湖北省部分重点中学2024-2025学年高三年级上册第一次联考物理试卷（含解析）

湖北省部分重点中学2025届高三第一次联考

高三物理试卷

考试时间：2024年U月12日上午8：30—9：45试卷满分；

100分

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1—7

题只有一项符合题目要求，第8—10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选

对但不全得2分，有选错的得0分。

1.物理学家在建立物理概念、探究物理规律的过程中应用了很多思想方法，以下叙述不正确的是（）

F

A.由牛顿第二定律可知物体的加速度。=一,该公式应用了比值定义法

m

B.“重心”、“合力与分力”都用到了等效替代法

C.伽俐略研究力和运动关系时，运用了理想实验法

D.研究物体沿曲面运动时重力做的功，应用了微元累积法

【答案】A

【解析】

【详解】A.由牛顿第二定律可知物体的加速度

F

CL——

m

该公式通过实验得到，是加速度的决定式，不是定义式，没有应用了比值定义法，故A错误，符合题意；

B.“重心”、“合力与分力”都用到了等效替代的思想，故B正确，不符合题意；

C.伽俐略研究力和运动关系时，进行了理想斜面实验，运用了理想实验法，故C正确，不符合题意；

D.研究物体沿曲面运动时重力做的功，将曲线无限分割，应用了微元累积法，故D正确，不符合题意。

故选A„

2.如图甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则由图可知

甲乙

A.波沿着x轴负方向传播

B,从该时刻起质点。比质点P先运动至波峰位置

C.从该时刻起，经过0.1s,质点。通过的路程为20cm

D.当质点P位于波谷时，质点。正向下振动

【答案】B

【解析】

【详解】A.由图乙可知，此时质点尸向下振动，结合图甲根据波形平移法可知，波沿着x轴正方向传

播，故A错误；

B.由于波沿着x轴正方向传播，可知该时刻质点Q比向上振动，质点P向下振动，则从该时刻起质点。

比质点尸先运动至波峰位置，故B正确；

C.从该时刻起，经过01s,由于

A?=1S=-T

4

该时刻质点。比向上振动，越接近平衡位置质点振动的速度越大，质点。从该时刻到达平衡位置所用时间

小于工丁，根据对称性可知，质点从平衡位置到达y=10cm所用时间小于‘T,则从该时刻起，经过

88

0.1s,质点。通过的路程大于20cm,故C错误；

D.此时质点尸向下振动，可知经过〃T+^T时间，质点P位于波谷，此时质点。处于从平衡位置向波峰

4

位置振动的过程，即质点Q正向上振动，故D错误。

故选B。

3.2024年6月2日，“嫦娥六号”探测器成功着陆在月球背面南极一艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探

测器首次在月球背面实施的样品采集任务。“嫦娥六号”以逆行方式进入月球轨道，被月球捕获后的部分

过程如图所示：探测器在“12/i大椭圆轨道1”运行经过尸点时变轨进入“4/2椭圆停泊轨道2”，在轨道2

上经过尸时再变轨进入“200km圆轨道3”，三个轨道相切于尸点，。点是轨道2上离月球最远的点。下列

A.探测器从轨道1进入轨道2的过程中，需点火加速

B.探测器分别沿着轨道2和轨道3运行时，经过P点的向心加速度相等

C.探测器沿着轨道2经过。的速度大于沿着轨道3经过尸的速度

D.探测器在轨道3上运行的周期比在轨道1上运行的周期大

【答案】B

【解析】

【详解】A.探测器从轨道1进入轨道2的过程中，即从高轨道到低轨道，需要在尸点减速，故A错误;

