北京市清华大学附属中学2026-2027学年高三上学期10月学情自测物理试题

G24级试卷 物理 2026.10 本部分共10题，每题3分，共30分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个途项是 正确的，有的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。 1.如图所示是一张羽毛和苹果在真空环境中自由下落的频闪照片。照片 中显示的现象说明了（) A.在真空环境下下落，羽毛和苹果具有相同的惯性 B.在真空环境下下落，羽毛和苹果具有相同的加速度 C.如果在空气中下落，羽毛比苹果下落慢，说明羽毛受到的重力变小了 D.如果在空气中下落，羽毛比苹果下落慢，说明苹果的惯性变大了 2.若用a表示长度、b表示质量、c表示时间、d表示动量，则下列各式可能表示能量的是 () A.空 B.ab2 C. D. 3.如图所示，有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖 直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落.落到一定位置时， 制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列说法中正确的是( ) A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态 C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态 D.座舱下落的整个过程中人处于超重状态 4.图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在仁2.5s时刻 的波形图，图乙为平衡位置在x=5m处的a质点的振 动图像。下列说法正确的是（) A.该波沿x轴的负方向传播 B.该波的传播速度为lm/s C.在2.5~4s时间内，质点a运动的路程为(20-5√2)cm D.质点a的振动方程为y=l0sin(t+)cm 5.放风筝是我国一项传统民俗，古有《事物纪原》载韩信作纸鸢量宫室远近，《询刍录》记 李邺制鸢“风入竹声如鸣筝”故名风筝。现有一质量均匀分布、 可视为一平面的风筝在空中稳定悬停时，受到垂直于风筝面 风平 向上的风力F(流动的空气垂直撞击风筝面产生)、沿风筝线 水平面 指向人的拉力T.若风筝平面与水平方向夹角为(0°<B<90), … … 风筝线与水平方向夹角为a(0°<a<90)。某时刻风力发生变 一风家线 风 1/7 化，通过调整风筝线，风筝再次处于平衡状态时，夹角B仍保持不变，夹角α变大(0°<a<90°)。 再次悬停时较之初次悬停，下列说法正确的是（) A.T减小，F减小B.T减小，F增大 C.T增大，F减小 D.T增大，F增大 6.太阳系外有一名为HD209458b的小行星，它的一年只有3.5个地球日。这颗行星靠恒星 很近绕其运转，因此它的大气层不断被恒星风吹走。据科学家估计，这颗行星每秒就丢失 至少10000吨物质，最终这颗缩小行星将只剩下一个死核。假设该行星是以其球心为中心 均匀减小的，且其绕恒星做匀速圆周运动，则下列说法正确的是() A.该行星绕恒星运行的线速度大小不变 B、该行星绕恒星运行周期变大 C,该行星绕恒星运行的加速度大小会不断减小 D.该行星绕恒星运行角速度会不断变大 7.如图所示，质量为M的木板静置在光滑的水平面上，在M上放置一个质量为m的物块，物快 与木板的接触面粗糙。当物块m获得初速度而向右滑动时，在滑动 过程中下面叙述正确的是（) m A.若M固定不动，则m对M的摩擦力的冲量为零，而M对m M 的摩擦力做负功 图6 B.若M不固定，则m克服摩擦力做的功全部转化为内能 C.若M不固定，则m克服摩擦力做功等于摩擦力对M做的功 D.不论M是否固定，m与M相互作用力的冲量大小相等，方向相反 8.如图所示，由光滑刚性杆组成的正四面体框架放置在水平面上，三条棱上各套有一个质 量为的小球。若侧面的棱与地面的夹角为，结合正四面体的特点，由几何关系可知 sin0=√6/3，cos-√3/3。三个小球通过相同的轻质弹簧连接，静止 时恰好处于同一水平面。已知弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k, 重力加速度大小为g,则下列分析正确的是( ) A.球受到棱的弹力为√3mg B.