北京交通大学附属中学2026-2027学年高三上学期10月学情自测物理试卷

2026-2027北京交大附中高三10月练习 物理试题 说明：本试卷共7页，共100分。考试时长90分钟。 2026.10 一、选择题。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分，漏选得2分，错选不得分） 1．中国传统木工的榫卯工艺，外形唯美且遵循力学原理。如图甲所示为榫眼的凿削操作，图乙为截面图，凿子尖端夹角为。在凿子顶部施加竖直向下的力时，其竖直面和侧面对两侧木头的压力分别为和，不计凿子的重力及摩擦力，下列判断正确的是 A．力一定大于 B． C．力一定小于 D． 2．一质点沿轴运动，其位置坐标与时间的关系为（的单位是，的单位是）。关于速度及该质点在第内的位移，下列选项正确的是 A．速度是对物体位置变化快慢的描述； B．速度是对物体位移变化快慢的描述； C．速度是对物体位置变化快慢的描述； D．速度是对物体位移变化快慢的描述； 3．质量为的物块和质量为的物块静止在粗糙的水平地面上，和之间与一被拉长的轻质弹簧相连。已知弹簧的劲度系数为，和与地面的动摩擦因数均为0.5，重力加速度取。若给水平向右的推力，则施加推力的瞬间，下列说法正确的是 A．物块受到的摩擦力大小为 B．物块的加速度大小为 C．物块受到的摩擦力大小为 D．物块的加速度大小为 4．利用智能手机中的加速度传感器可以采集手机的加速度随时间变化的图像。某同学将手机竖直向上抛出，测得手机在竖直方向的图像如图所示。重力加速度取，下列说法正确的是 A．~时间内，手机受到的支持力大于手机受到的重力 B．时刻手机的速度最大 C．时刻手机到达最高点 D．∼时间内，手机先失重后超重 5．如图所示的水平圆盘上有一原长为的轻质弹簧，弹簧的一端固定于圆心处，另一端与质量为的滑块相连，滑块与圆盘之间的动摩擦因数为，初始时，滑块与圆心之间的距离为且保持静止。现使圆盘绕过圆心的竖直轴转动，为滑块与圆盘之间的摩擦力大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从零开始逐渐增大圆盘角速度至某一较大值的过程中，关于与的关系图像可能正确的是 A． B． C． D． 6．卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，如图所示，发射卫星时先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的点调整速度进入转移轨道，在转移轨道上的远地点调整速度后进入目标轨道；已知引力常量为，地球质量为，近地轨道半径为，目标轨道半径为。下列说法不正确的是 A．卫星在转移轨道上运动经过点时的线速度大小为 B．卫星在转移轨道上从点运动到点的过程中，引力做负功，机械能减小 C．卫星在近地轨道与目标轨道上运动的向心力大小之比为 D．卫星在近地轨道与目标轨道上运动的周期之比为 7．如图所示，质量的物块以初速度滑上放在光滑水平面上的长木板，做匀减速运动，做匀加速运动，经过时间物块、长木板最终以共同速度匀速运动，重力加速度取，由此可求出 A．长木板B的质量为 B．物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.1 C．长木板B的长度至少为 D．物块A与长木板B组成的系统损失的机械能为1 J 8．现在市面上出现了一种新型的游乐设施——“反向蹦极”，示意图如图甲，游戏者与固定在地面上的扣环连接，为弹性绳上端悬点，打开扣环，游戏者从点由静止释放，像火箭一样竖直发射。游戏者上升到位置时绳子恰好处于松弛状态，为游戏者上升的最高点，弹性绳的弹力遵从胡克定律，游戏者视为质点，弹性绳的形变在弹性限度内，不计空气阻力，若以点为坐标原点，选向上为正方向，作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙，图像中：、、和为已知量，为未知量，则人上升过程中 A．段的长度为 B．游戏者最大速度为 C．人从点到点和点到点重力的冲量大小相等 D．值为 9．如图所示是网球发球机，某次室内训练时从距地面一定的高度向竖直墙面发射完全相同的网球。假定网球水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时速度方向与水平方向夹角分别为和，若不考虑网球在空中受到的阻力，则 A．