B.根据牛顿第二定律

G-=ma

r1

可得，探测器在轨道上运行时的向心加速度为

Gm2

r2

在探测器变轨的过程中，受力不变，所以经过同一点的向心加速度相等，故B正确；

C.假设探测器在一个经过。点的圆轨道上运行，根据牛顿第二定律

2

厂m1m2v

rr

可得，探测器的运行速度为

则此时经过。点的速度小于沿着轨道3经过尸点的速度。若在。点由圆轨道变到轨道2,要在。点减速。

所以探测器沿着轨道2经过。的速度小于沿着轨道3经过P的速度，故C错误；

D.根据开普勒第三定律

ar3

亍=于=卜

当中心天体相同时，式中左为一个定量。由题意可知

所以

工〉T3

故D错误

故选B。

4.如图，竖直面内固定一大圆环④，小环套在光滑杆上，杆的上下两端分别固定在圆的顶点尸和圆周。点

上。圆①②③④共用顶点P,半径之比为1：2：3：4,它们把杆分成四段。小环从顶点P由静止开始沿杆

自由下滑至。点，则小环依次经过这四段的时间之比为（）

A.12:6:4:31:0:6:2

c.1:(V2-1):(A/3-V2):(2-73)D.2:8:收1

【答案】C

【解析】

【详解】如图所示

\乂②B,/：

根据题意，由几何知识

PA:PB:PC:PD^PE:PF:PG:PH=1:2:3:4

PE=EF=FG=GH

小环套在光滑杆上静止滑下做匀加速直线运动，由初速度为零的匀加速直线运动规律，通过连续相等的位

移所用时间之比为

q:t2:t3:t4=1:(A/2-I):(^3-A/2):

故选C„

5.质量为根=5g的羽毛球，从地面竖直向上抛出，取地面为重力势能零点，羽毛球的机械能E和重力势能

%随高度/?的变化如图所示。g取10m/s2,结合图像可知羽毛球（）

£/J

0.1

0.100-十二p

0.075----j「7^^""

0.050—i-JZ_a_P_

0.025-4^--!—"：-

j，々m

00.51.01.52.0

A.在上升到Im处，动能为0.050J

B.受到的阻力大小为0.01N

C.在抛出时，速度大小为50m/s

D.在上升至高度为1.25m处，动能和重力势能相等

【答案】C

【解析】

【详解】A.由图像可知，在上升到1m处，羽毛球的机械能为0.1125J,重力势能为0.050J,根据

Ek=E-Ep

可得，此时动能为0.0625J,故A错误；

B.分析图像可知，羽毛球上升的最大高度为2m,根据功能关系

W[=AE=-0.025J

又

Wf=-Ffhm

则

Ff=0.0125N

故B错误；

C.由题图可知，在抛出时，机械能为0.125J,重力势能为0,则

Ek=0.125J

又

E=-mv-

2

则此时速度为

v=50m/s

故C正确;

D.由题图可知，在上升至高度为1.25m处，机械能为0.109375J,重力势能为0.0625J,即动能为

0.046875J,故动能和重力势能不相等，故D错误。

故选Co

6.2023年9月，武汉“光谷光子号”空轨正式运营，它是目前国内唯一一条悬挂式单轨线路，是为了打造

生态大走廊而规划的旅游线路。假设一列空轨列车从“高新四路站”出发，途中做匀加速直线运动先后经

过A、B、C三点，8C间的距离是48的2倍。列车头经过A点的速度为2m/s,在段的平均速度是AB

段平均速度的2倍，则列车头经过C点的速度为（）

A.10m/sB.8m/sC.6m/sD.4m/s

【答案】A

【解析】

【详解】由题意，设列车在A2段的位移大小为s,运动时间为人则有

-_s_v+v

V——AB

t2

在段，则有

V——

t'2

其中

v=2v

求得

t'=t

可知8为AC段的时间中点，根据匀变速直线运动时间中点速度公式，可得

联立求得

vc=10m/s

故选Ao

7.如图，竖直放置的轻质圆盘半径为H,光滑水平固定轴穿过圆心。处的小孔。在盘的最右边缘固定一质

量为2根的小球A,在离。点走R处固定一质量为优的小球B,两小球与。点连线的夹角为135。。现让

2

圆盘自由转动，不计空气阻力，两小球均可视为质点,当A球转到最低点时（）

3

A.两小球的重力势能之和减少万感尺B.A球机械能增加

C.A球速度大小为D.此后半径。4向左偏离竖直方向的最大角度大于

45°

【答案】D

【解析】

【详解】A.由题意可知，两小球的重力势能之和减少

AEp=2mgR-mgx2x7?sin45°=mgR

故A错误；

B.当A球转到最低点时，B球的重力势能增加，动能增加,B球的机械能增加，由A、B组成的系统机

械能守恒，故A球的机械能减少，故B错误；

C.由系统机械能守恒定律

亚

：1212

2mgR-mgx2xRsin45°=—x2mvA+—mvB

根据v=可知

以「R=72

T

~2~

联立解得A球速度大小为

故C错误；

D.设此后半径向左偏离竖直方向的最大角度为仇则有

65

2mgRcosO=mgRcos45°+mgRCOS(TT-135°-^)

