精品解析：重庆市南开中学校2025-2026学年高二下学期7月阶段检测物理试题

高2027届高三年级质量检测 物理试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。第Ⅰ卷和第Ⅱ卷都答在答题卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共43分） 一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。下列各题四个选项中只有一个选项符合题意，请选出。不选、多选或错选均不得分。 1. 关于机械能守恒情景的描述，以下说法正确的是（ ） A. 做匀速圆周运动的小球机械能一定守恒 B. 做斜上抛运动的铅球机械能一定守恒 C. 处于平衡状态的飞机机械能一定守恒 D. 打开降落伞后下降的跳伞运动员机械能一定守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的小球动能不变，若在竖直平面内做匀速圆周运动，重力势能随高度变化，机械能随之变化，说明存在重力外的其他力做功，不满足守恒条件，故A错误； B．做斜上抛运动的铅球可忽略空气阻力，仅受重力作用，只有重力做功，动能和重力势能相互转化，总和保持不变，机械能一定守恒，故B正确； C．处于平衡状态的飞机合力为0，若飞机匀速上升，动能不变、重力势能增大，机械能增大，说明发动机牵引力做功，则飞机机械能不守恒，故C错误； D．打开降落伞后下降的跳伞运动员受空气阻力作用，空气阻力做负功，机械能不断减小，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，某深空探测卫星的动量轮采用了精密渐开线啮合齿轮组来实现齿轮传动。高速电机带动小齿轮，驱动与之咬合的大齿轮平稳旋转。设小齿轮圆周上的A点、大齿轮圆周上的B点、粘贴在大齿轮辐条上的传感器C做圆周运动的半径满足，不计齿轮形变和齿轮间打滑，则这三点的向心加速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】小齿轮边缘的A点与大齿轮边缘的B点通过齿轮啮合传动，线速度大小相等，即。根据向心加速度公式，可得 大齿轮上的B点与C点同轴转动，角速度相等，即。根据向心加速度公式，可得 综合可得这三点的向心加速度大小之比 故选D。 3. 如图所示，重庆轨道交通2号线李子坝站因“轻轨穿楼”而闻名。轨道在楼体内部的长度约为132 m，列车长约为88 m，列车以某一初速度进楼并开始做匀减速直线运动，最终车头与楼体另一侧齐平时停下，则列车刚好完全进入楼体时的速度与初速度之比约为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设列车初速度为 ，加速度大小为 ，列车从进楼到停下，位移为楼长 ，根据速度位移公式有  列车刚好完全进入楼体时，车头行驶的位移为车长 ，设此时速度为 ，根据速度位移公式有  联立两式解得 ，故BCD错误、A正确； 故选A。 【点睛】 4. 如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为地球同步卫星。下列说法正确的是（ ） A. a、b、c都仅由所受地球的万有引力提供向心力 B. 在相等时间内，b、c与地心的连线扫过的面积相等 C. 线速度的大小关系为 D. c的发射速度需大于11.2 km/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体随地球自转，所受地球的万有引力和地面的支持力的合力提供向心力，故A错误； B．设地球质量为，卫星质量为，卫星做圆周运动的轨道半径为。由万有引力提供向心力得 解得 在时间内卫星与地心的连线扫过的面积为 由于，可知，故B错误； C．卫星与赤道上的物体具有相同的角速度，由线速度与角速度的关系得， 由于，所以，即同步卫星的线速度大于赤道上物体的线速度。 对卫星，，由万有引力提供向心力得 解得 由于，所以，结合前述比较可得，故C正确； D．第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚所需的最小发射速度。卫星仍绕地球运行，其发射速度应小于，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，AB、AC是竖直圆面内两根固定的光滑细直杆，A点是圆的竖直直径的最高点，AB、AC与竖直方向的夹角分别为α、β（）。现将甲、乙两个完全相同的小滑环（图中未画出，并可以视为质点）分别从A点由静止释放，甲、乙分别沿杆AB、AC运动到杆底端（不考虑反弹），不计空气阻力，则（ ） A. 乙运动的时间较长 B. 