高三试卷物理-普通高等学校招生全国统一考试2024届高三11月调研测试物理试卷及参考答案

11月调研测试卷
物2024年普通高中学业水平选择性考试
理
物理测试卷共4页，满分100分。

考试时间75分钟。

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.如题1图所示，一顾客在商场倾斜自动扶梯上随扶梯一起做匀速直线运动，则该顾客对扶梯的作用力方向A.竖直向上B.竖直向下C.水平向左D.水平向右
2.2023年10月3日，在杭州亚运会蹦床项目男子决赛中，中国选手严浪宇以59.850分的总成绩摘得金牌。

如题2图所示，某运动员在一次比赛中，从离开蹦床竖直上升到下降落回蹦床前的过程中，该运动员所受空气阻力不能忽略，则其机械能A.一直减少B.一直增加C.先减少后增加D.先增加后减少
3.牛顿时代，人们在对物体间引力作用的研究中认识到，月球与地球间的作用力和地球对树上苹果的吸引力是同种性质的力。

已知月球中心与地球中心的间距为r ，地球(视为均匀球体)半径为R ，月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a ，苹果在地球表面自由下落的加速度大小为g ，忽略地球自转，则a g
为A.r 2
R 2
B.
r 3
R 3C.
R 2r 2
D.
R 3r 3
4.“时空之旅”飞车表演时，演员骑着摩托车，在球形金属网内壁上下盘旋，令人惊叹不已。

摩托车沿竖直轨道做圆周运动的过程可简化为一质量为m 的小球在固定的竖直光滑圆形轨道内运动。

已知该圆形轨道半径为R ，重力加速度为g ，不计空气阻力，小球可视为质点，要使小球能在竖直面内做完整圆周运动，小球在轨道最低位置的速度大小可能为A.gR
B.2gR
C.2gR
D.6gR
5.近年来，重庆铁路交通具有了越来越多的线路，为人们出行带来极大便利。

如题5图所示，某旅客静止站
在某车站候车时，一动车匀减速从其旁经过，该旅客记录了相邻两节车厢先后经过其旁边的时间分别为t₁
和t₂,已知该动车每节车厢的长度均为L，则该动车的加速度大小为
6.无人机有着广泛应用。

某无人机(可视为质点)从水平地面由静止开始竖直向上运动，其加速度a与距地面高
度h之间的关系如题6图所示。

设该无人机在该水平地面时重力势能为零，重力加速度为g，若该无人机质
量为m，则其在距地高h₂时的机械能为
A.ma₀h₂
B.
C.m a₀+g h₂
D.m+g h2
7.现代生活环境中，一些地方常设置有广告牌，大风对广告牌的安全影响值得关注。

若某广告牌的横截面积
为S，空气密度为ρ，设定大风以速度υ迎面垂直吹向该广告牌的末速度变为零，则大风对该广告牌的平均作用力大小为
A.ρSv22
B.ρSv²
C.2ρSv²
D.4ρSv²
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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。

8.我国多地有在端午节举行龙舟赛事的习俗，如题8图1所示。

在某地某次直道竞速赛中，起点到终点的直
线距离为d，甲、乙两龙舟从同一起点同时出发后的位移x与时间t的关系图像如题8图2所示，则
A.t₀时刻,甲追上乙
B.t₀时刻,乙追上甲
C.比赛全程，平均速度v
>v乙
甲
D.比赛全程，平均速度v
<v乙
甲
9.如题9图所示，甲、乙两物块通过轻弹簧连接，置于箱丙内水平底板上，箱丙通过轻绳与天花板连接，整
个装置处于静止状态。

甲、乙、丙质量分别为m、2m、3m，重力加速度为g，则箱丙与天花板间轻绳
断裂后瞬间，下列说法正确的是
A.加速度大小a
甲=g B.加速度大小a甲=1.5g
C.甲对丙的弹力大小为1.5mg
D.甲对丙的弹力大小为3mg
10.如题10图所示，P、Q两环质量均为m，P环套在固定竖直杆上，Q环套在固定水平直杆上，两直杆分离不
接触，两直杆间的距离忽略不计且均足够长，P、Q两环通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接。

初始时轻杆
竖直，整个装置处于静止状态；现对Q环施以微扰，使P环由静止开始下滑，Q环开始沿水平直杆向右运动，不计一切摩擦，P、Q两环均视为质点，重力加速度为g。

在整个运动过程中，下列说法正确的是
A.P环的最大速率为2gL
B.P环的最大速率为
C.Q环的最大速率为2gL
D.Q环的最大速率为
三、非选择题：本题共5小题，共57分。

