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2023~2024 学年高三上学期期中联考
物 理 试 题
考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对
应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题
区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共 28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.如图所示，现代环形吊灯的六根轻质悬线的上下悬点分别构成边长为10cm和60cm的水平正六边形。每
根悬线长度为1m，吊灯质量为 3kg ，取 g=10m/s²，则悬线拉力约为
A．5.8N B．6.0N C．7.1N D．10.0 N
2.2023年9月26日中国首条城市空轨在武汉开通。乘坐“光谷光子号”空轨，可尽情体验“人在空中游，
景在窗外动”的科幻感。空轨列车在从综保区站从静止出发后，做匀加速直线运动，此过程中从甲地加速
到乙地用时1分钟，甲乙两地相距2.1km，且经过乙地的速度为180km/h。对于列车的匀加速直线运动过程，
下列说法正确的是
A．列车的加速度大小为 0.75m/s² B．列车的加速度大小为 1.0m/s²
C．乙地到综保区站的距离为2.5km D．乙地到综保区站的距离为 3.5km
3.中沙“蓝剑一2023”海军特战联训于10月9日在海军某部营区开训。如图所示，六位特战队员在进行特
战直升机悬吊撤离课目训练。若质量为 M 的直升机竖直向上匀加速运动时，其下方悬绳拉力为 F，每位
特战队员的质量均为 m，所受空气阻力是重力的 k倍，不计绳的质量，重力加速度为g，则
学科网（北京）股份有限公司F
A．队员的加速度大小为 −g
6m
1
B．上面第二位队员和第三位队员间绳的拉力大小 F
3
F
C．队员的加速度大小为 −kg
6m
2
D．上面第二位队员和第三位队员间绳的拉力大小 F
3
4.华为Mate 60 Pro是全球首款支持卫星通话的智能手机，它的卫星通话功能是通过位于静止同步轨道的天
通一号通信卫星实现的。如果你与同学在地面上用 Mate 60 Pro 卫星电话通话，则从你发出信号至对方接
收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：近地卫星周期约为85分钟，地球半径约为6400千米，
无线电信号传播速度为3×108m/s）
A．0.1s B．0.25 s C．0.5s D．1s
5.光滑直杆 AO₁可绕竖直轴 O₁O₂转动，质量为m的小球套在杆上。现先让直杆绕轴 O₁O₂以角速度
ω 匀速转动， ∠AO₁O₂=α，稳定后小球在图示位置，此时小球的加速度大小为a，速度大小为 v；增
1 1 1
大 ∠AO₁O₂为β，再让直杆以角速度ω 匀速转动，稳定后小球的高度不变，此时小球的加速度大小为
2
a，速度大小为 v₂。则
2
A．ω₁=ω₂，v₁<v₂，a₁<a₂ B．ω₁>ω₂，v₁=v₂，a₁>a₂
学科网（北京）股份有限公司C．ω₁=ω₂，v₁<v₂，a₁>a₂ D．ω₁>ω₂，v₁=v₂，a₁<a₂
6.如图所示，表面光滑的物块在轻弹簧的约束下沿斜面做往复运动。图中弹簧一端与墙壁相连，另一端与
物块相连，弹簧轴线与斜面平行。在物块运动的过程中斜面体始终保持静止。不计空气阻力，下列判断正
确的是
A．物块的机械能保持不变
B．物块向上滑行时，其机械能一定增大
C．地面对斜面体的摩擦力为零块
D．地面对斜面体的支持力保持不变
7.中国科幻大片《流浪地球2》中描述的“太空电梯”让人印象深刻。科学家们在地球同步轨道上建造了
一个空间站，再用超级缆绳连接地球赤道上的固定基地，通过超级缆绳承载太空电梯，使轿厢沿绳索从地
球基地直入太空，而向空间站运送货物。原理如图甲所示，图中的太空电梯正停在离地面高R处的站点修
整，并利用太阳能给蓄电池充电。图乙中r为货物到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对货
物产生的加速度大小与r的关系；直线 B为货物由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于