到达杆底端时，甲、乙重力势能的减少量相同 C. 到达杆底端时，甲、乙重力的平均功率相同 D. 刚要到达杆底端时，乙重力的瞬时功率较大 【答案】D 【解析】 【详解】A．设圆周的直径为D，根据牛顿第二定律，得甲滑环的加速度为 滑杆的长度为 则根据 解得 可见时间与无关，故有 即甲、乙两滑环同时到达滑轨底端，A错误； B．两滑环下滑过程中，只有重力做功，到达杆底端时，甲重力势能的减少量为 乙重力势能的减少量为 由于 故到达杆底端时，甲重力势能的减少量小于乙重力势能的减少量，B错误； C．两滑环下滑过程中，只有重力做功，到达杆底端时，甲重力所做的功 乙重力所做的功 而重力的平均功率 由于甲、乙两滑环同时到达滑轨底端，故到达杆底端时，甲重力的平均功率小于乙重力的平均功率，C错误； D．刚要到达杆底端时，甲的速度 甲重力的瞬时功率 同理可得乙重力的瞬时功率 由于 故刚要到达杆底端时，乙重力的瞬时功率较大，D正确； 故选D。 6. 如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道竖直放置，其底端切线水平，且底端固定一弹性竖直挡板，小球打在圆弧上后不弹起，若与挡板发生碰撞，则碰撞前后水平方向速度等大反向，竖直方向速度不变，不计碰撞时间。现将甲、乙两小球分别以、（）的初速度从圆弧轨道左侧顶端水平向右抛出，最终打在圆弧上的同一位置，该过程中甲、乙运动的时间分别为、，甲、乙打在圆弧上时的速度与水平方向的夹角分别为、，重力加速度为g，不计空气阻力，两小球均可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. B. C. 若大小合适，乙球可以垂直打在圆弧轨道上 D. 与的大小之和为一定值 【答案】BD 【解析】 【详解】A．以圆弧顶端为原点，向右为轴正方向，向下为轴正方向，四分之一圆弧方程为。甲、乙最终落在圆弧上同一点，竖直位移相同 甲球直接向右平抛打到圆弧，水平位移为（为落点距挡板的水平距离），有 乙球先向右运动到挡板（水平位移），反弹后向左平抛，水平方向总路程为，有 两球竖直位移相同，故，故A错误； B．速度与水平方向夹角 故 因，，故，故B正确； C．乙球经挡板反弹后向左平抛，可用镜像法等效为从挡板右侧的镜像位置以相同初速度向左平抛。若垂直打在圆弧上，速度方向沿半径方向，其反向延长线必过圆心。而平抛运动中，速度反向延长线交于水平位移中点。乙球等效水平位移为，其中点为，与圆心的横坐标不符，故无论取何值，乙球都不可能垂直打在圆弧上，故C错误； D．由， 得 由竖直位移决定（），为定值，故为定值，故D正确。 故选BD。 7. 如图1所示，足够长的水平传送带上放有A、B两物体（均视为质点），A、B紧靠但未粘连，一根水平轻弹簧两端分别与A和竖直墙面拴接，初始时弹簧处于压缩状态且两物体恰好未滑动。某时刻传送带开始以某一恒定速率顺时针转动（忽略传送带启动和加速的时间），此后A向右运动的过程中受到的摩擦力大小f与A位移x的关系如图2所示。已知A、B质量均为m，A、B与传送带间的动摩擦因数均为，弹簧劲度系数为k且始终在弹性限度内，重力加速度为g，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，则（ ） A. 时，A、B共同做匀加速直线运动 B. 传送带运行的速率为 C. D. 时，A、B间恰好无作用力 【答案】B 【解析】 【详解】A．设A从初始位置向右位移为，初始时A、B紧靠且恰好未滑动，弹簧对A向右的弹力由A、B与传送带间的最大静摩擦力共同平衡，故初始弹力为 传送带上表面向右运动，开始时A、B相对传送带滑动，A受到的摩擦力大小为，方向向右 此阶段A、B共同运动时，对整体有，加速度随增大而减小，不是匀加速直线运动，故A错误； B．由图2可知，时A所受摩擦力为滑动摩擦力，后A与传送带相对静止，故时A、B速度恰等于传送带速度 对A、B整体从到由动能定理有 又在时开始进入静摩擦阶段，图中A所受摩擦力变为 说明此时弹簧弹力恰好为0，且A、B共同做匀速运动，对整体有，得 代入动能定理得 解得传送带速率，故B正确； C．时A、B与传送带相对静止，速度不变、加速度为零，对A、B整体有 由图可知时A所受摩擦力为，此后A所受静摩擦力大小随线性增大，直到达到最大静摩擦力时再次相对传送带滑动 故 解得，故C错误； D．在阶段，A、B做匀速运动 B此时随传送带做匀速运动 时A、B间就已无作用力，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3个小题，每小题5分，共15分。下列各题四个选项中有多个选项符合题意，请选出。全部选对得5分，漏选得3分，选错得0分。 8. 关于原子和原子核，下列说法正确的是（ ） A. 