湖南省2025届高三上学期阶段检测联合考试物理试卷含答案

湖南省高三年级阶段检测联合考试
物理（答案在最后）
本试卷满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

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题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

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。

4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一、二册。

一、选择题：本题共6小题，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。

1.四个物体的位移时间图像如图所示，其中表示物体做匀速直线运动的是（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．位移-时间图线的斜率表示速度，根据题中图像可知，选项A中物体做匀速运动，选项B中物体处于静止状态，故A正确，B错误；
CD．选项C的斜率逐渐增大，物体做加速运动，选项D的斜率逐渐减小，物体做减速运动，故CD错误。

故选A。

2.如图所示，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO'的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ，若硬币与圆盘一起绕OO'轴匀速转动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则硬币的最大速度为（）
A.
gr μ B.gr
μ C.
2
gr μ D.
2
gr μ【答案】A 【解析】
【详解】当硬币的速度达到最大时，提供向心力的静摩擦力达到最大，则有
2
v mg m
r
μ=解得最大速度为
v gr
μ=故选A 。

3.如图所示，不可伸长的刚性连杆AB 、OA 可绕图中A 、B 、O 三处的转轴转动，OA 杆长为L ，小球A 以速度0v 沿逆时针方向做匀速圆周运动时，滑块B 沿直线做往复运动，当连杆AB 与水平方向的夹角为α，
AB 杆与OA 杆的夹角为β时，滑块B 的速度大小为（
）
A.
0sin cos v αβ
B.
0cos sin v αβ
C.
0cos sin v βα
D.
0sin cos v βα
【答案】D 【解析】
【详解】如图所示
小球A 和滑块B 沿杆方向的分速度相等，则有
0cos cos v v θα
=其中
cos cos(90)sin θββ
=-︒=解得滑块B 的速度大小为
0sin cos v v βα
=
故选D 。

4.如图甲所示，用一水平恒力F 拉水平桌面上的木块，木块在水平桌面上做匀速直线运动；若将此力改为方向与水平方向成θ角斜向上拉木块（F 大小不变），如图乙所示，木块仍在水平桌面上做匀速直线运动，则木块与桌面间的动摩擦因数为（
）
A.tan θ
B.
1
tan θ
C.tan
2
θ D.
1
tan
2
θ【答案】C 【解析】
【详解】对于图甲，根据受力平衡可得
F f mg
μ==对于图乙，根据受力平衡可得
cos (sin )
F f mg F θμθ'==-联立解得
tan
2
θμ=故选C 。

5.如图所示，质量为M 的均质细绳端点与水平天花板连接，在绳子中央挂了一物体P ，使得细绳中点的切线方向和端点的切线方向与竖直方向的夹角分别为α，β，则物体P 的质量为（
）
A.
tan tan tan M βαβ
- B.
tan tan tan tan M αβαβ
⋅- C.
22cos cos cos M ββα
- D.
22sin sin sin M βαβ
-【答案】A 【解析】
【详解】设细绳中点处的张力大小为1T ，细绳端点处的张力大小为2T ，则有
1cos 2mg T α=()2cos 2
M m g
T β+=
12sin sin T T αβ
=解得
tan tan tan M m βαβ
=
-故选A 。

6.质量为m 、长为L 的均质软绳一部分平直放在足够高的桌面上，一部分自然下垂，恰好能保持平衡，由于微小晃动，软绳由静止开始滑下。

已知软绳与桌面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，桌面边缘处光滑，重力加速度大小为g ，下列说法正确的是（
）
A.起初下垂部分的软绳长度为
1L
μ
+B.起初放在桌面上的软绳长度为
1L μμ
+
C.软绳与桌面间的最大摩擦力为
21mg
μμ
+D.
【答案】D 【解析】
【详解】AB ．设软绳下垂部分的长度为x ，其质量为
x
m L
，有x L x mg mg L L
μ-=解得
1L
x μμ
=
+起初放在桌面上的软绳长度为
1L L x μ
-=
+故AB 错误；
C ．软绳与桌面间的最大静摩擦力为
max
11L
mg f mg L μμ
μμ
+==
+故C 错误；
D ．设软绳离开桌面时的速度大小为v ，根据动能定理有
()2f 121112L L mg W mv μμμμ
⎡⎤+-=⎢+++⎢⎥⎣⎦其中
()
f 2
21mgL W μμ=
+
联立解得
v =
故D 正确。

故选D 。

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。

全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7.某人在地面上用电子秤称得其质量为50kg ，他将电子秤移至电梯内，站在电子秤上启动电梯并开始计时，0~4s 内，电子秤的示数如图所示，取重力加速度大小210m /s g =，关于此过程，下列说法正确的是（
）
A.电梯始终向下运动
B.电梯可能向上运动
C.人的最大速度为2m/s
D.电梯运动的距离为3m 【答案】AD 【解析】
【详解】AB ．启动电梯并开始计时，由题图可知，0~1s 内，人处于失重状态，有向下的加速度，电梯向下加速运动；1~3s 内，人处于匀速运动状态，电梯向下匀速运动；3~4s 内，人处于超重状态，有向上的加速度，电梯向下减速运动；综上可知，电梯始终向下运动，故A 正确，B 错误；C ．0~1s 内，根据牛顿第二定律可得
11
mg N ma -=解得
2
11m /s a =在1s t =时，人的速度大小为
1111m /s
v a t ==可知人的最大速度为1m /s ，故C 错误；
D ．根据对称性可知，电梯向下加速和向下减速运动的距离相等，均为
2
131110.5m 2
x x a t ==
=电梯向下匀速运动的距离为
2122m
x v t ==则电梯向下运动的距离为
1233m
x x x x =++=故D 正确。

故选AD 。

8.天文学家最新发现的开普勒22b 行星的直径约为地球直径的2.4倍，平均气温为20多摄氏度，是可能存在外星生命的星球之一。

已知地球表面的重力加速度大小为g ，开普勒22b 行星表面的重力加速度大小为g '，地球及开普勒22b 行星均可看作均质球体，忽略地球及开普勒22b 行星的自转，下列说法正确的是（）
A.开普勒22b 行星与地球的第一宇宙速度之比为
B.开普勒22b
C.开普勒22b 行星与地球的质量之比为
2.4:1g g
'
D.开普勒22b 行星与地球的密度之比为
:12.4g g
'
【答案】ABD 【解析】
【详解】A ．根据万有引力提供向心力有
22Mm v G m R R
=解得
v =
所以开普勒22b ，故A 正确；
B ．根据2R
T
v
π=
结合A 选项分析可知开普勒22b ，故B
C ．根据
2
Mm
G
mg R =可得
G
gR M 2
=
可得开普勒22b 行星与地球的质量之比为
22.4:1g g
'
，故C 错误；D ．根据球体体积公式343
V R π=
可得开普勒22b 行星与地球的体积之比为32.4:1，密度m
V ρ=，结合C
选项分析可知开普勒22b 行星与地球的密度之比为
:12.4g g
'
，故D 正确。

故选ABD 。

9.一辆玩具赛车在水平直跑道上由静止开始恒功率启动，赛车速度的倒数
1
v
和加速度a 的关系如图所示，已知赛车在跑道上运动时受到的阻力大小恒为20N ，赛车从起点到终点所用的时间为8s ，赛车到达终点前已达到最大速度，下列说法正确的是（
）
A.赛车的最大速度为8m/s
B.赛车的功率为200W
C.赛车的质量为20kg
D.跑道上起点到终点的距离为55m 【答案】BD 【解析】
【详解】A ．根据题图可知,赛车的最大速度为10m/s ，故A 错误；BC ．赛车做加速度不断减小的加速运动，有
P Fv =，F f ma
-=
1ma f v P P
=+结合图像
0.50.18m P -=0.1f
P
=解得
200W P =，10kg
m =故B 正确，C 错误；D ．根据动能定理有
2
max 102
Pt fx mv -=
-解得
55m
x =故D 正确。

故选BD 。

10.小球A 、B 分别用长度为L A 、L B （L A <L B ）的两根轻质细绳悬挂在同一水平天花板上，平衡时小球A 、B 之间的轻质细绳恰好水平，如图所示。

