精品解析：河北省衡水市冀州区河北冀州中学2025-2026学年高三上学期10月月考物理试题

2025－2026学年上学期月二考试 高三年级 物理试题 一、单选题（本题共7个小题，每题4分，共28分） 1. 假设地球质量不变，而地球的半径增大到原来的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（　　） A. 倍 B. 2倍 C. 倍 D. 倍 2. 质量为m的物体从高h处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法正确的是（　　） A. 物体的机械能减少 B. 物体的重力势能减少 C. 物体的动能增加 D. 重力做功为 3. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星的运动均看作匀速圆周运动，其中a是静止同步轨道卫星，b是倾斜同步轨道卫星，c是中轨道卫星，地球半径为，地球表面附近的重力加速度为，忽略地球的自转，则（　　） A. 卫星a的线速度大于卫星c的线速度 B. 卫星c的环绕速度应该大于 C. D. 卫星a运行时可以经过重庆的正上方，且离地面的高度一定 4. 如图为火遍全国的重庆李子坝轻轨穿楼图。假设本列车质量为m，在某时刻初速度为v0，以额定功率 P 在平直轨道上加速，经时间t达到最大速度 vm，且列车行驶过程所受到的阻力f保持不变。列车在时间t内（　　） A. 做匀加速直线运动 B. 牵引力逐渐增大 C. 列车的额定功率 D. 牵引力做功 5. 如图，手持质量为m、长为L的匀质铁链AB静止于光滑的水平桌面上，铁链的悬于桌面外。现释放铁链至A端恰好离开桌面，此时B端还未落地（　　） A. 铁链重力势能的减少量为 B. 铁链重力势能的减少量 C. 铁链此时速度为 D. 铁链此时速度为 6. 如图甲所示，质量为M的长木板A放在光滑的水平面上，质量为的物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（g取）（ ） A. A、B间的动摩擦因数为0.2 B. 木板A的质量 C. 木板A的最小长度为2m D. 系统损失的机械能为2J 7. 嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，发动机工作一段时间后，成功将上升器送入预定环月轨道。若上升器的质量为m，预定环月轨道为圆轨道，距月球表面的高度为h，月球的半径为R，地球的质量为月球质量的 倍，地球的半径为月球半径的倍，地球表面的重力加速度为g，月球表面没有大气，忽略上升器因燃料消耗导致的质量变化，下列说法正确的是（　　） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的第一宇宙速度为 C. 上升器在预定环月轨道上的速度大小为 D. 上升器发动机做的总功为 二、多选题（本题共3个小题，每题6分，部分得分3分，共18分） 8. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，在上升过程中，该物体的和随它离地面的高度的变化关系如图所示。重力加速度取。由图中数据可得（　　） A. 物体的质量为 B. 时，物体的速率为 C. 时，物体的动能 D. 从地面至离地面高处的过程中，物体的动能减少 9. 如图，表面光滑的竖直圆环轨道固定在水平面上，半径为R，一小球静止在轨道的最高点A点。小球受到轻微的扰动，从A点由静止沿轨道滑下，一段时间后，小球在P点脱离轨道，速度大小为v，P、O两点的连线与竖直方向的夹角为θ，小球可看作质点，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，在光滑的水平地面上有一个表面光滑的立方体Q，一长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于O点，O点固定于地面上，轻杆的上端连接着一个可视为质点的小球P，小球靠在立方体左侧，P和Q的质量相等，整个装置处于静止状态。受到轻微扰动后P倒向右侧并推动Q，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 在小球和立方体分离前，当轻杆与水平面的夹角为θ时，小球的速度大小为 B. 小球和立方体分离时小球的加速度为g C. 从小球开始运动到落地的过程中立方体的机械能一直增大 D. 如果P落地时的速度为v，那么Q最后做匀速运动的速度为 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中，所用实验器材如图所示。 （1）该实验用到的方法是_____。 A. 微小量放大法 B. 等效替代法 C. 微元法 D. 控制变量法 （2）某次实验时，选择、两个体积质量相等钢球，圆周运动半径相同，如图所示，是探究哪两个物理量之间的关系_____。 A. 研究向心力与角速度之间的关系 B. 研究向心力与质量之间的关系 C. 