北京市人大附中2026-2027学年高三上学期10月检测练习物理试题

人大附中2027届高三10月检测练习物理 本试卷共8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。 第一部分 本部分共10题，每题3分，共30分。在每题列出的四个选项中，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。把正确的答案填涂在答题纸上。 1．如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移—时间（）图象，由图象可以看出在0~4 s这段时间内（ ） A．甲、乙两物体始终同向运动 B．4 s时甲、乙两物体之间的距离最大 C．甲的平均速度等于乙的平均速度 D．甲、乙两物体之间的最大距离为 2．如图吸附在竖直黑板上质量为的黑板擦，在黑板所在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为，则（ ） A．黑板擦与黑板间存在2对相互作用力 B．黑板擦所受黑板作用力大小等于等于，方向水平向左 C．黑板擦所受黑板作用力大小等于，方向竖直向上 D．黑板擦运动速度沿重力和拉力的角平分线方向 3．“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图如图。实验中平衡了摩擦力，如果砂桶（含砂）的质量不满足比小车质量小得多的条件，那么，若保持不变，将增大为原来的2倍，不计绳的质量和滑轮摩擦，不计空气阻力在砂桶下落相同高度的过程中，下列说法正确的是（ ） A．小车的加速度增大到原来的2倍 B．绳上的拉力增大到原来的2倍 C．砂桶机械能的减少量小于原来的2倍 D．砂桶和小车组成的系统损失的机械能比原来多 4．如图所示，滑块以初速度滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点。能大致反映滑块整个运动过程中速度、加速度、动能、重力对滑块所做的功与时间或位移关系的是（取初速度方向为正方向）（ ） A． B． C． D． 5．月球探测器返回舱为了安全返回，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从点滑入大气层，然后经点从点“跳出”，经点后再从点“跃入”。点为轨迹最高点，距离地面高度为，已知地球表面重力加速度为，地球半径为。则下列分析正确的是（ ） A．、、三点的速率满足 B．返回舱在点时的加速度小于 C．返回舱在点时的线速度小于 D．返回舱在点与点的时间相等 6．把一个小球放在光滑半球形容器内，如图所示。晃动容器，可以使小球在距离容器底部不同高度处的水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A．同一小球在不同高度处所受的合力大小相等 B．同一小球离底部高度越大，其运动周期越大 C．同一小球离底部高度越大，其运动半圈所受合力的冲量越大 D．离底部高度越小、质量越大的小球，其所受支持力越大 7．小王在30 s内刚好连续做了15个完整的引体向上。若每次完整的引体向上分为身体“上引”（身体由静止开始从最低点升到最高点）和“下放”（身体从最高点回到最低点的初始状态）两个过程，单杠在整个过程中相对地面静止不动。如图所示，在单杠和地面之间安装力传感器，图中是一段时间内力传感器的示数随时间的变化情况。已知小王体重约，“上引”过程重心上升约，“上引”和“下放”的时间相同，重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A．从到，小明先“上引”后“下放” B．从到，可能显示某“上引”过程力的变化情况 C．上升阶段，单杠对小明做正功 D．小王在一次“上引”过程克服重力做功的平均功率约为300 W 8．一个质量为、摆长为的单摆，拉开一定小角度后，时刻由静止释放，在、、时刻（）摆球动能与势能第一次出现如图关系，其中为单摆的总机械能，势能以最低点为零势能面，不计空气阻力。则（ ） A．摆球第一次回到释放点的时间为 B．摆球在最低点时对摆线的拉力大小为 C．过程单摆转过角度小于过程单摆转过角度 D．、时刻细绳拉力的差值大小为 9．将质量为的小球（视为质点）从竖直平面内点以速度沿水平方向抛出，小球在空中运动时受到在该竖直面内某一方向的恒定风力，忽略小球受到的除风力之外的其他空气阻力。抛出后先、后经过与在同一竖直平面内的、两点，其中、两点在同一条竖直线上。小球运动至点时的速度方向竖直向下，其大小为。已知重力加速度，下列说法正确的是（ ） A．小球从点运动至点的时间小于其从点运动至点的时间 B．小球受到的恒定风力大小的最小值为 C．小球运动至点时的速度大小为 D．小球从点运动至点的整个过程中，其动能的最小值为 10．