衡阳县四中2024-2025学年上学期高三9月月考试题
物 理
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共10小题，，每小题4分共40分。第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．如图所示，小车在水平推力作用下向前运动，下列说法正确的是（ ）
A．小车所受重力与水平面受到的压力是一对平衡力
B．小车在水平方向上受到推力和阻力的作用
C．撤去推力后，小车仍会前进一段距离是因为小车受到惯性
D．撤去推力后，小车最终停下来说明运动需要力来维持
2．如图所示为A、B两辆汽车在平直公路上运动的位移—时间图像，则在时间内，下列说法正确的是（ ）
A．A、B的速度越来越大 B．A、B间的距离越来越大
C．任一时刻，A、B速度不可能相等 D．A、B的平均速度相等
3．蹦床运动是一种集竞技、健身、观赏和娱乐于一体的综合性运动。某同学在练习蹦床运动时在弹性网上安装压力传感器，利用压力传感器记录了他运动过程中所受蹦床弹力F随时间t的变化图像，如图所示。不计空气阻力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．该同学刚开始处于静止状态，可算出其质量为45kg
B．该同学在6.6s~7.4s内先处于失重状态，后一直处于超重状态
C．该同学全程的最大加速度为
D．该同学在4.6~6.6s内离开蹦床上升的最大高度为5m
4．质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时（如图），下列判断正确的是（ ）
A．P的速率为v B．P的速率为
C．绳的拉力大于 D．绳的拉力等于
5．我国“嫦娥六号”探月器在月球背面采样圆满成功，这激发了同学们学习天文物理知识的兴趣。某同学提出如下设想，如图所示，若飞船经过P点时沿虚线大圆切线方向释放一颗科学探测卫星，大圆平面与月球的赤道面平行，圆心在月轴上的点，O为月心。则该卫星可能（ ）
A．绕点做匀速圆周运动 B．绕O点做匀速圆周运动
C．以点为一个焦点做椭圆运动 D．绕月轴做不等距的螺线运动
6．宇航员在地球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上。现宇航员站在某质量分布均匀的星球表面相同的斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，小球仍落在斜坡的Q点。已知该星球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．该星球表面的重力加速度
B．该星球的质量为
C．该星球的密度为
D．该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为2∶1
7．年月日，我国成功发射第颗北斗导航卫星，“北斗”卫星导航定位系统由地球同步卫星，中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．下列说法正确的是（ ）
A．地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度
B．地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的大
C．中轨道卫星的周期大于
D．中轨道卫星的向心加速度比地球同步卫星的大
8．高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界。一列由8节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6和7共四节为动力车厢，其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢提供的牵引力大小为F，每节车厢质量都为m，每节车厢所受阻力为车厢重力的k倍。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．整列车的加速度大小为
B．启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上
C．第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为
D．第2节车厢对第3 节车厢的作用力大小为0
9．如图甲所示，一个物块沿倾角的斜面向下加速运动，物块经过斜面上P点时开始计时，物块运动的速度大小为v，运动的时间为t，其图像如图乙所示，重力加速度，，，则下列说法正确的是（ ）
A．物块经过P点时的速度大小为2m/s B．物块经过P点时的速度大小为3m/s
C．物块与斜面间的动摩擦因数为0.4 D．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
10．粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为的粗糙楔形物体C，斜面上有一个质量为2m的物块B，B与一轻绳连接，且绕过一固定在天花板上的定滑轮，另一端水平与一结点连接一个质量为m的小球A，右上方有一拉力F，初始夹角，如图所示。现让拉力F顺时针缓慢转动且保持大小不变，转动过程B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F一直减小 B．B、C间的摩擦力先增大再减小