在α粒子散射实验中，使极少数α粒子发生大角度偏转的力是原子核对α粒子的库仑斥力 B. 氢原子的发射光谱是连续谱 C. 核反应方程式：属于α衰变 D. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 【答案】AD 【解析】 【详解】A．α粒子带正电，原子核也带正电，且因为原子核尺寸极小，α粒子受到原子核对它的库仑斥力作用，只有极少数α粒子有机会近距离靠近原子核产生大角度偏转，故A正确； B．氢原子的能级是分立的，氢原子跃迁时只会辐射出对应能级差的特定频率的光子，因此氢原子的发射光谱是线状谱，故B错误； C．该核反应是两个轻核结合成质量较大的核的过程，属于轻核聚变，故C错误； D．原子核的结合能是将原子核完全分解为自由核子所需要的最小能量，也等于自由核子结合成原子核时释放的能量，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，一质量为m的物块（可视为质点）用长为L的轻绳拴接放在水平转盘上，轻绳另一端固定在通过转盘轴心的竖直杆上，轻绳刚好伸直但无拉力且与竖直方向的夹角为α。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为μ，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，轻绳不可伸长且不会断。现让整个装置由静止开始绕竖直杆缓慢加速转动起来，角速度为ω，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 若，则轻绳上的张力一直增大 B. 若，当时物块将脱离转盘 C. 若，则物块与转盘间的摩擦力先逐渐增大后逐渐减小 D. 若，当时物块将脱离转盘 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．物块做圆周运动的初始轨道半径为 当时，角速度从0开始增大的过程，初始阶段向心力完全由静摩擦力提供，则 可知摩擦力随增大而增大，此时绳仍无拉力。当物块恰好发生滑动时有 解得 由于 可得 此后角速度继续增大，绳开始出现张力，张力随增大而增大； 当支持力时，物块即将脱离转盘，此时竖直方向合力为0，则 水平方向合力提供向心力 联立解得物块脱离转盘的临界角速度 即时物块脱离转盘，因此绳张力初始阶段为0，并非一直增大，故A错误，B正确； CD．当时，根据 可得物块恰好发生滑动时的临界角速度 当时，绳子出现拉力会导致最大静摩擦力减小，无法维持圆周运动，物块将直接脱离转盘。所以当绳中没拉力时，静摩擦力提供向心力，随角速度增大而增大，一旦绳子出现拉力，物块将直接脱离转盘，摩擦力消失，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，一足够长的光滑直杆穿过轻质弹簧并固定在水平地面上，弹簧一端固定在杆的底端，另一端与穿于杆上的小球A连接。一条不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮分别与小球A、B连接。已知定滑轮到杆的距离，小球A的质量，小球B的质量，弹簧的劲度系数且始终在弹性限度内，杆与地面间的夹角，不计小球、滑轮大小及一切摩擦，重力加速度g取。初始时用手托住小球B、使轻绳刚好伸直但无拉力，小球A恰好静止于定滑轮的正下方。现由静止释放小球B，不计空气阻力，已知，，则（ ） A. 小球B释放后瞬间，小球A的加速度大小为 B. 小球B释放后瞬间，小球B的加速度大小为 C. 当小球A沿杆向上运动0.3 m时，小球A的速度大小为 D. 当小球A沿杆向上运动0.3 m时，小球B的速度为零 【答案】ACD 【解析】 【详解】 AB．初始时轻绳无拉力，小球A沿杆方向受力平衡，弹簧的压缩量为 释放瞬间两球的速度均为零。设小球A沿杆向上的加速度大小为，小球B向下的加速度大小为，由轻绳长度约束得 此时小球A所受弹力与重力沿杆方向的分力仍平衡，由牛顿第二定律得 对小球B，由牛顿第二定律得 联立解得，，故A正确，B错误； C．初始时 且 小球A沿杆向上运动时到达点，绳段缩短，故小球B下降；此时小球A的速度方向与绳段垂直，由轻绳长度约束可知小球B的速度为零。小球A上升的高度为 弹簧由压缩变为伸长，弹性势能不变。对小球A、小球B和弹簧组成的系统，由机械能守恒得 解得，故C正确； D．小球A到达点时，其速度方向沿杆，而垂直于杆，因此小球A的速度在绳段方向的分量为零。由轻绳长度约束可知小球B的速度为零，故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题 共57分） 三、实验题：本题共2个小题，11题6分，12题9分，共15分。 11. 