研究向心力与半径之间的关系 （3）某次实验研究向心力与角速度之间的关系，若标尺显示出两个小球所受向心力大小的比值为1∶4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。 A. B. C. D. 12. 某种“研究平抛运动”的实验装置如图甲所示。 （1）当球从斜槽末端水平飞出时，与球离地面的高度均为，此瞬间电路断开使电磁铁释放球，最终两小球同时落地，改变大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明（　　） A. 两小球落地速度的大小相同 B. 两小球在空中运动的时间相等 C. 球在竖直方向的分运动与球的运动相同 D. 球在水平方向的分运动是匀加速直线运动 （2）利用该实验装置研究球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、、，如图乙所示，图中为抛出点，点在两坐标线交点，坐标，，，，，，则从A至所用的时间为______s；小球水平飞出时的初速度大小为______m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为______m/s。（取）（结果可保留根号） 四、解答题（10分＋14分＋16分） 13. 一条轻绳通过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的4倍。用手拖住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是h，A静止与地面，如图所示，由静止释放B球，定滑轮的质量及轮轴之间的摩擦均不计，重力加速度为g。求： （1）B球刚落地时，A的速度大小； （2）A球上升的最大离地高度。 14. 如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成60°角。距离地面一定高度处的光滑水平台面上有一质量的小球（可视为质点）从台面边缘以初速度水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取。求小球： （1）到达最高点A时的速度大小； （2）运动到最低点C时对轨道的压力大小； （3）从水平台面边缘水平抛出时的初速度大小。 15. 如图所示，水平台面CE区域分为固定粗糙水平面CD及水平传送带DE两部分，GF为竖直面内的四分之一圆弧，G点在E点正下方，圆弧半径为R，C、D、E、F四点在同一水平线上，在C点正上方距台面高度l处的O点固定着一根长为l的细线，细线另一端系一个质量为m可视为质点的小物块，小物块自然下垂时位于C点，现将小物块从A点（细线伸直且与水平方向成角）由静止释放，小物块运动到最低点时细线的拉力恰好达到最大值而绷断，之后小物块在右侧平台上运动，已知重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求细线能承受的最大拉力； （2）已知小物块与CD平面及传送带间的动摩擦因数均为，小物块恰好能到达传送带左侧D处，求CD长度x；小物块刚到达D处，传送带便以恒定的加速度开始顺时针转动，当传送带速度达到后，便以此速度匀速转动，传送带足够长，求小物块在此过程中与传送带的相对位移； （3）若传送带转速可调，求小物块落到圆弧上的最小动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025－2026学年上学期月二考试 高三年级 物理试题 一、单选题（本题共7个小题，每题4分，共28分） 1. 假设地球质量不变，而地球的半径增大到原来的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（　　） A. 倍 B. 2倍 C. 倍 D. 倍 【答案】D 【解析】 【详解】地球的第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，有 解得 可知地球的第一宇宙速度是 假设地球质量不变，而地球的半径增大到原来的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度为 可得 故选D。 2. 质量为m的物体从高h处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法正确的是（　　） A. 物体的机械能减少 B. 物体的重力势能减少 C. 物体的动能增加 D. 重力做功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，由运动学公式可得出，物体落到地面的速度为 则物体的机械能减少 故A错误； B．物体下落的高度为h，则物体的重力势能减小了mgh，故B错误； C．物体的动能增加了 故C正确； D．物体下落的高度为h，则物体所受重力做功为 故D错误。 故选C。 3. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星的运动均看作匀速圆周运动，其中a是静止同步轨道卫星，b是倾斜同步轨道卫星，c是中轨道卫星，地球半径为，地球表面附近的重力加速度为，忽略地球的自转，则（　　） A. 卫星a的线速度大于卫星c的线速度 B. 卫星c的环绕速度应该大于 C. D. 卫星a运行时可以经过重庆的正上方，且离地面的高度一定 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由万有引力提供向心力可得 可得 由于卫星c的轨道半径小于卫星a的轨道半径，则卫星a的线速度小于卫星c的线速度；在地球表面有 可得卫星c的环绕速度为 故AB错误； C．由万有引力提供向心力可得 可得 由于 则有 故C正确； D．静止同步轨道卫星a运行时只能位于赤道的正上方，所以卫星a运行时不可以经过重庆的正上方，故D错误。 故选C。 4. 如图为火遍全国的重庆李子坝轻轨穿楼图。假设本列车质量为m，在某时刻初速度为v0，以额定功率 P 在平直轨道上加速，经时间t达到最大速度 vm，且列车行驶过程所受到的阻力f保持不变。列车在时间t内（　　） A. 做匀加速直线运动 B. 牵引力逐渐增大 C. 列车的额定功率 D. 牵引力做功 【答案】C 【解析】 【详解】AB．列车以恒定功率运行，根据 可知列车的速度不断增大，则牵引力不断减小；根据牛顿第二定律有 可知加速度不断减小，故列车做加速度不断减小的加速运动；当加速度为零时，牵引力最小，等于阻力，并保持不变，此时速度达到最大速度vm，故AB错误； C．当加速度为零时，牵引力最小，等于阻力，并保持不变，此时速度达到最大速度vm，则列车的额定功率为，故C正确； D．设在时间t内克服摩擦力做功为，根据动能定理有 解得牵引力做功为，故D错误。 故选C。 5. 如图，手持质量为m、长为L的匀质铁链AB静止于光滑的水平桌面上，铁链的悬于桌面外。现释放铁链至A端恰好离开桌面，此时B端还未落地（　　） A. 铁链重力势能的减少量为 B. 铁链重力势能的减少量 C. 铁链此时速度为 D. 铁链此时速度为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．取桌面为零势能面，整个铁链的质量为m，重力势能减小量为 故A正确；B错误； CD．释放铁链至A端恰好离开桌面，由于桌面无摩擦，整个链条的机械能守恒。取桌面为零势能面， 根据机械能守恒定律得 解得 故CD错误。 故选A。 6. 如图甲所示，质量为M的长木板A放在光滑的水平面上，质量为的物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（g取）（ ） A. A、B间的动摩擦因数为0.2 B. 木板A的质量 C. 木板A的最小长度为2m D. 系统损失的机械能为2J 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像可知，物体A、B的加速度大小为 对物体A，根据牛顿第二定律可得 解得A、B间的动摩擦因数，故A错误； B．对物体B，根据牛顿第二定律可得 解得木板A的质量，故B错误； C．时间内，二者的相对位移为 解得，故C错误； D．根据能量关系可得系统损失的机械能 代入数据解得，故D正确。 故选D。 7. 嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，发动机工作一段时间后，成功将上升器送入预定环月轨道。若上升器的质量为m，预定环月轨道为圆轨道，距月球表面的高度为h，月球的半径为R，地球的质量为月球质量的 倍，地球的半径为月球半径的倍，地球表面的重力加速度为g，月球表面没有大气，忽略上升器因燃料消耗导致的质量变化，下列说法正确的是（　　） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的第一宇宙速度为 C. 上升器在预定环月轨道上的速度大小为 D. 上升器发动机做的总功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设质量为的某物体在地球表面上，根据万有引力等于重力有 解得 同理，可得在月球表面的重力加速度为 联立有 解得，故A错误； B．当上升器在月球表面做匀速圆周运动时，其轨道半径等于月球半径，此时上升器的线速度为月球的第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有 又在月球表面上有 联立解得 ，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 又在月球表面上有 解得上升器在预定环月轨道上的速度大小为，故C正确； D．因为月球表面没有大气，故发动机做的总功等于上升器机械能的增量，即 而 联立可得，故D错误。 故选C。 二、多选题（本题共3个小题，每题6分，部分得分3分，共18分） 8. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，在上升过程中，该物体的和随它离地面的高度的变化关系如图所示。