C．物体C对地面的压力先增大再减小 D．物体C对地面的摩擦力的最大值为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题共5小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）某实验小组为测量当地的重力加速度，设计了如下实验：
①如图所示，把两个完全相同的光电门A和B安放在粗糙的水平导轨上，用导轨标尺量出两光电门之间距离s；
②滑块上安装一宽度为d的遮光板，滑块以初速度v0沿水平导轨匀减速地先后通过两个光电门A和B，配套的数字毫秒计记录了通过A光电门的时间为Δt1，通过B光电门的时间为Δt2；
回答下列问题：
(1)计算出通过光电门A的瞬时速度为 （用所给字母表示）；
(2)利用题目已知的数据，请用字母表示出滑块的加速度大小为 ；
(3)若已知滑块与水平粗糙导轨间的动摩擦因数为μ，则实验小组所在地的重力加速度为 。
12．（8分）学校物理兴趣小组设计了可以测量物体质量的“天平”，如图所示，长方形木箱放在水平地面上，两根相同的弹簧（劲度系数很大）上端竖直吊挂在木箱上顶面，水平托板、直杆、齿条、水平横杆竖直连在一起，直杆通过小孔（直杆未与小孔边缘接触）穿过木箱上顶面，横杆与两弹簧下端点相连。在齿条左侧固定一齿轮，齿轮与齿条啮合且可绕过圆心O的轴无摩擦自由转动，齿轮上固定一轻质指针，当齿条下移时，齿轮沿顺时针方向转动，指针随之转动，通过固定在齿轮上方的表盘可读出指针转过的角度。经过调校，托板上未放物品时，指针恰好指在竖直向上的位置。
(1)在托板上放上待测物体，指针未接触右侧的齿条，读出指针偏转的角度（以弧度为单位），若要求出每根弹簧伸长的增加量，则还需测量的物理量为（ ）
A．弹簧的劲度系数 B．齿轮的半径 C．指针的长度
(2)实验中，将弹簧较小的形变转换为指针偏转的角度，采用的科学方法是 （填“理想实验法”“控制变量法”或“放大法”）。
(3)若已知弹簧的劲度系数为k，齿轮的半径为R，指针偏转的角度为θ，当地的重力加速度大小为g，则物体的质量可用k、R、θ、g表示为m= 。
(4)为了提高“天平”测量的精确度，可以在其他条件不变的情况下，换用劲度系数更 （填“大”或“小”）的弹簧。
13．（8分）篮球比赛中，一同学某次跳起投篮，出手点与篮板的水平距离为，离地面高度为，篮球垂直打在竖直篮板上的位置离地面的高度为。将篮球看成质点，忽略空气阻力，取。求：
(1)篮球从出手到垂直打在篮板上的运动时间；
(2)出手时篮球速度的大小。
14．（12分）图为“S”形单行盘山公路示意图。弯道1、2可看作两个不同高度的水平圆弧，圆心分别为、，弯道2比弯道1高，两弯道中心虚线对应的半径分别为、，倾斜直道AB与两弯道平滑连接。一质量的汽车沿着中心虚线从弯道1经过倾斜直道AB进入弯道2，已知汽车在AB段做匀加速直线运动，加速时间，汽车在两个弯道运动时，路面对轮胎的径向摩擦力始终等于汽车所受重力的，取重力加速度大小，求：
(1)汽车从弯道1运动到弯道2增加的机械能E；
(2)汽车在AB段运动时受到的支持力大小。
15．（12分）如图所示，不可伸长的轻绳穿过一竖直固定的光滑细管，其两端系有小球A、B，B的质量是A的两倍。 当球A绕中心轴匀速转动时，A球到上管口的绳长为L，不计空气阻力，重力加速度为g。
(1)求与A 球相连的绳与细管的夹角θ；
(2)求A球运动的周期 T；
(3)若A球的角速度增为原来的倍，求稳定后B球的高度变化量
16．（14分）A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕某一星球做匀速圆周运动，测得它们之间的距离随时间t变化的关系如图所示。已知该星球的半径r，周期T，万有引力常量为G，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，不考虑A、B之间的万有引力。求：
(1)A、B两颗卫星绕该星球做匀速圆周运动的轨道半径；
(2)该星球的质量；
(3)该星球的第一宇宙速度。
物理答案
1.【答案】B
【解析】小车所受重力方向竖直向下，小车对水平面的压力方向竖直向下，两个力的受力物体不同，所以这两个力不是一对平衡力，故A错误；小车在水平方向运动，受到推力和阻力的作用，故B正确；惯性是物体的一种性质，不能说受到惯性，故C错误；撤去推力后，小车在阻力的作用下最终停下来，说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。
2.【答案】D
【解析】图像的斜率表示速度，由图可知A的速度越来越小，B的速度越来越大，某一时刻A、B速度可能相等，故AC错误；由图可知，A、B间的距离先增大后减小，故B错误；平均速度可知A、B的时间和位移均相等，故A、B的平均速度相等，故D正确。
3.【答案】D
【解析】由图可知该同学在1.5s前受力平衡，根据实际情况只能是处于静止状态，且弹力大小等于重力，有，解得，故A错误；弹力大小小于重力时处于失重状态，弹力大小大于重力时处于超重状态，则该同学在6.6s~7.4s内先处于失重状态，后处于超重状态，最后一段又处于失重状态，故B错误；该同学在0~7.4s内的最大加速度为弹力最大的时刻对应的加速度，由牛顿第二定律有，故C错误；由题图可知，该同学在4.6~6.6s内，先做竖直上抛后做自由落体运动，根据对称性可知，上升和下落时间均为，则该同学在4.6~6.6s内离开蹦床上升的最大高度为，故D正确。
4.【答案】C
【解析】由题意可知，对小车速度分解为沿细绳方向和垂直细绳方向的分速度，如图所示，可知沿细绳方向的速率等于物体P的速率，则有，AB错误；由，可知随小车向右运动逐渐减小，则物体P的速度逐渐增大，可知物体P做加速运动，即，设绳的拉力为，由牛顿第二定律可得，可知，C正确，D错误。
5.【答案】D