11.(7分)
用一根弹簧做“探究弹簧长度与弹力大小关系”的实验。

(1)用如题11图1所示装置测定该弹簧的劲度系数，挂钩码时(选填“能”“不能”)超过弹簧的弹
性限度。

(2)改变所挂钩码个数，测出多组数据并绘成如题11图2所示的弹簧弹力F与弹簧总长度l的关系图像，
则该弹簧的原长为，其劲度系数为。

12.(9分)
某学习小组测量某住宅楼高度，设定小钢球在下落过程中所受空气阻力大小恒定。

(1)首先将该小钢球从如题12图所示高度由静止开始释放，测得其下落时间
为t₁,下落高度h=m。

(2)将该小钢球从该住宅楼楼顶处由静止开始释放，测得其下落时间为t₂，则
该住宅楼高度H=(用已知物理量符号表示)。

(3)这样测量(选填“需要”“不需要”)知道当地重力加速度。

(4)若已知当地重力加速度为g，要知道该小钢球从该住宅楼楼顶处由静止开始下落过程中克服空气阻力做
的功W，还需测得的一个物理量是(填物理量名称及符号)，W=(用已知物理量符号表示)。

13.(10分)
已知某标准乒乓球台台面长l，球网高h。

如题13图所示，在某次乒乓球比赛接球过程中，一中学生从己方台面边缘中点正上方距台面高H处，将乒乓球水平垂直球网拍出，乒乓球能直接落到对方台面上，不计空气阻力，乒乓球可视为质点，重力加速度为g。

求：
(1)乒乓球从拍出到第一次落到对方台面上所经过的时间；
(2)乒乓球拍出后瞬时的速度大小范围。

14.(13分)
某卫星的发射过程如题14图所示：该卫星从地面发射后，先成为地球的近地卫星，在半径为R₁的近地轨道Ⅰ上做速率为v₁的匀速圆周运动，然后从A点经椭圆轨道Ⅱ到达B点，由B点进入半径为R₂的预定圆轨道Ⅲ，忽略卫星在发射过程中的质量损失及其他天体的影响。

(1)求该卫星在圆轨道Ⅲ上做匀速圆周运动的速率；
(2)求该卫星从A点经椭圆轨道Ⅱ第一次到达B点所经过的时间t；
(3)设定卫星与地球系统的引力势能E p=−GMm r(式中G为引力常量，M为地球质量，m为卫星质量，r为
卫星到地心的距离)，求该卫星在圆轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上分别做匀速圆周运动的机械能的差值ΔE(用m、v₁、R₁、R₂表示)。

15.(18分)
如题15图所示，质量为m、左右两竖直槽壁相距d=0.4m的凹槽B静置于足够长的光滑水平地面上，一质量也为m的小物块C静置于凹槽B内右槽壁处，凹槽B上表面水平，物块C与凹槽B间动摩擦因数μ=0.1。

一质量为π/4的小球A从距凹槽B左槽壁1.2m处，以速度v₀=12m/s水平向右朝向凹槽B运动，以后的所有碰撞过程中都没有能量损失，碰撞时间均不计，小球A和物块C均视为质点，凹
槽B两槽壁宽度及空气阻力不计，g取10m/s²。

求：
(1)小球A运动至凹槽B左槽壁处所经过的时间；
(2)小球A与凹槽B左槽壁碰撞后瞬时，小球A、凹槽B及物块C各自的速度；
(3)从凹槽B开始运动到其通过8m位移所经过的时间。

1～7BACDADB 8A 2024年普通高中学业水平选择性考试11月调研测试卷
物理参考答案
C
9BC
10BC
解析：
1．B。

顾客受扶梯的作用力方向竖直向上，顾客对扶梯的作用力方向竖直向下，选项B 正确。

2．A。

空气阻力做负功，该运动员的机械能一直减少，选项A 正确。

3．C。

设地球质量为M ，则a m r Mm G 月月
=2，g m R Mm G
苹苹=2
，所以22r R g a =，选项C 正确。

4．D。

设小球在轨道最高位置速度大小为v 1，轨道最低位置速度大小为v 2，要使小球能在竖直面内做完整圆周运
动，在轨道最高位置满足mg ≤R m 2
1v ，在轨道最低位置满足2
1
222
1221v v m R mg m +⋅=，联立可得2v ≥gR 5，选项D 正确。