其中

sin20+cos20=1

联立解得

52

故

6〉45°

故D正确。

故选D。

8.国庆期间，秋风送爽，桂花飘香。小明注意到小区里有四个固定连接起来的大灯笼被吹起来处于静止状

态，如图所示，悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为30。，灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、

4,灯笼质量均为“3每个灯笼所受的风力相等，风向水平，重力加速度大小为g,则（）

A.每根绳与竖直方向的夹角均相同

B.四个灯笼所受到的风力之和等于4?”g

C.2号灯笼与3号灯笼之间的作用力等于半用8

D,若再挂上一个同样的灯笼，最上面灯笼的绳子与竖直方向夹角会变化

【答案】AC

【解析】

【详解】B.假设每个灯笼所受的风力均为力对4个灯笼的整体受力分析可知

tan30°=^^

4-mg

可得四个灯笼所受到的风力之和为

“4坦

4/=-^-mg

故B错误；

A.对下面的w个灯笼（〃=3）的整体分析可知

tana=〃于=tan30°

nmg

可得

a=30°

即每根绳与竖直方向的夹角均相同，故A正确；

C.以3、4号灯笼为整体受力分析，2号灯笼与3号灯笼之间的作用力大小为

2mg4百

-----------=--------mg

cos3003

故C正确；

D.若再挂上一个同样的灯笼，对下面的〃个灯笼（九=4）的整体分析可知

tana="于=tan30°

nmg

可得

«=30°

则最上面灯笼的绳子与竖直方向夹角不会变化，故D错误。

故选ACo

9.如图甲所示，水平面内一光滑圆盘可绕经过圆心。的竖直转轴转动。轻杆沿半径方向固定，两端分别在

。点和圆盘边缘尸点。一质量为2kg的小球（视为质点）和两相同的轻弹簧连接套在轻杆上，两弹簧另外一

端分别连接在。、P点,圆盘半径为3弹簧原长为二、劲度系数为晨当圆盘角速度。从0缓慢增大的过

2

程中，二-,图像如乙所示,x是小球与初位置的距离，弹簧始终未超过弹性限度,下列说法正确的是（）

3X

A.小球动能增加来源于弹簧对它做功

B.弹簧的劲度系数人为100N/m

C.圆盘半径工为2m

D.若去除外端弹簧，此图像斜率不变

【答案】BC

【解析】

【详解】A.小球动能增加来源于轻杆对它做功，故A错误；

B.小球做圆周运动，由沿半径方向的合力提供向心力，则有

2kx=marx+—

I2.

变形有

-1--=-m----1--m--L--——1

co22k4kx

结合图像有

mL0.06-0.01m

——=-------------m/N，—=O.Olrad^-s2

4k52k

解得

k=lOON/m，L=7

故BC正确；

D.若去除外端弹簧，则有

kx=ma>'xH——

I2J

变形有

1m---m=L----11--------

ark2kx

可知，图像斜率发生变化，故D错误。

故选BC。

10.如图所示，质量为2根的物块A与质量为机的物块B用轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，B右边有

3

一竖直固定的弹性挡板。现给A向右的初速度vo,A的速度第一次减为二％时，B与挡板发生碰撞，碰撞

时间极短。碰撞后瞬间取走挡板，此时弹簧的压缩量为工弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是

1

B.物块B与挡板碰撞时，弹簧弹性势能为一根说9

3

2

C.物块B与挡板碰撞后弹簧弹性势能的最大值为一根片9

3

7

D.弹簧第一次伸长量为无时物块B的速度大小为一%

6

【答案】AD

【解析】

【详解】A.由题可知，系统在水平方向上动量守恒，故有

2mv0=2m«—v0+mvB

解得

1

VB=~V0

故A正确；

B.由能量守恒可知

-2mvo=；.2皿+Ep

解得

Ep=^mvo

故B错误；

c.物块B与挡板碰撞后得速度为-1，B，二者再次共速时，弹性势能最大，以水平向右为正方向，由动量

守恒可得

31

2m«—v0+m«(——v0)=(m+2m)v

由能量守恒可得

—,2ZT2(—VQ)2+—•Z72(-%)2+Ep——(2rn++E?