两次发射的初速度之比为 B．碰到墙面前在空中运动时间之比为 C．下降高度之比为 D．碰到墙面时动能之比为 10．标度律（Scaling law）：几何相似系统缩放时，各物理量随特征长度按固定幂指数规律变化。例如，球体的直径或立方体的棱长（特征长度）放大为原来2倍时，其表面积变为原来的4倍，体积变为原来的8倍。由此可构造无量纲数（与），它们的大小与物体绝对尺寸无关，仅由几何形状决定。 生物力学中，弗劳德数是由速度、重力加速度、特征长度组成的无量纲数。若两种生物相等，即使、绝对数值相差很大，其在无量纲坐标下的运动规律也相同。基于标度律，下列说法正确的是 A．弗劳德数的形式可能为 B．动物奔跑时相等，则奔跑速度与腿长满足，步频（）与腿长满足，因此大象步频慢、老鼠步频快 C．肌肉最大拉力与横截面积成正比，重力与体积成正比，则相对力量（）与特征长度满足，因此体型越小的动物相对力量越强，蚂蚁等小型昆虫可举起数倍自重物体 D．动物散热功率与表面积成正比，单位体积散热功率与特征长度满足，因此小型动物比大型动物更适合在寒冷气候中生存 二、实验题（11题6分，12题8分，共14分） 11．图甲所示为某同学研究“在外力一定时，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。 （1）下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂桶和砂、刻度尺。除以上器材外，还需要的实验器材有_____。 A．秒表 B．天平（附砝码） C．低压交流电流 D．低压直流电源 （2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能________（选填“拖动纸带”或“不拖动纸带”）沿木板做匀速直线运动。 （3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量与小车和车上砝码的总质量之间应满足的条件是___________。这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变。 （4）如图乙所示，、、为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的间隔为，、间的距离为，、间的距离为，则小车的加速度________（写公式）。已知，，，则__________（结果保留2位有效数字）。 （5）在做该实验时，另一位同学以小车的加速度的倒数为纵轴，以上车和车上砝码的总质量为横轴，描绘出图像。假设实验中他已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，但与并没满足本实验所需的条件；则从理论上分析，图丙中能够正确反映他所得到的关系的示意图是_________。 A． B． C． D． 12．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置。然后，把半径相同的球静置于水平轨道的末端，再将球从斜轨上位置静止释放，与球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述球与球相碰的过程，分别找到碰后球和球落点的平均位置、。用刻度尺测量出水平射程、、。测得球的质量为，球的质量为。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但小组同学通过测量其他物理量间接地解决了这个问题。即测量_____（选填选项前的符号）； A．小球开始释放至碰撞前下降的高度 B．小球抛出点距地面的高度 C．小球做平抛运动的水平射程 D．小球做平抛运动的时间 （2）实验必须满足的条件有________； A．两球的质量必须相等 B．轨道末端必须水平 C．A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放 （3）当满足表达式_________________________时，即说明两球碰撞中动量守恒（用所测物理量表示）； （4）某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为、、的B球。将A球三次从斜轨上位置静止释放，分别与三个质量不同的球相碰，用刻度尺分别测量出每次实验中落点痕迹距离点的距离、、，记为、、。将三组数据标在图中。