球受到棱的弹力为V6mg 3 C每根弹簧的伸长量为V6m8 3k D、每根弹簧的伸长最为√Bmg k 9.如图所示，半径为R、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直平面内。初始时刻，质量为的 小球甲从圆环内表面最高处以大小为0=√2gR(g为重力加速度大 甲 小)的水平初速度向右运动，同时质量为2m的小球乙从圆环内表面最 低处以某一水平初速度向左运动。当甲第一次运动到圆环最低点时，乙 =00 也第一次运动到圆环最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.乙的初速度大小为3VgR B.甲、乙两小球运动的周期相等 C.任意时刻两小球的连线均过圆环圆心 D.任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零 乙 2/7 10.黑洞是广义相对论预言的奇异天体，对于质量为M的球对称简单黑洞，可以定义一个 以黑洞中心为球心、半径为，的球面，称为视界。按照经典理论，视界以内所有物质都无 法逃离黑洞。按照牛顿力学，如果一个粒子在质量为M的球对称天体表面的逃逸速度恰 好等于真空中的光途6此天体即为照洞。其半径，的表达式为，=2业，其中G为引 2GM 力常量。由牛顿力学得到的，恰好与广义相对论给出的同质量黑洞的视界半径结果一致。 按照贝背斯坦和霜金的理论，黑洞的熵S正比于其视界面积4，即S=C4,其中方、 4Gh kg均为常量。当两个质量均为M1的简单黑洞塌缩成一个质量为M2(M2<2M)的简 单黑洞时，其系统的熵的变化量为（) A AS=4k G(2M:-M:) B.△S=4rk。C(Mg-2M) c方 ch cas=2tC(M好-M） D.As=2rk。C(Mg-2M) ch ch 第二部分 本部分共8题，共70分。 实验题(11题10分，12题11分) 11.(1)a.某同学甲利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。 实验中，必要的措施是 长瓶 小车 A.细线必须与长木板平行 B.先释放小车再接通电源 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 A B 5254一 b.该同学实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的 部分计数点如上图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。S1=3.59cm, S2=4.41cm,53=5.19cm,s4=5.97cm,ss=6.78cm,56-7.64cm。 则小车的加速度= m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时 小车的速度v= /s。(结果均保留到小数点后两位) 3/7 (2)某同学乙利用如图所示装置来验证动量守恒定律，图中的O点是小球抛出点在地面 上的竖直投影，P点是入射小球m1从S点释放独自滚下时的落点，M点、N点分别是小 球m与小球m2碰撞后球m1、m2各自的落点。 a.下列操作中，属于本实验必要步骤的是 (填 m, 选项的符号)。 A.测量两个小球的质量m1、m2 B测量抛出点距地面的高度H C.测量S点到轨道水平部分的高度h D.测量两小球相碰前、后平抛运动的射程OP、OM、ON b.若表达式满足 ，则两球碰撞过程动量守恒（用所测物理量符号表示)。 若该碰撞是弹性碰撞，则应满足的表达式为」 (用OP、OM、ON表示). c.某次实验中，测定m1=45.0g,m2=7.5g（即m1=6m2) M D 小球落地点的平均位置距O点的距离如右图所示，则碰撞 34.10 前、后两小球总动量的比值为 _。（保留三位 -44.77 -55.44 有效数字) 1.02.0 m 12.(1)宇航员在某星球表面以大小为2.0/s的初速度水平抛出一 物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O点为抛出点。若该 1.0 星球半径为4000km,且该星球的自转较慢可以忽略，则该星球表 2.0 面的重力加速度为 该星球的第一宇宙速度为 1/m (2)α.