物理试卷
命题学校：武汉二中 命题人：冯萍 、刘胜明 审题人：云学研究院
考试时间：2024年10月9日10：30-11：45 时长：75 分钟 满分：100 分
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7 题
只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的
得2分，有选错的得0分。）
1．在 2024 年巴黎奥运会男子双杠决赛中，邹敬园勇夺金牌，成功实现了自己从东京奥运会
到巴黎奥运会的卫冕。如图所示，决赛中邹敬园在时间 t 内静止在双杠上，手臂与双杠的
夹角为 。在时间 t 内，下列说法正确的是
A．他所受合力的冲量大小为 0
B．他所受重力 G 的冲量大小为Gt cos
C．他所受支持力 F 的冲量大小为 Ft sin
D．他所受支持力的冲量方向斜向右上方
2．利用智能手机中的加速度传感器可以测量手机的加速度 a。用手掌托着手机，手掌从静止
开始上下运动，软件显示竖直方向上的 a—t 图像如图，以竖直向上为正方向，若重力加速
度大小为 g=10m/s2，则手机
A．始终与手掌存在作用力
B．在 t2 时刻运动到最高点
C．在t3 时刻改变运动方向
D．在 t2 ~t4 内，受到的支持力减小
3．2024 年 6 月 25 日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，标志着探月工
程嫦娥六号任务取得圆满成功，成功实现世界首次月球背面采样返回。嫦娥六号采样返回
地球，需要经过月面起飞环月飞行月地转移等过程。
下列说法正确的是
A．发射嫦娥六号的速度大于第二宇宙速度
B．返回器在月面加速起飞阶段处于超重状态
C．返回器在环月飞行时，样品所受合力为零
D．载有月壤样本的返回器在变轨进入月地转移轨道时需要点火减速
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4．在巴黎奥运会跳水女子 10 米跳台比赛中，全红婵成功卫冕奥运会冠军，
她第一跳丝滑入水，全部裁判给出 10 分。如图所示，运动员（视为质
点）以 3.9m/s 的速度竖直起跳，上升 0.64m 后竖直落下，完成技术动作
后，刚入水的速度大小为 13m/s，从最高点到水面的高度为 11.4m，则
运动员上升段与下降段的加速度大小之比约为
A．1.0 B．1.3 C．1.6 D．2.0
5．如图所示，足够长的轻质丝绸置于光滑水平面上，在丝绸上放有质量分别为 m、2m 的两
物块 P、Q，它们与丝绸间的滑动摩擦因数分别为 、2。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦
力，重力加速度为 g，现用水平力 F=4mg 向右拉丝绸，设 P、Q 的加速度分别为 aP 、aQ ，
则下列结论正确的是
3 4
A． a 0 B． ag 2 C． ag D． ag
P P Q 2 Q 3
6．如图所示，真空中的正三棱柱 ABC A B C ，在 A 点固定一个电荷
量为 Q 的点电荷，C 点固定一个电荷量为 Q 的点电荷，已知
ACAAL ，静电力常量为 k，选取无穷远处电势为 0，则 B点的电
场强度大小为
2kQ 2kQ 3kQ 3kQ
A． B． C． D．
4L2 2L2 4L2 2L2
7．如图所示，边长为 L 的等边三角形 abc 内有垂直于纸面向里、磁感
应强度大小为 B 的匀强磁场，P 是 ab 边的中点，一质量为 m、电荷量
为 qq(0)的带电粒子在纸面内沿不同方向以不同速率 v 从 P 点射入
磁场，当 v=v1 时，平行于 bc 边射入的粒子从 c 点射出磁场。不考虑
带电粒子受到的重力，下列说法正确的是
3
A．若粒子平行于 bc 边射入、垂直于 bc 边射出，则粒子在磁场中运动的半径为 L
3
B．若粒子平行于 bc 边射入、从 ab 边射出，则速度越大的粒子在磁场中运动的时间越长
2m
C．当 v=v 时，平行于 bc 边射入、从 c 点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为
1 3qB
v m