相对地面静止在不同高度的电梯中货物，下列说法正确的有
A．货物的线速度随着r的增大而减小
B．货物在 r=R处的线速度等于第一宇宙速度
C．地球自转的周期 √r
T=2π 0
a
0
mg 2mr a
D．图甲中质量为m的货物对电梯底板的压力大小为 0− 0 0
4 R
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示，与水平面夹角θ=30°的斜面和圆轨道相切于 B点，且固定于竖直平面内。质量为m的小球从
斜面上的A 点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C后落在斜面上与圆心O等高的D点。
学科网（北京）股份有限公司不计所有摩擦，重力加速度为g。
A．小球在C点对轨道压力大小为 3mg
B．小球对圆轨道最低点的压力为7mg
C．若沿斜面上移A 点再静止释放，小球在斜面落点处重力功率增大
D．若调整 A 点在斜面上的位置，使小球恰能过C，则小球在飞行中将经过CD连线的中点
9.如图处于长木板A 左端的物块B（可视为质点）和A 均以9 m/s的速度开始向右运动。A、B质量均为
2kg，A、B间的动摩擦因数为0.1，水平地面与A之间的动摩擦因数为0.2，最终物块恰好没滑出木板（g
取 10m/s²）。对于两者的运动过程，下列说法正确的是
A．木板运动时加速度大小为 3m/s²
B．木板克服地面摩擦力做功 81 J
C．物块和木板间产生的热量为108 J
D．木板的长度为27 m
10.如图甲所示，劲度系数 k=500N/m的轻弹簧，一端固定在倾角为 θ=37°的带有挡板的光滑斜面体
的底端，另一端和质量mA的小物块A 相连，质量为 m 的物块B 紧靠A 一起静止。现用水平推力使斜
B
面体以加速度a向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下，稳定时形变量大小x
随加速度a的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，取重力加速度
g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8.下列说法正确的是
A．a₀=7.5m/s²
B．m =3kg
A
学科网（北京）股份有限公司C．若 a=a₀，，稳定时A对斜面的压力大小为12.5 N
D．若 a=0.5a₀，稳定时A、B间弹力大小为6 N
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。
11.某物理兴趣小组，在探究超重失重现象时，一位质量为60kg的同学从8楼乘电梯下降到1楼，在此过
程中利用手机内置的加速度传感器测得电梯运行的加速度a随时间t的变化关系如图所示（重力加速度g
取 9.8m/s²），
（1）当t=2s时，该同学处于 状态（填“超重”或“失重”），他对电梯底的压力大小约
N；当 t=8s时，该同学处于 状态（填“超重”或“失重”）；
（2）此过程中电梯运行的最大速率约为 m/s。（本小题计算结果均保留一位小数）
12.某学习小组利用如图所示装置探究弹簧弹性势能大小。实验器材有：左端带有挡板的水平长木板、轻质
弹簧、带有遮光片的滑块、光电门、数字计时器、游标卡尺、毫米刻度尺、天平。
实验过程如下：
①用游标卡尺测得遮光片的宽度d，用天平测得带有遮光片的滑块质量m；
②长木板固定在水平地面上，将弹簧左端固定在挡板 P上，右端与滑块不拴接，当弹簧处于原长时，与弹
簧右端接触的滑块上的遮光片的中心位于O点正上方，在O点处安装光电门，并与数字计时器相连；
③用滑块压缩弹簧，然后用销钉把滑块锁定，此时遮光片的中心位于A 点正上方，用刻度尺测量出AO间
的距离x；
④拔去锁定滑块的销钉，滑块经过光电门，记录数字计时器显示的遮光时间为t，滑块停止运动时遮光片
的中心位于 B点正上方，已知当地重力加速度为 g。
请回答下列问题：
（1）滑块与弹簧分离瞬间，滑块的速度大小 v= 。
（2）若要算出滑块与长木板间的动摩擦因数，还需用本实验提供的器材测出一个物理量是 （写出
该物理量的名称和符号）；用该物理量及题中已知的物理量的符号来表示动摩擦因数μ= 。
学科网（北京）股份有限公司（3）实验过程中弹簧的最大弹性势能E = （用题目已知的物理量符号表示）
pm
