北京市十一学校2026-2027学年高三上学期开学考物理试卷

北京市十一学校2027届高三年级8月份学习诊断 物理试题 总分：100分 时间：90分钟 命题人：王跃东 一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一 个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错 或不答的得0分。把正确的答隶填涂在答题纸上。 1.下列说法正确的是 A.汽车在匀速率转弯过程中加速度恒定不变 B,火车加速过程中惯性不随速度增大而增大 C.乒乓球在桌面弹跳的过程中受到的作用力大小不变 D.篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关 2.快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面会用充气袋包 裹，从而起到缓冲的作用。在某次剧烈颠簸中，物品由高处跌落，则在物 品接触地面过程中，下列说法正确的是 A,充气袋可以延长物品动量改变的时间 B,充气袋可以大幅减小物品动量的变化 C.充气袋可以大幅减小物品所受合力的冲量 D.物品对充气袋的冲量与充气袋对物品的冲量大小相等 3,一台起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为时，起重 机的输出功率达到最大值P,之后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到重物以最大速度 2匀速上升为止。整个过程中，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是 A.钢绳最大拉力为P B.钢绳最大拉力为P 2 C.重物最大速度为2 D.重物匀加速运动时间为w2 mg P-mgvi 4.如图所示，半径为R的半球形碗，固定在可绕竖直轴旋转的 水平转台上，转台转轴与过半球形碗的球心O的对称轴OO重合。 转台以角速度ω匀速转动，此时碗内有两个相同的小物块A和B分别 位于碗壁不同高度处，随碗一同转动且相对碗壁静止。忽略空气阻力， 彩 下列说法正确的是 A,两物块受到的向心力大小相等 转台 B。两物块所受的摩擦力不可能都为零 C.在碗转动半圈的过程中，两物体所受重力的冲量大小相等 D.在碗转动半圈的过程中，两物体所受合力的冲量大小相等 5.如图所示，半径为R的摩天轮以大小为的角速度在竖直平面内逆时针匀速转动，运行过 程中每个悬挂轿厢都可保持姿态不变。轿厢A中的观览乘客质量为m,乘客在观览过程中始终保 持站立姿态并相对轿厢静止，轿厢此时所在位置对应半径与竖直向下方向的夹角为0。下列说法正 确的是 第1页 A.轿厢通过最高点时，乘客处于平衡状态，对轿箱的 压力等于重力 B.轿厢从最高点到最低点的过程中，乘客所受重力的 瞬时功率先增加后减小 C.轿厢转动一圈的过程中，乘客的机械能守恒 D.从0变到π2的过程中，乘客所受摩擦力做负功 6.如图甲所示，水平传送带在电动机的带动下始终沿顺时针 方向匀速转动，=0时刻质量为m的物块（可视为质点）以速度 %滑上传送带左侧，仁h时刻恰好运动到右侧，其运动的t图像 如图乙所示。已知重力加速度大小为g,在0-2时间内，下列说法 正确的是 A.物块始终受到向右的摩擦力作用 B。坚擦力对物块做的功为m C.由于摩擦产生的热量为，mm,2 D。电动机为传送物块，多消耗的电能为 2m%2 7.双星系统由两个天体组成，相对于其他天体，位置非常靠近，以相 同的角速度绕两者连线上某点各自做匀速圆周运动。如图所示是某双星系统 的示意图，O为圆心。两恒星P、Q的球心分别为O1、O2,两星球的半径远 01 小于两星球球心之间的距离。已知P的轨道半径大于Q的轨道半径，设P p Q 质量为如、Q质量为M6,P、Q间的距离为L,P、Q运动周期为T。下列 说法正确的是 A.P的质量大于Q的质量 B.P的轨道半径为4 -L M+M C.P、Q的向心加速度之比为 M D.在L一定的情况下，若P、Q的总质量越大，他们的绕行周期会越小 8.如图所示，一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B, B球的质量是A球的3倍。用手托住B球，使轻绳拉紧，A球静止于地面。不计空 气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦，重力加速度为g。由静止释放B球，到B 球落地前的过程中，下列说法正确的是 A.A球的加速度大小为0.5g B B.轻绳拉力对两小球的总功：大于零 C、拉力对A球做的功等于A球动能的增加量 D.B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量 9.机械能包括动能、重力势能和弹性势能，为了在三种能量相互转化的 情况下验证机械能守恒定律，实验小组设计了如图所示的实验装置。力传感器 一力传岛舞 一端固定在铁架台的横梁上，另一端与轻弹簧相连，轻弹簧下端悬挂着下表面 水平的重物，在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器，两个传感器再通 过数据采集器和电脑相连（图未画出）。实验过程中保持铁架台固定，弹簧始 终在弹性限度内，重物只在竖直方向上下运动，没有转动。