小南同学利用学校数字化实验系统，设计实验探究合力做功与动能改变的关系。装置如图1所示，将一根长度为L且不可伸长的轻绳一端连接在力传感器上的O点，另一端连接在直径为D、质量为m的匀质小钢球上，O点正下方有一光电门可记录小钢球通过最低点的遮光时间。将小钢球拉离竖直方向某一角度后由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，用光电门记录小钢球通过最低点的遮光时间，同时力传感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程，根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图2所示。已知当地重力加速度为g。 （1）若空气阻力忽略不计，当拉离角度为，且小钢球由静止释放到过最低点时，合力对小钢球所做的功为________（用m、g、L、D、表示），小钢球的动能变化量为________（用m、D、表示）。 （2）分析实际测量数据时发现，小钢球动能的变化量总是略大于合力对小钢球所做的功，导致这一问题的原因可能是________（填正确答案标号）。 A. 小钢球初始释放位置比较高 B. 小钢球摆动过程中受到空气阻力的作用 C. 计算小钢球下降高度时直接用绳长L，未加小钢球的半径0.5D （3）若图2中图像的纵截距为a，则________（用m、g表示）。 【答案】（1） ①. ②. （2）C （3）3mg 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意可知过程中只有重力做功，合力做功等于重力做功，小球的高度变化量，重力做功 [2]小球在最低点的速度，初速度为零，动能变化量 【小问2详解】 A. 小钢球初始释放位置的高低不影响实验的进行，A错误； B. 若小钢球摆动过程中受到空气阻力的作用，合力做功（实际值）小于重力做功，根据动能定理，小钢球动能的变化量等于实际合力做功，故动能变化量小于重力做功（即题目中计算的合力功），B错误； C. 由，若计算小钢球下降高度时直接用绳长L，重力做功偏小，小钢球动能的变化量总是略大于合力对小钢球所做的功，C正确。 故选C。 【小问3详解】 由题意可知，小球处于最高点时绳子的拉力最小，小球处于最低点时绳子的拉力最大，有， 由动能定理，解得，图像的纵截距。 12. 小开同学设计了如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律。将表面涂有降低动摩擦因数的功能性涂层的直导轨固定，安装有宽度为d的遮光条的小车置于导轨上。小车两端通过两条不可伸长的轻绳分别跨过固定在导轨左、右两端的定滑轮，两轻绳末端各悬挂6个质量均为m的钩码，两定滑轮与小车间的轻绳始终与导轨平行。导轨上固定两个中心间距为L的光电门A、B，对应的数字毫秒计可记录遮光条通过光电门的遮光时间，当地重力加速度g取。 主要实验步骤如下： ①用天平测量小车和遮光条的总质量、单个钩码的质量，用刻度尺测量光电门A、B中心间的距离，用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图2所示。 ②调节导轨的倾斜程度，使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。 ③先从左侧取下3个钩码挂到右侧轻绳下，再将小车从靠近左侧定滑轮处由静止释放，让小车沿导轨向下做匀加速直线运动，并记录遮光条经过光电门A、B的遮光时间、。 回答下列问题： （1）步骤①中遮光条的宽度________mm。 （2）步骤②中调节导轨倾角使小车通过两个光电门的遮光时间近似相等，其核心目的是________（填正确答案标号）。 A. 消除小车与导轨间的摩擦力 B. 保证小车在实验过程中所受合力始终为零 C. 使小车所受重力沿导轨方向的分力与小车所受的阻力相平衡 （3）根据实验测得的数据可知，小车加速度大小的测量值________（结果保留3位有效数字）。 （4）由牛顿第二定律可知，小车加速度大小的理论值表达式为：________（用m、M、g表示）。 （5）实验结束后，小开同学根据牛顿第二定律计算出小车加速度的理论值，并将其与由实验数据计算得到的测量值进行比较，发现大于。则造成该系统误差的原因可能是______（填正确答案标号）。 A. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量 B. 补偿阻力时，导轨的倾角偏大，使小车所受重力沿导轨方向的分力大于小车所受的阻力 C. 补偿阻力时，导轨的倾角偏小，使小车所受重力沿导轨方向的分力小于小车所受的阻力 【答案】（1）5.50 （2）C （3）2.63 （4） （5） C 【解析】 【小问1详解】 主尺读数4mm，最小分度值0.05mm，游标第10格对齐，遮光条的宽度 【小问2详解】 AC．