精品解析：北京市朝阳区青苗学校2026－2027学年第一学期 高三年级 入学定位测试物理试卷

2026-2027学年第一学期 高三年级 入学定位测试 物理试卷 时间：90分钟 满分：100分 本试卷共4页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 如图所示，在一水平长木板上放一木块P，缓慢抬起木板的右端至某角度θ的过程中，木块P和木板始终相对静止，则（ ） A. 木块受到木板的支持力减小、摩擦力增大 B. 木块受到木板的支持力增大、摩擦力减小 C. 木块受到木板的作用力增大、方向竖直向上 D. 木块受到木板的作用力减小、方向竖直向下 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据平衡条件，垂直于木板方向有  平行于木板方向有  在  增大的过程中， 减小， 增大，所以支持力  减小，摩擦力  增大，故A正确，B错误； CD．木块受到木板的作用力是支持力和摩擦力的合力。根据平衡条件，该合力与重力等大反向，即大小为 ，方向竖直向上。由于重力不变，所以木板对木块的作用力大小不变，故CD错误。 故选A。 2. 如图所示，绕竖直轴以某一角速度匀速转动的水平圆盘上放着质量为 m的物块，物块与圆盘保持相对静止。若物块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 物块受到重力、支持力和向心力三个力的作用 B. 物块受到的摩擦力大小一定等于 μmg C. 物块所受摩擦力的方向指向转轴O点 D. 物块所受摩擦力对物块做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块受到重力、支持力和静摩擦力三个力的作用，A错误； B．物块受到的摩擦力是静摩擦力，其大小不一定等于 μmg，角速度越大，静摩擦力越大，B错误； C．物块所受摩擦力的方向指向转轴O点，提供向心力，C正确； D．物块沿半径方向没有位移，摩擦力对物块不做功，D错误。 故选C。 3. 不可伸长的细线下端系一小球，上端悬挂在固定点O。现用水平力 F缓慢地将小球从最低点A 拉至如图所示的位置B。则小球从A点运动到B点的过程中（　　） A. 力F先增大后减小 B. 细线对小球做负功 C. 小球的机械能守恒 D. 力 F对小球做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平衡条件得 小球从A点运动到B点的过程中，α增大，F增大，A错误； B．细线的拉力与小球的运动方向垂直，细线的拉力对小球不做功，B错误； CD．拉力F的方向与小球的运动方向成锐角，对小球做正功，小球的机械能增大，C错误，D正确。 故选D。 4. 中国空间站天和核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知其轨道距地面的高度为，运行周期为，地球半径为，引力常量为，由此可得到地球的平均密度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】中国空间站天和核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有 可求得地球的质量 地球可近似看作球体，根据密度的定义式得 故选C。 5. 用如图装置探究平抛运动的规律，实验中听到两小球同时落地，改变大小，重复实验，A、B两小球仍同时落地，该实验结果表明（ ） A. 两小球运动情况完全相同 B. 两小球落地时的速度相同 C. 小球A在竖直方向的分运动与小球B的运动相同 D. 小球A在水平方向的分运动是匀速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球A做平抛运动，具有水平初速度；小球B做自由落体运动，水平方向初速度为零，二者的运动状态不完全相同，故A错误； B．两球同时落地只能说明它们竖直方向的运动时间相同。小球A落地时还具有水平速度分量，而小球B没有水平速度分量，因此两球落地时的速度不相同，故B错误； C．两球竖直方向均由静止开始，只受重力作用，竖直位移满足。改变只改变两球共同的运动时间，仍然同时落地，说明小球A在竖直方向的分运动与小球B的运动相同，故C正确； D．小球A在水平方向做匀速直线运动是平抛运动的另一条规律，但本实验的“同时落地”结果只检验竖直方向，不能据此表明水平方向的分运动，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，单摆摆球的质量为，做简谐运动的周期为，摆球从左侧最大位移处（偏角由静止开始释放，不计空气阻力，摆球运动到最低点时的速度为 ，则下列说法正确的是（ ） A. 摆球运动到时加速度等于零 B. 摆球运动到时回复力不等于零，但合力为零 C. 