重力加速度取。由图中数据可得（　　） A. 物体的质量为 B. 时，物体的速率为 C. 时，物体的动能 D. 从地面至离地面高处的过程中，物体的动能减少 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图可知，物体刚被抛出时的机械能为，即物体竖直上抛的初动能 当机械能与重力势能相等，说明动能为零，物体上升到最高点时离地面高度为，这时重力势能 所以 故A错误； B．根据 解得时，物体的速率 故B正确； C．从题图中可以得出在物体上抛过程中，机械能有损失，物体上升到最高点的整个过程中，共损失了的机械能，按照比例可知上升时，机械能损失了，因此当时，物体的动能 故C错误； D．由图可知当时， 当时， 所以从地面至离地面高处的过程中，物体的动能减少50J，故D正确。 故选BD。 9. 如图，表面光滑的竖直圆环轨道固定在水平面上，半径为R，一小球静止在轨道的最高点A点。小球受到轻微的扰动，从A点由静止沿轨道滑下，一段时间后，小球在P点脱离轨道，速度大小为v，P、O两点的连线与竖直方向的夹角为θ，小球可看作质点，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】小球在P点脱离轨道时，重力沿半径方向的分力提供向心力，则有 小球从A点运动到P点，根据机械能守恒定律有 解得， 故选AC。 10. 如图所示，在光滑的水平地面上有一个表面光滑的立方体Q，一长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于O点，O点固定于地面上，轻杆的上端连接着一个可视为质点的小球P，小球靠在立方体左侧，P和Q的质量相等，整个装置处于静止状态。受到轻微扰动后P倒向右侧并推动Q，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 在小球和立方体分离前，当轻杆与水平面的夹角为θ时，小球的速度大小为 B. 小球和立方体分离时小球的加速度为g C. 从小球开始运动到落地的过程中立方体的机械能一直增大 D. 如果P落地时的速度为v，那么Q最后做匀速运动的速度为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．受到轻微扰动后小球P做圆周运动，立方体Q做直线运动，在小球和立方体分离前，当轻杆与水平面的夹角为θ时，设小球速度为，则立方体的速度为 从开始运动到夹角为θ时，根据机械能守恒，有 联立，解得 故A正确； B．对小球和立方体整体受力分析，受重力、杆的弹力、支持力，在水平方向运用牛顿第二定律，有 刚分离时加速度的水平分量为零，故杆的弹力为零，小球只受重力，此时小球加速度为g 故B正确； C．小球与立方体未分离时，立方体机械能增加，分离后，将匀速直线运动。故C错误； D．如果P落地时的速度为v，根据系统机械能守恒，得 代入数据，得 故D错误。 故选AB。 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中，所用实验器材如图所示。 （1）该实验用到的方法是_____。 A. 微小量放大法 B. 等效替代法 C. 微元法 D. 控制变量法 （2）某次实验时，选择、两个体积质量相等钢球，圆周运动半径相同，如图所示，是探究哪两个物理量之间的关系_____。 A. 研究向心力与角速度之间的关系 B. 研究向心力与质量之间的关系 C. 研究向心力与半径之间的关系 （3）某次实验研究向心力与角速度之间的关系，若标尺显示出两个小球所受向心力大小的比值为1∶4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。 A. B. C. D. 【答案】（1）D （2）A （3）B 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，只改变其中一个物理量，这种方法为控制变量法。 故选D。 【小问2详解】 由于两球的质量相等，半径相同，结合控制变量法的原理可知，探究的问题是向心力的大小与角速度的关系。 故选A。 【小问3详解】 两个标尺显示的向心力的大小之比为，故二者的角速度之比为，皮带连接的两塔轮的线速度大小相等，根据可得 即得两塔轮的半径之比为。 故选B。 12. 某种“研究平抛运动”的实验装置如图甲所示。 （1）当球从斜槽末端水平飞出时，与球离地面的高度均为，此瞬间电路断开使电磁铁释放球，最终两小球同时落地，改变大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明（　　） A. 两小球落地速度的大小相同 B. 两小球在空中运动的时间相等 C. 球在竖直方向的分运动与球的运动相同 D. 