湖南省衡阳市2023-2024学年高一年级下册3月联考物理试卷 含解析

2024年上学期高一3月大联考

物理试卷

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个题，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.关于物理学史和物理学研究方法，下列说法错误的是（）

A.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运

动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

B.伽利略在研究力和运动关系时，依据逻辑推理，对实验进行了理想化处理，得出了力不是维持物体

运动的原因，这里采用了理想实验法

C.亚里士多德在研究物体下落过程的运动规律时，把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，拓展

了人类的科学思维方式和研究方法

AxAY

D.根据速度定义式丫=—,当非常小时，——就可以表示物体在f时刻的瞬时速度，该定义应用了

A/A?

极限思想方法

【答案】C

【解析】

【详解】A.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀

速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故A正确；

B.伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理把实际实验理想化的思想是研究物理问题的重要方法，

即理想实验法，故B正确；

C.伽利略在研究下落物体的运动时，把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，拓展了人类的科学思

维方式和研究方法，故C错误；

D.根据速度定义式丫=9，当A/非常小时，一就可以表示物体在才时刻的瞬时速度，该定义应用了极

ArAt

限思想方法，故D正确。

本题选错误的，故选C。

2.机动车检测站进行车辆尾气检测的原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚筒上,

可使车轮在原地转动，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员将车轮加速一段时间，在与传感器相连的

电脑上显示出一系列相关参数。现有如下简化图：前车轮内轮A的半径为入，前车轮外轮B的半径为七，

滚筒C的半径为作，已知人：/：%=1:5:3,车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度转动时，下列说法

正确的是()

/77T7777/

A.A、B轮和滚筒C的角速度大小之比为5：5：3

B.A、B轮和滚筒C边缘的线速度大小之比为3：5：5

C.A、B轮和滚筒C边缘的向心加速度大小之比为3：15：25

D.A、B轮和滚筒C的周期之比为5：3：3

【答案】C

【解析】

【详解】A.A、B为同轴转动，所以

0A=®B

B、C的线速度大小相同，根据

v=a)r

可知

%=.=3

8c?B5

故A、B轮和滚筒C的角速度大小之比为3：3：5,故A错误；

B.根据

v=a)r

可得

VB9二

B、C的线速度大小相同，故A、B轮和滚筒C边缘的线速度大小之比为1：5：5,故B错误；

C.根据

a=va>

可得A、B轮和滚筒C边缘的向心加速度大小之比为3：15：25,故C正确；

D.根据

.2万

1=—

m

周期与角速度成反比，故A、B轮和滚筒C的周期之比为5：5：3,故D错误。

故选C。

3.一小型无人机在高空中飞行，将其运动沿水平方向和竖直方向分解，水平位移x随时间t变化的关系如

图甲所示，竖直方向的速度。随时间t变化的关系如图乙所示。关于该小型无人机，下列说法正确的是（

A.0~2s内做匀加速直线运动B.t=3s时速度大小为逐m/s

C.2~4s内加速度大小为Im/s?D.0~2s内位移大小为4m

【答案】B

【解析】

【详解】A.0〜4s内，由题图甲知，水平方向做匀速直线运动；由题图乙知，02s内无人机竖直方向

做匀加速直线运动，24s内做匀速直线运动；则02s内无人机做匀加速曲线运动，24s内做匀速直

线运动，故A错误；

B./=3s时水平方向速度大小为

匕=Im/s

竖直方向速度大小为

vy=2m/s

则此时速度大小为

v=Jv；+vj=75m/s

故B正确；

C.24s内，无人机在水平方向和竖直方向均做匀速直线运动，加速度大小为0,C错误；

A.02s内，无人机在水平方向位移大小为

x=2m

竖直方向位移大小为

y=^x2x2m=2m

则位移大小为

光合=yjx2+y~=2A/2m

故D错误。

故选B。

4.如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为

R,人体重为相g（g为重力加速度），要使乘客经过轨道最高点时人对座椅的压力等于自身重力，乘客和座

椅均可视为质点，则过山车在最高点时的速度大小为（）

A.0B.C.旅D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知，在最高点座椅对乘客的支持力大小为

FN=mg

根据牛顿第二定律可得

解得

v=J2gH

故选D。

5.跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后

着陆。如图所示，某运动员从跳台A处以不同的初速度%沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆（2点位置变