小车匀速通过两个光电门，系统受力平衡，重力沿导轨方向的分力平衡摩擦力和空气阻力，摩擦力不能消除，只是被平衡掉，故A错误，C正确； B．在调平阶段系统合力为零，移动钩码后合力不为零，故B错误； 故选C。 【小问3详解】 小车通过光电门时的瞬时速度， 由速度位移公式 联立可得 【小问4详解】 初始左右各6个钩码系统平衡，左边取3个移到右边， 由牛顿第二定律 联立可得 【小问5详解】 A．本题已经把钩码质量计入系统总质量，不需要钩码质量远小于小车和遮光条的总质量，故A错误； BC．补偿阻力时，导轨的倾角偏小，阻力未补偿完，合力变小，加速度偏小，大于，实际合力小于理论，故B错误，C正确。 故选C。 四、计算题：本题共3个小题，13题10分，14题14分，15题18分，共42分。请写出列式依据、重要的演算步骤等，只写出最后结果计0分。 13. 某款量产新能源汽车，在重庆西部汽车试验场中的标准倾斜坡道上进行爬坡性能测试。某汽车（含驾乘人员）质量，由静止开始沿坡道向上以的加速度匀加速启动，做直线运动，从启动开始计时，在第7.5 s末，汽车发动机的输出功率达到额定功率，之后保持额定功率不变继续加速，从第17.5 s末开始，可近似认为汽车以最大速度沿该坡道做匀速直线运动。汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度g取。求： （1）该汽车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小F； （2）从静止开始到第17.5 s末，该汽车所受牵引力所做的功W。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 第末速度 此时功率达到额定功率 由 得 【小问2详解】 为匀加速阶段，牵引力恒为，位移 此阶段牵引力做功 为恒定功率阶段，时间，牵引力做功 总功 14. 如图所示，上表面水平且足够长的木板B静置在水平地面上，在其右侧的竖直墙面上水平固定一轻弹簧，弹簧处于自然状态，弹簧左端与木板右端相隔一定距离。物块A以的水平初速度从左端滑上木板B，两者共速时B恰好与弹簧接触，之后A、B之间恰好未发生相对滑动。已知A、B质量分别为、，A、B间的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为（k为弹簧的劲度系数）。重力加速度g取，不计空气阻力，求： （1）A在B上相对滑动时，A、B的加速度大小； （2）B右端与弹簧左端的距离； （3）弹簧的劲度系数k。 【答案】（1）； （2）2m （3） 【解析】 【小问1详解】 对物块A受力分析：A仅受B对它的滑动摩擦力，由牛顿第二定律：   代入数据得： 对木板B受力分析：B受到A给的向右滑动摩擦力，以及地面给的向左滑动摩擦力，由牛顿第二定律：   代入数据解得 【小问2详解】 由题意，A、B从A以滑上B，到两者共速时B恰好接触弹簧。 设经过时间两者达到共同速度，由运动学公式： 对A： 对B： 联立代入数值解得 共同速度 此过程中B一直以​向右匀加速运动，位移恰好为，由匀变速直线运动位移公式：   代入数据得：  【小问3详解】 B接触弹簧后，A、B恰好未发生相对滑动，说明在弹簧压缩的全过程中A、B始终共速，且当两者（速度向右）减速到0的瞬间，A的静摩擦力恰好达到最大静摩擦力。 对A，此时A的加速度向左、大小达到最大值，由牛顿第二定律：  得 对A、B整体，在速度减为0的瞬间，弹簧弹力达到最大值，同时受到地面向左的滑动摩擦力，由牛顿第二定律：  代入已知数值 整理得 从B接触弹簧（A、B共同速度为）到两者减速至0的过程，对A、B和弹簧组成的系统，由能量守恒定律：  代入已知数值：  ​ 整理得：  解得  15. 如图所示，一长且不可伸长的轻质细绳一端固定在M点，另一端连接一放置在M点正下方水平地面上B点的质量的小滑块，此时细绳恰好伸直。现将小滑块拉至M点左上方A点，使细绳自然伸直并且与水平方向的夹角为30°，然后由静止释放小滑块，当小滑块通过B点时小滑块内部某装置启动，使得小滑块与细绳脱离，脱离瞬间小滑块速度大小不受影响。脱离后小滑块继续向右运动，沿水平粗糙轨道BC冲上半径为R的竖直光滑圆轨道CDEFG。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数，，圆轨道最低点C、G略有错开，出口为足够长的光滑水平轨道GH，小滑块通过圆轨道最高点E后从水平轨道GH上某处冲上右侧一底端与GH平滑连接的光滑固定斜面。重力加速度g取，小滑块可视为质点，不计空气阻力。 （1）求小滑块由静止释放运动至细绳绷紧后瞬间细绳的拉力大小。 （2）求圆轨道CDEFG的半径R的最大值。 （3）若斜面顶端P点距水平轨道GH的高度恒为，但斜面倾角可变。要使小滑块从P点飞出后落到水平轨道上时水平射程最大，不考虑小滑块落地后反弹，求最大水平射程及此时斜面倾角。 【答案】（1）20N （2）0.32m （3）； 【解析】 【小问1详解】 滑块从A点静止释放后，先做自由落体运动，直到细绳再次伸直。由几何关系可知A点到细绳刚绷紧的位置的竖直下落高度为 由自由落体规律得绷紧前瞬间滑块速度： 细绳绷紧瞬间，沿绳方向的速度分量瞬间减为0，仅保留垂直于绳方向的速度分量： 绷紧后滑块做圆周运动，沿径向由向心力公式： 代入数据解得 【小问2详解】 从细绳绷紧后瞬间到B点，由机械能守恒： 解得B点速度 从B到圆轨道最高点E的过程，由动能定理： 滑块能通过竖直圆轨道最高点的临界条件为重力提供向心力： 联立两式代入数据，解得最大值为 【小问3详解】 从B点到P点过程，轨道均光滑，由： 代入数据得滑块在P点的速度大小 滑块从P点飞出后做斜抛运动，将​分解为水平分量、竖直分量（方向向上） 设飞行时间为t，竖直方向位移满足： 代入整理得： 水平射程 由数学知识可得：当时，水平射程取最大值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高2027届高三年级质量检测 物理试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。第Ⅰ卷和第Ⅱ卷都答在答题卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共43分） 一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。下列各题四个选项中只有一个选项符合题意，请选出。不选、多选或错选均不得分。 1. 关于机械能守恒情景的描述，以下说法正确的是（ ） A. 做匀速圆周运动的小球机械能一定守恒 B. 做斜上抛运动的铅球机械能一定守恒 C. 处于平衡状态的飞机机械能一定守恒 D. 打开降落伞后下降的跳伞运动员机械能一定守恒 2. 如图所示，某深空探测卫星的动量轮采用了精密渐开线啮合齿轮组来实现齿轮传动。高速电机带动小齿轮，驱动与之咬合的大齿轮平稳旋转。设小齿轮圆周上的A点、大齿轮圆周上的B点、粘贴在大齿轮辐条上的传感器C做圆周运动的半径满足，不计齿轮形变和齿轮间打滑，则这三点的向心加速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，重庆轨道交通2号线李子坝站因“轻轨穿楼”而闻名。轨道在楼体内部的长度约为132 m，列车长约为88 m，列车以某一初速度进楼并开始做匀减速直线运动，最终车头与楼体另一侧齐平时停下，则列车刚好完全进入楼体时的速度与初速度之比约为（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为地球同步卫星。下列说法正确的是（ ） A. a、b、c都仅由所受地球的万有引力提供向心力 B. 在相等时间内，b、c与地心的连线扫过的面积相等 C. 线速度的大小关系为 D. c的发射速度需大于11.2 km/s 5. 如图所示，AB、AC是竖直圆面内两根固定的光滑细直杆，A点是圆的竖直直径的最高点，AB、AC与竖直方向的夹角分别为α、β（）。现将甲、乙两个完全相同的小滑环（图中未画出，并可以视为质点）分别从A点由静止释放，甲、乙分别沿杆AB、AC运动到杆底端（不考虑反弹），不计空气阻力，则（ ） A. 乙运动的时间较长 B. 到达杆底端时，甲、乙重力势能的减少量相同 C. 到达杆底端时，甲、乙重力的平均功率相同 D. 刚要到达杆底端时，乙重力的瞬时功率较大 6. 如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道竖直放置，其底端切线水平，且底端固定一弹性竖直挡板，小球打在圆弧上后不弹起，若与挡板发生碰撞，则碰撞前后水平方向速度等大反向，竖直方向速度不变，不计碰撞时间。现将甲、乙两小球分别以、（）的初速度从圆弧轨道左侧顶端水平向右抛出，最终打在圆弧上的同一位置，该过程中甲、乙运动的时间分别为、，甲、乙打在圆弧上时的速度与水平方向的夹角分别为、，重力加速度为g，不计空气阻力，两小球均可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. B. C. 若大小合适，乙球可以垂直打在圆弧轨道上 D. 与的大小之和为一定值 7. 如图1所示，足够长的水平传送带上放有A、B两物体（均视为质点），A、B紧靠但未粘连，一根水平轻弹簧两端分别与A和竖直墙面拴接，初始时弹簧处于压缩状态且两物体恰好未滑动。