蛟龙号载人潜水器是一艘由中国自行设计、自主集成研制的潜水器，当前最大下潜深度7062.68 m。设想潜水器的平稳潜浮，是通过微调吸入或排出的水量来实现的。在潜深到阶段视为匀速下潜，为简化分析，可视为潜水器（包含吸入的水）只受重力、浮力及流体阻力，其中浮力，流体阻力。如图所示，深度大于后，海水密度随深度变化呈线性关系。上述表达式中、、、均为定值，重力加速度为。潜水器在下潜过程中，下列说法正确的是（ ） A．题目中表示海面处海水的密度 B．浮力做功为 C．只有重力、浮力及流体阻力做功 D．若潜水器内水的质量变化了，则可求出潜水器的速度大小 第二部分 本部分共8题，共70分。 11．（8分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）如图为探究两个互成角度的力的合成规律实验的示意图。下列说法正确的是______。 A．本实验体现了等效替代的思想方法 B．、的夹角尽可能大些 C．描点确定拉力方向时，所描两点之间的距离应适当大一些 D．在同一次实验中，单独作用时与、共同作用时小圆环的位置可以不同 （2）某小组同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。 A．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B．起始点O点速度不是零而错记为零 C．没有采用多次实验取平均值的方法 （3）某小组用下图装置做“探究加速度与力的关系”的实验中： ①下列说法正确的是______。 A．拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行 B．实验开始时，让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带 C．把木板右端垫高，小车在钩码拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力 D．调整倾角重复多次，直到纸带上打出的点均匀分布，说明小车做匀速直线运动 ②在纸带上标出了连续的5个计数点、、、、，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，所用交流电源的频率为。通过测量，小车此次运动的加速度的测量值______。（计算结果保留2位有效数字） 12．（10分）某小组想用多种方式验证动量守恒定律。 （1）如图所示装置，图中的点为小球抛出点的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置释放，记录落点点。然后，把半径相同的B球静置于轨道末端，再将A球从斜轨上释放，与B球相碰，多次重复上述相碰过程，分别记录落点为和。用刻度尺测量出水平射程、、。测得A球的质量为，B球的质量为。 ①实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度。必须满足的条件有______。 A．两球的质量必须相等 B．轨道末端必须水平 C．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 D．轨道倾斜部分必须光滑 ②在实验误差允许范围内，若满足关系式__________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若两球发生弹性碰撞，则、、之间一定满足的关系是______（填选项前的符号） A． B． C． ③在上述实验中更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被撞小球的射程增大。请你分析被撞小球射程不能超过_________。（写出关系式，用实验中测量的物理量：、、、表示） （2）一个实验小组设计了如图所示的实验装置验证动量守恒定律。图中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电门1和光电门2，它们与数字计时器相连，遮光片沿运动方向的宽度都相等。实验前调节气垫导轨成水平状态，滑块A、B静止在导轨上。 ①在第1组实验中，实验前，测得弹性滑块A（连同其上的遮光片）的质量为、弹性滑块B（连同其上的遮光片）的质量为。轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为和，在实验误差允许的范围内，若满足关系式_________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） ②在第2组实验中，两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图。碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动。实验前，测得滑块A（连同其上的遮光片、撞针）的总质量为、滑块B（连同其上的遮光片、橡皮泥）的总质量为。实验中测得滑块A单独通过光电门1的时间记为，滑块连成一体后，滑块B通过光电门2的时间记为。通过多次实验得到多组、的值。某同学想通过绘制图像验证滑块碰撞前后是否动量守恒，分析说明判断其方法的合理性。 13．（8分）如图所示，一质量的物体静止在水平地面上。时，用一大小为、与水平方向成斜向右下方的力推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数，取重力加速度，，。求： （1）物体所受滑动摩擦力的大小； （2）时物体的速度的大小； （3）从静止开始运动前2.0 s内，物体所受力的冲量大小。 14．（8分）如图为跳台滑雪赛道的简化图，由助滑道、起跳区、着陆坡等几段组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角均为37°，直线段长度。运动员连同装备总质量，由点无初速下滑，从起跳区的点起跳后降落在着陆坡上的点。重力加速度，，。 （1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，求运动员下滑到点时重力的功率； （2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到点的速度大小为，求运动员从点下滑到点过程中阻力做的功； （3）若运动员从点起跳时的速度大小，方向沿水平方向。忽略其在空中运动时受到的一切阻力，求间的距离。 15．（8分）如图1是一种机械式冲击记录仪，其核心结构模型如图2所示： 竖直放置的轻质弹簧劲度系数为，上端连接一个质量为的物块，下端固定于锁止销之上，锁止销的质量为物块质量的2倍。初始物块静止，后受到一个竖直向下的恒定外力，物块从初始位置开始竖直向下运动，压缩弹簧，到达最低点时撤去外力。随后物块在弹簧弹力作用下竖直向上回弹。已知弹簧的弹性势能可表示为：，为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量。重力加速度为，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求物块向下运动过程中速度最大时，弹簧相对于原长的形变量。 （2）求物块从初始位置开始，向下运动的最大距离。 （3）若外力大于某一临界值（阈值），物块在回弹过程中可将锁止销向上拉起，求的大小。 16．（8分）离心液体分离器是一种利用离心现象将不同密度的成分进行分离的设备。可将其简化如下：密度为的液体在中心转鼓的作用下以恒定角速度绕中心轴在一个竖直高度为的圆柱形容器内匀速旋转；液体在旋转过程中形成一个稳定的旋转环，可将其近似看作围绕中心轴在水平方向做匀速圆周运动的薄层液体，如图甲。设薄层液体距离中心轴的半径为，沿方向厚度为（远小于）、竖直深度在运动过程中均保持不变，如图乙，取某处一垂直于流速的纵截面如图丙，求在一极短时间内：（、、、，、均为已知量） （1）在时间内，该薄层液体通过纵截面的质量。 （2）在时间内，该薄层液体速度的变化量的大小。 （3）该薄层液体对容器外侧壁产生的压强。 17．（10分）热气球飞行原理是通过改变质量，控制热气球的升降，可认为热气球在运动过程中体积及形状保持不变。 设热气球在体积、形状不变的条件下受到的空气阻力，其中是热气球相对空气的速度，方向与热气球相对空气的速度方向相反，为已知常量。已知热气球的质量（含载重及热气球内的热空气）为时，可悬浮在无风的空中，重力加速度为。不考虑热气球所处环境中空气密度和温度的变化。 （1）若热气球初始时悬浮在无风的空中，现将热气球的质量调整为（忽略调整时间），设向上为正，写出计算分析方程，在图中定性画出此后热气球的速度随时间变化的图像。 （2）若热气球初始时悬浮在无风的空中，现将热气球的质量调整为（忽略调整时间），同时突然出现速度为的水平气流（之后始终存在），热气球在竖直方向下降距离时，水平和竖直方向上同时趋近平衡状态（可视为达到平衡状态）。求： ①热气球平衡时的速率； ②该过程中空气对热气球做的功； ③热气球下降距离的过程经历的时间。 18．（10分）人类探索太空的脚步从未停止，一直在不同维度对太空进行深度研究。 （1）在太空失重环境中，可通过压力传感器的砝码对质量进行动力学测量。如图1所示，圆柱状砝码的底面分别固定有压力传感器、，待测物块与接触，接触面平行于底面，施加垂直底面的外力时，传感器、的示数分别为、，已知砝码（含、）的总质量为。请推导物块的质量的表达式。 （2）火星是太阳系中最像地球的行星，成为人类探测的目标之一。如图所示，火星和地球在同一平面内均按逆时针方向绕太阳运行，火星公转周期为，地球公转周期为。忽略火星和地球自转的影响。当地球位于点时，发射火星探测器，它沿椭圆轨道运动到点与火星相遇。椭圆轨道与地球公转轨道及火星公转轨道分别相切于、点，只考虑太阳对探测器的万有引力，探测器在椭圆轨道上运行时相当于太阳系的一颗行星。 a、探测器发射时，火星应位于图中______（选填“”“”或“”）位置。 b、考虑到飞行时间和节省燃料，地球和火星处于问中的相对位置时，是在地球上发射火星探测器的最佳时机，推导在地球上相邻两次发射火星探测器最佳时机的时间间隔。 （3）宇宙中的某磁陀星，其高频自转，形成并持续释放出和磁陀星一起自转的细、高能电磁辐射束。如图所示，其效果与海上的灯塔相似，发出的光周期性地掠过地球。当辐射束扫过地球的时候，地球就能接收到信号。此时地球近似作为质点处理。 我国FAST接收到持续时间为的该磁陀星某次辐射能量，相当于接收到持续时间为的太阳辐射能量。已知FAST每经一段时间能接收到一次磁陀星辐射信号，太阳的辐射总功率为，日地距离为，该磁陀星到地球的距离为，假设FAST在某时刻处于磁陀星辐射束的中心，求磁陀星的辐射功率（假设在辐射束内，到磁陀星距离相等的面上能量均匀分布）。 （注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明） 学科网（北京）股份有限公司 $ 人大附中2027届高三物理10月检测练习 参考答案 第一部分 本部分共10题，每题3分，共30分。在每题列出的四个选项中，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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CD D C A ACD C D CD D D 第二部分 11．（1）AC（2分）；（2）B（2分）；（3）AD（2分）；1.0（2分） 12．（1）BC（1分）；（1分）；（2分）； 或（2分）（2）（2分） 合理。若图像为过原点的倾斜直线，且直线斜率等于，即可验证碰撞过程动量守恒。（2分） 13．（8分）（1）（2分）物体受力分析如图所示，竖直方向 由 （2）（3分）根据牛顿第二定律，水平方向，得 时物体的速度的大小 （3）（3分）从静止开始运动前2.0 s内，物体所受力的冲量大小 14．（8分）（1）（2分）运动员从到，由动能定理 可得 则运动员在点时重力的功率为 （2）（3分）若段有阻力，根据由动能定理其中 可得 （3）（3分）由题意可知，运动员从点到点做平抛运动，则， 又 联立可得，运动时间为 则间的距离为 15．（8分）（1）（3分）物块向下运动过程中，受向下的重力和恒力、向上的弹簧弹力， 速度最大时合力为零．有，解得 （2）（3分）设初始静止时弹簧压缩量为，由平衡条件有，故 设物块从初始位置向下运动的最大距离为，到达最低点时速度为零，弹簧压缩量为 从初始位置到最低点，由功能关系有 将代入并整理，得，所以 （3）（2分）最低点时弹簧压缩量为 法一：设物块回弹到最高点时弹簧形变量为，恰能拉起质量为的锁止销时，有 撤去外力后，物块和弹簧组成的系统机械能守恒。 将代入并整理，解得 法二：设物块回弹到最高点时弹簧形变量为，恰能拉起质量为的锁止销时，有， 两个转折点关于平衡位置对称，故 将带入，解得 16．（8分）（1）（3分）时间内对应质量，对应液体体积 联立可知 （2）（3分）法一：由于极短，由加速度定义式 根据匀速圆周运动的规律可知，其加速度为 联立解得 法二：由于极短，，； （3）（2分）根据牛顿第二定律可得 联立上述结论，解得 牛顿第三定律，薄层液体对容器外侧壁产生的压力 而 薄层液体对容器外侧壁产生的压强得： 17．（10分）（1）（3）无风时悬浮时，有 当质量调整为时有 故随着速度增加，加速度逐渐减小，直到达到最大速度。热气球的速度随时间变化的图像如图。 （2）①（3分）无风时悬浮时，有 当质量调整为时，竖直方向有即 水平方向有 平衡时， 故热气球平衡时的速率为 ②（2分）由动能定理有 得 ③（2分）竖直方向上，由动量定理有 其中，解得该过程经过的时间为 18．（10分）（1）（3分）对A、B整体，由牛顿第二定律，有 对物块B，由牛顿第二定律，有 解得 （2）A．（3分） B．（2分）地球和火星处于图中的相对位置时是发射火星探测器的最佳时机。相邻两次最佳发射时机，意味着地球比火星多转了一圈。 设时间间隔为，地球的公转角速度为，火星的公转角速度为 根据圆周运动的追及相遇条件有：即 解得 （3）（2分）根据题意可知．磁陀星两端各发射一个辐射束，因此自转周期为，总辐射功率平均分配到两个辐射束中，根据圆周运动可得辐射圆斑扫过地球的线速度为 因此辐射圆斑的直径与底面积为， 设FAST的接收面积为，在时间内接收到的太阳辐射总能量为， 在时间内接收到的磁陀星辐射总能量为，则 ， 根据题意可知 联立方程可得 学科网（北京）股份有限公司 $