从理论上分析，图中能反映两球相碰为弹性碰撞的是_____。 三、计算题（13题8分，14题8分，15题9分，16题9分，17题10分，18题12分，共56分） 13．如图所示，一个质量的物体放在水平地面上。对物体施加一个的拉力，使物体做初速度为零的匀加速直线运动。已知拉力与水平方向的夹角，物体与水平地面间的动摩擦因数，，，取重力加速度。求： （1）物体运动的加速度大小； （2）物体在末的速度大小； （3）前地面对物体的作用力的冲量的大小。 14．如图所示，光滑水平冰面上固定一足够长的光滑斜面体，其底部与水平面相切，左侧有一滑块和一小孩（站在冰车上）处于静止状态。在某次滑冰游戏中，小孩将滑块以相对冰面的速度向右推出，已知滑块的质量，小孩与冰车的总质量，小孩与冰车始终无相对运动，滑块从水平面滑上斜面时没有机械能损失，取重力加速度，求： （1）推出滑块后小孩的速度大小； （2）滑块沿斜面体上升的最大高度； （3）小孩推出滑块的过程中所做的功。 15．《考工记轮人》篇中记载“轮人为盖”“上欲尊而宇欲卑，上尊而宇卑，则吐水，疾而溜远”。如图甲所示是古代马车示意图，车盖呈伞状，支撑轴竖直向上，车盖底面为圆面且水平。如图乙所示是过支撑轴的车盖截面简化图，底面半径，车盖底面与水平地面距离。车辆保持静止，一质量的水滴（可视为质点）从车盖顶端点由静止下滑，经车盖底端点后落到地面点（未画出）。已知、间竖直高度差，水滴经过时的速度大小，方向与竖直方向夹角为，不计空气阻力，取重力加速度。求该水滴： （1）经过时重力的功率； （2）雨滴从下滑到过程中，克服阻力做的功； （3）落地点与支撑轴在地面投影的距离。 16．如图所示，光滑水平面上放着质量的物块与质量的物块B，A与均可视为质点，靠在竖直墙壁上，、间夹着一个被压缩的轻弹簧（与、均不拴接），用手挡住不动，此时弹簧的弹性势能为，A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度。放手后向右运动，绳在短暂时间内被拉断，绳被拉断过程中绳对的冲量大小为，之后冲上与水平面相切的竖直固定半圆光滑轨道，其半径，B到达最高点时的速度大小。取重力加速度，求： （1）B到达最高点C时对轨道的压力； （2）用手挡住B不动时弹簧的弹性势能； （3）绳被拉断过程中绳对A所做的功以及这一过程中系统损失的机械能。 17．物理问题的研究首先要确定研究对象。当我们研究水流，气流等流体问题时，经常会选取流体中的一小段来进行研究，通过分析能够得出一些有关流体的重要结论。 （1）水刀应用高压水流切割技术，相比于激光切割有切割材料范围广，效率高，安全环保等优势。某型号水刀工作过程中，将水从面积的细喷嘴高速喷出，直接打在被切割材料表面，从而产生极大压强，实现切割。已知该水刀每分钟用水，水的密度为。 ①求从喷嘴喷出水的流速的大小； ②高速水流垂直打在材料表面上后，水速几乎减为0，求水对材料表面的压强约为多大。 （2）某同学应用压力传感器完成以下实验，如图所示，他将一根均匀的细铁链上端用细线悬挂在铁架台上，调整高度使铁链的下端刚好与压力传感器的探测面接触。剪断细线，铁链逐渐落在探测面上，铁链与秤盘的碰撞时间极短且不反弹（忽略二阶小量）。传感器得到了探测面所受压力随时间的变化图像。通过对图线分析发现铁链最上端落到探测面前后瞬间的压力大小之比大约是为定值，后来他换用不同长度和粗细的铁链重复该实验，都得到相同结果。 设单位长度的铁链质量为，铁链的长度为，重力加速度为，请你通过理论推理求出的值。（推理过程中若需要用到的其他物理量，物理量的字母请自行设定） 18．如图所示，用开瓶器取出紧塞在瓶口的软木塞时，先将拔塞钻旋入木塞内，随后下压把手，使齿轮绕固定支架上的转轴转动，通过齿轮啮合，带动与木塞相固定的拔塞钻向上运动。从0时刻开始，顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做加速度为的匀加速直线运动，木塞所受摩擦力随位移大小的变化关系为，其中为常量，为圆柱形木塞的高，木塞质量为，底面积为，齿轮半径为，重力加速度为，瓶外气压减瓶内气压为且近似不变，瓶子始终静止在桌面上。求： （1）木塞离开瓶口的瞬间，齿轮的角速度的大小； （2）画出摩擦力与位移图像，并求出拔塞的全过程，摩擦阻力对木塞做的功； （3）拔塞钻对木塞做的功； （4）分析推导拔塞过程中，拔塞钻对木塞作用力的瞬时功率随时间变化的表达式。 学科网（北京）股份有限公司 $