某时刻传送带开始以某一恒定速率顺时针转动（忽略传送带启动和加速的时间），此后A向右运动的过程中受到的摩擦力大小f与A位移x的关系如图2所示。已知A、B质量均为m，A、B与传送带间的动摩擦因数均为，弹簧劲度系数为k且始终在弹性限度内，重力加速度为g，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，则（ ） A. 时，A、B共同做匀加速直线运动 B. 传送带运行的速率为 C. D. 时，A、B间恰好无作用力 二、多项选择题：本题共3个小题，每小题5分，共15分。下列各题四个选项中有多个选项符合题意，请选出。全部选对得5分，漏选得3分，选错得0分。 8. 关于原子和原子核，下列说法正确的是（ ） A. 在α粒子散射实验中，使极少数α粒子发生大角度偏转的力是原子核对α粒子的库仑斥力 B. 氢原子的发射光谱是连续谱 C. 核反应方程式：属于α衰变 D. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 9. 如图所示，一质量为m的物块（可视为质点）用长为L的轻绳拴接放在水平转盘上，轻绳另一端固定在通过转盘轴心的竖直杆上，轻绳刚好伸直但无拉力且与竖直方向的夹角为α。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为μ，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，轻绳不可伸长且不会断。现让整个装置由静止开始绕竖直杆缓慢加速转动起来，角速度为ω，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 若，则轻绳上的张力一直增大 B. 若，当时物块将脱离转盘 C. 若，则物块与转盘间的摩擦力先逐渐增大后逐渐减小 D. 若，当时物块将脱离转盘 10. 如图所示，一足够长的光滑直杆穿过轻质弹簧并固定在水平地面上，弹簧一端固定在杆的底端，另一端与穿于杆上的小球A连接。一条不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮分别与小球A、B连接。已知定滑轮到杆的距离，小球A的质量，小球B的质量，弹簧的劲度系数且始终在弹性限度内，杆与地面间的夹角，不计小球、滑轮大小及一切摩擦，重力加速度g取。初始时用手托住小球B、使轻绳刚好伸直但无拉力，小球A恰好静止于定滑轮的正下方。现由静止释放小球B，不计空气阻力，已知，，则（ ） A. 小球B释放后瞬间，小球A的加速度大小为 B. 小球B释放后瞬间，小球B的加速度大小为 C. 当小球A沿杆向上运动0.3 m时，小球A的速度大小为 D. 当小球A沿杆向上运动0.3 m时，小球B的速度为零 第Ⅱ卷（非选择题 共57分） 三、实验题：本题共2个小题，11题6分，12题9分，共15分。 11. 小南同学利用学校数字化实验系统，设计实验探究合力做功与动能改变的关系。装置如图1所示，将一根长度为L且不可伸长的轻绳一端连接在力传感器上的O点，另一端连接在直径为D、质量为m的匀质小钢球上，O点正下方有一光电门可记录小钢球通过最低点的遮光时间。将小钢球拉离竖直方向某一角度后由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，用光电门记录小钢球通过最低点的遮光时间，同时力传感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程，根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图2所示。已知当地重力加速度为g。 （1）若空气阻力忽略不计，当拉离角度为，且小钢球由静止释放到过最低点时，合力对小钢球所做的功为________（用m、g、L、D、表示），小钢球的动能变化量为________（用m、D、表示）。 （2）分析实际测量数据时发现，小钢球动能的变化量总是略大于合力对小钢球所做的功，导致这一问题的原因可能是________（填正确答案标号）。 A. 小钢球初始释放位置比较高 B. 小钢球摆动过程中受到空气阻力的作用 C. 计算小钢球下降高度时直接用绳长L，未加小钢球的半径0.5D （3）若图2中图像的纵截距为a，则________（用m、g表示）。 12. 小开同学设计了如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律。将表面涂有降低动摩擦因数的功能性涂层的直导轨固定，安装有宽度为d的遮光条的小车置于导轨上。小车两端通过两条不可伸长的轻绳分别跨过固定在导轨左、右两端的定滑轮，两轻绳末端各悬挂6个质量均为m的钩码，两定滑轮与小车间的轻绳始终与导轨平行。