四、计算题：本题共3小题，共计38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演
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。
13.（10分）如图甲所示， bc是竖直面内一根固定的光滑细杆，a、b、c位于同一圆周上，圆的半径为
R，a点为圆周的最高点，c点为最低点。让一个小滑环从 b点由静止释放到达c 点；如图乙所示，在竖直
平面内，固定一个半径为R的大圆环，其圆心为O，在圆内与圆心O同一水平面上的 P 点搭一光滑斜轨
R
道到大环上， OP= ，欲使物体（视为质点）从 P 点由静止释放，沿此倾斜轨道滑到大环。已知重力
2
加速度为 g。
（1）求小滑环从b点运动到c点的时间；
（2）求物体从 P 点滑到大环的最小时间。
14.（12分）电动葫芦是工业生产及建设中所使用的一种非常重要的工业器件，如图甲所示，其核心结构
是滑轮组，图乙是其简化模型。轻质动滑轮下方悬挂物块A，质量 m =10kg，轻质定滑轮下方悬挂物块
A
B，质量 m =6kg，开始时 A 悬空，B静止于水平台面上。现用水平向右的外力作用于B上，B向右运
B
动到某位置时对水平台面的压力为初始位置的1.2倍，此时A的速度 v =3m/s，连接B的轻绳与竖直
A
方向的夹角 θ=37°，此过程B向右移动的距离 l=0.6m。重力加速度 g=10m/s²，sin37°=0.6，
摩擦阻力和空气阻力均忽略不计。
（1）求末位置时轻绳的拉力大小；
（2）求此过程水平外力 F 所做的功。
15.（16分）我省淮南和淮北两座城市，都有丰富的煤矿资源，特别是淮南的煤矿，一般都是深层矿，因
此矿井里经常用到大型传送带。如图所示，某传送带 AB长度为L=54.75m，与水平地面倾角 θ=37°，传
学科网（北京）股份有限公司送带顶端有一个自动控制装置，当煤块从A 端进入传动带时触发开关，传动带在电动机的带动下开始匀加
速逆时针转动，加速度大小为 a=12m/s²，加速t=2s后再做匀速运动。在A端右上方某位置O 处以
v₀=4m/s的初速度，向左水平抛出一质量为 m=2kg的煤块（可视为质点），该煤块恰好能从A 端切入
传送带（木块在 A 端的速度方向沿传送带）。已知煤块与传送带间动摩擦因数 μ=0.5，不计空气阻力，
重力加速度 g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：
（1）抛出点O距A 端的竖直高度h 和煤块到达A 端时的速度大小；
（2）从煤块第一次与传送带达到共速到两者第二次达到共速的时间间隔；
（3）煤块与传送带因摩擦而产生的热量Q。
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参考答案、提示及评分细则
选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D B B D C BD AD ACD
1. A
0.6−0.1 1
设绳与水平方向夹角为θ，则 cosθ= =0.5，设绳的拉力为 F，则 Fsinθ= mg，解得 F 约
1 6
为5.8N，故选 A。
2. C
设乙地速度为 v，则 v=180Km/
ℎ
=50m/s，从乙到甲运动逆思维，做匀减速直线运动，加速度大小
1
为a，则 x=vt− at2，解得 a=0.5m/s²，所以A、B都不对。从综保区到乙地，由静止开始匀加速，
6
2aX=v²，解得 X=2500 m，选C。
3. D
以六位特战队员为研究对象：F-6（K+1） mg=6ma，设第二位队员和第三位队员间绳的拉力为 T，以下面
2 F
的 4 名特战队员为研究对象：T-4（K+1） mg=4ma，解上式得： T= F，a= −(k+1)g，故选
3 6m
D。
4. B
近地卫星周期 T₁=85分钟≈1.4小时，轨道为R，同步卫星周期 T₂=24小时，轨道为 R+ ℎ，，根据开
普勒第三定律： R3
=
(ℎ +R) 3
，
解得
ℎ≈3.6×10⁷m，
所以时间
t=
2ℎ
≈0.25s，
故选 B。
T2 T2 c
1 2
5. B
设圆周运动所在平面与 O 的高度为h，圆周半径为r，则 mg r mv2 解上式得：
1 tanα= = ，F = ，
F ℎ n r
n
v v2