【解析】由卫星绕中心天体做稳定的圆周运动规律可知，其主要原理是由卫星与中心天体间的万有引力提供向心力，且中心天体的球心是圆周的圆心或是卫星做椭圆运动的一个焦点，由题图可知，由于点并非是月球的质量中心，因此卫星受到月球的万有引力不会全部指向点，因此不能形成稳定的匀速圆周运动或以点为一个焦点做椭圆运动，AC错误；由于卫星的初始速度方向是沿虚线大圆切线方向，这个方向与过点的半径并不垂直，由万有引力提供向心力原理可知，只有当卫星的速度方向与半径垂直时，才可能形成稳定的圆周运动，因此卫星不会绕O点做匀速圆周运动，B错误；由于卫星受到月球的万有引力指向点，但探测卫星初始速度方向与过点的半径不垂直，卫星将做一种复杂的曲线运动，由于卫星受到的万有引力大小和方向随卫星与月球之间的距离变化而变化，因此这种曲线运动将不是等距的，也不是简单的圆周运动或椭圆运动，而是一种绕月轴做不等距的螺线运动，D正确。
6.【答案】C
【解析】小球抛出后做平抛运动，由平抛运动的规律可得，小球在地球表面时，在水平方向，在竖直方向，小球在某星球表面上时，则有在水平方向，在竖直方向，解得，A错误；设星球质量为，在该星球表面质量是的物体则有，解得，该星球的密度为，B错误，C正确；由万有引力提供向心力可得，，由可得该星球的第一宇宙速度，地球的第一宇宙速度，因地球的半径与该星球的半径关系不确定，因此该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比不确定，D错误。
7.【答案】BD
【解析】第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，则地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误；同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，根据v=ωr可知，地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的大，选项B正确；根据，可得，中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知中轨道卫星的周期小于同步卫星的周期，即小于，选项C错误；根据，可得，中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，中轨道卫星的向心加速度比地球同步卫星的大，选项D正确。
8.【答案】ACD
【解析】对列车进行分析，根据牛顿第二定律有，解得，故A正确；启动时车厢对乘客竖直方向有竖直向上的支持力，水平方向有沿动车运动方向的水平摩擦力两个力的合力方向斜向上方，故B错误；对第1节车厢，根据牛顿第二定律，解得，故C正确；对第1、2节车厢的整体，根据牛顿第二定律，解得，故D正确。
9.【答案】BD
【解析】由，得到，结合图像可知，物块运动的加速度大小，初速度，故A错误，B正确；由牛顿第二定律得，得，解得，故C错误，D正确。
10.【答案】AB
【解析】对题图右侧结点处受力分析，α角大小不变，可以使用辅助圆方法判断力的动态变化情况，如图所示，通过分析可得绳子拉力先增大再减小，拉力F一直减小，故A正确；初始状态，对A分析可得绳子拉力大小为，对B分析，可发现，即一开始B与C间的静摩擦力为零，故当绳子拉力从先增大再减小到，B、C间的静摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大再减小，故B正确；将B、C看成整体，竖直方向有，由于先增大再减小，故先减小再增大，即物体C对地面的压力先减小再增大，故C错误；将B、C看成整体，水平方向上有，当最大时，即此时F水平，对A分析可计算得，所以，则物体C对地面的摩擦力的最大值为，故D错误。
11.【答案】(1) (2) (3)
【解析】（1）滑块通过光电门A的瞬时速度近似等于滑块通过光电门的平均速度，即，同理滑块通过光电门B的瞬时速度。
（2）滑块沿水平导轨匀减速运动，则有，解得
（3）根据牛顿第二定律，有，解得。
12.【答案】(1)B (2)放大法 (3) (4)小
【解析】（1）因为齿轮传动，当指针偏转的角度为时，每根弹簧伸长的增加量，所以还需测量的物理量为齿轮的半径。故选B。
（2）实验中，利用放大法将较小的直线位移转换为较大的角位移。
（3）对放上托板的待测物体，根据物体的平衡条件有，又，解得。
（4）根据题意，由，变形可得，在其他条件不变的情况下，k越小，精确度越高。
13.【答案】(1) (2)
【解析】（1）篮球从出手到垂直打在篮板上的逆过程可视为平抛运动，则
解得。
（2）由题意可知，水平初速度
竖直初速度
初速度
解得。
14.【答案】(1)；(2)
【解析】（1）汽车在弯道上做匀速圆周运动，设汽车在弯道1、2上运动时的速度大小分别为、，有
，
汽车从弯道1运动到弯道2增加的机械能
解得。
（2）设AB段的长度为x，倾角为，有
则。
15.【答案】(1)60° (2) (3)
【解析】（1）设A、B的质量分别为m和2m，对小球A，细绳的拉力的竖直分量等于重力可得
其中
可得。
（2）对小球A，由牛顿第二定律可知
可得。
（3）根据
即
若A球的角速度增为原来的倍，则L变为原来的一半，即变为，则稳定后B球的高度变化量
。
16.【答案】(1)， (2) (3)
【解析】（1）设卫星A的轨道半径为，卫星B的轨道半径为，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，两卫星的轨道半径如图所示
故有，
解得，。
（2）由开普勒第三定律可知
解得
两颗卫星经过T时间相距最近，则有
解得
对于卫星B而言，则有
解得
代入数据可得。
（3）在星球表面万有引力提供向心力，则有
解得。