5．A。

设动车的加速度大小为a ，则)t (t t t )
t L(t t t t L t L a 122112212122
+-=
+-
=，选项A 正确。

6．D。

该无人机在距地高h 2时，其重力势能2p mgh E =，由a -h 图像知其动能2
22212120202k h a m h a m m E =⋅⋅==
v ，故其机械能20
k p )2
(
h g a m E E E ＋=+=，选项D 正确。

7．B。

在时间t ∆内，吹向该广告牌的空气质量t S m ∆⋅=∆v ρ，对大风由动量定理有v m t F ∆-=∆-0，由牛顿第三
定律可得，大风对该广告牌的平均作用力大小2v S F F ρ=='，选项B 正确。

8．AC。

由x -t 图像可知，t 0时刻，甲追上乙，选项A 正确，选项B 错误；比赛全程，平均速度甲v ＞乙v ，选项C
正确，选项D 错误。

9．BC。

由分析知，箱丙与天花板间轻绳断裂后瞬间，乙的加速度为零，甲、丙二者加速度相同，对甲、丙整体
进行受力分析，由牛顿第二定律有甲ma mg mg mg 423=++，得g a 5.1=甲，选项B 正确，选项A 错误；设甲对丙的弹力大小为F N ，对丙有甲ma F mg 33N =+，解得mg F 5.1N =，选项C 正确，选项D 错误。

10.BC。

由分析知，对Q 环施以微扰，P 环沿竖直杆向下先加速、后减速，当P 环到达最低位置时速度减为零，
此时Q 环速度最大，对P 、Q 两环整体有2
Qm
2
12v m L mg =
⋅，得gL 2=Qm v ，选项C 正确，选项D 错误；当P 环下滑至轻杆与竖直杆夹角为θ时，设P 环速度大小为P v ，Q 环速度大小为Q v ，如答图1所示，P 、Q 两环沿轻杆方向的分速度大小相等，有θθsin cos Q P v v =，对P 、Q 两环整体有2
Q
2P 2
121)cos 1(v v m m mgL +=
-θ，联立可得答图1
P
Q
L O
θ
θ'
L
L
Q
v P
v Q
v 'P
v '
)cos 1)(cos 1(2sin )cos 1(2222P θθθθ--=-=gL gL v ，其中0≤θ≤180°，－1≤cos θ≤1，令θcos =x ，对函
数)1(2)1)(1(2)(232+--=--=x x x gL x x gL x f 求导，有)1)(13(2)123(2)(2-+=--='x x gL x x gL x f ，由分析知，当31-
=x 时，)(x f 有最大值，即当31cos -=θ时，2764)31(1311(222
Pm gL gL =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+=v ，故P 环的最大速率9
38Pm gL
=
v ，选项B 正确，选项A 错误。

11.（7分）（1）不能（2分）（2）a （2分）a
b c
-（3分）解析：
（2）设该弹簧的劲度系数为k 、原长为0l ，由胡克定律x k F ∆=得)(0l l k F -=，由F -l 的关系图像知，0=F 时，
对应该弹簧的原长a l =0，又)(0l b k c -=，解得a
b c
k -=。

12.（9分）
（1）0.8085（0.8082～0.8088均可）（1分）
（2）h t t 21
2
2
（2分）
（3）不需要（2分）（4）小钢球的质量m （2分）h t t t h g m 21
2
2
21)2(-（2分）
解析：
（1）由图知m 8085.0cm 85.80==h 。

（2）设小钢球在下落过程中加速度大小为a ，2121at h =，2221at H =，解得h t t H 21
2
2
=。

（4）设小钢球从该住宅楼楼顶由静止开始下落过程中，所受空气阻力大小为f ，由牛顿第二定律有ma f mg =-，
小钢球克服空气阻力做功fH W =，又2121at h =，h t t H 2122=，联立可得h t t t h g m W 21
2
2
21)2(-=；故要知道W ，还
需测得的一个物理量是小钢球的质量m 。