他们首先用天平测 重扬 得重物的质量为m,然后： ,接电陆 ①用运动传感器实时记录重物的速度维而得到重物的动能Ek: 运动传感赛 ②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点，用运动传感器实时 甲 记录重物下表面与运动传感器上表面的距离，继而得到重物的重力势能E: ③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离，与物体运动 过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量，结合力传感器测得的 弹力大小F,通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能E 分析上述三种能量之和E随时间的变化情况，如果在误差允许的范围内， E随时间保持不变，则可认为重物（包括地球）和弹簧组成的系统机械能守恒。 已知实验得到的F1图像如图乙所示，则下列图像中可能正确的是 E E 10,如图甲所示，在静水中，当风的方向与无自带动力帆船的目标航向（图中由A指向B) 一致时，只需将帆面与船身垂直安放，则帆船能沿直线顺利到达目标位置B:如图乙所示，在静 水中，当风的方向与无自带动力帆船的目标航向（图中由A指向B)相反时，若调整船身和帆面 的位置（其中目标方向AB与船身的夹角为0，帆面与船身的夹角为），帆船也可以逆风到达目标 位置B,例如，帆船可先到达C再到达目标位置B。帆船能沿 AC段运动的动力来源可简化解释为：风以某一角度α吹到帆面 B B 上(a=0-p)，碰撞后弹出的角度也是a,碰撞前、后的风速大 小相同。风与帆面的碰撞导致帆船受到了一个方向与帆面垂直 船身 帆面 的压力F,这个压力沿船身方向及垂直于船身方向的分力分别 帆面 F 为F万和F2,F就是船沿AC航线前进的动力（其大小与v风的 船身 大小关系可表示为2)，F2则有使船侧向漂移的作用，可以 F 认为该力被水对船的横向阻力平衡。结合以上解释和所学的物 理知识，下列说法中正确的是 A.k与p,0及空气密度p都无关 B.要使无自带动力帆船沿CB航行，帆面必须处于锐角∠ACB的两边之间 C.若不断改变船身和帆面的方位，无自带动力帆船可沿锯齿形航线从A驶向B D.空气分子与帆面发生弹性碰撞前后，空气分子的动量改变量垂直于帆面 第2页 二、本题共2小题，共18分。 11.(7分)（1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示为记录小车运 动情况的纸带。图中A、B、C、D、E为依次相邻的计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.10s。 B C D 16.10J 34.05 53.86 单位：cm 75.51 请根据纸带中记录的数据，计算打点计时器打下D点时小车的速度大小D= m/s; 小车运动的加速度大小a=m/s2。(结果均保留三位有效数字) (2)利用如图所示“碰撞实验器”验证动量守恒定律， 图中AB是斜槽，BC为水平槽。在实验中，下列说法正确的 是■ (填选项字母) A.“碰撞实验器”轨道必须是光滑的 C B.“碰撞实验器”轨道末端的切线必须水平 重 C.入射球每次必须从斜槽AB上的同一高度由静止滚下 D,入射球和被碰球必须半径相同 12.（11分)用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤 从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列 夹子 的点，通过对纸带上的点迹进行测量、计算，可验证重锤下落过程中机械 纸带 能是否守恒。已知当地重力加速度为g。 打点 (1)下面列举了该实验的几个操作步骤： 计时器 A,按照图1所示安装好实验器材并连接好电源 B,先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带 C,测量纸带上某些点间的距离 重锤 D.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增 加的动能 其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是」 (填选项字母)： 图1 (2)某同学在实验中获得一条纸带，因初始阶段打点模糊，只截取了纸带的一部分，如图2 所示。测得点A与点B、C、D、E、F、G间的距离分别为h阳、hC、h加、hE、h加、ho,已知相邻两 点之间的时间间隔为T。 ①若从点B到点F过程中机械能守恒，应该满足的关系式是： AB D E 图2 共4页 ②该同学通过计算，获得打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v 和2，绘制2h图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。若 不计一切阻力影响，此时绘制的2h图线的纵轴截距b和斜率与b、k的关 系最可能的是 A.b'>b,k'>k B.b'<b,k'=k 月 C.b'<b,k'<k 图3 D.b'=b,k'>k (3)某同学利用图4所示的装置验证机械能守恒定 律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装 光电门 遮光条 回 一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕 过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d,托 盘和砝码的总质量为m1,滑块和遮光条的总质量为m2, 滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间△1。 