导轨上固定两个中心间距为L的光电门A、B，对应的数字毫秒计可记录遮光条通过光电门的遮光时间，当地重力加速度g取。 主要实验步骤如下： ①用天平测量小车和遮光条的总质量、单个钩码的质量，用刻度尺测量光电门A、B中心间的距离，用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图2所示。 ②调节导轨的倾斜程度，使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。 ③先从左侧取下3个钩码挂到右侧轻绳下，再将小车从靠近左侧定滑轮处由静止释放，让小车沿导轨向下做匀加速直线运动，并记录遮光条经过光电门A、B的遮光时间、。 回答下列问题： （1）步骤①中遮光条的宽度________mm。 （2）步骤②中调节导轨倾角使小车通过两个光电门的遮光时间近似相等，其核心目的是________（填正确答案标号）。 A. 消除小车与导轨间的摩擦力 B. 保证小车在实验过程中所受合力始终为零 C. 使小车所受重力沿导轨方向的分力与小车所受的阻力相平衡 （3）根据实验测得的数据可知，小车加速度大小的测量值________（结果保留3位有效数字）。 （4）由牛顿第二定律可知，小车加速度大小的理论值表达式为：________（用m、M、g表示）。 （5）实验结束后，小开同学根据牛顿第二定律计算出小车加速度的理论值，并将其与由实验数据计算得到的测量值进行比较，发现大于。则造成该系统误差的原因可能是______（填正确答案标号）。 A. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量 B. 补偿阻力时，导轨的倾角偏大，使小车所受重力沿导轨方向的分力大于小车所受的阻力 C. 补偿阻力时，导轨的倾角偏小，使小车所受重力沿导轨方向的分力小于小车所受的阻力 四、计算题：本题共3个小题，13题10分，14题14分，15题18分，共42分。请写出列式依据、重要的演算步骤等，只写出最后结果计0分。 13. 某款量产新能源汽车，在重庆西部汽车试验场中的标准倾斜坡道上进行爬坡性能测试。某汽车（含驾乘人员）质量，由静止开始沿坡道向上以的加速度匀加速启动，做直线运动，从启动开始计时，在第7.5 s末，汽车发动机的输出功率达到额定功率，之后保持额定功率不变继续加速，从第17.5 s末开始，可近似认为汽车以最大速度沿该坡道做匀速直线运动。汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度g取。求： （1）该汽车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小F； （2）从静止开始到第17.5 s末，该汽车所受牵引力所做的功W。 14. 如图所示，上表面水平且足够长的木板B静置在水平地面上，在其右侧的竖直墙面上水平固定一轻弹簧，弹簧处于自然状态，弹簧左端与木板右端相隔一定距离。物块A以的水平初速度从左端滑上木板B，两者共速时B恰好与弹簧接触，之后A、B之间恰好未发生相对滑动。已知A、B质量分别为、，A、B间的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为（k为弹簧的劲度系数）。重力加速度g取，不计空气阻力，求： （1）A在B上相对滑动时，A、B的加速度大小； （2）B右端与弹簧左端的距离； （3）弹簧的劲度系数k。 15. 如图所示，一长且不可伸长的轻质细绳一端固定在M点，另一端连接一放置在M点正下方水平地面上B点的质量的小滑块，此时细绳恰好伸直。现将小滑块拉至M点左上方A点，使细绳自然伸直并且与水平方向的夹角为30°，然后由静止释放小滑块，当小滑块通过B点时小滑块内部某装置启动，使得小滑块与细绳脱离，脱离瞬间小滑块速度大小不受影响。脱离后小滑块继续向右运动，沿水平粗糙轨道BC冲上半径为R的竖直光滑圆轨道CDEFG。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数，，圆轨道最低点C、G略有错开，出口为足够长的光滑水平轨道GH，小滑块通过圆轨道最高点E后从水平轨道GH上某处冲上右侧一底端与GH平滑连接的光滑固定斜面。重力加速度g取，小滑块可视为质点，不计空气阻力。 （1）求小滑块由静止释放运动至细绳绷紧后瞬间细绳的拉力大小。 （2）求圆轨道CDEFG的半径R的最大值。 （3）若斜面顶端P点距水平轨道GH的高度恒为，但斜面倾角可变。要使小滑块从P点飞出后落到水平轨道上时水平射程最大，不考虑小滑块落地后反弹，求最大水平射程及此时斜面倾角。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $