湖北省沙市2024-2025学年高三上学期9月月考试题 物理含解析

2024—2025学年度上学期2022级9月月考物理试卷（答案在最后）
命题人：
考试时间：2024年9月25日
一、单选题
1．我国发射的“嫦娥”系列月球探测器，在着陆器和月球车内均安置有钚-238，以确保仪器仓内温
度不会很低，让搭载的仪器安然度过月夜，成为仪器的“暖宝宝”。

23894Pu 可以通过以下过程得到：
23822381921930U H Np n k +→+，2382389394Np X Pu →+，则下列说法正确的是（）
A ．k =1，X 为质子
B ．k =2，X 为电子
C ．k =1，X 为电子
D ．k =2，X 为质子
2．如图，为一质点从t =0起做初速度为零的匀加速直线运动的位移－时间
图象，图中虚线为经过t =4s 时图线上该点的切线，交时间轴于t =2s 处，
由此可知该质点在4末的速度和加速度大小分别为（）
A ．13m/s ，34m/s 2
B ．13m/s ，32m/s 2
C ．3m/s ，34m/s 2
D ．3m/s ，32m/s 23．利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，
砚台始终静止在水平桌面上。

当墨条的速度方向水平向左时，（）
A ．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B ．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C ．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D ．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力4．为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客
的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所
示．当此车加速上坡时，盘腿坐在座椅上的一位乘客()
A ．处于失重状态
B ．不受摩擦力的作用
C ．所受力的合力竖直向上
D ．受到向前（水平向右）的摩擦力作用
5．如图所示，某同学打水漂，从离水面1.25m 处以53m /s 的初速度水平掷出一枚石块。

若石块每次与水面接触速率损失50%，弹跳速度与水面的夹角都是30︒，当速度小于1m /s 就会落水。

已知210m /s g =，1
sin302︒=，3cos302
=°不计空气阻力，假设石块始终在同一竖直面内运动，则下列说法错误．．
的是（）
A ．第一次与水面接触后，弹跳速度为5m/s
B ．第一个接触点与第二个接触点之间距离为
53m 4C ．水面上一共出现5个接触点
D ．落水处离人掷出点的水平距离为2653m 646．中国计划2023年5月发射天舟六号货运飞船和神舟十六号载人飞船，并形成三舱三船组合体，此次任务将上行航天员驻留和消耗物资、维修备件、推进剂和应用任务载荷样品，并下行在轨
废弃物。

飞船发射后会在停泊轨道（Ⅰ）上进行数据确认，后择机经转移轨道（Ⅱ）完成与中国空间站的交会对接，其变轨过程可简化如图所示，已知停泊轨道半径近似为地球半径R ，中国空间站轨道距地面的平均高度为h ，飞船在停泊轨道上的周期为1T ，则（）
A ．飞船在停泊轨道上的速度小于在空间站轨道上运行的速度
B ．飞船应提前31122T h R ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
时间于P 点点火加速进而在Q 点完成交会对接C ．因为飞船在P 点加速进入转移轨道后，由P 点到Q 点的过程中速度越来越大D ．中国空间站的物品或宇航员可以漂浮，说明此时地球对他们的引力消失了7．如图，质量为m 的长木板静止在粗糙的水平地面上，质量为3m 且可视为质点的物块以水平向右的初速度0v 从左端冲上木板，最终两者均静止且物块仍在木板上。

物块与木板间的动摩擦因数为1μ，木板与地面间的动摩擦因数为2μ。

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g 。

下列判断正确的是（）
A ．若12 1.2μμ=，则木板长度至少为2022v g
μB ．若122μμ=，则木板长度至少为2024v g μC ．若122μμ=，则在整个运动过程中，木板运动的总时间为02v g
μD ．若122μμ=，则在整个运动过程中，地面与木板间因摩擦产生的热量为2034
mv 二、多选题
8．现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面ABC
为直角三角形，∠ACB =30°。