V ²=gℎ，所以线速度 v与角度、半径无关。 ω= ，a= ，故选 B。
r r
学科网（北京）股份有限公司6. D
物块A和弹簧的机械能总和保持不变，A错；物块 A 向上滑行时，如果是压缩弹簧，其机械能一定减小，
B错；光滑斜面受物块压力，则地面对斜面体的摩擦力不为零，C错；光滑斜面受物块压力不变，则地面
对斜面体的支持力保持不变，故选 D。
7. C A选项，相对地面静止在不同高度的货物，角速度相同都等于地球的自转角速度，货物的线速度
v=rω，随着r增大线速度v增大，故 A 错误；
B选项，货物在r=R处是在地面上，除了受到万有引力还受到地面的支持力，线速度远小于第一宇宙速度，
故B错误；
C选项，图乙中图线的交点表示万有引力产生的加速度和地球自转产生的加速度相等，又同步卫星的角速
度与地球自转角速度相同，因此交点的横坐标 r₀表示同步卫星所在的轨道半径。 4π2 解
a =ω2r = r ，
0 0 T2 0
得周期
T=2π
√r
0，
故选C；
a
0
D选项，在地球极地表面 Mm 解得地球质量 设货物质量为m，在距地面高
m g =G 0， GM=g₀R²，
0 0 R2
R站点受到的支持力为F ，此时货物绕地球做匀速圆周运动有 即
N F −F =mω2 ⋅2R，
引 N
G Mm −F =mω2 ⋅2R， 解得 F = mg 0− 2mRa 0， 故D错误。
(2R) 2 N N 4 r
0
8. BD
1
A 选项，小球过 C点做平抛运动，水平位移 x=2R=v t，，竖直位移 y=R= gt2，v =√2gR，在
c 2 c
mvc2
C点，F +mg= ，解得 F =mg，故A 错；
c R C
1 1
B选项，设最低点的速度为 v，由最低点到C点动能定理： −2mgR= mv2− mv2，在最底点点，
2 c 2
学科网（北京）股份有限公司mv2
F −mg= ，解得： F =7mg，故B对；
N R N
C选项，上移A则仍可过C点，但vt增大，落到斜面上位置上移，平抛的竖直位移减小，时间减小，竖直
速度减小，小球在斜面落点处重力功率减小。
D选项，如图连接CD，设中点为 E，过E作EF 平行于OD，交 CO于F 点，由几何知识可得：
1
CF= R，EF=R，由题可知小球恰能过C 点做平抛运动则： v =√gR，当水平位移x=R=vct时，可
2 c
1 1
算得此时竖直位移 y= gt2= R，故 D正确。
2 2
9. AD
设木板A 与地面间动摩擦因数为μ，A、B之间动摩擦因数为μ，A选项A、B之间有相对滑动，对A设
1 2
运动时加速度为 解得： A正确；
a ，m a =μ (m +m )g−μ m g， a₁=3m/s₂，
1 A 1 1 A B 2 B
B选项，木板受地面摩擦力 位移 解得 所以
μ (m +m )g=8N， 2a x =v2 x =13.5m，
1 A B 1 板 0 板
W =−108J。
f
C 选项，物块受木板摩擦力μ₂m g=2 N，4物块 B 加速度为 位移
B a ，μ m g=m a ， 2a x =v2，
2 2 B B 2 2 块 0
解得 40.5m ，木板的长度为 所以
x = L=x −x =27m， Q=μ m g⋅(x −x )=54J。
块 块 板 2 B 块 板
D选项，木板的长度为 L=x −x =27m，D正确。
块 板
10. ACD
A选项、由右图结合题意可知a₀时弹簧处于原长状态，且物块A、B恰要分离，故对 AB整体有 （m +
A
解得
m ）gtan37∘=(m +m )a ， a₀=7.5m/s²；
B A B 0
B选项、当a=0时，对AB整体分析有 当 时，右图中另一纵截距的意义
(m +m )gsin37∘=kx ， a>a₀
A B 0
为 联立解得 ，故B错；
m gsin37∘=kx ， m =1kg，m =2kg，
A 1 A B
C 选项、当 时，因为物块A、B恰要分离，故对 A有 由
a₀=7.5m/s² F =m g/cos37∘=12.5N，
NA A
牛顿第三定律知 A 对斜面的压力大小为12.5 N；
学科网（北京）股份有限公司D选项、a=0.5a₀时，对B分析 解得 所以选 ACD。
m gsin37∘−F =m acos37∘， F =6N。
B AB B AB
实验题（本题共 2 小题，每空2分，共16分）
11.（8分）
（1）失重 554.4 N（553.2 N~555.6 N） 超重 （2）1.8m/s或1.9 m/s
解析：（1）当t=2s时，该同学向下加速运动，加速度竖直向下处于失重状态，当 t=8s时，该同学向下
减速加速运动，加速度竖直向上处于超重状态。当t=2s时，1 mg−N=ma⇒N=mg−ma=554.4N
（2）a-t图线与t 轴所围面积表示速度变化量，则该同学的最大速率约为1.8m/s或1.9m/s。
12.（8分）
d md2(x+L)
（1） （2）OB的长度L （3）
t 2Lt2
d
解析：（1）根据光电门工作原理，滑块与弹簧分离瞬间，滑块的速度大小 v= 。
t
（2）需测量OB的长度L，根据运动学知识，滑块在OB段运动可得 0−v²=−2aL，解得
v2 d2 又 μg 所以 d2
a= = ， a= μ= 。
2L 2Lt2 2Lgt2
（3）实验过程中，根据能量守恒定律，可知弹性势能全部转化为摩擦内能，则 Eₚₘ=f (L+x)滑块在 OB
段运动过程，由牛顿第二定律，得 f=ma，联立解得
md2(L+x)
E = 。
pm 2Lt2
计算题
13.（10分）
解：（1）设 ac与 bc 夹角为θ：mgcosθ=ma…1分
由几何关系得bc 细杆长度：l=2Rcosθ ⋯1分
1
小滑环匀加速运动： l= at2…1分
2
√4R
联立得 t= …2分
g
（2）如图建立一个与大圆相内切的等时圆，设其半径为 r：
由几何关系得：
(R−r) 2=r2+
(R) 2…2分
2
3
得 r= R…1分
8
√4r √3R
从 P 点运动到切点为最短时间，由（1）结论得： l = = …2分
min g 2g
14.（12分）
学科网（北京）股份有限公司解：（1）初始位置，A静止： 2T =m g…1分
1 A
初始位置，B静止： T +N=m g1 2…1分
1 B
末位置，B在竖直方向受力平衡： T cosθ+1.2N=m g…2分
2 B
联立得 T₂=60N…1分
l l
（2）A 上升高度乞 2ℎ = − …1分
sinθ tanθ
得h=0.1m …1分
速度关联式： v sinθ=2v …1分
B A
得 v =10m/s_…1分
B
1 1
功能关系： W = m v2 + m v2+m gℎ…2分
F 2 A A 2 B B A
联立得 W =355J…1分
F
15.（16 分）
解：（1）平抛过程：
gt
tanθ= …1分
v
0
1
ℎ
= gt2…1分
2
联立可得 h=0.45 m；…1分
v
煤块平抛后到达A点的速度为 v = 0 =5m/s…1分
1 cosθ
（2）木块匀加速： mgsinθ−μmgcosθ=ma₁，得 a₁=2m/s²…1分
则煤块匀加速运动至与皮带第一次共速过程：
v₂=v₁+a₁t₁，v₂=at₁…1分
得 t₁=0.5s，v₂=6m/s…1分
之后，传动带继续匀加速，假设煤块以a₂匀加速：
mgsinθ+μmgcosθ=ma₂
得 a₂=10m/s²<a，假设合理 ⋯1分
传动带从 v 匀加速到最大速度v，再以 v 匀速一段时间被煤块追上：
2 3 3
对传送带： v₃=at=24m/s…1分
煤块从 v 以a 匀加速到 v 过程： v −v …1分
2 2 3 t = 3 2=1.8s
2 a
2
（3）t 时间段内，煤块位移为x，传动带位移为 x：
1 1 2
1
x =v t + a t2=2.75m
1 1 1 2 1 1
1
x = at2=1.5m…1分
2 2 1
t 时间段内，煤块位移为x，传动带位移为x：
2 3 4
学科网（北京）股份有限公司v +v
x = 2 3 ⋅t =27m
3 2 2
v +v
x = 2 3 ⋅(t−t )+v (t +t −t)=29.7m…1分
4 2 1 3 1 2
t 时间段内，传动带以 v 匀速运动，煤块以 a₃匀加速，煤块位移为 x₅，传动带位移为 x₆：
3 3
mgsinθ−μmgcosθ=ma₃，得 a₃=2m/s²…1分
x₅=L−x₁−x₃=25m
1
x =v t + a t2得 t₃=1s，则 x₆=v₃⋅t₃=24m…1分
5 3 3 2 3 3
Δx=x₁−x₂+x₄−x₃+x₅−x₆=4.95m…1分
Q=μmgcosθ⋅△x=39.6J…1分
（说明：此题用 v-t 图像解决同样给分）
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