摆球从运动到的过程中细线对小球拉力的冲量等于零 D. 摆球运动到最低点时绳对其拉力比重力大 【答案】D 【解析】 【详解】A．摆球运动到最低点时，合力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有 可知摆球合力不为零，加速度不为零，故A错误 B．单摆的回复力是重力沿轨迹切线方向的分力，摆球运动到最低点时，点切线方向重力的分力为零，因此回复力为零，故B错误； C．冲量是力对时间的累积效应，摆球从运动到的过程中，细线拉力始终存在，运动时间不为零，因此拉力的冲量一定不为零，故C错误。 D．根据单摆周期公式 变形得 摆球运动到最低点时，小球受重力和细线拉力作用，二者合力提供圆周运动的向心力，满足 代入的表达式整理得 故摆球运动到最低点时绳的拉力比重力大，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，质量相同的甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端点水平抛出，分别落到斜面上的、两点，已知，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两球做平抛运动的时间之比为 B. 甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为 C. 甲、乙两球接触斜面时的动能之比 D. 甲、乙两球接触斜面时的速度方向不同 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知 由可知 则甲、乙两球做平抛运动的时间之比为 故A错误； B．由 其中 解得甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为 故B错误； D．根据平抛运动的推论，速度方向与水平方向夹角的正切值与位移方向与水平方向夹角正切值的两倍，故甲、乙两球接触斜面时的速度方向相同，故D错误； C．设甲、乙两球接触斜面时的速度方向与水平方向夹角为，故 可得甲、乙两球接触斜面时的速度大小之比为 由可得甲、乙两球接触斜面时的动能大小之比为 故C正确。 故选C。 8. 位于坐标原点的波源产生一列沿x 轴传播的简谐横波，某时刻第一次形成图示波形，取该时刻为t=0，此时质点c偏离平衡位置的位移为。当 t=0.6s时，x=7m处的质点第一次运动到波谷。下列说法正确的是（ ） A. t=0时刻之后，质点a比质点c先回到平衡位置 B. 质点b的横坐标为2m C. 该波的波速为15m/s D. 0~0.2s时间内，质点a通过的路程为4cm 【答案】C 【解析】 【详解】C．由题意，时刻波刚传到处，根据波形平移法或“上下坡”法可知，处质点起振方向向上。当时，该质点第一次运动到波谷，经历了，即 解得 根据时刻波形图，设 则波函数为 其中。对于处的质点，有 解得 结合图像，到之间包含不到一个波长，且处处于波谷左侧的上升阶段（空间上），相位应大于，故 解得 波长 波速，故C正确； B．质点位于平衡位置，且在左侧最近的一个零点，对应相位，即 代入得，故B错误； A．时刻，质点的振动相位为，正向下振动，回到平衡位置需经过波谷，相位变化 时间 质点的位移为，位于波峰右侧，正向上振动，相位为，回到平衡位置相位变化 时间 因，质点先回到平衡位置，故A错误； D．即时间内，质点从向下运动到波谷再向上运动到 路程，故D错误。 故选C。 9. 如图甲所示，木板放置在光滑的水平面上处于静止状态，一颗子弹（可视为质点）以水平向右的速度射入木板且恰好未从木板最右端穿出，假设子弹与木板间的相互作用力恒定不变，两者的速度与时间关系图像如图乙所示，下列说法错误的是（ ） A. 若子弹的质量为，则木板的质量为 B. 木板的长度为 C. 若子弹的质量为，则整个过程中子弹的动量变化率大小为 D. 若子弹的质量为，则整个过程中子弹与木板组成的系统产生的热量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．若子弹的质量为，设木板的质量为，子弹与木板组成的系统动量守恒，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有 解得 可知木板的质量为，A正确； B．由图乙可知，子弹恰好未从木板最右端穿出，木板的长度等于整个过程中子弹和木板的相对位移大小，根据速度与时间图像与时间轴所围成的面积表示位移，可得木板的长度为 解得 可知木板的长度为，B错误； C．若子弹的质量为，根据动量变化量的定义可知整个过程中子弹的动量变化大小为 解得 整个过程中子弹的动量变化率大小为 C正确； D．若子弹的质量为，整个过程中子弹与木板组成的系统产生的热量等于系统机械能的减小量，根据能量守恒定律有 解得 可知系统产生的热量为，D正确。 故选B。 10. 