现有一条光线沿着截面从AC 边上的O
点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC 边发生全反射，垂直AB
边射出。

已知CO =13AC =L ，下列说法正确的是（）A ．光线在AC 边的折射角为30°B ．该透明玻璃的折射率为2C ．该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°D ．光线在BC 边的入射角为30°9．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其
运动轨迹如图中虚线所示，由M 运动到N ，以下说法正确的是（）
A ．粒子必定带正电
B ．粒子在M 点的动能小于在N 点的动能
C ．粒子在M 点的加速度大于它在N 点的加速度
D ．粒子在M 点的电势能小于在N 点的电势能
10．如图所示，挡板P 固定在倾角为30o 的斜面左下端，斜面右上端M 与半径为R 的圆弧轨道MN
连接其圆心O 在斜面的延长线上。

M 点有一光滑轻质小滑轮，60MON ∠= 。

质量均为m 的小物块B 、C 由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C 紧靠在挡板P 处，物块B 用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m 、大小可忽略的小球A 相连，初始时刻小球A 锁定在M 点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B 、C 处于静止状态。

某时刻解除对小球A 的锁定，当小球A 沿圆弧运动到最低点N 时（物块B 未到达M 点），物块C 对挡板的作用力恰好为0。

已知重力加速度为g ，不计一切摩擦，
下列说法正确的是（）
A ．弹簧的劲度系数为2mg R
B ．小球A 到达N
C ．小球A 到达N
D ．小球A 由M 运动到N 和物块B 的机械能之和先增大后减小三、实验题
11．在“用打点计时器测速度”的实验中，打点计时器接在50Hz 的低压交流电源上，记录了小车的
加速运动情况，在纸带上确定出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s 。

（本题计算结果均保留3位有效数字）
（1）在实验中，这条纸带的（左或右）端与小车相连；
（2）使用打点计时器的两个操作步骤中，应先（选填“释放纸带”或“接通电源”）
（3）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B 点时小车的瞬时速度v B =
（4）小车运动的加速度大小为(使用逐差法计算)
12．某学习小组利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。

为了方便读数和作图，给电
源串联了0 4.0R =Ω的电阻。

（1）按图甲电路进行连接后，发现aa '、bb '和cc '三条导线中，混进了一条内部断开的导线。

现将开关S 闭合，用多用电表的电压档先测量a 、b '间电压，读数不为零，再测量a 、a '间电压，发现读数仍不为零，则导线是断开的；（填“aa '”、“bb '”或“cc '”）；（2）排除故障后，通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电压表V 和电流表A 的多组U 、
I 数据，作出U I -图像如图乙所示。

由图像可得电源的电动势E =V ，
内阻r =测Ω，
（均保留2位有效数字）；（3）若实验中电压表内阻的影响不能忽略，则由上述图线求得的电动势将比真实值
（填“偏大”、“不变”或“偏小”）求得的内阻将比真实值（填“偏大”、“不变”或“偏小”）；
四、解答题
13．如图所示,水平放置的汽缸密封着一定质量的理想气体,在汽缸底部和活塞之间连接着根很细的
弹簧，已知活塞的横截面积S=0.01m 2,大气压强P=1.0×105Pa ．当缸内气体温度为27℃时弹簧的长度为30cm,汽缸内气体压强为缸外大气压的1.2倍，当缸
内气体温度升高到327℃时,弹簧的长度为36cm ．不计活塞与
缸壁的摩擦且两个过程弹簧都处于拉伸状态,求
（1）此时汽缸内气体的压强P 2
（2）此过程中弹簧对活塞做功的大小
14．山地滑雪是人们喜爱的一项冰雪运动。

一滑雪坡由AB 和BC 组成，AB 是倾角为37︒的斜坡，BC 是半径为5m R =的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B ，与水平面相切于C ，如图所示，AB
竖直高度差111.8m h =，竖直台阶CD 高度差为29m h =，台阶
底端与倾角为37︒斜坡DE 相连。