解得

EP=|mVQ

故C错误;

D.物块B与挡板碰撞后到弹簧与第一次伸长量为无过程，以向左为正方向，根据动量守恒定律有

c31c

2mx—v0—mx—v0=2mv3+mv4

根据机械能守恒定律有

gx2M+^-mx,1.71-n1n

5%=2X2mV3+2mV4-

联立解得

7

7

即物块B的速度大小为一V。，故D正确。

6

故选AD。

二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11.小明在实验室做完实验“探究单摆周期与摆长的关系”后意犹未尽，他在家里找到了一块外形不规则的

小金属挂件代替摆球做了一个如图所示的单摆，来测量当地的重力加速度。具体操作如下:

(1)用刻度尺测量ON间细线的长度I,将挂件拉开一个略小于a=5。的角度。

(2)由静止释放小挂件，从挂件摆至最低处开始用手机计时，当挂件第N次(开始计时时记为第1次)通

过最低处时，停止计时，显示时间为则周期7=0

(3)实验时小明测得的g值偏小，可能是因为(单选)

A.摆动过程中，小挂件实际上形成了圆锥摆

B.挂件不规则

C.测出〃次全振动时间为3误作为（〃-1）次全振动时间进行计算

（4）改变ON间细线的长度先后做两次实验，记录细线的长度及单摆对应的周期分别为从Ti和b、72,

则重力加速度为（用限Ti、力、4表示）

（5）小明未测量金属挂件的重心位置，这对第（4）问实验结果（填“有”或“无”）影响。

cc4/(//,)

【答案】①•岛②.C③.g=­产无

T；-T；

【解析】

【详解】（2）[1]一个周期经过最低点两次，则

N"

t=------1

2

解得

（3）[2]根据单摆周期公式

L

T=2»

g

可得

4/L

s=~r~

A.测量时形成了圆锥摆，摆球在水平面内做圆锥摆运动，等效摆长Leos。比实际的摆长短，摆长的测量

值偏大，则重力加速度的测量值偏大，故A错误；

B.挂件不规则不影响测量重力加速度的结果，故B错误；

C.测出力次全振动时间为3误作为（〃-1）次全振动时间进行计算，周期测量值偏大，所以重力加速度

的测量值偏小，故C正确。

故选C。

（4）[3]设细线末端到小金属挂件重心的距离为r,根据单摆周期公式可得

联立解得

人-，

g―T；-T^

（5）[4]由（4）可知，未测量金属摆件的重心位置，这对实验结果重力加速度的测量无影响。

12.某实验小组用如图。所示装置探究加速度与力、质量的关系，水平轨道上安装两个光电门1、2,它们的

中心距离用L表示，滑块上的遮光条宽度很窄，滑块上装有力传感器，滑块、遮光条和力传感器总质量为

M,细线一端与力传感器连接，另一端跨过滑轮挂上砂桶后悬挂固定。实验步骤如下：

—/(m-s-')

（1）实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），轻推滑块，滑块先后经过光电门1、2.若

数字计时器显示遮光条通过光电门1遮光时间比通过光电门2的遮光时间短，则要将气垫导轨右侧适当

（填“调低”或“调高”），直至遮光时间相等。

（2）实验中某同学为了精确测量加速度，连接好如图所示装置后，固定光电门2的位置，每次使滑块从

同一位置释放，不断改变光电门1的位置进行多次测量，依次从光电门计时器读取出遮光片从光电门1至

2的时间（用f表示）。操作过程中砂桶总质量不变，数据处理后作出函数图像，如图氏另外，从力传感

器读取出示数凡请问：

i.实验（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于滑块、力传感器和遮光片；若

滑轮有一定摩擦阻力，对实验的探究（填“有”或“没有”）影响。

ii.写出图6中直线的函数关系式_________（用乙、八人也表示，。和也分别为滑块的加速度及它经过光

电门2的速度）。

（3）改变砂桶的质量，重复（2）得到对应的加速度和力，得到6组数据后，描点作图，发现。一歹图在

误差允许的范围内是正比例图线。如图c,图线的斜率应是=

12

A.MB.—C.—

MM

【答案】（1）调高（2）①.不需要②.没有③.-=v,--at

t2

（3）B

【解析】

【小问1详解】

滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间比通过光电门2时遮光条的遮光时间短，说明气垫导轨右侧偏低,