在同一水平面上的几个力同时作用于质量为m的物体，物体处于静止状态，如果把其中一个力F保持方向不变而把其大小立即变为，物体在此后t时间内的位移大小是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在同一水平面上的几个力同时作用于质量为m的物体，物体处于静止状态，如果把其中一个力F保持方向不变而把其大小立即变成，物体所受合力变为 物体的加速度 物体做初速度为零的匀加速直线运动，此后t时间内的位移 故选D。 11. 某同学利用光电门来测量某透明塑料板自由下落时的加速度大小，塑料板上贴有、两遮光条，两遮光条相互平行。、宽度均为，中心间距为。当、先后通过激光时，遮光时间分别为、，数据采集器通过设置的程序计算、经过激光时的速度分别为、，再通过程序设定公式计算给出塑料板下落时的加速度大小。假设塑料板做匀加速直线运动，有关该测量原理下可能会带来的误差分析，下列说法正确的是（　　） A. 该测量原理会导致测量值偏大 B. 该测量原理会导致测量值偏小 C. 该测量原理不存在系统误差 D. 条件不足，无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】由匀变速规律可知，测得的、分别等于经过、两遮光条中间时刻的速度，由于速度越来越大，所以两个中间时刻时间段内塑料板下落的距离，即计算时分母被取小了，所以测量值大于真实值。 故选A。 12. 质量分别为和的物块，它们的形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，并按图甲和图乙两种方式放置在倾角为的光滑斜面上。两种情况下，斜面体均固定在水平面上，绳子平行于斜面，重力加速度为。图甲中，质量为的物块恰好能静止在斜面上。图乙中，释放质量为的物块，下列有关该状态下的说法正确的是（　　） A. 轻绳的拉力等于 B. 轻绳的拉力等于 C. 加速度大小为 D. 加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】AB.由图甲物块恰好能静止在斜面上可知 故在图乙情况下与不相等，两物块组成的系统受力不平衡，故轻绳的拉力既不可能等于，也不可能等于，故AB错误； CD.将两物块考虑成整体，由牛顿第二定律可知 化简得 代入 解得 故C正确。 故选C。 13. 如图甲所示，水平面上竖直固定一个轻弹簧，一质量为m=0.20kg的小球，从弹簧上端某高度自由下落，从它接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间能量损失不计。g取，下列说法正确的是（　　） A. 小球刚接触弹簧时速度最大 B. 该弹簧的劲度系数为20N/m C. 当时，小球处于失重状态 D. 从接触弹簧到最低点的过程中，小球的加速度逐渐增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，合力向下，小球会继续向下加速，直到弹力等于重力，此时速度最大，故A错误； BC．由图可知最高点对应弹簧压缩量为0.1m，此时速度最大，加速度为零，弹力等于重力，则有 解得 则可知当时，弹力大于重力，合力向上，小球处于超重状态，故B正确，C错误； D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，当速度达到最大值之前有 重力大于弹力，弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，当速度达到最大值后，小球开始减速，有 重力不变，弹力大于重力且逐渐增大，则加速度增大，综合可得加速度先减小后增大，故D错误。 故选B。 14. 处于自然状态的水都是向重力势能更低处流动。当水不再流动时，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力势能，即水面是等势面。通常稳定状态下的水面为“水平面”，但将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度转动，稳定时，水面呈凹状，如图所示。这一现象依然可用等势面解释：以转动的桶为参考系，桶中的水处于相对静止状态，假如认为处于水表面的质量为的小水滴（可视为质点）除了受真实力作用外，还受到一个假想的“离心力”，使其合力为零，那么在形式上牛顿运动定律仍适用。类似于重力与重力势能的对应关系，水滴还将具有一个与该“离心力”对应的“离心势能”。该“离心势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能，水会向总势能更低的地方流动，稳定时水表面上的相同质量的水滴具有相同的总势能。 为便于研究，在过桶竖直轴线的平面内，以水面最低处为坐标原点、以竖直向上为轴正方向建立相对桶静止的直角坐标系，研究平面内水面上坐标为、质量为的小水滴在这个坐标系下的运动情况和能量。