运动员连同滑雪装备总质量
为75kg ，从A 点由静止滑下通过C 点后飞落到DE 上，不计
空气阻力和轨道的摩擦阻力，运动员可以看成质点（g 取
210m /s ，sin 370.6=°，cos370.8=°）。

求：（1）运动员经过C 点时轨道受到的压力大小；
（2）运动员在空中飞行的时间；
（3）运动员离开C 点后经过多长时间离DE 的距离最大。

15．如图所示，一轻质弹簧的左端固定在小球B 上，右端与小球C 接触但未拴接，球B 和球C 静
止在光滑水平台面上（此时弹簧处于原长）。

小球A 从左侧光滑斜面上距水平台面高度为h 处由静止滑下（不计小球A 在斜面与水平面衔接处的机械能损失），与球B 发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，之后球C 脱离弹簧，在水平台面上匀速运动并从其右端点O 水平抛出，落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内，该段圆弧的圆心在O 点，半径为2R h =。

已知三个小球A 、B 、C 均可看成质点，且质量分别为m 、2m 、m ，重力加速度为g ，不计空气阻力和一切摩擦。

求：
（1）小球A 、B 碰撞后瞬间的速度大小；
（2）弹簧具有的最大弹性势能；
（3）若改变圆弧的半径，使23R h '=，其他条
件不变，则A 球质量为多大时，C 球落到
圆弧面上时动能最小。

高三年级9月月考物理答案题号
12345678910答案B C C D C B D AC AB BD
1．B 【详解】在核反应方程中23822381921930U H Np n
k +→+由电荷数守恒和质量数守恒可得2382238k +=+，解得2
k =在核反应方程中2382389394Np X Pu →+，由电荷数守恒和质量数守恒可得9394z =+，238238A =+，解得1z =-，0A =，所以X 为电子
2．C 【详解】因x-t 图像切线的斜率等于速度，则速度6m/s 3m/s 42x v t ∆===∆-加速度22222263m/s m/s 44x a t ⨯===3．C 【详解】A ．当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向
水平向右，故A 错误；
B ．根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B 错误；
C ．由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C 正确；
D ．桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，故D 错误。

4．D 【详解】当此车加速上坡时，整体的加速度沿斜面向上，乘客具有向上的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于超重状态，故A 错误；对乘客进行受力分析，乘客受重力，支持力，由于乘客加速度沿斜面向上，而静摩擦力必沿水平方向，由于乘客有水平向右的分加速度，所以受到向前（水平向右）的摩擦力作用．故B 错误，D 正确；由于乘客加速度沿斜面向上，根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向上．故C 错．选D ．
5．C 【详解】A ．从抛出点到第一次接触水面根据平抛运动则有2012h gt =得00.5s t =，抛出点到第一个入
水点的距离为100x v t ==
且005m /s y v gt ==，110m /s v ==，弹跳速度为2115m/s 2v v ==B ．从第一次接触水面到第二次接触水面所用时间为2122sin 300.5s v t g ︒=
=第一个接触点与第二个接触点
之间距离为2122cos 30x v t =⋅=︒C ．从第二次接触水面到第三次接触水面用时2232(50%)sin 300.25s v t g
⨯︒=
=第二个接触点与第三个接触点
距离为232350%)cos 30x v t ==⨯︒⋅同理可得第三个接触点与第四个接触点之间距离为
4x =4515(50%)m/s 1m/s 8v v =⨯=<由此可知，第四次接触后落入水中，因此一共出现4个接触点
D.落水点离掷出点得水平距离1234x x x x x =+++
6．B 【详解】AC ．飞船在停泊轨道和空间站轨道上根据2
2Mm v G m r r =得v r r <停空，所以飞船
在停泊轨道上的速度大于在空间站轨道上运行的速度，而且飞船在转移轨道上由近地点向远地点运动，速度越来越小，故AC 错误；B ．根据题意，由几何关系可得，飞船在转移轨道上的半长轴为222h R R +=设飞船在转移轨道上的周期为T 2，由开普勒第三定律有3322
h 22R R T T +=（）解得2T =则飞船提前在P 点点火，在Q 点完成交会对接的时间为22T t =
B 正确；D ．中国空间站的物品或宇航员可以漂浮，是由于处于完全失重状态，不是地球对他们的引力消失了，故D 错误。

7．D 【详解】A ．若12 1.2μμ=，则木板所受地面的最大静摩擦力为224f mg μ=所受物块的滑动摩擦力为113f mg μ=，21f f >，故木板不动，对物块由动能定理有2101
3032
mgx mv μ-=-⨯，解得2012v x g μ=，故A 错误；
BCD ．若122μ
μ=，则12f f >，木板将先向右做匀加速直线运动直至达到共同速度v ，此后两者一起做减速运动直至停止，对过程一，由牛顿第二定律，物块、木板的加速度分别为11133mg a g m μμ⨯=
=，122134m g m g a g m
μμμ⨯-⨯==由运动学规律有011v v a t =-，解得02v v =，0112v t g μ=故相对滑动的距离，即
木板最短长度为20011111()224v x v v t vt g μ=+-=木板发生的位移为20211128v x vt g
μ==对过程二，设时间2t ，位移3x ，两者的加速度大小为23244mg a g m μμ⨯==由32v a t =，2332v x a =，解得002212v v t g g μμ==，22032124v v x g g
μμ==整个过程中，地面对木板的摩擦力冲量大小为22120
4()3f I mg t t mv μ=+=地面与木板间因摩擦产生的热量为22223034(
)4f Q mg x x mv μ=+=8．AC 【详解】A ．画出光路图，如图所示，由图中几何关系可知光线在AC
边的折射角为30°，故A 正确;B ．光线在O 点的入射角为45°，折射角为30°，
由折射定律有n =sin45sin30︒︒
B 错误；
C ．由sin C =1n ，可得临界角C =45°
D ．根据图中几何关系可知，光线在BC 边的入射角为60°，故D 错误。

9．AB 【详解】A ．由电荷的运动轨迹可知，电荷的受力沿着电场线的方向，
所以电荷为正电荷，故A 正确；B ．若粒子从M 到N ，电场力对粒子做正功，
动能增大，则知粒子在M 点的动能小于在N 点的动能，故B 正确；C ．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由图可知，N 点的场强大于M 点的场强的大小，在N 点的受力大于在M 的受力，所以粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度，故C 错误；D ．正电荷沿着电场的方向运动，所以电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在M 点的电势能大于它在N 点的电势能，故D 错误。

10．BD 【详解】A ．设弹簧的劲度系数为k ，初始时刻弹簧的压缩长度为1x ，则B 沿斜面方向受力平
衡，则1sin 30mg kx ︒=小球A 沿圆弧运动到最低点N 时，物块C 即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为2x ，则C 沿斜面方向受力平衡，则2sin 30mg kx ︒=，易得12x x =当小球A 沿圆弧运动到最低点N
时，B 沿斜面运动的位移为B MN s x R ==所以12x x R +=，解得122R x x
==
，mg k R =BC ．设小球A 到达N 点时的速度为v ，对v 进行分解，在沿绳子方向的速度cos 30v v '=︒，由于沿绳子
方向的速度处处相等，所以B 速度也为v '，对A 、B 、C 和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且A 在M 和N 处，弹簧的形变量相同，故弹性势能不变，弹簧弹力做功为0，重力
对A 做正功，对B 做负功，A 、B 、C 和弹簧组成的系统机械能守恒，知
22
12114(1cos 60)()sin 30422
mgR mg x x mv mv '-︒-+︒=⋅+
解得v B 正确，C 错误；D 运动到N 的过程中，A 、B 、C 和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A 和物块B 的机械能之和与弹簧和C 的能量之和不变，C 一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球A 和物块B 的机械能之和先增大后减小，故D 正确。

11．左接通电源0.400m/s 0.801m/s 2
【详解】（1）[1]小车做匀加速，可知纸带的左端与小车相连。

（2）[2][3]使用打点计时器操作步骤应先接通电源，在释放纸带。

（3）[5]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度
()23.62 4.3810m/s 0.400m/s 220.1
AC B x v T -+⨯===⨯（4）[6]根据匀变速直线运动的推论公式△x =aT 2可以求出加速度的大小为
()()22
654
3210.80m/s 19x x x x x x a T ++-++==12．aa ' 2.8 2.9偏小偏小
【详解】（1）[1]良好的导线电阻可视为零，根据U IR =可知良好的导线两端不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则这根导线是断开的，同时接在电路中的电压表有示数，意味着电压表和电源之间构成通路，据此可以判断哪根导线是是断开的；用多用电表的电压档先测量a 、b '间电压，读数不为零，可知cc '不断开，再测量a 、a '间电压，发现读数仍不为零，可知bb '不断开，一定是aa '间断开。

（2）[2]根据U I -图像的截距可知 2.8V
E =[3]由闭合电路欧姆定律可知，U I -图像中的斜率表达电源内阻，即电源内阻为0 2.9ΩU r R I
∆=-≈∆（3）[4][5]由图甲知，由于电压表的分流作用，电流测量值小于真实值，当外电路短路时，短路电流测量值等于真实值，其U I -图像如图，故电动势比真实值偏小，内阻比真实值偏小。

13．(1)2×105Pa (2)96J 【详解】（1）根据理想气体状态方程：112212
p V p V T T =则有：
021.23036300600p S p S ⋅⋅=，可得：5202210p p Pa ==⨯（2）对活塞受力分析有：0pS p S kx
=+可得：0k p p x S =+，则122p p W S x +=⋅∆，解得：96W J =14．（1）4590N ；（2）3s ；（3）1.2s
【详解】（1）由A 到C ，对运动员由机械能守恒定律得21 2C mgh mv =，h =h 1+R （1-cos θ）解得运动员到达C
点的速度16m/s
C v ==C 处对运动员，由牛顿第二定律得2C C v N mg m R -=，解得N C =4590N （2）C x v t =，2212h y gt +=，tan 37y x = ，解得t =3s （3）离开C 点离DE 的距离最大时，速度方向平行DE ，则'tan 37y C v v gt == ，解得' 1.2s
t =15．（1
）v =（2）112mgh ；（3）
3m
【详解】（1）设A 球到达水平台面时速度为0v ，则有2012
mgh mv =A 球与B 球发生完全非弹性碰撞，设A 、B 粘在一起的速度为v ，根据动量守恒定律有0(2)mv m m v =+
解得v =
（2）此后A 、B 作为一个整体压缩弹簧，A 、B 、C 三者共速时，设共速的速度为v '，弹簧具有最大弹
性势能，设为pm E ，对A 、B 、C 系统：根据动量守恒定律有22pm 11(2)(2)22m m v m m m v E +=+++根据机械能守恒定律有(2)(2)m m v m m m v '+=++
，解得v '=所以22pm 111342212E mv mv mgh =⨯-⨯=（3）设小球C 从圆心O 点以初速度v 抛出并撞到轨道上的坐标（x ，y ），则x vt =，212y gt =根据动能定理得2k 12mgy E mv =-，可知22k 1324mg R E mgy mv y y ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭
'
当y R '=时k E
最小，此时对应的平抛的初速度大小x v t
===设A 球质量为mA ，由（1），（2）可知，AB 碰后的速度为AB A v =A 、B 、C 作用至弹簧恢复原长时AB 的速度为AB v '，C 的速度为C 'v ，则()()A AB A AB
C 22m m v m m v mv +=+'+'()()222AB A AB C 111
22222A m m v m m v mv +=+'+'解得A C AB A 2(2)2m m v v m m m
+''==++故m A =3m ，即A 球质量为3m 时C 球落到曲面上时动能最小。