化），A、8间可以认为是一条倾斜的直滑道，斜坡与水平方向的夹角为30°,运动员可视为质点，不计空

气阻力，关于运动员，下列说法错误的是（）

A.运动员在空中飞行的时间与初速度％成正比B.A、B的距离与初速度%成正比

C.落在8点的速度方向不变D.在空中距斜坡最大距离与初速度%的平方成正比

【答案】B

【解析】

【详解】A.运动员从A到8点的运动情况如图所示

根据几何知识有

2%tan30°

g

可知运动员在空中飞行的时间与初速度％成正比，故A正确，不符合题意;

B.根据几何知识可知运动员的位移为

x_2VQtan30°

cos30°geos30°

可知A、B距离与初速度%平方成正比，故B错误，符合题意；

C.设运动员的速度与水平方向夹角为a,根据平抛运动的推论有

tandz=2tan30°

可知落在B点的速度方向不变，故C正确，不符合题意；

v=/sin30°=

重力沿垂直斜面的分量为

8

F=mgcos30°=—^mg

则沿垂直斜面的加速度为

F73

-F

在空中距斜坡最大距离为

2a12。

可知在空中距斜坡最大距离与初速度%的平方成正比，故D正确，不符合题意。

故选B。

6.如图所示，斜面体A上有滑块B,滑块B在水平向右的耳和沿斜面向下的B共同作用下沿斜面向下运

动，斜面体A在水平地面上静止且对地面无运动趋势，则下列说法正确的是（）

A.若同时撤去丹和工，在滑块B仍向下运动的过程中，此后滑块B将做减速运动

B.若只撤去工，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力的方向向右

C.若只撤去耳，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力不变

D.若把工改成与可同向，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力的方向向左

【答案】C

【解析】

【详解】A.以A为研究对象，分析受力如图所示：

根据题意可知，斜面体受到地面的摩擦力为零，则可知物体对斜面体的压力和滑动摩擦力的水平分量大小

相等，即物体与斜面的动摩擦因数

〃=tana

若同时撤去可和工，在滑块B仍向下运动的过程中，B受力如图所示：

GB

有

于3==/jGBcosa=GBsintz

则滑块B匀速下滑，A错误；

BCD.若只撤去耳或只撤去工，或者改变耳、F2,物体对斜面的压力和滑动摩擦力的水平分量仍然大小

相等，所以摩擦力依旧为零，B、D错误，C正确。

故选Co

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.打夯机由夯锤、夯架、夯板，液压驱动装置、电子控制装置等组成。在装载机工作装置牵引下，机动

灵活地对不同位置进行准确，快速压实。如图甲为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为：一

个质量为M的支架（含电动机）上，有一根长为/的轻杆带动一个质量为优的铁球（铁球可视为质点），

如图乙所示，重力加速度为g,若在某次打夯过程中，铁球以角速度。匀速转动，则（）

甲

A.铁球所受合力大小不变

B,铁球做圆周运动的向心加速度始终不变

C.若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则此时铁球线速度大小为v=四+相）-

Vm

D.铁球转动到最高点时，处于超重状态

【答案】AC

【解析】

【详解】A.铁球以角速度。匀速转动时，由

F=ma^l

可得铁球所受合力大小不变，故A正确；

B.铁球转动过程中，向心加速度方向时刻在变化，故B错误；

C.若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，设杆的力为尸，则对支架有

F=Mg

对小球有

v2

r+mg=m—

解得

+m）gl

V=V-m-

故C正确；

D.铁球转动到最高点时，加速度指向圆心，竖直向下，铁球处于失重状态，故D错误。

故选AC„

8.流量是指单位时间内通过管道横截面的流体的体积，在生活中经常需要测量流量来解决实际问题。环保

人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水，如图所示的实心水柱，他测出水平管口距落点

的竖直高度为〃，管口的直径为d,污水落点距管口的水平距离为工，重力加速度为g,不考虑水柱在空中

散开和空气阻力的影响，下列说法正确的是（）

7

B.排出污水的流量。=3

A.污水离开管口时的速度为v=

\2h

C.污水柱在空中的水柱越来越细D.增大出水口的速度，空中污水柱的体积不变

【答案】ABC

【解析】

【详解】A.污水从管口排出做平抛运动,设水流速度为V,根据平抛运动规律，有

x=vt,h7--1gt2

可求出

V,收

故A正确；

B.排出污水的流量为

Q==Sv=!万屋国

M4\2h

故B正确；

C.污水从出水口射出后，速度增大,若污水不散开，则污水柱在空中的水柱越来越细，故C正确;

