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，有的题只有一个选项是正确的，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．若用表示长度、表示质量、表示时间、表示动量，则下列各式可能表示能量的是（ ） A． B． 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．图甲为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处的质点的振动图像。下列说法正确的是（ ） A．该波沿轴的负方向传播 B．该波的传播速度为 C．在时间内，质点运动的路程为 D．质点的振动方程为 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，受到垂直于风筝面向上的风力（流动的空气垂直撞击风筝面产生）、沿风筝线指向人的拉力。若风筝平面与水平方向夹角为，风筝线与水平方向夹角为。某时刻风力发生变化，通过调整风筝线，风筝再次处于平衡状态时，夹角仍保持不变，夹角变大。再次悬停时较之初次悬停，下列说法正确的是（ ） A．减小，减小 B．减小，增大 C．增大，减小 D．增大，增大 6．太阳系外有一名为的小行星，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，质量为的木板静置在光滑的水平面上，在上放置一个质量为的物块，物块与木板的接触面粗糙。当物块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（ ） A．若固定不动，则对的摩擦力的冲量为零，而对的摩擦力做负功 B．若不固定，则克服摩擦力做的功全部转化为内能 C．若不固定，则克服摩擦力做功等于摩擦力对做的功 D．不论是否固定，与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，。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，重力加速度大小为，则下列分析正确的是（ ） A．球受到棱的弹力为 B．球受到棱的弹力为 C．每根弹簧的伸长量为 D．每根弹簧的伸长量为 9．如图所示，半径为、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（为重力加速度大小）的水平初速度向右运动，同时质量为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 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 10．黑洞是广义相对论预言的奇异天体，对于质量为的球对称简单黑洞，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的球对称天体表面的逃逸速度恰好等于真空中的光速，此天体即为黑洞，其半径的表达式为，其中为引力常量。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。按照贝肯斯坦和霍金的理论，黑洞的熵正比于其视界面积，即，其中、均为常量。当两个质量均为的简单黑洞塌缩成一个质量为的简单黑洞时，其系统的熵的变化量为（ ） A． B． C． D． 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__________。 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 b．该同学实验时将打点计时器接到频率为的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。，，，，，。 则小车的加速度__________（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打点时小车的速度__________。（结果均保留到小数点后两位） （2）某同学乙利用如图所示装置来验证动量守恒定律，图中的点是小球抛出点在地面上的竖直投影，点是入射小球从点释放独自滚下时的落点，点、点分别是小球与小球碰撞后球、各自的落点。 a．下列操作中，属于本实验必要步骤的是__________（填选项的符号）。 A．测量两个小球的质量、 B．测量抛出点距地面的高度 C．测量点到轨道水平部分的高度 D．测量两小球相碰前、后平抛运动的射程 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、、表示）。 c．某次实验中，测定，（即）小球落地点的平均位置距点的距离如图所示，则碰撞前、后两小球总动量的比值为__________。（保留三位有效数字） 12．（1）宇航员在某星球表面以大小为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，点为抛出点。若该星球半径为，且该星球的自转较慢可以忽略，则该星球表面的重力加速度为__________，该星球的第一宇宙速度为__________。 （2）a．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，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 B、该行星的半径 C、飞船贴着该行星表面做圆周运动的周期 D、飞船贴着该行星表面做圆周运动的加速度 根据宇航员的测量，该行星的密度的表达式为：__________（用上面你选中的选项中的物理量符号来表示） b．宇航员继a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）。他思考了之后认为自己在不用登陆星球的条件下，只需要在a问测量的基础上再测量一个物理量就能估算出的比值了。如果你是这位宇航员，你如何设计测量方案，请直接写出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） 13．如图所示，质量为的手机放在支架的斜面上，斜面与水平面的夹角为，手机处于静止状态。已知重力加速度为。 （1）画出手机的受力示意图； （2）求手机受到的摩擦力大小； （3）调节斜面倾角到时，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。 14．如图所示，圆形餐桌中心有一半径为的圆盘，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，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求： （1）小物体与圆盘间的动摩擦因数 （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，质量的物体受到与水平方向成的恒定拉力的作用从静止开始做直线运动，一段时间后撤去，其运动的图像如图乙所示，重力加速度取，，。求： （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的大小； （3）全程的位移大小。 16．如图所示，质量的篮球从离地高度处由静止释放，与地面发生第一次碰撞后反弹，达到最高点时离地高度，篮球与地面发生作用的时间。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处。若篮球两次与地面碰撞损失的机械能相同，重力加速度，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； （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； （3）运动员拍击篮球的过程，对篮球做的功。 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，足球质量为（可视为质点），重力加速度为。 （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 （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、满足。 （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，足球在圆形轨道里运动了一圈多之后从点脱离轨道，与水平线的夹角为（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的距离内相互绕转，绕转周期为。伴星的质量为，脉冲星和伴星均可视为均匀球体。已知万有引力常量为。 （1）该脉冲星高频自转但并未解体，求其最小密度； （2）求脉冲星的质量； （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FAST，FAST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。 a．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。 b．已知脉冲星辐射的总功率为。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（此时伴星不遮挡辐射），在这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释放出的总能量。已知太阳的辐射功率为，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__________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理10月月考答案 2026.10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B AC BC ACD D A D AC BD B 第二部分 11．（1）a．A b．0.80，0.40 （2）a．AD b． c．1.03 12．（1）；或 （2）a．C b． 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，或者调整飞船到静止轨道上，直接测出周期 计算题 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： （3）手机恰好能沿斜面匀速下滑，由平衡条件可得： 又有： 解得： 14．（1）设小物体与圆盘间的动摩擦因数为，则有，解得。 （2）小物体从圆盘甩出时的速度，设小物体与餐桌间的动摩擦因数为，小物体在餐桌上滑动距离时恰不滑出餐桌，有，，餐桌的最小半径，联立解得 。 15．（1）由图像知减速阶段加速度的大小为。 有，解得。 （2）在拉力作用下时，， 有，，且，联立解得。 （3）全程的位移为图中三角形面积。 16．（1）篮球第一次与地面碰撞的过程损失的机械能 （2）篮球第一次与地面碰撞前的速度大小为，碰撞后离地瞬间速度的大小为 篮球与地面碰撞过程，以竖直向下为正方向，有 得 （3）运动员拍球的过程中对篮球做功 17．（1） 得 （2）最高点： 最低点： 从最高点到最低点： 可得： （3）在点时： 得： 从踢球到到达点脱离： 得： （4）（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 则密度联立解得 （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，则有 ， 因为 联立解得 （3）a．双星轨迹如图 几何关系有 已知 联立解得 b．设地球接收星体辐射的面积为，如图 接受太阳能量 脉冲星辐射圆斑扫过地球的线速度为，如图 则 辐射圆斑直径 辐射圆斑面积 地球接受的能量 因为 联立解得 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） 学科网（北京）股份有限公司 $