一艘宇宙飞船飞近某一新发现的星球，宇航员想设计一个测量该行星密度的方 案，已知万有引力常量为G,则他测量出以下哪一个物理量就可推导出行星的密度() A、飞船绕该行星的周期T B、该行星的半径R C、飞船贴着该行星表面做圆周运动的周期T D、飞船贴着该行星表面做圆周运动的加速度α 根据宇航员的测量，该行星的密度p的表达式为：P一 (用上面你选中的选 项中的物理量符号来表示) b.宇航员继α问中测出了行星的密度之后，他怀疑该行星的自转不能忽略，因此他想 探究一下该行星表面的最小重力与万有引力的比值（即 血).他思考了之后认为自己 F万 在不用登陆星球的条件下，只需要在α问测量的基础上再测量一个物理量就能估算出 G一血的比值了。如果你是这位字航员，你如何设计测量方案，请直接写出 F方 C血的比值最 简估算公式，指出需要再测量哪个物理量并简单说说如何测量该物理量？ 计算题(6道题，共49分) 4/7 13.如图所示，质量为m的手机放在支架的斜面上，斜面与水平面的夹角为0，手机处于静 止状态。已知重力加速度为g (1)画出手机的受力示意图： (2)求手机受到的摩擦力大小F: (3)调节斜面倾角到α时，手机恰好能沿斜面匀速下滑，求手机与斜面间的动摩擦因数4。 14.如图所示，圆形餐桌中心有一半径为R的圆盘，可绕穿过中心的竖直轴转动，圆盘与 餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计。当圆盘的角速度为⊙= 时，放置 V2R 在圆盘边缘的小物体恰好滑上餐桌。已知小物体与餐桌间的动摩擦因数为μ4=025，最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： (1)小物体与圆盘间的动摩擦因数 圆盘 餐桌 (2)小物体恰好不从餐桌滑落时餐桌的最小半径 15.如图甲所示，质量=5kg的物体受到与水平方向成37°的恒定拉力F的作用从静止开 始做直线运动，一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图乙所示，重力加速度g取l0/s2, sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： tu/(m.s) 8 F 7.2 6 37 2 m nini7 2 3 44.6t 甲 (1)减速阶段加速度的大小以及物体与水平面间的动摩擦因数； (2)加速阶段加速度的大小以及拉力F的大小； （3)全程的位移大小。 5/7 16.如图所示，质量m=0.6kg的篮球从离地高度H=0.8m处由静止释放，与地面发生第一 次碰撞后反弹，达到最高点时离地高度h=0.45m,篮球与地面发生作用的时间△=0.1s。 篮球反弹至最高点后，运动员通过竖直向下拍击篮球对其做功，使篮球与地面发生第二次 碰撞，碰后恰能反弹至离地高度HO.8m处。若篮球两次与地面碰撞损失的机械能相同， 重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。求： (1)篮球第一次与地面碰撞的过程中，损失的机械能E损： (2)篮球第一次与地面碰撞的过程中，对地面的平均作用力的大小F; (3)运动员拍击篮球的过程，对篮球做的功W。 Td 17.近几年网络上有一个比较火的小视频：一个小女孩站在圆形管道里，她在最低点踢出足 球，足球沿管道运动一圈多，然后从管道的某处飞出，精准落入女孩的背篓里。我们对该 情景做简单建模：固定的竖直圆形轨道半径为R,足球质量为m（可视为质点)，重力加速 度为g。 1)若该小女孩某次踢出足球后，足球恰好刚刚能通过最高点，求此时足球在最高点处的速 度大小1 2)若轨道光滑，请证明：只要足球能过最高点，不管足球在最高点的速度多大，足球在最 高点、最低点时对轨道的压力F1、F2满足F2-F=6mg。 3)实际的轨道不光滑，该小女孩在最低点踢出足球时足球的速度2二√6gR，足球在圆形 轨道里运动了一圈多之后从P点脱离轨道，OP与水平线的夹角为0（如下图)。求整个过 程中摩擦力所做的功。 18.中国天眼FAST的灵敏度极高，发现了一颗自转周期为T1的毫秒脉冲星PSRJ1928+1815。 进一步观测后，证实它与另一个伴星在相距为L的距离内相互绕转，绕转周期为T2。伴星 的质量为m2,脉冲星和伴星均可视为均匀球体。已知万有引力常量为G。 高频自转 相互绕转 辐射束 辐射束 地球 伴星 脉冲星 (1)该脉冲星高频自转但并未解体，求其最小密度P; (2)求脉冲星的质量m1； (3)脉冲星高频自转，形成并持续释放出和脉冲星一起自转的细锥形高能电磁辐射束。