故要将气垫导轨右侧适当调高，直至遮光时间相等。

【小问2详解】

[1]因有拉力传感器可测出拉力，则在实验过程中，不需要满足砂和砂桶的总质量远小于滑块、力传感器和

遮光片。

⑵拉力传感器直接测出拉力，滑轮有一定摩擦阻力，对实验的探究没有影响。

[3]根据匀变速直线运动公式

结合图像可得

【小问3详解】

F=Ma

图线的斜率应是瓦，故选B。

13.北京时间2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古自治区四子王旗预定区域,

标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现了世界首次月球背面采样返回。设返回器质量为机=300kg

（包括样品及降落伞），为确保安全着陆，降落伞以两级减速的方式，绽放两次“红白伞花”。过程简化如

图：当离地面约十公里时速度为vi=60m/s,打开第一级减速伞以稳定姿态并初步减速，此过程以ao=lm/s2做

匀减速直线运动下降了狂1350m,然后打开主伞，在主伞的作用下返回器速度继续降至-10m/s,此后匀速

下降。若主伞打开后返回器所受的空气阻力为右左为定值，v为速率，其它作用力不计。忽略返回器质

量的变化，重力加速度g取10m/s2,设全过程始终在竖直方向运动。求：

(1)打开主伞后瞬间，返回器所受空气阻力；

(2)速度减为20m/s时，返回器的加速度大小。

【答案】⑴9000N

(2)10m/s2

【解析】

【小问1详解】

匀速时，根据平衡条件

mg=f=kv

可知

Z:=300kg-s-1

匀减速过程

v；—v；=—2,(1QX

得

v2=30m/s

刚开主伞

力=帆=9000N

【小问2详解】

速度为V3=20m/s时

力=可=6000N

根据牛顿第二定律

f3-mg=ma

得

G=10m/s2

14.如图所示为固定在竖直平面内半径为R=Im的半圆形粗糙轨道，A为最低点，B为圆心等高处，C为最

高点。一质量为相=1kg的遥控小车（可视为质点）从A点水平向右以w=8m/s无动力进入轨道，上升高

度为H=1.8m时脱离轨道，重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。求：（可保留根号或兀的形式，或对应

结果保留1位小数）

（1）小车脱离轨道时的速度大小；

（2）小车从A至脱离过程克服摩擦力所做的功；

（3）开启动力后，小车以vo=8m/s匀速率沿着轨道运动，若小车所受的摩擦阻力为小车对轨道压力的左

=0.25倍，求小车从A到C过程中电动机做的功。

【答案】⑴v=2y[2m/s

(2)%=10J

(3)%=(20+16〃)J

【解析】

【小问1详解】

设小车脱离轨道时的速度大小为v,脱离时位置跟圆轨道圆心连线与水平面夹角为仇有

sin"g0.8

根据牛顿第二定律有

mgsin。=m—

解得

v=2V2m/s

【小问2详解】

小车从A点至脱离过程，根据动能定理有

-mgH—%f=g1mvl

解得

卬克f=10J

【小问3详解】

取关于水平半径对称的上下两端极短圆弧，该位置与圆心连线与水平夹角设为a,

在下端，根据牛顿第二定律有

下片

r-mgsma-m—

N1R

在上端，根据牛顿第二定律有

r+mgsma-m—

N2R

则

为总=%+五N2=2ms•

K

根据题意有

2

线总=2km

根据做功公式有

E…Vn兀R

WCf忌M——2km-R-----2---

根据动能定理有

W^-2mgR+Wf&=0

解得

%=（20+16万）J

15.如图所示，光滑水平地面上静置一表面光滑的;圆弧凹槽D和一长木板C,质量均为〃z=lkg,木板与凹

槽紧挨，木板上表面与凹槽圆弧表面相切。上方H=1.8m处有一长L=5m的水平传送带以v=8m/s的速度顺

时针运行，将一质量加=lkg的小物块P（可视为质点）轻放在传送带的左端，物块与传送带的动摩擦因数

3=0.8,P离开传送带后，落至木板表面无反弹，竖直方向速度经At=0.4s减为0,此时物块P离木板右端

长度为£2=3.5m,物块与木板表面动摩擦因数“2=0.2,物块到达木板右端后冲上凹槽，圆弧表面半径R=Q.2m,

g取10m/s2,求：

尸(3一⑧厂

CI〜DI

(1)物块离开传送带时的速度大小VI及刚接触木板的速度大小V2；

(2)物块经Ar=0.4s作用后，物块速度V3及