现烧断小球A 、B 之间的细绳，两小球在摆动过程中的最大动能分别记为E kA 、E kB ，两根细绳中的最大张力分别记为T A 、T B ，下列判断正确的是（
）
A.E kA <E kB
B.E kA >E kB
C.T A <T B
D.T A >T B
【答案】AD 【解析】
【详解】AB ．设平衡时连接小球的细绳与竖直方向的夹角为θ，小球距天花板的高度为h ，连接小球的细绳中的张力为T ，有
k (
)cos h
E mg h θ
=-，tan mg T θ=解得
k 11(
)sin tan E Th θθ
=-变形可得
k (1cos )tan
sin 2
Th E Th θθ
θ-=
=显然k E 在区间（0，
2
π
）上为增函数，图中12θθ<，故有kA kB E E <，故A 正确，B 错误；CD ．小球在最低点时细绳中的张力最大，根据牛顿第二定律可得
2m
m cos v T mg m
h θ
-=则有
()()
2
m 3cos 2cos 21cos cos tan sin sin T T T
T θθθθθθθ
--=+=
对m T 求导可得
()
223m 2232cos 1sin 34cos sin 2cos sin sin T T T
θθθθθθθ
-++-++'==令
()
22cos 1sin y θθ
=+则
(
)(
)
(
)(
)22222
2
2
3
2cos 1sin 1sin 128
4cos 1sin 1sin 2[
]
93
27
y θθθ
θθθ++++=++≤⋅=
<因此m
T '恒小于0，细绳中的张力m T 为减函数，故有A B T T >，故C 错误，D 正确。

故选AD。

三、非选择题：共56分。

11.如图甲所示，
一轻弹簧一端固定于深度0.5m h =的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），实验只能测量出筒外弹簧的长度l ，现要测出弹簧的原长0l 和弹簧的劲度系数k ，实验小组的同学将小筒水平固定在桌面上，通过改变所挂钩码的个数来改变l ，作出的F l -图线为如图乙所示的直线，试回答下列
问题：
（1）弹簧的劲度系数k =________N/m 。

（2）弹簧的原长0l =________m 。

（3）该实验说明________________________。

【答案】（1）50（2）0.3
（3）见解析【解析】【小问1详解】根据胡克定律可得
0()
F k l h l =+-可得
0()
F kl k h l =+-可知弹簧的劲度系数为
23010
N /m 50N /m 4010
F k l -∆-=
==∆⨯【小问2详解】
根据胡克定律可得
0()
F k l h l =+-由题图可知，当0l =时，10N F =，代入可得
010
0.5m m 0.3m 50
F l h k =-
=-=【小问3详解】
该实验说明在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。

12.某同学欲测定滑块与长木板间的动摩擦因数μ。

他将长木板左端垫高并固定，如图所示，在长木板上固定两个光电门，将带遮光条的滑块从木板上方某处由静止释放，滑块沿长木板向下做加速运动，依次通过
光电门1、2，记录遮光条通过光电门1、2的时间1t ∆、2t ∆，遮光条的宽度为d ，光电门1、2间的距离为
L ，长木板的倾角为θ，重力加速度大小为g。

回答下列问题：
（1）遮光条通过光电门1时的速度大小1v =________。

（2）遮光条通过光电门2时的速度大小2=v ________。

（3）滑块在长木板上滑行时的加速度大小a =________。

（4）滑块与长木板间的动摩擦因数μ=________。

【答案】（1）
1
∆d
t （2）
2
d t ∆（3）22221()()112d L t t ⎡⎤
-⎢∆∆⎣⎦（4）2
2
22
111t o ((an 2c s ))d gL t t θθ
⎡⎤
-
-⎢∆∆⎣⎦【解析】【小问1详解】
遮光条通过光电门1时的速度大小为
11
d
v t =
∆【小问2详解】
遮光条通过光电门2时的速度大小为
22
d v t =
∆【小问3详解】
根据运动学公式可得
2
2
212aL v v =-联立可得滑块在长木板上滑行时的加速度大小为
222211()(12)d a L t t ⎡⎤=-⎢∆∆⎣⎦
【小问4详解】
设滑块与遮光条的总质量为m ，根据牛顿第二定律可得
sin cos mg mg ma
θμθ-=联立可得滑块与长木板间的动摩擦因数为
2
222111(tan 2c )os ()d gL t t μθθ
⎡⎤
=-
-⎢⎥
∆∆⎣⎦
13.在平直的公路上一辆汽车和一辆摩托车同向匀速行驶，汽车的速度大小120m /s v =，摩托车的速度大小210m /s v =。

在两车并排时因前方出现交通事故而同时开始刹车，刹车过程中两车均做匀减速直线运动，最终又并排停在一起，已知汽车减速时的加速度大小2
15m /s a =，求：（1）摩托车减速时的加速度大小2a ；
（2）此过程中两车头沿运动方向的最大距离d 。