图4 已知重力加速度为g。 为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是： 将该物理量用 x表示，若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为 三、本题包括6小题，共52分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的淡算步骤。只 写出最后答聚的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.(8分)某滑冰爱好者及滑板总质量m=60kg,以o=2m/s的初速度沿斜坡匀加速滑下， 斜坡的高度-6m,经仁2s的时间下滑位移=10m到达坡底。将人和滑板整体看作质点，设其在 下滑过程中所受阻力的大小不变，取重力加速度g=10m/s2。求下滑过程中： （1)滑板及人的加速度大小a:· (2)滑板与斜坡坡面间的动摩擦因数： (3)斜面对滑板及人的支持力的冲量I大小和方向。 14.(8分)质量m=1kg的小球由高h1=0.45m处自由下落，落到水平软垫上后，反跳的最大 高度为h2=0.2m,从小球下落到反跳到最高点经历的总时间为=0.7s,取重力加速度g10m/s2。求： (1)小球刚接触软垫时的速度大小，和刚离开软垫的速度大小2： (2)小球与软垫接触所用的时间△1： (3)小球与软垫接触过程中，小球对软垫的平均压力F的大小。 第3页 15.(8分)如图所示，一质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板B静止在光滑的水平地面上， 在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A(可视为质点)。现对A、B同时施以适当的瞬时冲量， 使A向左运动，B向右运动，二者的初速度大小均为vo=2.0ms,最终A没有滑离B板。已知A、 B之间的动摩擦因数u=050,取重力加速度g=10m/s2。求： (1)A和B相对静止时，二者的速度大小： (2)在A、B相对滑动，直到二者相对静止过程中，B对A做的功W: (3)A和B相对滑动过程中，A相对B滑行的距离x。 77777777777777777 16,(8分)如图所示为农田灌溉工程的示意图，水泵喷出的水的运动可视为一般的抛体运动， 其水平方向不受力，竖直方向只受重力。已知水上升的最大高度为h,落在地面的位置距喷水口的 距离为4h,喷水口的水流量为Q(水流量Q定义为单位时间内喷出水的体积)，水的密度为， 重力加速度为g,忽略空气阻力。 (1)水泵喷出的水上升至最大高度时水平速度的大小x: (2)水流稳定后，空中水的质量m: (3)该灌溉装置利用水泵将水先从地下水池由静止提升至地表，然后再喷射出去。已知地下 水池的水面距地面恒为H,若=h,水泵提升水的机械效率为，求水泵抽水消耗的电功率P。 水泵 N 地下池 17,(9分)19世纪末，有科学家提出了太空电梯的构想：在赤道上建设一座直到地球同步 卫星轨道的高塔，并在塔内架设电梯。这种电梯可用于发射人造卫星，其发射方法是将卫星通过 太空电梯缓慢地提升到某一预定轨道高度处，然后再启动推进装置将卫星从太空电梯发射出去， 使其直接进入预定圆轨道。已知地球半径为R,高塔的高度为加，万有引力常量为G,地球表面 的重力加速度为g (1)求地球的自转周期T。 (2)某次计划通过太空电梯发射质量为的同步卫星，请通过分析推导，写出太空电梯缓慢 提升卫星的整个过程中，沿电梯运动方向，电梯对卫星的作用力FN与h的关系式。 (3)为了将质量为m的卫星通过太空电梯先从地面提升到某预定轨道高度h1(h1<ho),再 用推送装置发射卫星使其直接进入该预定圆轨道，需要对卫星做功以提升其机械能。某同学为了 计算要对卫星做的功，以地心为参考点，在分析该问题时作答过程如下： 选择卫星从地面缓慢提升到预定轨道高度，再推送发射的全过程为研究过程。 卫星重力势能的增加量为△E。=mgh1① 卫星动能的增加量为△Ek=。mW2② 其中速度v应该满足下式 GMm (R+h)R+h ③ 全程对卫星做的功即为卫星机械能的增加量，为 W=△Ep+△Ek=mgh1+ mgR2 2(R+h) ④ 请指出该同学分析过程中的不合理之处。 18.(11分)太空舱内完全失重的环境中，有一长度为L的圆简，如图甲所示，绕着与简长 方向垂直的轴OO以角速度aω旋转，其M端到转轴的距离为d。圆简内装满密度为p的液体。 (1)在圆筒正中央P处取体积为%的小液体团，周 01 围液体对该小液体团作用力的合力提供向心力，求此合力 F的大小和方向。 （2)有一密度为p1(p1>p0)、体积亦为%的小颗粒， 从P处相对于圆筒由静止释放，假设其在该处受到周围液 体的作用力与小液体团相同。 甲 a,请判断小颗粒最终会运动到M端还是N端，并说 明理由； b.已知液体十分粘稠，小颗粒沿简方向的运动十分缓 慢。求当小颗粒运动到距离转轴为处时受到的液体沿筒 长方向的粘滞阻力方并在图乙中作出f随，的变化图像： c.求在小颗粒从P处开始运动到简端的过程中，粘滞 阻力做的功Wo 共4页