D.空中污水柱的体积为

V=Svtocv

则增大出水口的速度，空中污水柱的体积变大，故D错误。

故选ABC。

9.如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平面上，一段轻绳左端拴接在质量为M的物体P上，右端跨过

则地面对斜面体的摩擦力先变大后变小，故D错误。

故选BC。

10.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过。中

点的轴。。'转动，已知两物块质量相等，杆8对物块A,B的最大静摩擦力均为各自所受重力的K倍，

开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块A到OO,轴的距离为2L,物块B到OO,轴的

距离为L现让该装置从静止开始转动，逐渐增大转速，从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的

过程中，下列说法正确的是（）

O

A：B

O,

A.A受到的静摩擦力一直增大B.B受到的静摩擦力是先增大后减小再增大

C.当。〉J园,绳子一定有弹力D.当①"也,A、B相对于杆CL»会滑动

V2LV2L

【答案】BC

【解析】

【详解】AC.绳上无拉力时，A、B均由静摩擦力提供向心力，有

f=marR

由于A的半径较大，随着角速度的增大，A、B受到的静摩擦力指向圆心，均增大；但A受到的静摩擦

力先达到最大值，此时有

Kmg=ma\■2L

解得可得A的临界角速度为

之后绳上有拉力，故A错误，C正确；

BD.随着角速度的继续增大，绳上拉力增大，B受到的静摩擦力先减小为零后反向增大，直到B受到的

静摩擦力达到最大值时，此时A、B分别满足

Kmg+T=ma>2-2L

T-Kmg=mco^L

联立解得临界角速度为

时，A、B相对于杆C。会滑动，故B正确，D错误。

故选BC„

三、非选择题：本题共5小题，共56分。

11.某高中物理课外探究小组利用ESP32和HX711及应变梁自制力传感器进行实验，探究“物体质量一定

时，加速度与力的关系”，实验装置如图甲所示。

(1)实验时，下列说法正确的是(填标号)。

A.使用电火花打点计时器时应选用学生电源

B.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数

C.不需要用天平测出砂和砂桶的总质量

D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间

还有四个点未画出，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是m/s2(计算结果保留三位

有效数字)；

pBC~DE~~)

*5.10*1单位：cm

*fL30

:18.60川,

27.00

乙

(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数尸的关系如图丙所示。则小车的质量kg

(计算结果保留两位有效数字)。

«/(m-s2)

01.02.03.04.05.06.07.0

丙

【答案】(1)C(2)1.10

(3)3.0

【解析】

【分析】

【小问1详解】

A.电火花打点计时器应使用220V交流电，故A错误；

B.打点计时器的使用，应先接通电源，后释放小车，故B错误；

CD.力传感器测量绳的拉力R则小车受到的拉力为2F即力可以直接得到，不用测砂桶和砂的质量,

不需要砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故C正确，D错误。

故选Co

【小问2详解】

打点计时器打点周期为0.02s,则相邻计数点间的时间间隔为

T=(0.02x5)s=0.1s

小车的加速度为

心五宁:①aopEm/dOm/s?

4T24x0.12

【小问3详解】

根据牛顿第二定律

2F—于=Ma

整理得

—

MM

由题图丙可知斜率

,k—4_._0_-_0__—2__

7.0-1.0M

解得

M=3.0kg

【点睛】

12.为了研究平抛运动，某同学用如图甲所示的装置进行实验。

甲

(1)为了准确地描绘平抛运动的轨迹，下列要求不需要的是(填标号)。

A.小球应选重而小的球B.本实验必需的器材还有刻度尺和停表

C.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放D.尽量减小小球和斜槽间的摩擦力

(2)甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置。为坐标原点建立

xOy坐标系，如图乙所示。若坐标纸中每小方格的边长为4=1cm,取重力加速度大小8=10111/$2,根

据图乙中M点的坐标值，可以求得小球做平抛运动的初速度大小%=__________m/So

(3)乙同学实验后不小心将记录实验的坐标纸弄破损，平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹中任意一

点。为坐标原点，建立xOy坐标系(x轴沿水平方向、y轴沿竖直方向，向下为正方向)，如图丙所示。

在轨迹中选取A、8两点，坐标纸中每小方格的边长L=5cm,取重力加速度大小g=10m/s2,由此可

知：小球运动到B点时的速度大小为m/s(计算结果可用根式表示)；小球平抛运动的初始位

置坐标为o

【答案】(1)BD(2)0.5

(3)①.V13(-0.2m,-0.05m)

【解析】

【详解】(1)A.小球应选重而小的球，可忽略空气阻力的影响，故A需要；

B.该实验不需要停表测时间，故B不需要；

C.为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置静止释放，故C需要；

D.每次斜槽轨道对小球的摩擦力影响是一样的，故无需刻意减小摩擦力，故D不需要。

本题选不需要的，故选BD。

(2)平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，所以有

12

x=5LQ=vot,y=5LQ=Qgf

代入解得

v0=0.5m/s

(3)[1]平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做加速度为g的匀加速直线运动。运动时间与水平

位移成正比，所以有

&=tAB=T

竖直方向上有

yAB-yOA=g72

解得

小球平抛运动的初速度大小为

%=与=2.0m/s，VyA=^=2m/s

那么

VyB=%A+gT=3m/s

则

V2V2

VB=7O+,B=而m/s

[2]从抛出到B点、的时间为tB,则有

V

yB=StB

解得

tB=0.3s

则B点距初始位置的水平和竖直距离为

/=WB=0.6m,yB=^gtl=0.45m

小球平抛运动的初始位置坐标为(-0.2m,-0.05m)。

13.风洞试验主要采用人工的方式产生并且控制气流，在风洞中安置飞行器或其它物体模型，研究气体流

动与模型的相互作用，从而了解实际物体的空气动力学特性。某次风洞实验室中可以产生沿水平方向、大

小可调节的风力。如图所示，将一个质量为机的小球放入风洞实验室的光滑水平地面上的。点，小球以初

速度%水平向右抛出，此时调节水平风力的大小为恒定值凡E的方向始终与初速度%的方向垂直，最后

小球运动到水平地面上的尸点。已知。、P两点连线与初速度%方向的夹角为6。求：

(1)小球从。点运动到尸点的时间/；

(2)小球运动到尸点时的速度大小也

(3)小球从。点运动到P点的位移大小心

/P

用竹I,1m।

____ImvAanO/一、/--------公、，2mv„2tan^

【答案】(1)t=--------；(2)v=Vn，l+4tair，；(3)L=----------

F八FcosO

【解析】

【详解】(1)设小球运动到P点时的速度大小为％0P之间的距离L。以。点为坐标原点、初速度%方向

为了轴正方向、风力产方向为y轴正方向，建立平面直角坐标系，如图所示

沿％方向有

Leos6=vot

沿风力产方向

Lsin3=—at2

2

又有

F—ma

联立解得

_2加%tan61

一F~

(2)小球运动到P点时

匕=%，为=3

小球运动到P点时的速度大小

V=赤+.

解得

v=%Jl+4tan2d

(3)OP之间的距离

L=S

COS0

解得

2

L_2mv0tan6>

Feos61

14.如图所示，为圆心角6=37°粗糙圆弧轨道，半径R=2m,末端C与传送带水平相接，传送带顺

时针转动，C。长度/=5m。一质量加=2kg的小物块(可视为质点)自A点以速度为=4m/s水平抛出，

沿圆弧B端切向滑入轨道做匀速圆周运动，离开圆弧轨道后进入传送带运动到。点，小物块与传送带间的

动摩擦因数〃=0.1。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s"sin37°=0.6,cos37°=0.8=

(1)求A、8间的距离(计算结果可用根式表示)；

(2)求小物块在圆弧轨道最低点C处对轨道的压力大小；

(3)若传送带的速度可以任意调节，求小物块到达。点的速度范围。

【答案】(1)Jl.6425m；(2)45N；(3)V15m/s<<V35m/s

【解析】

【详解】(1)根据题意可知，物块从A抛出后做平抛运动，恰好从8点滑入，根据几何关系可知其速度

的偏向角为。，设在B点时竖直方向的分速度为V,,有

—二tan37

%

物块从A到'竖直方向做自由落体运动，有

%=g，

联立解得

t=0.3s

物块在水平方向和竖直方向运动距离分别为

%=%%=1.2m

1

y^—gt9=0.45m

则A、5间的距离为

5=次+/=J1.6425m

(2)物块到达8点时的速度

从8到C做匀速圆周运动，可得

V"=Vc

在c点对物块由牛顿第二定律有

FF-mg=mV^B-

NK

联立各式解得

FN=45N

根据牛顿第三定律可得物块在圆弧轨道C端对轨道的压力大小

R=^N=45N

（3）若传送带的速度足够小，物块从C到。始终减速，根据牛顿第二定律有