【答案】（1）21.25m /s （2）
40
m 3
【解析】【小问1详解】
设两车的减速距离为s ，根据匀变速直线运动位移速度公式可得
21102v a s
-=-2
2202v a s
-=-解得摩托车减速时的加速度大小
2
2 1.25m /s a =【小问2详解】
两车的速度相等时，两车头沿运动方向的距离最大，设经过时间t 两车的速度相等，则有
1122v v a t v a t
=-=-共
解得
8s 3t =，20m /s 3
v =共则此过程中两车头沿运动方向的最大距离为
12122010840
m m 2
2
2233
v v v v v v d t t t ++--=
-
=
=⨯=共
共
14.如图所示，足够长的固定水平直杆上穿有一个质量0.2kg m =、直径略大于杆截面直径的小环，现让小环以06m /s v =的初速度由A 向B 运动的同时，对小环施加一个竖直向下的恒力F （图中未画出），经
1s t ∆=后，仅将力F 反向而大小不变，经过同样的一段时间后，小环刚好静止。

已知小环与直杆间的动摩
擦因数0.2μ=，取重力加速度大小210m /s g =，求：
（1）恒力F 的大小；
（2）小环沿直杆运动的距离L 。

【答案】（1）3N F =（2）4m L =【解析】【小问1详解】若F mg <，则有
()()0
ΔΔmg F mg F t t v m m
μμ+-+=则出现矛盾，即F mg >，有
()()
ΔΔmg F F mg t t v m m
μμ+-+=解得
3N
F =【小问2详解】
设第1s 内小环的加速度大小为1a ，第2s 内小环的加速度大小为2a ，有
()1mg F a m
μ+=
()2F mg a m
μ-=
()()
22
01211ΔΔΔ22
L v t a t a t =-+解得
4m
L =15.如图所示，轻质细绳一端固定在O 点，另一端连接质量0.5kg m =、可视为质点的小球，右下侧有一沿竖直方向固定的光滑轨道，其中MNP 是半径5
m 6
R =
、圆心角为143θ=︒的圆弧轨道，PQ 为半径可调的1
4
圆轨道，将细绳拉至水平后由静止释放小球，小球到达O 点正下方的A 点时，细绳恰好断裂，小球沿水平方向抛出，以5m /s M v =的速度由M 点无碰撞地进入轨道，沿轨道运动到Q 点水平飞出后不能落到MN 上，不计一切阻力，取重力加速度大小210m /s g =，sin 0.6θ=。

求：
（1）细绳的长度l ；（2）
1
4
圆轨道PQ 的半径r 的取值范围；（3）在（2）中范围内，小球对轨道的最大压力max F 。

【答案】（1）0.45m （2）0.3m 0.5m r <<（3）25N 【解析】【小问1详解】
设细绳断裂时小球的速度大小为A v ，根据动能定理可得
212
A mgl mv =
以5m /s M v =的速度由M 点无碰撞地进入轨道，则有
cos(90)cos533m /s
A M M v v v θ=-︒=︒=联立解得
0.45m
l =【小问2详解】
设小球经过Q 点时的速度大小为Q v ，且恰好能落到M 点，则有
[]2211cos(90)22Q M mg r R mv θ-+-︒=
-2
1
cos(90)2
r R gt θ'+-︒=[]1sin(90)Q t R r v θ+-︒-'
=解得
10.3m r =，20.5m
r =当20.5m r =时，解得
/s Q v ==分析可知，当0.5m r >时，小球不能沿轨道运动到Q 点；当0.3m r <时，小球会落到MN 上，所以14
圆轨道PQ 的半径r 满足的条件为
0.3m 0.5m
r <<【小问3详解】
小球对轨道压力的极值出现在N 、P 两点，设小球经过N 点时的速度大小为N v ，小球经过P 点时的速度大小为P v ，r 越小，小球经过P 点时对轨道的压力越大，有
[]22111cos(90)22
N M mgR mv θ--︒=
-22
1122
P N
mgR mv mv --=解得
/s N v =
，/s P v =根据牛顿第二定律可得
20.51525N
0.3
P P mv F r ⨯===295
0.53N 0.510N 24N
56
N
N F R
mv
mg ⨯=
+=+⨯=比较可知
max 25N
F =。