重力加速度为，根据以上信息可知，下列说法正确的是（ ） A. “离心力”的大小与平面内横坐标成反比 B. 若在平面内水面上移动小水滴，该“离心力”做功与路径有关 C. 以角速度大小稳定转动时，桶中水面的纵截面的方程为 D. 若选取轴处“离心势能”为零，“离心势能”的表达式 【答案】C 【解析】 【详解】A．质量为的小水滴受到的离心力大小为，该力大小与成正比，故A错误； B．离心力是类似重力的保守力，保守力做功仅与初末位置有关，与路径无关，故B错误； C．稳定时水面是总势能相等的等势面，以原点为总势能零点，任意水面处小水滴的总势能满足：重力势能与离心势能之和为0，则重力势能变化量大小等于离心势能变化量大小 推导可得水面方程为，故C正确； D．保守力的势能变化满足“力做的功等于势能的减少量”，离心力沿正方向，若取离心势能为0，将水滴从移动到处，离心力做正功，离心势能应该降低，因此离心势能表达式应为，故D错误。 故选C 。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在探究影响向心力大小因素的实验中 （1）用如图甲所示的装置，已知小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之比为，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为、和。回答以下问题。 a、某次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第（ ）层塔轮（填“一”“二”或“三”）； b、现将质量相等的两小钢球分别放在、位置，将传动皮带调至第三层塔轮，则两球转动时所受向心力之比为（ ）。 （2）如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块P随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题。 a、某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式（ ）。 b、实验小组保持滑块P质量和运动半径不变，探究向心力与角速度的关系，作图线如图丁所示，若滑块P运动半径，不计细线质量，由图线可得滑块P质量（ ）kg（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） ①. 一 ②. （2） ①. ②. ##0.44##0.46 【解析】 【小问1详解】 [1] 把两个质量相等的钢球放在、位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 [2] 、位置的轨迹半径之比为，将传动皮带调至第三层塔轮，半径之比为，根据可知角速度之比为，根据可得向心力之比为 【小问2详解】 [1]挡光条的线速度为 则滑块P的角速度为 [2] 根据向心力大小公式，所以图线的斜率为 解得滑块P质量为 16. 用如图所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置由静止释放，确定其平均落地点，记为。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为和，分别测出点到平均落地点的距离、、。测得球1的质量为，球2的质量为，已知。（、、在图中未画出） （1）下列实验步骤中必要的是____________。 A. 测量球1静止释放的高度 B. 测量抛出点距地面的高度 C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定点的位置 （2）完成上述实验，图中平均落地点的位置可能正确的是____________。 A. B. C. （3）通过测量可得，平均落地点、、距点的距离分别为、、。若想要通过本实验验证动量守恒定律，则需验证公式____________；若想要通过本实验探究两球碰撞是否为弹性碰撞，则可验证公式____________。（均用题目所给物理量的字母表示） （4）某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设、。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。（更换过程中始终保持）。则下图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是____________。 A. B. C. D. 【答案】（1）D （2）C （3） ①. ②. （4）BC 【解析】 【分析】 【小问1详解】 A．实验中重复多次时，只要保证球1离开斜槽末端后做平抛运动的轨迹相同即可，即保证球1从斜槽上同一位置S由静止释放即可，不需要测量的具体数值，A错误； B．两个小球离开斜槽后做平抛运动，下落高度相同，根据平抛规律，有运动时间相同 根据速度，在动量守恒式中可约去，用x代替v，因此不需要测量抛出点距地面的高度，B错误； C．实验中要求小球半径相同即可，不需要测量小球半径，C错误； D．本题中O点为抛出点在记录纸上的垂直投影，实验直接测量O点到落地点的距离，故必须用重锤线确定O点位置，D正确。 故选D； 【小问2详解】 碰前球的速度为，平均落地点为，根据能量守恒定律，知碰撞后球速度小于，射程小于，根据碰撞后的速度关系，知碰撞后球速度大于碰撞后球速度，射程大于，因此落地点顺序可能为 故选C； 【小问3详解】 [1]设小球下落的时间为，根据前面分析，知碰撞前球的速度，碰撞后球的速度，球的速度，根据动量守恒定律，有 得 [2]若要验证弹性碰撞，则需验证 得 【小问4详解】 弹性碰撞满足动量守恒和机械能守恒，有， 得 已知，，则 AB．若仅换用不同质量的球，增大时，减小，且逐渐趋近于，A错误，B正确； CD．若仅换用不同质量的球，随增大而均匀增大，纵截距为，C正确，D错误。 故选BC。 【点睛】 17. 有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示。长为的钢绳一端系着质量为的座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘稳定匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，且与竖直方向的夹角为。不计钢绳的重力，重力加速度为，求： （1）此时钢绳的拉力； （2）转盘转动的周期； （3）转盘转动一圈的过程中，钢绳拉力的冲量大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 座椅受两个力，重力竖直向下，钢绳拉力沿钢绳方向斜向上。 竖直方向受力平衡 解得 【小问2详解】 座椅在水平面内做匀速圆周运动，半径 水平方向由拉力的水平分力提供向心力 联立解得 周期 【小问3详解】 座椅做匀速圆周运动，转动一圈后速度大小和方向均恢复原状，因此动量变化为零，对座椅由动量定理，合力的冲量为零，其中为重力在一圈内的冲量，方向竖直向下，大小为 因此钢绳拉力的冲量大小也为，方向竖直向上，与重力冲量相反。 解得 18. 回答下列问题 （1）一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一个质量为的物块，整个装置置于光滑的水平面上，如图甲所示，弹簧的劲度系数为。以弹簧原长时右端点为坐标原点，建立坐标轴。初始时刻，系统处于静止状态。沿轴正方向对物块施加外力，将物块缓慢拉至伸长量处，整个过程弹簧均处于弹性限度内。 a、在图乙中定性画出外力与弹簧形变量的关系。 b、求外力在这个过程中对物块做的功，并从做功与能量转化的角度说明外力做功转化成了何种能量。 （2）如图丙所示，轻质弹簧的左端固定，另一端与套在光滑竖直固定杆上的圆环相连。圆环位于处时，弹簧水平且处于原长状态。已知弹簧的原长为、劲度系数为、圆环的质量为。圆环从处由静止释放，经过处时的速度最大。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为。求小圆环在点的最大速度，只需列出求解所需方程，不需要解出结果。 【答案】（1）a、 b、，外力做的功全部转化为弹簧的弹性势能。 （2）， 【解析】 【小问1详解】 a、外力大小等于弹簧弹力，根据胡克定律可得 b、外力在这个过程中对物块做的功等于图像的面积，可知 根据动能定理有 而 可得 可知外力做的功全部转化为弹簧的弹性势能。 【小问2详解】 弹簧的原长为，设圆环速度最大时弹簧与竖直杆夹角为，此时合力为零，有 由机械能守恒 两式联立约去，即可求出最大速度v。 19. 利用如图所示的传送带由低处向高处运送货物，将货物由传送带最低端A处静止释放，货物先做匀加速运动，后做匀速运动到B点，已知货物质量为m、传送带速度大小为v，传送带与水平方向夹角为θ，传送带与货物间的动摩擦因数为μ（μ>tanθ），AB间距离为l，重力加速度为g。电动机与传送带间不发生相对滑动，则在货物从A运送到B的过程中，求： （1）货物做匀加速运动的加速度大小a； （2）传送带对货物所做的功W； （3）在运送货物m过程中，传送带与货物间摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由受力分析可知 解得 （2）由动能定理可知 解得 （3）货物加速阶段 货物加速阶段传送带的位移为 货物加速阶段货物的位移为 在运送货物m过程中，传送带与货物间摩擦产生的热量Q为 20. （1）两黑洞绕其连线上的某一点做匀速圆周运动，组成一个孤立的双星系统，两黑洞的质量分别为、，两者间距为，双星系统引力势能的表达式为为引力常量。 a、求两黑洞绕其连线上的某点做匀速圆周运动的角速度的大小； b、该双星系统的引力势能与动能之和； （2）实际上，科研人员观测到随着时间的推移两个黑洞会缓慢靠近，系统的机械能逐渐减小，设两黑洞的靠近速度。由广义相对论可知，两个黑洞组成的双星系统会辐射引力波，从而损失机械能，逐渐减小。已知双黑洞系统辐射引力波的功率，其中为电磁波在真空中的传播速度。当较大时，靠近速度很小，不计两黑洞自身质量的变化，系统机械能的减小只因辐射引力波所致。结合第（1）问中的结果。 a、求引力波辐射功率表达式中的、、的值； b、试推导写出的表达式。 【答案】（1）a、b、 （2）a、，， ；b、 【解析】 【小问1详解】 a、双星系统角速度相同，相互间的万有引力提供各自向心力，设​、的轨道半径为、，满足 对：则  对：则  消去相同量后，两式相加得 整理得  b、系统动能 结合、​和的表达式，代入可得 已知引力势能 因此总能量 【小问2详解】 a、功率的量纲为，已知量纲为，量纲为，质量量纲为，量纲为。 代入的表达式匹配量纲，质量维度，解得 时间维度，解得 长度维度，代入、，解得 b、 系统机械能全部因辐射引力波减小，功率等于机械能的减少率，即​​ 由​​，对求小量变化得 因此​​​ 代入​ 整理后得  第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年第一学期 高三年级 入学定位测试 物理试卷 时间：90分钟 满分：100分 本试卷共4页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 如图所示，在一水平长木板上放一木块P，缓慢抬起木板的右端至某角度θ的过程中，木块P和木板始终相对静止，则（ ） A. 木块受到木板的支持力减小、摩擦力增大 B. 木块受到木板的支持力增大、摩擦力减小 C. 木块受到木板的作用力增大、方向竖直向上 D. 木块受到木板的作用力减小、方向竖直向下 2. 如图所示，绕竖直轴以某一角速度匀速转动的水平圆盘上放着质量为 m的物块，物块与圆盘保持相对静止。若物块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 物块受到重力、支持力和向心力三个力的作用 B. 物块受到的摩擦力大小一定等于 μmg C. 物块所受摩擦力的方向指向转轴O点 D. 物块所受摩擦力对物块做负功 3. 不可伸长的细线下端系一小球，上端悬挂在固定点O。现用水平力 F缓慢地将小球从最低点A 拉至如图所示的位置B。则小球从A点运动到B点的过程中（　　） A. 力F先增大后减小 B. 细线对小球做负功 C. 小球的机械能守恒 D. 力 F对小球做正功 4. 中国空间站天和核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知其轨道距地面的高度为，运行周期为，地球半径为，引力常量为，由此可得到地球的平均密度为（ ） A. B. C. D. 5. 用如图装置探究平抛运动的规律，实验中听到两小球同时落地，改变大小，重复实验，A、B两小球仍同时落地，该实验结果表明（ ） A. 两小球运动情况完全相同 B. 两小球落地时的速度相同 C. 小球A在竖直方向的分运动与小球B的运动相同 D. 小球A在水平方向的分运动是匀速直线运动 6. 如图所示，单摆摆球的质量为，做简谐运动的周期为，摆球从左侧最大位移处（偏角由静止开始释放，不计空气阻力，摆球运动到最低点时的速度为 ，则下列说法正确的是（ ） A. 摆球运动到时加速度等于零 B. 摆球运动到时回复力不等于零，但合力为零 C. 摆球从运动到的过程中细线对小球拉力的冲量等于零 D. 摆球运动到最低点时绳对其拉力比重力大 7. 如图所示，质量相同的甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端点水平抛出，分别落到斜面上的、两点，已知，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两球做平抛运动的时间之比为 B. 甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为 C. 甲、乙两球接触斜面时的动能之比 D. 甲、乙两球接触斜面时的速度方向不同 8. 位于坐标原点的波源产生一列沿x 轴传播的简谐横波，某时刻第一次形成图示波形，取该时刻为t=0，此时质点c偏离平衡位置的位移为。当 t=0.6s时，x=7m处的质点第一次运动到波谷。下列说法正确的是（ ） A. t=0时刻之后，质点a比质点c先回到平衡位置 B. 质点b的横坐标为2m C. 该波的波速为15m/s D. 0~0.2s时间内，质点a通过的路程为4cm 9. 如图甲所示，木板放置在光滑的水平面上处于静止状态，一颗子弹（可视为质点）以水平向右的速度射入木板且恰好未从木板最右端穿出，假设子弹与木板间的相互作用力恒定不变，两者的速度与时间关系图像如图乙所示，下列说法错误的是（ ） A. 若子弹的质量为，则木板的质量为 B. 木板的长度为 C. 若子弹的质量为，则整个过程中子弹的动量变化率大小为 D. 若子弹的质量为，则整个过程中子弹与木板组成的系统产生的热量为 10. 在同一水平面上的几个力同时作用于质量为m的物体，物体处于静止状态，如果把其中一个力F保持方向不变而把其大小立即变为，物体在此后t时间内的位移大小是（ ） A. B. C. D. 11. 某同学利用光电门来测量某透明塑料板自由下落时的加速度大小，塑料板上贴有、两遮光条，两遮光条相互平行。、宽度均为，中心间距为。当、先后通过激光时，遮光时间分别为、，数据采集器通过设置的程序计算、经过激光时的速度分别为、，再通过程序设定公式计算给出塑料板下落时的加速度大小。假设塑料板做匀加速直线运动，有关该测量原理下可能会带来的误差分析，下列说法正确的是（　　） A. 该测量原理会导致测量值偏大 B. 该测量原理会导致测量值偏小 C. 该测量原理不存在系统误差 D. 条件不足，无法判断 12. 质量分别为和的物块，它们的形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，并按图甲和图乙两种方式放置在倾角为的光滑斜面上。两种情况下，斜面体均固定在水平面上，绳子平行于斜面，重力加速度为。图甲中，质量为的物块恰好能静止在斜面上。图乙中，释放质量为的物块，下列有关该状态下的说法正确的是（　　） A. 轻绳的拉力等于 B. 轻绳的拉力等于 C. 加速度大小为 D. 加速度大小为 13. 如图甲所示，水平面上竖直固定一个轻弹簧，一质量为m=0.20kg的小球，从弹簧上端某高度自由下落，从它接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间能量损失不计。g取，下列说法正确的是（　　） A. 小球刚接触弹簧时速度最大 B. 该弹簧的劲度系数为20N/m C. 当时，小球处于失重状态 D. 从接触弹簧到最低点的过程中，小球的加速度逐渐增大 14. 处于自然状态的水都是向重力势能更低处流动。当水不再流动时，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力势能，即水面是等势面。通常稳定状态下的水面为“水平面”，但将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度转动，稳定时，水面呈凹状，如图所示。这一现象依然可用等势面解释：以转动的桶为参考系，桶中的水处于相对静止状态，假如认为处于水表面的质量为的小水滴（可视为质点）除了受真实力作用外，还受到一个假想的“离心力”，使其合力为零，那么在形式上牛顿运动定律仍适用。类似于重力与重力势能的对应关系，水滴还将具有一个与该“离心力”对应的“离心势能”。该“离心势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能，水会向总势能更低的地方流动，稳定时水表面上的相同质量的水滴具有相同的总势能。 为便于研究，在过桶竖直轴线的平面内，以水面最低处为坐标原点、以竖直向上为轴正方向建立相对桶静止的直角坐标系，研究平面内水面上坐标为、质量为的小水滴在这个坐标系下的运动情况和能量。重力加速度为，根据以上信息可知，下列说法正确的是（ ） A. “离心力”的大小与平面内横坐标成反比 B. 若在平面内水面上移动小水滴，该“离心力”做功与路径有关 C. 以角速度大小稳定转动时，桶中水面的纵截面的方程为 D. 若选取轴处“离心势能”为零，“离心势能”的表达式 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在探究影响向心力大小因素的实验中 （1）用如图甲所示的装置，已知小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之比为，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为、和。回答以下问题。 a、某次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第（ ）层塔轮（填“一”“二”或“三”）； b、现将质量相等的两小钢球分别放在、位置，将传动皮带调至第三层塔轮，则两球转动时所受向心力之比为（ ）。 （2）如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块P随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题。 a、某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式（ ）。 b、实验小组保持滑块P质量和运动半径不变，探究向心力与角速度的关系，作图线如图丁所示，若滑块P运动半径，不计细线质量，由图线可得滑块P质量（ ）kg（结果保留两位有效数字）。 16. 用如图所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置由静止释放，确定其平均落地点，记为。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为和，分别测出点到平均落地点的距离、、。测得球1的质量为，球2的质量为，已知。（、、在图中未画出） （1）下列实验步骤中必要的是____________。 A. 测量球1静止释放的高度 B. 测量抛出点距地面的高度 C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定点的位置 （2）完成上述实验，图中平均落地点的位置可能正确的是____________。 A. B. C. （3）通过测量可得，平均落地点、、距点的距离分别为、、。若想要通过本实验验证动量守恒定律，则需验证公式____________；若想要通过本实验探究两球碰撞是否为弹性碰撞，则可验证公式____________。（均用题目所给物理量的字母表示） （4）某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设、。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。（更换过程中始终保持）。则下图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是____________。 A. B. C. D. 17. 有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示。长为的钢绳一端系着质量为的座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘稳定匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，且与竖直方向的夹角为。不计钢绳的重力，重力加速度为，求： （1）此时钢绳的拉力； （2）转盘转动的周期； （3）转盘转动一圈的过程中，钢绳拉力的冲量大小。 18. 回答下列问题 （1）一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一个质量为的物块，整个装置置于光滑的水平面上，如图甲所示，弹簧的劲度系数为。以弹簧原长时右端点为坐标原点，建立坐标轴。初始时刻，系统处于静止状态。沿轴正方向对物块施加外力，将物块缓慢拉至伸长量处，整个过程弹簧均处于弹性限度内。 a、在图乙中定性画出外力与弹簧形变量的关系。 b、求外力在这个过程中对物块做的功，并从做功与能量转化的角度说明外力做功转化成了何种能量。 （2）如图丙所示，轻质弹簧的左端固定，另一端与套在光滑竖直固定杆上的圆环相连。圆环位于处时，弹簧水平且处于原长状态。已知弹簧的原长为、劲度系数为、圆环的质量为。圆环从处由静止释放，经过处时的速度最大。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为。求小圆环在点的最大速度，只需列出求解所需方程，不需要解出结果。 19. 利用如图所示的传送带由低处向高处运送货物，将货物由传送带最低端A处静止释放，货物先做匀加速运动，后做匀速运动到B点，已知货物质量为m、传送带速度大小为v，传送带与水平方向夹角为θ，传送带与货物间的动摩擦因数为μ（μ>tanθ），AB间距离为l，重力加速度为g。电动机与传送带间不发生相对滑动，则在货物从A运送到B的过程中，求： （1）货物做匀加速运动的加速度大小a； （2）传送带对货物所做的功W； （3）在运送货物m过程中，传送带与货物间摩擦产生的热量Q。 20. （1）两黑洞绕其连线上的某一点做匀速圆周运动，组成一个孤立的双星系统，两黑洞的质量分别为、，两者间距为，双星系统引力势能的表达式为为引力常量。 a、求两黑洞绕其连线上的某点做匀速圆周运动的角速度的大小； b、该双星系统的引力势能与动能之和； （2）实际上，科研人员观测到随着时间的推移两个黑洞会缓慢靠近，系统的机械能逐渐减小，设两黑洞的靠近速度。由广义相对论可知，两个黑洞组成的双星系统会辐射引力波，从而损失机械能，逐渐减小。已知双黑洞系统辐射引力波的功率，其中为电磁波在真空中的传播速度。当较大时，靠近速度很小，不计两黑洞自身质量的变化，系统机械能的减小只因辐射引力波所致。结合第（1）问中的结果。 a、求引力波辐射功率表达式中的、、的值； b、试推导写出的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $