湖北黄冈市黄梅县第二中学2026-2027学年高三上学期物理周考试卷（9.23）

**基本信息** 聚焦高中物理力学核心知识，结合双黑洞系统、SEO卫星等科技热点及排球运动等生活情境，通过基础计算与综合分析，考查运动和相互作用观念、科学推理及模型建构能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题/28分|万有引力、平抛运动、传送带、板块模型|以双黑洞系统、青蛙跳跃为情境，考查匀速圆周运动规律及平抛运动临界条件| |多选题|3题/12分|卫星运动、速度分解、圆周运动|结合地球观测卫星轨道，分析开普勒定律及向心加速度关系| |实验题|2题/18分|平抛运动轨迹、加速度与质量关系|通过轨迹误差分析考查实验操作规范，用逐差法处理纸带数据| |计算题|3题/42分|平抛运动、机械能守恒、弹簧与圆周运动综合|以排球训练、半圆轨道平抛为背景，融合运动学公式与能量观点，考查多过程问题解决能力|

2026年09月23日黄梅二中高三周考试卷 一、单选题(共28分) 1．（4分）已知某星球的近地卫星和静止卫星的周期分别为T和8T，星球半径为R，引力常量为G，星球赤道上有一静止的质量为m的物体，若把星球视为一个质量均匀的球体，则下列说法不正确的是(      ) A.该星球的质量为 B.该星球的密度为 C.该星球静止卫星的轨道半径为4R D.赤道对该物体的支持力大小为 2．（4分）如图甲所示是一对相互环绕旋转的质量不等的双黑洞系统，其示意图如图乙所示，双黑洞A、B在相互之间的万有引力作用下，绕其连线上的O点做匀速圆周运动，若黑洞A、B做圆周运动的半径之比为1:2，下列说法正确的是(      ) A.黑洞A、B做圆周运动的角速度之比为1:2 B.黑洞A、B做圆周运动的向心力大小之比为2:1 C.黑洞A、B做圆周运动的线速度之比为1:2 D.黑洞A、B的质量之比为1:1 3．（4分）如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分别在c、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，若以最小的初速度完成跳跃，则它应跳到(      ) A.荷叶a B.荷叶b C.荷叶c D.荷叶d 4．（4分）如图所示为粮袋的传送装置,已知A、B间长度为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(   ) A.粮袋到达B点的速度与v相比较,可能大,也可能相等或小 B.粮袋开始运动的加速度为,若L足够大,则粮袋最后将以速度v做匀速运动 C.若,则粮袋从A到B—定一直做加速运动 D.不论μ大小如何,粮袋从A到B一直做匀加速运动,且 5．（4分）如图所示，质量为3kg的长木板B静置于光滑水平面上，其上表面右端放置一个质量为2kg的物块A，物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。现用水平向右、大小为20N的拉力F拉长木板B，则(      ) A.物块A受到摩擦力的大小为8N B.物块A受到摩擦力的大小为10N C.物块A受到摩擦力的大小为15N D.物块A受到摩擦力的大小为20N 6．（4分）表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上，如图所示.两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为和，则这两个小球的质量之比为（不计球的大小）(   ) A.4:5 B.5:4 C.1:1 D.3:5 7．（4分）如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量为m的球A和质量为2m的球B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g，则球A在最高点时(   ) A.球A的速度为零 B.水平转轴对杆的作用力大小为，方向竖直向上 C.水平转轴对杆的作用力大小为，方向竖直向上 D.水平转轴对杆的作用力大小为，方向竖直向上 二、多选题(共12分) 8．（4分）2026年8月17日，长征二号丙发射“SEO地球观测卫星”，如图所示为“SEO地球观测卫星”绕地球做匀速圆周运动的轨道示意图，卫星轨道与赤道平面夹角约，该卫星的运行周期为地球自转周期的2倍，已知地球半径为R，静止卫星轨道距地表的高度为H（图中未画出），则下列说法正确的是(      ) A.“SEO地球观测卫星”的轨道与静止卫星轨道不在同一平面内 B.“SEO地球观测卫星”的轨道半径为 C.“SEO地球观测卫星”的环绕速度可能大于第一宇宙速度 D.“SEO地球观测卫星”环绕地球时的加速度大小可能大于静止卫星 9．（4分）如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为，货车以速度向左做匀速直线运动，重力加速度为，则在将货物提升到图示的位置时，下列说法正确的是(      ) A.货箱向上运动的速度大小大于 B.缆绳中的拉力 C.货车对缆绳的拉力做功的功率 D.货物对货箱底部的压力小于 10．（4分）如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用水平细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，质量均为m，与圆心距离分别为，，与圆盘间的动摩擦因数相同，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是(      ) A.此时细线张力为 B.此时圆盘的角速度为 C.此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D.若此时烧断细线，A仍相对圆盘静止，B将做离心运动 三、实验题(共18分) 11．（10分）在“研究小球平抛运动”的实验中： (1)某同学利用如图甲所示的实验装置记录小球的运动轨迹，下列说法正确的是(      ) A.上下移动倾斜挡板时必须等间距移动 B.重复同一轨迹实验时，小球应从同一位置由静止释放 C.斜槽可以不光滑，但斜槽轨道末端必须保持水平 (2)某同学用图甲的实验装置得到的痕迹点如图乙所示，其中一个点偏差较大的原因，可能是该次实验(      ) A.小球释放的高度偏高 B.小球释放的高度偏低 C.小球没有被静止释放 D.挡板MN未水平放置 (3)实验小组在某次实验中记录了轨迹上的A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图丙所示的坐标系，平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度大小为____________，A点的速度大小为____________，小球抛出点的坐标为__________。（结果均保留2位有效数字，重力加速度g取） 12．（8分）用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。 (1)以下操作正确的是__________________(填正确答案标号)。 A.使小车质量远小于槽码质量 B.调整垫块位置以补偿阻力 C.补偿阻力时移去打点计时器和纸带 D.释放小车后立即打开打点计时器 (2)保持槽码质量不变,改变小车上砝码的质量,得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2所示,相邻两点之间的距离分别为,时间间隔均为T。下列加速度算式中,最优的是______________(填正确答案标号)。 A. B. C. D. (3)以小车和砝码的总质量M为横坐标,加速度的倒数为纵坐标,甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示。 由图可知,在所受外力一定的条件下,a与M成__________________(填“正比”或“反比”);甲组所用的____________(填“小车”“砝码”或“槽码”)质量比乙组的更大。 四、计算题(共42分) 13．（10分）为进一步提升中国排球超级联赛的影响力，中国排球协会将于2024年1月12日至1月15日举办全明星赛。如图为两运动员训练情景，甲运动员在距离地面高处将排球以的速度水平击出，乙运动员在离地高处将排球垫起。取重力加速度。不计空气阻力。求：（结果可用根号表示） (1)排球被垫起前在空中运动的时间； (2)排球从击出到被垫起的过程中运动的水平位移大小； (3)排球被垫起前瞬间的速度大小。 14．（14分）如图所示，竖直面内的光滑半圆形导轨与光滑水平地面在B点平滑相接，导轨半径。一个质量的物体自地面上A点以一定速度向右运动，经过B点后沿半圆形导轨运动，到达最高点C时对轨道恰好无压力，之后水平抛出。物体可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取。求： (1)物体运动到C点时的动能大小； (2)物体在B点时对轨道的压力； (3)物体落地时的速度。 15．（18分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径的圆环剪去左上角127°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R.若用质量的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为，物块从D点飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道。，求： （1）质量为的物块在D点的速度； （2）判断质量为的物块能否沿圆轨道到达M点： （3）质量为的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功。 参考答案 1．答案：D 解析：A.对近地卫星，根据万有引力提供向心力得 解得该星球的质量 A正确，不符合题意； B.由题意可知，该星球的体积 所以该星球的密度 B正确，不符合题意； C.设静止卫星的轨道半径为r，由万有引力提供向心力可得 解得 C正确，不符合题意； D.设赤道对该物体的支持力大小为F，则有 解得 D错误，符合题意。 故选D。 2．答案：C 解析：A.由于黑洞A、B绕二者连线上同一点做匀速圆周运动，二者周期和角速度相等，角速度之比为，A错误； B.由彼此间的万有引力提供向心力，有 向心力大小之比为，B错误； CD.由， 可知黑洞A、B的质量之比为2：1，由可知，黑洞A、B做圆周运动的线速度之比为，C正确，D错误。 3．答案：C 解析：青蛙做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动 则有 可得 对荷叶a、c而言，水平位移相同，但青蛙跳到a上面时，竖直位移较小，运动时间较短，其水平初速度相对于跳到c上面时较大，故选C。 4．答案：A 解析：粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B点时的速度小于v;可能先做匀加速运动,当速度与传送带相同后,做匀速运动,到达B点时速度与v相同;也可能先做加速度较大的匀加速运动,当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动,到达B点时的速度大于v,故选项A正确;质量为m的粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,大小为,根据牛顿第二定律得到加速度为,故选项B错误;若,粮袋从A到B可能一直做加速运动,也可能先做匀加速运动,当速度与传送带速度相同后,做匀速运动,故选项C错误;由以上分析可知,粮袋从A到B不一定一直做匀加速运动,选项D错误。 5．答案：A 解析：A、物体的加速度由B对A的摩擦力提供，当摩擦力达到最大静摩擦的时候，A、B发生相对滑动，A物体的最大静摩擦力为，则发生相对滑动时，A的加速度为，将A、B看成一个整体，由牛顿第二定律得，代入数据解得，现用水平向右、大小为20N的拉力F拉长木板B，则两者保持相对静止，，A受到的摩擦力：，代入数据解得：，故A正确，BCD错误。 故选：A。 6．答案：B 解析：先以左侧小球为研究对象，分析受力情况：重力、绳子的拉力T和半球的支持力N，作出受力分析图 由平衡条件得知，拉力T和支持力N的合力与重力mg大小相等、方向相反．设，根据三角形相似得 解得同理，以右侧小球为研究对象，得 由两式得故选B． 7．答案：D 解析：球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，则有，解得，故A错误；A球到最高点时，对杆无弹力，此时B球所受重力和杆的拉力的合力提供向心力，有，由于两球的角速度相等，由得，解得杆对球B的拉力，则水平转轴对杆的作用力大小为，方向竖直向上，故D正确，B、C错误。故选D。 8．答案：AB 解析：A.地球静止卫星（同步卫星）的轨道必须与赤道平面重合，而题干中SEO卫星轨道与赤道平面夹角为30°，因此两个轨道不在同一平面内，故A正确； B.根据开普勒第三定律，绕同一中心天体地球运动的卫星满足 已知同步卫星周期为，轨道半径，SEO卫星周期，代入 整理得，故B正确； C.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是所有绕地球做匀速圆周运动卫星的最大环绕速度。该卫星轨道半径大于地球半径，环绕速度一定小于第一宇宙速度，故C错误； D.卫星的向心加速度由万有引力提供，有 可得 SEO卫星的轨道半径，大于同步卫星的轨道半径，因此其加速度一定小于同步卫星的加速度，故D错误。 故选AB。 9．答案：BC 解析：A．将货车的速度沿绳和垂直绳分解，如图所示，由于缆绳不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着缆绳方向的分量相等 由于 不断减小，故货箱和货物整体向上做加速运动，加速度方向向上，速度大小小于v ，故选项A错误； B．货箱和货物整体向上做加速运动，故缆绳中的拉力 故选项B正确； C．货箱和货物整体的速度为 ，故拉力做功的功率 故选项C正确； D．货箱和货物整体向上做加速运动，加速度方向向上，处于超重状态，故货箱中的货物对货箱底部的压力大于mg，故选项D错误。 故选BC 10．答案：ABC 解析：ABC.当两物体刚好未发生滑动时，B离圆心更远，需要的向心力更大，且绳子拉力相等，所以B的静摩擦力达到最大静摩擦力且方向指向圆心；A的静摩擦力也达到最大，方向沿半径指向圆外； 设此时角速度为，细线张力为，对B有 对A有 解得，，故ABC正确； D.烧断细线后，拉力消失，A需要的向心力为（最大静摩擦力），A会发生滑动，不能保持相对圆盘静止； 需要的向心力，做离心运动，故D错误。 故选ABC。 11．答案：(1)BC (2)AC (3)1.5；2.5； 解析：（1）A.上下移动倾斜挡板时不需要等间距移动，故A错误； B.重复实验时，小球从同一位置静止释放，才能保证每次平抛初速度相同，轨迹一致，故B正确； C.实验需要保证小球飞出斜槽的初速度方向为水平方向，大小一致，所以斜槽可以不光滑，但斜槽轨道末端必须保持水平，故C正确。 故选BC。 （2）由图可知，下降相同的高度，误差点的水平位移更大，可知偏差较大的点产生原因是平抛运动初速度偏大，故可能原因是小球没有被静止释放或小球释放的高度偏高；故选AC。 （3）小球做平抛运动，竖直方向有 解得 水平速度 由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得B点的竖直速度 小球从A点到B点，在竖直方向上有 所以 故A点的速度大小为 解得 从抛出到B点的时间 小球下落的初始位置到B点的竖直距离 所以小球下落的初始位置的纵坐标 小球下落的初始位置到B点的水平距离 所以小球下落的初始位置的横坐标 故小球抛出点的坐标为。 12．答案：(1)B(2)D(3)反比;槽码 解析：(1)为使细绳上的拉力近似等于槽码重力,需使小车及车中砝码的质量远大于槽码质量,A错误;补偿阻力时,需调整垫块的位置,使小车拖动纸带打出点迹均匀的点,B正确,C错误;应先接通打点计时器电源,待打点稳定后,再释放小车,D错误。 (2)根据逐差法及求加速度可知,用尽量多的各段位移数据进行求解,方法最优,则加速度的最优计算式为,D正确。 (3)根据题图3可知,与M成正比,则a与M成反比;根据牛顿第二定律可得,变形得,甲组图像的斜率小,则甲组所用槽码的质量m比乙组的更大。 13．答案：(1) (2) (3) 解析：（1）由排球被垫起前在空中做平抛运动，由 可得排球被垫起前在空中运动的时间 （2）排球从击出到被垫起的过程中运动的水平位移大小为 （3）由 可得 则排球被垫起前瞬间的速度大小 14．答案：(1)4J (2)120N，方向竖直向下 (3)，方向与水平方向夹角为，满足 解析：（1）由牛顿第二定律得 解得 则物体运动到C点时的动能大小为 （2）由机械能守恒定律得 联立解得 在B点，由牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律可知物体在B点时对轨道的压力大小为 方向竖直向下。 （3）物体从C点抛出后做平抛运动，由机械能守恒定律得 联立解得物体落地时的速度大小为 方向与水平方向夹角为，满足 15．答案：（1）2.25m/s（2）不能沿圆轨道到达M点（3）2.7J 解析：（1）设物块由D点以初速度做平抛运动，落到P点时其竖直方向分速度为： 所以： （2）物块在内轨道做圆周运动，在最高点有临界速度，则 ， 解得：m/s 物块到达P的速度： 若物块能沿圆弧轨道到达M点，其速度为，由D到M的机械能守恒定律得： 可得：，这显然是不可能的，所以物块不能到达M点 （3）由题意知，物块在桌面上过B点后初速度，加速度为： 则物块和桌面的摩擦力： 可得物块和桌面的摩擦系数: 质量的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，由能量守恒可弹簧压缩到C点具有的弹性势能为： 质量为的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点时，由动能定理可得： 可得， 在这过程中摩擦力做功： 由动能定理，B到D的过程中摩擦力做的功： 代入数据可得： 质量为的物块释放后在桌面上运动的过程中摩擦力做的功 即克服摩擦力做功为2.7J. 学科网（北京）股份有限公司 $