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合肥一中 2024-2025 学年第一学期高三年级教学质量检测
物理学科试卷
时长：75分钟 分值：100分
一、单项选择题（共 8题，每题 4分，共 32分。）
1、领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要，是深入理解物理学本质和培养学生科学
思维的重要途径。下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是（ ）
A．甲和乙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．丙和丁
2、2024年7月19日，我国成功发射高分十一号05卫星。如图，高分十一号05卫星和另一颗卫星a分别
沿圆轨道和椭圆轨道绕地球运行，圆轨道半径为R，椭圆轨道的近地点和远地点间的距离为2R，两轨道
位于同一平面内且A点为两轨道的一个交点，某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图，只
考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（ ）
A．在图示位置，高分十一号05卫星和卫星a的加速度大小分别为a 、a ，则a <a
1 2 1 2
B．在图示位置，两卫星的线速度大小关系为v <v
1 2
C．从图示位置开始，卫星a先运动到A点
D．高分十一号05卫星和卫星a运动到A位置时的向心加速度大小分别为a 、a ，则有a =a
n n n n
1 2 1 2
3、如图所示，在t =0时质量m=0.5kg的小球自高h=31.25m的平台上以v =5m/s的初速度水平抛
0
出，运动t =0.5s后，突然受到大小恒为5N的水平向右的风力F 作用，最后落至水平地面，不计空气阻
力，取重力加速度g =10m/s2。则以下说法正确的是（ ）
学科网（北京）股份有限公司A．小球从抛出至落地的时间大于2.5s
B．小球受到风力作用后，在落地前做匀变速曲线运动
C．从抛出至落地的过程中，小球的机械能增加400J
D．小球落地时的速度大小为25 2 m/s
4、图甲为一列简谐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，
下列说法正确的是（ ）
A．此时刻Q点向下振动
B．该简谐波沿x轴的负方向传播
C．该简谐波的传播速度为20m/s
D．从该时刻起，经过0.1s质点P沿x轴传播的路程为0.4m
5、巢湖观湖风电场是合肥市首个建成的风电项目，不仅填补了合肥市风力发电的空白，还能结合大电网
供电，在一定程度上缓解了巢湖地区日益增长的用电负荷压力，推动了当地经济和绿色清洁能源的发展。
如图所示，风力发电机的叶片半径为R。某段时间内该区域的风速大小为v，风恰好与叶片转动的圆面垂
直，已知空气的密度为ρ，风力发电机的发电效率为η，下列说法正确的是（ ）
A．单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为ρπvR2
1
B．此风力发电机发电的功率为 ρπv2R2η
2
1 1
C．若仅风速减小为原来的 ，发电的功率将减小为原来的
2 2
D．若仅风速增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的4倍
6、如图甲所示，质量为M =1.5kg、足够长的木板静止在水平面上，质量为m=0.5kg的物块静止于木
板左端，木板与地面间的动摩擦因数为µ =0.1。现用水平向右的拉力F 拉动物块，拉力大小随时间的变
1
化关系满足F =kt（k为常量），物块的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动
学科网（北京）股份有限公司摩擦力，取重力加速度g =10m/s2，则下列说法正确是（ ）
A．k =3N/s
B．物块与木板间的动摩擦因数为0.5
49
C．0∼2s时间内，水平拉力F 做的功为 J
144
4 4
D． s ∼2s时间内，木板与地面间因摩擦产生的热量为 J
3 9
7、如图所示，从圆上一点A引三条倾角不同的粗糙斜面轨道AB、AC、AD到圆周上，已知斜面的动
摩擦因数均为µ=0.75，其中AB是一条竖直面，AE是圆的直径，∠BAE =37。现将小球m从A点分
别沿AB、AC、AD三个斜面静止释放，设小球到达圆周上的速率分别为v 、v 、v ，经历的时间分别
1 2 3
为t 、t 、t ，则下列说法正确的是（ ）
1 2 3
A．v >v =v B．v >v >v C．t <t <t D．t =t =t
1 2 3 1 3 2 1 3 2 1 2 3
8、如图所示，小球A、B、C通过如图的装置静止悬挂着，其中定滑轮P与定点Q相距10L，并处于同
一高度，此时PB与水平方向的夹角为530，QB与水平方向的夹角为370，小球B、C的质量分别为
m、2m。现剪断BC间的悬绳，则下列说法错误的是（ ）（重力加速度为g，忽略一切阻力，取
sin370 =0.6，cos37 =0.8。）
学科网（北京）股份有限公司A．小球A的质量是2.4m
4
B．当小球A到达最低点时，B球的速度是 15gL
5
8
C．在剪断BC间的悬绳瞬间，小球B的加速度大小是 g
17
D．剪断BC间的悬绳后，若考虑到阻力的影响，系统会再次达到平衡，平衡后QB间悬线的张力将变小
二、多项选择题（共 2题，每题 5分，共 10分。）
9、如图甲所示，一个质量m=1kg的物块静止放置在动摩擦因数µ=0.5的粗糙水平地面O处，在水平拉
力F 作用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方
向，物块运动过程中其速度v随时间t变化规律如图乙所示，取重力加速度g =10m/s2。则（ ）
A．物块经过4s回到出发点
B．4.5s时水平力F 的瞬时功率为12W
C．0∼5s内物块所受合力的平均功率为0.9W
D．0∼5s内摩擦力对物块先做负功，后做正功，总功为零
10．如图，轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的板C相连，另一端与物体A相连。物体A置于光滑固定
斜面上，斜面的倾角θ=30。A上端连接一轻质细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连且始终与斜
面平行。开始时托住B，A静止且细线恰好伸直，在t =0时刻由静止释放B。已知物体A、B的质量均
为m，弹簧的劲度系数为k，当地重力加速度为g，B始终未与地面接触。设当t =t 时B第一次下落到
0
最低点，则从释放B到B第一次下落至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
学科网（北京）股份有限公司A．刚释放物体B时，物体A受到细线的拉力大小为mg
B．物体A到最高点时，物体A和弹簧组成的系统机械能最大
mg
C．物体A到最高点时，物体A所受合力大小为
2
t mg2
D．在t = 0 时刻，物体达到A最大速度，且最大速度为
2 2k
二、实验题（每空 2分，共 16分）
11、（6分）某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。
转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮自上而下有三层，每层左、右半径比分别是1:1、
2:1和3:1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验
时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个
小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
（1）探究向心力F 与半径r的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板________处（选填
“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上。
（2）如图所示，两钢球质量和运动半径都相同。若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2:1的塔轮上，实
验中匀速转动手柄时；得到左、右标尺露出的等分格数之比为1:4，若将皮带连接在左、右塔轮半径之比
为3:1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为________，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露
出9个等分格，则实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与________。
12、（10分）合肥一中某实验小组在学习完动量定理后，想利用验证机械能守恒定律的实验装置（如图甲
所示）验证动量定理，于是他们来到科创中心三楼实验室。该小组先用天平测量重物的质量m，再把打点
计时器固定在铁架台上，纸带下端连接重物，上端穿过限位孔后用固定在横杆上的夹子夹住。实验中，需
要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器纸带上打出一系列的点。
学科网（北京）股份有限公司（1）小组成员接通打点计时器的电源，释放重物，重复实验，从打出的纸带中选出一条理想的纸带，0是
释放点，如图乙所示，已知相邻两个点之间的时间间隔为T ，当地的重力加速度为g。在打计数点1和5
的过程中重物重力的冲量的大小I =________，重物动量改变量的大小∆P=________。（结果用m、
G
T 、g、h 、h 、h 、h 、h 或h 表示）代入测量数据后，发现I ________∆P（填“>”、“<”或
1 2 3 4 5 6 G
“=”），原因是：________。
（2）实验小组中的A同学用公式v = 2gh 和v = 2gh 分别计算计数点1和5的速度，A同学的这
1 1 5 5
种做法是________（填“正确”或“错误”）。
四、计算题（共 3题，共 42分）
13、（10分）又到了周末，合肥一中迎来大量的返校学生。一名学生拉着行李箱在水平地面行走，行李箱
的运动可看成在地面上滑行，已知行李箱的质量为m=22kg，取重力加速度g =10m/s2，
cos370 =0.8，sin370 =0.6。
（1）若该学生用如图甲所示的力拉行李箱匀速行走，已知拉力的方向与水平方向的夹角为370，大小为
100N，如果该同学想更省力，求最小拉力；
（2）若行李箱拉杆器件损坏，该同学停下来，改用如图乙所示的力推行李箱匀加速追赶前方的同学，
10s跑了25m才追上，已知推力的方向与水平方向夹角仍为37，求该推力的大小。
14、（14分）如图所示，水平轨道BC与倾角为θ=37的斜面轨道AB、螺旋状圆轨道O紧密平滑连接，
学科网（北京）股份有限公司AB长度L =10m，BC长度L =4m，圆轨道半径R=0.72m。直角斜面体MNE的竖直边ME的长
1 2
度L =3m，水平边NE的长度L =6m，M 点在C点的正下方，MC的长度L =1.2m。小物块的质量
3 4 5
为m=1kg，它与AB轨道和BC轨道的动摩擦因数相同，记为µ，圆轨道光滑。小物块在最高点A由静
止释放，沿轨道ABC运动，第一次到达C时恰好静止。空气阻力不计，取重力加速度g =10m/s2，
sin370 =0.6，cos370 =0.8。
（1）求动摩擦因数µ；
（2）小物块在A点释放的同时，对其施加一个水平向右的恒力F ，当物块沿BC运动到C点时撤去F ，
再绕圆轨道运动一周后在与C同一高度的圆轨道末端以速度v水平向右抛出。小物块在到达圆轨道末端前
不脱离轨道，求v与F 满足的关系式，并确定v的取值范围；
（3）若物块自圆轨道末端以某一初速度水平抛出，经一段时间后与过N 点的竖直墙面发生弹性碰撞，碰
撞时间忽略不计，碰撞之后物块速度的竖直分量不变，水平分量反向且大小不变，之后落于斜面MN上的
P点，已知物块从圆轨道末端运动到P点的总时间为t =0.9s，求小物块刚运动至P点时的动能。
15、（18分）如图所示，物块A、B质量分别为m =2kg，m =1kg，用轻绳相连并用劲度系数
A B
k =100N/m的轻质弹簧系住挂在天花板上静止不动。B正下方有一个半径为R=1m的四分之一光滑固
定圆弧轨道，其顶点a距离物块B的高度差h=0.8m。某时刻A、B间的绳子被剪断，然后A做周期
T =2.8s的简谐运动，B下落并从a点平滑的进入光滑固定圆弧轨道。当A第1次到达最高点时，B恰
好运动到圆弧末端，然后在圆弧末端与质量为m =0.5kg的滑块C相碰，碰后B、C结合为滑块D。
C
D平滑的滑上与圆弧末端等高的传送带，传送带的水平长度为L=1m，以v =1m/s的速度顺时针转
0
动，D与传送带间的动摩擦因数为µ=0.35。传送带右端有一等高的固定水平平台，平台上表面光滑，平
台上静止着2024个相距较近的相同物块，每个物块的质量均为m =3kg，D能够平滑地滑上平台，且
1
D与物块、相邻物块之间的碰撞均为弹性正碰（A、B、D物块均可以看作质点，取重力加速度
g =10m/s2，忽略空气阻力）。（答案可以用根号表示）
学科网（北京）股份有限公司（1）求物块A做简谐运动的振幅A；
（2）求光滑固定圆轨道对物块B的冲量大小I ；
（3）求整个运动过程中D与传送带之间因摩擦产生的热量Q。
学科网（北京）股份有限公司合肥一中 2024-2025 学年第一学期高三年级教学质量检测
物理学科试卷（参考答案）
一、选择题（共 42分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C D C A B D D BC BCD
二、实验题（每空 2分，共 16分）
11、（1）B （2）1:3；角速度的平方成正比
m
12、（1）4mgT ； ( h −h −h )；>；有空气阻力和限位孔的摩擦力（填“阻力”就给分）；
2T 6 4 2
（2）错误。
13（10分）、（1）F =44 5N （2）F′=242N
min
（1）如图所示，行李箱匀速，则有：F +Fsin370 =mg；Fcos370 = F ；
N f
F =µF 解得µ=0.5（2分）
f N
设F 与水平方向成α时，拉力最小，有：Fcosα=µ( mg−Fsinα)
得出当tanα=0.5时，F =44 5N （5分）
min
1
（2）如图所示：行李箱匀加速运动，x= at2得出：a=0.5m/s2（7分）
2
由牛顿第二定律：F' = F′sin370 +mg；F′cos370 −F' =ma；
N N
解得F′=242N（10分）
14、（14分）（1）µ=0.5（2）v2 =30F ( 6m/s≤v≤20m/s )（3）E =65J
k
（1）小物块从A到C的过程，由动能定理得：mgLsinθ−µmgLcosθ−µmgL =0
1 1 2
学科网（北京）股份有限公司代入数据得：µ=0.5（3分）
（2）施加恒力F 后，从A到C的过程，
1
由动能定理得：F ( Lcosθ+L )+mgLsinθ−µ( mgcosθ−Fsinθ) L −µmgL = mv2
1 2 1 1 2 2
代入数据得：v2 =30F （5分）
mv2
小物块在圆轨道最高点D不脱离轨道，应满足：mg ≤ D
R
1 1
从D到C的过程由机械能守恒定律得： mv2 +2mgR= mv2，解得：v≥6m/s（7分）
2 D 2
小物块不脱离斜面AB，应满足：Fsinθ≤mgcosθ，解得：v≤20m/s
所以v的取值范围为：6m/s≤v≤20m/s（8分）
综上：v2 =30F ( 6m/s≤v≤20m/s )
1
（3）P点与C点的高度差为：h= gt2 =4.05m，
2
设物块在C点初速度为v ，P点与竖直墙的水平距离为v t−L ，如图，由几何关系得：
0 0 4
L +L −h L 1
tan∠MNE = 3 5 ，已知tan∠MNE = 3 = ，解得v =7m/s（12分）
v t−L L 2 0
0 4 4
1
从C到P由动能定理得：mgh= E − mv2
k 2 0
代入数据，解得：E =65J（14分）
k
即小物块刚运动至P点时的动能为E =65J。
k
2024
33 91
15、（18分）（1）A=0.1m；（2）I = 232N⋅S；（3）Q= − ( J )
4 23
( m +m ) g
（1）初始状态下，弹簧伸长量为：∆x = A B =0.3m（1分）
1 k
m g
细绳剪断后，A处于平衡位置时，弹簧伸长量为：∆x = A =0.2m（3分）
2 k
学科网（北京）股份有限公司振幅：A=∆x −∆x =0.1m（4分）
1 2
2h
（2）物块B做自由落体运动的时间t = =0.4s，B落入a的速度v = gt =4m/s
1 g a 1
1 1
根据动能定理：m gR= m v2 − m v2，得到B在圆弧末端的速度：v=6m/s
B 2 B 2 B a
T
B在圆弧上的运动时间：t = −t 取向下为正方向，
2 2 1
竖直方向的冲量：I +m gt =−m v 解出：I =−14N⋅s（7分）
y B 2 B a y
水平方向冲量：I =m v=6N⋅s（9分）
x B
故冲量：I = 232N⋅s（10分）
1
（3）根据动量守恒：m v=( m +m ) v ，分析D第一次滑过传送带有：L=v ∆t− a∆t2
B B C D D 2
2 15
得：∆t = s，Q =µm g ( L−v ∆t )= J（11分）
7 1 D D 4
物体D滑上平台后与第一个小物块发生弹性正碰，撞前速度v =3m/s，规定向右为正方向，
D0
1 1 1
有：m v =m v +mv ； m v2 = m v2 + mv2
D D0 D D1 1 1 2 D D 0 2 D D 1 2 1 1
解得：v =−1m/s，v =2m/s（13分）
D1 1
之后小物块依次与下一个小物块发生弹性正碰，由于质量相等，速度交换，而物体D返回进入传送带，假
v2 1
设匀减速到速度为0需要：x = D1 = m< L=1m，不会滑出传送带，
1 2a 7
因此D在传送带上反向加速，以v′ =−v =1m/s（14分）
D1 D1
再次滑上平台，与第一个小物块发生弹性正碰，之后的运动具有可类比性，物体D在与小物块第一次碰后
v 4 4
在传送带上运动过程中，运动时间：t =2⋅ D1 = s 位移∆x =v t = m
3 a 7 1 0 3 7
在此过程中产生的热量为：Q′=µm g∆x =3J
D 1
同理可知，当物体D与小物块发生第k次碰撞，设碰前D的速度大小为v ，碰后D的速度大小为v ，
k−1 k
1 1 1
则有：m v =−m v +mu ， m v2 = m v2 + mu2，
D k−1 D k 1 k 2 D k−1 2 D k 2 1 k
1
得：v = v （16分）
k 3 k−1
2v 2v v
在传送带上：t = k ，∆x =v t = k 0
k µg k 0 k µg
学科网（北京）股份有限公司 n
2v 9 1
又：Q =∑µm g∆x =µm g× 0 ∑v = 1−
2 D k D µg k 2 3
2024
33 91
所以：Q=Q +Q = −
（18分）
1 2 4 23
学科网（北京）股份有限公司