D．当 v 1 时改变粒子入射方向，从 bc 边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为
2 3qB
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8．关于原子核和核能，下列说法正确的是
A．一个原子核在一次衰变中可同时放出 、 和 三种射线
B．对于相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变产生的核能多
C．放射性元素的半衰期与外界的物理条件和所处的化学状态无关
D．比结合能等于结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核越稳定
9．中国的面食文化博大精深种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法
是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，每块小面片刚被削离时距开水
锅的高度为 L，与锅沿的水平距离为 L，锅的半径也为 L，若将削出的小面片的运动视为平
抛运动，且小面片都落入锅中，重力加速度为 g，则下列关于所有小面片的描述正确的是
gL
A．若初速度为 v0 ，则 vgL2
2 0
13
B．落入锅中时，小面片最大速度是最小速度的 倍
5
C．掉落位置不相同的小面片，从抛出到刚落水时的速度变化量相同
D．掉落位置不相同的小面片，从抛出到刚落水时的动量变化量相同
10．如图所示，水平面上放置着半径为 R、质量为 5m 的半圆形槽，AB 为槽的水平直径。质
量为 m 的小球自左端槽口 A 点的正上方距离为 R 处由静止下落，从 A 点切入槽内。已知重
力加速度大小为 g，不计一切摩擦，下列说法正确的是
R
A．槽向左运动的最大位移为
3
10
B．槽运动的最大速度为 gR
3
2
C．小球在槽中运动的最大速度为 gR
15
8 gR
D．若槽固定，槽中小球受到重力做功的最大功率为 mg
33
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二、非选择题(本题共5小题，共60分。)
11．（7 分）
如图，某同学设计了可以测量物体质量的“天平”。首先把两根完全一样的弹簧上端吊挂
在盒子上顶面，托板 A 、杆 B、齿条C 、水平横杆 D、串联在一起，杆 B 通过小孔（直杆未
与小孔边缘接触）穿过盒子上顶面，水平横杆 D 与两弹簧下端点相连。在齿条 C 左侧固定一
齿轮，齿轮与齿条 C 啮合且可绕过圆心 O 的轴无摩擦转动，齿轮上固定一轻质指针，当齿条
下移时，齿轮沿顺时针方向转动，指针随之转动，通过固定在齿轮上方的表盘可读出指针转
过的角度。经过调校，使得托板 A 上不放物品时，指针恰好指在竖直向上的位置。
（1）（单选）若在托板 A 上放上物体，读出指针偏转了 ，要求出每根弹簧伸
4
长的增加量，仅需测量______；
A．弹簧劲度系数 k B．物体质量 m
C．齿轮半径 R D．指针长度l
（2）若已知弹簧劲度系数为 k ，齿轮半径为 R，则物体质量 m 与角度 的关系式 m
______（重力加速度为 g，所有物理量均为国际制单位）；
（3）本实验中，弹簧自身受到的重力对实验结果______（填“有”或“无”）影响。
12．（10 分）
如图某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测量物体上，能通过电路中电压表的示
数反映物体的加速度，其原理如图所示。
滑块 2 可以在光滑的框架 1 中平移，滑块两侧用相同的轻弹簧 3 连接，弹簧另一端分别
固定在框架内两侧，每根弹簧的劲度系数均为 k=100N/m；R 为滑动变阻器，4 是滑片，O 点
为滑动变阻器的中点，按图连接电路，滑块 2 与滑片连接且两者保持同步运动。初始时滑块
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2 位于框架中央位置时，滑片 4 与 O 点对齐，电压表指针的零点位于表盘中央，此时加速度
为零；当 P 端的电势高于 Q 端时，指针向零点右侧偏转，此时示数为正；当指针向零点左侧
偏转时示数为负。
（1）当滑块 2 具有图示方向的加速度 a 时，电压表的指针将______（填“向左”或“向右”）
偏转；
（2）已知电路中电池的电动势 E=8V，内阻不计，滑动变阻器 R 的总阻值为 10，总长
度为 0.2m，滑块 2 质量为 2kg，当滑片 4（宽度不计）滑到最右侧时，电压表的示数为______V，
此示数代表的加速度大小为______ m/s2 。将表盘上的电压刻度改为对应的加速度值，即为加
速度计；(计算结果均保留两位有效数字）
（3）若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：______（答出一条合理措施即可）。
13．（10 分）
小张同学玩了一个小游戏。如图所示，他用一根木杆推动位于水平地面上的质量为
m 0.5kg 的小方块（视为质点），t=0时刻，小方块以 v0 3m/s 的速度经过标志线 a，速度
方向垂直标志线 a，继续推动小方块使它做匀加速直线运动，t 0.4s 时通过标志线 b，立即
撤去水平推力，最后，若小方块停在得分区（标志线 c、d 之间），则视为游戏成功。图中标
志线 a、b 的间距为 d1 1.6m ，标志线 b、c 的间距为 d2 6.0m ，标志线 c、d 的间距为 d3 0.8m 。
已知小方块与水平地面之间的动摩擦因数为 ，所有标志线均互相平行，求
（1）木杆对小方块水平推力的大小 F；
（2）小方块能否停在得分区？请计算说明。
a b c d
14．（15 分）
一种智能呼啦圈如图甲所示，其主要由外侧带有轨道的腰带、滑轮、轻绳及配重组成，
滑轮可以在轨道上无摩擦滑动。其原理简化图如图乙所示，腰带半径 r=0.2m，轻绳长 L=0.5m，
配重质量 m=0.6kg，当轻微扭动腰时，配重飞起绕竖直转轴OO12做匀速圆周运动，轻绳与竖
2
直方向的夹角 1=37，此时配重距离地面的高度 h=0.8m，重力加速度 g 取 10m/s ，运动过程
中腰带视为静止，不计空气阻力。求
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（1）此时配重的角速度大小；
（2）若此时剪断绳子，配重落地点与转轴OO12的水平距离；
（3）若加速扭动腰，使绳子与竖直夹角由 1=37，变为 2=53，此过程绳子拉力对配重
所做的功。
甲 乙
15．（18 分）
如图所示，长 L=3m 的水平传送带 MN 沿逆时针方向转动，带速大小可以根据需要进行
1
调节，传送带左右两侧光滑平台等高，左侧平台上固定着一个半径 r=0.8m 的 光滑圆弧轨道
4
和光滑圆轨道，两轨道间的平台足够长， C 点为圆轨道内侧最高点，最低点 D 、 D 点相互靠
近且错开，右侧竖直墙壁上固定一个轻质弹簧。质量 mA=30g 的物块 A 从圆弧轨道的最高点
P 由静止释放，与静止在轨道最低点的质量 mB=10g 的物块 B 发生弹性碰撞，碰后撤去圆弧
轨道。已知物块 B 与传送带间的动摩擦因数 0.2 ，重力加速度 g 10m/s2 ，物块 A、B 均
可看作质点。
（1）物块 A、B 第一次碰撞后，求物块 B 的速度大小；
（2）若两物块碰撞后只有物块 B 能通过圆轨道的最高点且物块 A、B 均不脱轨：
i．求圆轨道半径的范围；
ii．若中间圆轨道的半径为 0.32m，当传送带沿逆时针转动的速度由 0 增加至某一值时，
保持此值不变，将 A 仍从 P 点由静止释放后，物块 B 恰好与物块 A 发生第二次弹性碰撞，
求物块 B 与传送带组成的系统先后两次因摩擦产生的热量之比。
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2024 年湖北云学部分重点高中联盟高三年级 10 月联考
物理试卷评分细则
一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案A D B C C A D CD BC AD
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
11．（1）C （2 分）
2k R
（2） （2 分）
g
（3）无（3 分）
12．（1） 向左 （2 分）
（2）4.0 （2 分） 10 （3 分）
（3）换用劲度系数更大的弹簧（或换用质量更小的滑块，或增加变阻器的总长度） （3
分）
13．（10 分）
（1）在加速过程中，由位移与时间的关系
1
d v t at 2 2 分
1 0 2
代入数据得
a 5m/s2
由牛顿第二定律
F mg ma 2 分
联立解得
F=3.5N 1 分
（2）通过 bb 时木盘的速度
2 2 1 分
v1 v0 2ad1
此后木盘做匀减速运动，加速度
a g 1 分
减速到 0，发生的位移
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v2
x 1 1 分
2a
联立解得
25
x m 1 分
4
可得 x 6.8m ，故木盘能停在得分区。 1 分
14．（15 分）
（1）当绳子与竖直夹角为1 时 R1 r Lsin1 1 分
2
v1
mg tan1 m 2 分
R1
15
解得 v m/s
1 2
v1
1 15rad/s 2 分
R1
1
（2）剪断绳子后，配重做平抛运动，则： h gt 2 1 分
2
x v1t 1 分
15
解得 x m 1 分
5
根据几何关系可知，配重刚落到水平地面上的位置离转轴O1O2 的距离为
85
S x2 R2 m 2 分
1 10
（3）当绳子与竖直夹角为2 时 R2 r Lsin2 1 分
2
v2
mg tan2 m 1 分
R2
1 2 1 2
根据动能定理 mgH W mv2 mv1 1 分
2 2
H Lcos1 Lcos2 1 分
解得 W=1.875J 1 分
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15．（18 分）
（1）A 从 P 点下滑到圆弧轨道最低点的过程，由机械能守恒定律
1 2
mA gr mAv0 1 分
2
解得 A 第一次与 B 碰前速度大小 v0 4m/s
对 A、B 第一次弹性碰撞过程，由机械能守恒定律
1 2 1 2 1 2
mAv0 mAvA mBvB 1 分
2 2 2
由动量守恒定律 mAv0 mAvA mBvB 1 分
解得 vA 2m/s vB 6m/s 1 分
2
mBv
（2）i．若 B 刚好能通过最高点 C，有 mB g 1 分
R1
B 从 D 点运动到最高点 C，由动能定理
1 2 1 2
mB g 2R1 mBv mBvB 1 分
2 2
解得 R1 0.72m 1 分
A 运动到与圆轨道的圆心等高处，速度减为零，恰好不脱轨，由动能定理
1 2
mA gR2 0 mAvA 1 分
2
解得 R2 0.2m 1 分
则圆轨道半径范围 0.2m R 0.72m 1 分
ii．B 反弹后向左运动时，要想与 A 碰撞，首先要通过圆轨道最高点 C，则
v 2
m g m B1 1 分
B B R
B 从最高点 C 沿圆轨道滑下，到达底端 D，设其速度为 vB2 ，由动能定理
1 1
m g 2R m v 2 m v 2 1 分
B 2 B B2 2 B B1
解得 vB2 4m/s
B 从 M 点向右运动到 N 点，设 B 在 N 点的速度为 v1 ，由动能定理
1 2 1 2
mB gL mBv1 mBvB 1 分
2 2
解得 v1 2 6m/s
B 反弹后，若 B 从 N 点一直减速运动到 M 点，设 B 在 M 点的速度为 v2 ，有
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1 2 1 2
mB gL mBv2 mBv1 1 分
2 2
解得 v2 2 3m/s< vB2
由上式可知，当传送带速度 v传 4m/s 时， B 向左运动，既能通过传送带，又能通过最高
点 C，之后恰好与 A 发生第 2 次弹性碰撞。
v v
B 向右运动过程中，B 相对传送带滑动的时间 t 1 B (3 6)s
1 g
( )
B 与传送带的相对位移 x1 L v传t1 15 4 6 m 1 分
v v
B 向左运动过程中，B 相对传送带滑动的时间 t 传 1 ( 6 2)s
2 g
（ ）
v1 v传
B 与传送带的相对位移 x t v传t (10 4 6)m 1 分
2 2 2 2
由于 B 与传送带因摩擦产生的热量 Q mB gx 1 分
Q x 15 4 6
故 1 1 1 分
Q2 x2 10 4 6
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