13.（10分）
解：（1）设乒乓球从拍出到第一次落到对方台面上所经过的时间为t 1
2
12
1gt H =
（2分）
，得：g
H
t 21=（2分）（2）设乒乓球刚好落到对方台面边缘中点时，乒乓球拍出后瞬时速度大小为v 1
水平方向有：11t l v =，解得：H
g
l
21=v （2分）
设乒乓球刚好擦网飞落到对方台面上时，乒乓球拍出后瞬时速度大小为v 2，从拍出到擦网历时t 2竖直方向有：2221gt h H =
-；水平方向有：222
t l
v =联立可得：)
(222h H g
l -=
v （2分）
乒乓球能直接落到对方台面上，故拍出后瞬时的速度大小v 满足2v ≤v ≤1v 解得：
)(22h H g l -≤v ≤H
g l 2（2分）
14.（13分）
解：（1）设该卫星在圆轨道Ⅲ上做匀速圆周运动的速率为v 2
由万有引力定律有：12121R m R Mm G v =①，2
2
2
22R m R Mm G v =②，解得：12
1
2v v R R =
（4分）（2）由题知，椭圆轨道Ⅱ的半长轴2
2
1R R a +=
③由开普勒第三定律可得：2
3
2113
1)2(π2t a R R =⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛v ④（2分）联立③④解得：1
2
112122)(πR R R R R t ++=
v （2分）（3）从轨道Ⅰ到圆轨道Ⅲ，该卫星在圆轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上分别做匀速圆周运动的
引力势能的差值2
1pI pIII p R GMm
R GMm E E E -=∆－＝⑤（1分）动能的差值2
1
22kI kIII k 2
121v v m m E E E -=
∆－＝⑥（1分）机械能的差值k p E E E ∆+∆=∆⑦
联立①②⑤⑥⑦解得：2
21
122)(R m R R E v -=∆（3分）
15.（18分）
解：（1）小球A 运动至凹槽B 左槽壁处所经过的时间s 1.0s 12
2
.10===
v L t （2分）（2）由分析知，小球A 与凹槽B 左槽壁碰撞后瞬时，物块C 速度为零，即0C =v （1分）
设小球A 与凹槽B 左槽壁碰撞后瞬时，小球A 速度为A v ，凹槽B 速度为B v 以水平向右为正方向，对小球A 与凹槽B 整体有：B A 044v v v m m m +=，2
B
2A 2021421421v v v m m m +⋅=⋅（2分）解得：m/s 5
36
530A -=-=v v ，方向水平向左（2分）
m/s 5
24520B ==
v v ，方向水平向右（2分）
（3）由分析知，凹槽B 和物块C 最终将共速、一起向右做匀速直线运动，设共同速度为共
v 由动量守恒定律有：共v v m m 2B =，5
20
B v v v =
=
共（1分）设从凹槽B 开始运动到二者共速过程中，物块C 在凹槽B 内通过的相对总路程为x
∆有：2
2B 22121共v v m m x mg ⋅-=∆μ，解得：d g
x 4.14252
0==
∆μv （2分）由此可知，整个运动过程中，凹槽B 和物块C 将碰撞14次
从小球A 与凹槽B 碰撞后瞬时到凹槽B 和物块C 第1次碰撞前瞬时的过程中，物块C 向右做匀加速直线运动，凹槽B 向右做匀减速直线运动，且二者加速度大小相等，即：2C B m/s 1===g a a μ该过程中，凹槽B 和物块C 的相对位移为d
x x =-C1B1设凹槽B 和物块C 第1次碰撞前瞬时，凹槽B 速度大小为B1v ，物块C 速度大小为C1v ，第1次碰撞后瞬时，凹槽B 速度为B1v '，物块C 速度为C1
v '第1次碰撞过程中，有：C1B1C1B1v v v v m m m m +='+'，2
C12B12C12B121212121v v v v m m m m +='+
'解得：C1B1v v ='，B1
C1v v ='由此可以判断，每次碰撞后瞬时，凹槽B 和物块C 的速度都将交换
第1次碰撞后瞬时到第2次碰撞前瞬时，凹槽B 向右匀加速，物块C 向右匀减速，加速度大小仍为g μ该过程中：d x x =-B2C2同理可知，
第2次碰撞后瞬时到第3次碰撞前瞬时：d x x =-C3B3第3次碰撞后瞬时到第4次碰撞前瞬时：d x x =-B4C4……
第13次碰撞后瞬时到第14次碰撞前瞬时：d x x =-B14C14第14次碰撞后瞬时到二者共速：d
d x x x 4.014C15B15=-∆=-在凹槽B 开始运动后的整个运动过程中，作出凹槽B 和物块C 的v -t 图像如答图2所示
由图像知，从凹槽B 开始运动到二者共速过程中，总历时：s 4.250
===g g t μμv v 共（2分）凹槽B 通过的位移为：
8m m 84.5750372)(2
B B ＜共=-=-+=d g
d t x μv v v （2分）
故从二者共速到凹槽B 的总位移达到8m =x 的过程中，
凹槽B 和物块C 还将一起运动的时间为s 9.0B
=-='共
v x x t （1分）
因此，从凹槽B 开始运动到其通过8m 位移所经过的时间s 3.3='+=t t t 总（1分）
B v v 共。