对 此过程建立如上图所示的简化模型，我们假设脉冲星的自转转轴与双星的绕转平面垂直， 且地球在该双星的绕转平面上，脉冲星连续向两侧同时辐射出锥形辐射束，其辐射模型如 上图所示。辐射束随着脉冲星自转，当辐射束扫过AST,AST就能接收到信号；当辐射 束离开FAST,FAST就接收不到信号，故此我们称这颗星为脉冲星。 .脉冲星与伴星相互绕转时，在一个绕转周期内，大约有六分之一的时间脉冲星在空间中 的脉冲会被伴星遮挡，地球无法接受信号。设脉冲星的半径远小于伴星的半径，且脉冲星 自转频率远高于绕行频率，求伴星的半径R。 b.已知脉冲星辐射的总功率为P。当某次脉冲星距离地球最近时，FAST监测到源自脉冲 星的高能辐射，监测数据中一次脉冲辐射的持续时间为1（此时伴星不遮挡辐射)，在这t 时间内地球所接受到的总能量相当于接收来自太阳持续时间为2释放出的总能量。已知太 阳的辐射功率为Po,日地距离为。假设在辐射束内，到脉冲星距离相等的面上能量均匀 分布。则该脉冲星距离地球的最近距离d= 7/7 高三物理10月月考答案 2026.10 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AC BC ACD D D AC BD B 第二部分 11.(1)a.Ab.0.80,0.40 (2)a.AD b.mOP=mIOM+m2ON OP=ON-OM (mIOP2-mIOM2+m2ON2)c.1.03 12.(1)4m/s2,4000m/s或4km/s (2)a.Cp=3元/GTr s.=T-T2 。.E T'为地球自转周期，可以通过调整飞船，让飞船在赤道面上贴着 该星球做圆周运动，测量出飞船连续两次经过该星球表面同一特征位置的时间间隔，然后推 算出星球的自转周期T'，或者调整飞船到静止轨道上，直接测出周期T 计算题 F 13.(1)手机的受力示意图如图所示： (2)由平衡条件可得手机受到的摩擦力大小为：F=mgsin (3)手机恰好能沿斜面匀速下滑，由平衡条件可得： F'r=mgsina又有：F'e=uFv=umgcosa解得：i=tana mg 777777777777777 14.(1)设小物体与圆盘间的动摩擦因数为41，则有41mg=mw2R,解得41=0.5。 (2)小物体从圆盘甩出时的速度v1=w0R,设小物体与餐桌间的动摩擦因数为2，小物体 在餐桌上滑动距离x1时恰不滑出餐桌，有0-v子=2ax1,a=一2.9，餐桌的最小半径Rmin= √R2+x好，联立解得Rmin=V2R。 15.(1)由图像知减速阶段加速度的大小为a=2m/s2。 有umg=ma,解得μ=0.2。 (2)在拉力F作用下时，a1=7.2m/s2, 有Fcos37°-f=ma1,N+Fsin37°=mg,且f=uW,联立解得F=50N。 (3)全程的位移为图中三角形面积s=4.6×7.2÷2=16.56m。 16.(1)篮球第一次与地面碰撞的过程损失的机械能E=MgH一mgh=2.1J (2)篮球第一次与地面碰撞前的速度大小为1，碰撞后离地瞬间速度的大小为2 y=√2gH=4ms v2 =2gh=3m/s 篮球与地面碰撞过程，以竖直向下为正方向，有mg△-F△t=mv2-w1得F=48N (3)运动员拍球的过程中对篮球做功W=2E=4.2J 17.(1)m2R=mg得y=√gR (2)最高点：F+mgmw高2R 最低点：F2一mgms2R 从最高点到最低点：mv:22一mv22=2mgR 1/2 可得：F-F3=2m8+mvs2R-mv高21R=6mg (3)在P点时：mgsin0=m21R得：v2=gRsin0 从踢球到到达P点脱离：mv22一mv222=-一mgR(1+sin0)+W 得：W=m1gR(3sin82-2) (4)sin&3 (慢慢算就行，考验基本功) 18。(1)设脉冲星半径为，在脉冲星表面有学=m管， 则密度=品 联立解得=器 (2)对脉冲星、伴星构成的双星系统，设脉冲星、伴星轨迹圆半径分别为1、2，则有 4n2 Gmim2 Gmim2 =m1 T,12 4π2 2 =m272 因为r+r2=L 联立解得m1=r- G7-m2 (3)a,双星轨迹如图 几何关系有sim=8 已知品-君 联立解得R= b.设地球接收星体辐射的面积为S,如图 地球 Po 接受太阳能ǖE=的 r 太阳 脉冲星辐射圆斑扫过地球的线速度为V,如图 则和=ud=受d 地球 辐射圆班直径D=vh 辐射圆斑面积S=π？ 地球接受的能量E联=影4 因为E=E太 联立解得d=受 2P 拓展： 对于第18题，请画出FAST接收到的脉冲信号随时间的变化图像（体现出主要 特征即可) 212