什利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量 G 值，故 A 错误；
B．哥白尼是“日心说”的主要代表人物，现代天文学表明太阳只是太阳系的中心，不是宇宙的中心，B 错
误；
C．德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星，故 C 正确；
D．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出行星按照这些规
律运动的原因，D 错误。
故选 C。
2. 如图所示，某国产汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统。当车速 且与前方静止
的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽
车避免与障碍物相撞。若该车在某路况下“全力自动刹车”的加速度大小为 ，则该车应设计的安全距离
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至少为（ ）
A. 14.4m B. 10m C. 20m D. 28.8m
【答案】A
【解析】
【详解】为保证刹车安全，设加速度大小为 a，此时根据匀变速直线运动规律得安全距离至少为
故选 A。
3. 如图所示，质量为 的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成 角的斜向下的恒定拉力 作用，沿水平
方向移动了距离 ，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为 ，则在此过程中（ ）
A. 力 做的功为 Fs B. 摩擦力做的功为
C. 重力做的功为 D. 合力做的功为
【答案】A
【解析】
【详解】A．力 做的功为
故 A 正确；
B．摩擦力做的功为
故 B 错误；
C．重力方向与运动方向垂直，重力不做功。故 C 错误；
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D．合力做的功为
故 D 错误。
故选 A。
4. 2024 年春晚杂技节目《跃龙门》为观众带来了一场视觉盛宴，彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技
巧，教练组将压力传感器安装在如图甲所示的蹦床上，记录演员对弹性网的压力，图乙是某次彩排中质量
为 m 的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力-时间（F-t）图像，运动员可视为质点。不计空气阻力，重
力加速度 ，下列说法正确的是（ ）
A. 演员在 a 时刻速度为零
B. 演员在 a 时刻加速度为零
C. 演员离开弹性网后上升的最大高度为 6.4m
D. 演员在 a 到 b 时间段内处于超重状态
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由乙图可知，演员在 时刻弹力最大，加速度最大，速度为零，A 正确，B 错误；
C．由乙图可知，演员在空中运动的时间为
根据竖直上抛运动的对称性可知，演员上升的时间
故演员上升的高度
C 错误；
D．演员在 时刻，弹力大于重力，演员处于超重状态，演员在 时刻，弹力为零小于重力，演员处于失重
状态，D 错误。
故选 A
5. 若某一系外行星 半径为 R，公转半径为 r，公转周期为 T，宇宙飞船在以系外行星中心为圆心，半径为
r1 的轨道上绕其做圆周运动的周期为 T1，不考虑其他星球的影响。（已知地球的公转半径为 R0，公转周期为
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T0）则有（ ）
A. ＝
B. ＝
C. 该系外行星表面重力加速度为
D. 该系外行星的第一宇宙速度为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．开普勒第三定律
其中 k 与中心天体有关，系外行星、宇宙飞船、地球做圆周运动的中心天体均不同，故 AB 错误；
C．对宇宙飞船
解得
因飞船的运动半径大于星体的半径，可知星体表面的重力加速度不等于 ，故 C 错误；
D．对系外行星的近地卫星
解得
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故 D 正确。
故选 D。
6. 如图所示，靠在一起的 、 两转盘靠摩擦传动，两盘均绕过圆心的竖直轴转动， 盘的半径为 ，
盘的半径 。 为 盘边缘上的一点， 、 为 盘直径的两个端点．当 、 、 、 共线
时，从 的正上方 P 点以初速度 沿 方向水平抛出一小球．小球落至圆盘 点，重力加速度为 。
则下列说法正确的是( )
A. 若 盘转动角速度 ，则小球抛出时到 的高度为
B. 若小球抛出时到 的高度为 ，则 盘转动的角速度必为
C. 只要 盘转动角速度满足 ，小球就可能落至 点
D. 只要小球抛出时到 的高度恰当，小球就可能落至 点
【答案】A
【解析】
【分析】小球落至圆盘 点，可能存在两种情况，即 盘可能转过半周的奇数倍，或者转过一周的整数倍，
因此水平位移有 和 两种情况。
【详解】A．于 、 两转盘靠摩擦传动，故
小球抛出做平抛运动，若小球能落到 点，则根据平抛运动的规律知
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若 盘转过一周的整数倍，有
时小球可落到 点；
若 盘转过半周的奇数倍，有
即
或者
若 盘转动角速度
则
A 正确；
B．若小球抛出时到 的高度为 ，由 A 知
即满足
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即可，B 错误；
C．由 A 知，只要 盘转动角速度满足
或者
均可落到 点，C 错误；
D．由以上分析可知，要想到达 点，除了考虑高度，还要考虑初速度，D 错误。
故选 A。
【点睛】此题考查圆周运动与平抛运动的结合，注意时间关系和位移关系，并且要注意时间的周期性，即 C
点可能是转过半周的奇数倍也可能是一周的整数倍．
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，全部选对得 5 分，选对但不全对得 3 分，有选错的得 0 分。
7. 如图将甲、乙两个完全相同的直尺斜立在水平面上，摆成“人”字形，甲尺略高出一些，两个直尺均处
于静止状态。关于两个直尺的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A. 甲所受地面 摩擦力一定比乙的小
B. 甲、乙受到地面的摩擦力大小一定相等
C. 甲、乙所受地面的支持力方向一定相同
D. 甲、乙所受地面的支持力大小一定相等
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．因为两个直尺均处于静止状态，故整体水平方向合外力为零，即甲，乙受到地面 摩擦力大
小相等，A 错误，B 正确；
C．甲，乙所受地面的支持力竖直向上，C 正确；
D．设甲，乙受到的支持力分别为 ，两杆之间作用力 与竖直方向的夹角为 ，两个直尺受力情
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况如图，则有 ，
可知甲受地面支持力大小于乙，D 错误。
故选 BC．
8. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 图 a 中轻杆长为 l，若小球在最高点的角速度小于 ，杆对小球的作用力向上
B. 图 b 中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用
C. 图 c 中若 A、B 均相对圆盘静止，所在圆周半径 ，质量 ，则 A、B 所受摩擦力
D. 图 d 中是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A．图 a 中若轻杆上的小球在最高点时，杆受作用力为零，此时
解得
若角速度小于 ，则杆对小球的作用力向上，故 A 正确；
B．图 b 中若火车转弯未达规定速度行驶时，此时重力和轨道的支持力的合力大于火车所需的向心力，此时
火车有做向心运动的趋势，轮缘对内侧轨道有挤压作用，故 B 错误；
C．图 c 中若 A、B 均相对静止，根据 ， ，
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可得 A、B 所受摩擦力为
故 C 错误；
D．图 d 是一圆锥摆，根据
可得
则增加绳长，保持圆雉的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故 D 正确。
故选 AD．
9. 水平地面上有一质量为 的长木板，木板的左端上有一质量为 的物块，如图（a）所示。用水平向右
的拉力 F 作用在物块上，F 随时间 t 的变化关系如图（b）所示，其中 、 分别为 、 时刻 F 的大小。
木板的加速度 随时间 t 的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为 ，物块与木板间
的动摩擦因数为 ，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为 g。则（ ）
A. 在 时间段物块与木板加速度相等 B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A．图（c）可知， 这段时间若滑块和木板有相对滑动，则以后木板也不会运动，所以滑块与
木板相对静止，所以两者有相同的加速度，A 正确；
B．图（c）可知， 时滑块木板一起刚从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整
体为对象有
B 错误；
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CD．图 可知， 时刻滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象，根据牛顿第二定律，有
以木板为对象，根据牛顿第二定律，有
解得 ，
C 正确，D 错误；
故选 AC。
10. 由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球，导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月
球与月球背面的探测器建立联系。为了实现嫦娥四号的月球背面着陆与通信，我国于2018年成功发射了“鹊
桥号”中继卫星，围绕地月第二拉格朗日点（ 点）做圆周运动，同时 点与月球以相等的角速度围绕地
月系统的质心（可近似看作地心）做圆周运动。设地球质量为 M，月球质量为 m，“鹊桥”质量为 ，地
球中心和月球中心间的距离为 R，月球绕地心运动，图中所示的拉格朗日点 到月球中心的距离为 r（r 远
大于“鹊桥”到 点的距离）。下列说法正确的是（ ）
A. “鹊桥”的公转周期一定大于月球的公转周期
B. 月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定是相同的
C. “鹊桥”绕 点做圆周运动的向心力一定等于地球和月球对其万有引力的合力
D. r 满足
【答案】BD
【解析】
【详解】A．地月系统的拉格朗日点就是小星体在该位置时可以与地球和月球基本保持相对静止，故中继卫
星“鹊桥”随拉格朗日点绕地球运动的周期等于月球绕地球运动的周期，故 A 错误；
B．由于月球在绕地球 运行过程中永远以同一面朝向地球，则月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定
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是相同的。故 B 正确；
C．中继卫星“鹊桥”绕拉格朗日点运动过程中，若只受到地球和月球的万有引力作用，合力不能提供向心
力，因此还受到自身的动力作用。故 C 错误；
D．由中继卫星“鹊桥”受到地球和月球万有引力的合力提供向心力得
对月球有
联立解得
故 D 正确。
故选 BD。
三、非选择题：本大题共 5 小题，共 56 分。
11. 某同学探究平抛运动的特点。
（1）用如图 1 所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向飞出，同时 B 球
被松开并自由下落，比较两球的落地时间。多次改变 A、B 两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，
发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此可知平抛运动竖直方向分运动为_____。
（2）用如图 2 所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。
A 球沿斜槽轨道 PQ 滑下后从斜槽末端 Q 飞出，落在水平挡板 MN 上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球
落在挡板上时，A 球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列
痕迹点。
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下列操作中，必要的是_____（填字母序号）。
A. 通过调节使斜槽末段保持水平
B. 每次需要从不同位置静止释放 A 球
C. 通过调节使硬板保持竖直
D. 尽可能减小 A 球与斜槽之间的摩擦
（3）在“探究平抛运动的特点”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 ，
若小球在平抛运动中的几个位置如图 3 中的 a、b、c、d 所示，小球抛出的初速度为_____（结果取两位有
效数字，g 取 ）。
【答案】（1）自由落体运动 （2）AC
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
B 做自由落体运动，A 做平抛运动，多次改变 AB 两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一
次实验时都只会听到一下小球落地的声响，表明两球下落高度相同时，下落的时间也相同，由此能够说明 A
球竖直方向分运动为自由落体运动。
【小问 2 详解】
A．为了确保小球飞出的初速度方向水平，实验中需要通过调节使斜槽末段保持水平。故 A 正确；
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B．由于实验需要确保小球飞出的初速度大小一定，则实验时每次需要从同一位置静止释放 球，故 B 错
误；
C．小球平抛运动的轨迹位于竖直平面，为了减小误差，准确作出小球运动的轨迹，实验时，需要通过调节
使硬板保持竖直，故 C 正确；
D．实验时每次小球均从斜槽同一高度静止释放，小球克服阻力做功相同，小球飞出的初速度大小相同，因
此斜槽的摩擦对实验没有影响，故 D 错误。
故选 AC。
【小问 3 详解】
由轨迹图可知，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，根据 ，
解得
12. 某学习小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
请回答下列问题：
（1）该实验需要研究三个物理量之间的关系，我们应该采用的研究方法是 ；
A. 控制变量法 B. 放大法 C. 理想实验法
（2）某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有 4 个点未画出，打点计时器电源频率为 50Hz，
则小车的加速度大小为__________ （结果保留三位有效数字）；
（3）该小组在某次实验中，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得
到了图丙中的曲线图像，一位同学利用最初的几组数据拟合了一条直线图像。如图所示，作一条与纵轴平
行的虚直线，与这两条图线及横轴的交点分别为 P、Q、N，若此虚线对应的小车和砝码总质量为 M，悬挂
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槽码的质量为 m，则 __________（用 M、m 表示）；
（4）该实验小组经过讨论后，改进了（3）中的实验方案，保持槽码、小车、砝码的总质量不变，把槽码
分别逐个叠放在小车上，重复（3）中的实验。由此得到的 a-F 图像是一条_________（填“直线”或“曲线”）。
【答案】（1）A （2）8.20
（3）
（4）直线
【解析】
【小问 1 详解】
该实验需要研究三个物理量之间的关系，需要保持其中一个物理量不变，研究加速度与另外一个物理量的
关系，这种方法叫作控制变量法。
故选 A。
【小问 2 详解】
由于相邻计数点间均有 4 个点未画出，则相邻点迹之间的时间间隔
根据逐差法可知小车的加速度为
【小问 3 详解】
对小车和砝码进行分析，近似认为槽码重力等于小车和砝码所受的合力，根据牛顿第二定律有
小车和砝码总质量不变，对槽码与小车和砝码构成的整体，根据牛顿第二定律有
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则
【小问 4 详解】
保持槽码、小车、砝码的总质量不变，把槽码分别逐个叠放在小车上，槽码、小车和砝码总质量不变，以
槽码、小车和砝码为整体，则有
即 图像是一条直线。
13. 如图，已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，不考虑地球自转的影响，飞船先在近地轨道Ⅲ
上绕地球做圆周运动，到达轨道Ⅲ的 B 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点 A 时再次点火
进入轨道Ⅰ绕地球做圆周运动，轨道Ⅰ的轨道半径为 r， 。求：
（1）从地球发射飞船到轨道Ⅲ的最小速度；
（2）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率；
（3）飞船在轨道Ⅱ从 B 点到 A 点的时间。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
从地球发射飞船到轨道Ⅲ的最小速度即为第一宇宙速度，则
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解得
【小问 2 详解】
当飞船在地球表面静止不动时，有
解得
设飞船在轨道Ⅰ上的运行速率 v1，轨道Ⅰ是圆轨道，根据万有引力提供向心力
联立可得
【小问 3 详解】
设飞船在轨道Ⅲ上的运行周期为 T3，轨道Ⅲ是圆轨道，根据万有引力提供向心力
又
解得
设飞船在轨道Ⅱ上的运行周期为 T2，轨道半长轴为
根据开普勒第三定律可得
解得
所以飞船在轨道Ⅱ从 B 点到 A 点的时间
14. 如图所示，将一质量为 的小球自水平平台右端 O 点以一定的初速度水平抛出，小球飞离平台
后经 0.4s 由 A 点沿切线落入竖直光滑圆轨道 ABC，轨道半径 ，CB 为其竖直直径。 ，
。求：
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（1）平台末端 O 点到 A 点的竖直高度 H；
（2）小球到达 A 点的速度大小；
（3）小球在 A 点时对轨道的压力大小。
【答案】（1）0.8m
（2）
（3）5.6N
【解析】
【小问 1 详解】
小球在竖直方向做自由落体运动
【小问 2 详解】
小球到达 点时竖直速度为 ，
则
【小问 3 详解】
小球在轨道受到的支持力为 ，
所以
根据牛顿第三定律轨道受到的压力为
15. 如图所示，一倾角为 、足够长的传送带始终以 的速度逆时针匀速运转，长度未知的
木板 B 上放一可视为质点的物块 A（A 一开始在距 B 右端 1m 处），两者同时由静止开始释放，释放时木板
距传送带底端的距离 ，传送带底端有一固定挡板，木板 B 与挡板碰撞后立即以等大的速度反弹。
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木板 B 的质量为 ，物块 A 的质量为 ，且 ，木板 B 与传送带间的动摩擦因数
，物块 A 与木板 B 间的动摩擦因数 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度
，不计其它阻力。求：
（1）物块 A 和木板 B 开始运动时加速度的大小 和 ；
（2）木板 B 从释放至第一次与挡板相碰时 A 在 B 上留下的划痕；
（3）若木板 B 从释放到第一次到达最高点的过程中物块 A 不从 B 上掉落，木板 B 的最小长度。
【答案】（1） ；
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
释放后，B 受传送带向下的滑动摩擦力，由于 大于 ，B 比 A 运动得快，则
解得
由
解得
【小问 2 详解】
设经时间 木板 B 与传送带速度相同，则
解得
同速后由于
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故木板 B 与传送带相对静止一起匀速运动，物块 A 继续加速，设再经时间 物块 A 与 B 及传送带速度相同，
则
解得
此时 A 与 B 的相对位移为
同速后 A 会相对于 B 下滑，有
解得
则 B 的合力
木板 B 仍匀速至与挡板相碰，直到与挡板相碰的时间为 ，
这段时间 A 相对 B 的位移为
由于 ，所以 A 在 B 上留下的划痕为
【小问 3 详解】
第一次碰后 B 向上减速运动的加速度大小为 ，则
解得
碰后 B 上升到最高点所用的时间
碰后 B 上升到最高点向上运动的位移的大小为
碰撞时 A 的速度大小为
时间内 A 向下运动的位移的大小为
因此
此时 A 刚好到达木板的最左边，则木板的最小长度为 。
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