球在水平方向的分运动是匀加速直线运动 （2）利用该实验装置研究球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、、，如图乙所示，图中为抛出点，点在两坐标线交点，坐标，，，，，，则从A至所用的时间为______s；小球水平飞出时的初速度大小为______m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为______m/s。（取）（结果可保留根号） 【答案】（1）BC （2） ①. ②. 2 ③. 【解析】 【小问1详解】 A．球飞出做平抛运动，球做自由落体运动，两小球落地速度大小不相同，故A错误； B．两小球同时开始下落，最终两小球同时落地，表明两小球在空中运动的时间相等，故B正确； C．球飞出做平抛运动，球做自由落体运动，两小球在空中运动的时间相等，表明球在竖直方向的分运动与球的运动相同，故C正确； D．球飞出做平抛运动，球在水平方向的分运动是匀速直线运动，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 [1]球做平抛运动，竖直方向上有， 从A至所用的时间 解得 [2]球做平抛运动，水平方向上有 结合上述解得 [3]小球在B点处的分速度 则平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为 四、解答题（10分＋14分＋16分） 13. 一条轻绳通过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的4倍。用手拖住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是h，A静止与地面，如图所示，由静止释放B球，定滑轮的质量及轮轴之间的摩擦均不计，重力加速度为g。求： （1）B球刚落地时，A的速度大小； （2）A球上升的最大离地高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设A的质量为m、B的质量为4m、B球刚落地时，A的速度大小为v，A、B、轻绳组成的系统，机械能守恒，由机械能守恒定律可得 解得 【小问2详解】 B触地后，A以速度继续竖直上抛，则上升高度为 则A球上升的最大离地高度为 联立可得 14. 如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成60°角。距离地面一定高度处的光滑水平台面上有一质量的小球（可视为质点）从台面边缘以初速度水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取。求小球： （1）到达最高点A时的速度大小； （2）运动到最低点C时对轨道的压力大小； （3）从水平台面边缘水平抛出时的初速度大小。 【答案】（1） （2）60N （3） 【解析】 【小问1详解】 小球到达最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 小球从到的过程，根据机械能守恒定律有 在位置有 可解得 再根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为60N。 【小问3详解】 小球从到的过程，根据机械能守恒定律有 再根据平抛运动规律 联立解得 15. 如图所示，水平台面CE区域分为固定粗糙水平面CD及水平传送带DE两部分，GF为竖直面内的四分之一圆弧，G点在E点正下方，圆弧半径为R，C、D、E、F四点在同一水平线上，在C点正上方距台面高度l处的O点固定着一根长为l的细线，细线另一端系一个质量为m可视为质点的小物块，小物块自然下垂时位于C点，现将小物块从A点（细线伸直且与水平方向成角）由静止释放，小物块运动到最低点时细线的拉力恰好达到最大值而绷断，之后小物块在右侧平台上运动，已知重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求细线能承受的最大拉力； （2）已知小物块与CD平面及传送带间的动摩擦因数均为，小物块恰好能到达传送带左侧D处，求CD长度x；小物块刚到达D处，传送带便以恒定的加速度开始顺时针转动，当传送带速度达到后，便以此速度匀速转动，传送带足够长，求小物块在此过程中与传送带的相对位移； （3）若传送带转速可调，求小物块落到圆弧上的最小动能。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 小物块A到B做自由落体运动 可得 B点细线绷紧后细线方向速度为0，此时垂直细线方向速度为 小物块B到C由动能定理 可得 小物块运动到最低点时 细线能承受的最大拉力 【小问2详解】 小物块C到D由动能定理 CD长度 传送带以恒定的加速度到时间 小物块加速度到时间 此过程传送带位移 此过程小物块位移 小物块在此过程中与传送带的相对位移 【小问3详解】 小物块从E点飞出后做平抛运动，有， 根据几何关系 小物块落到圆弧上的动能 由基本不等式可知：小物块落到圆弧上的最小动能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $