北京工业大学附属中学2026-2027学年高三上学期10月学情自测物理试题

北京工业大学附属中学 选考班级_________姓名_________考号_________ 一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1．如图所示，一个质量为m的均匀光滑球放在倾角的斜面上，并被斜面上一个竖直挡板挡住，处于平衡状态，则（ ） A．球对斜面的压力大小为 B．球对斜面的压力大小为2mg C．球对挡板的压力大小为 D．球对挡板的压力大小为 2．如图所示，不可伸长的轻质细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从右侧某一高度，由静止释放后摆下，不计空气阻力和细绳与钉子相碰时的能量损失。下列说法中正确的是（ ） A．小球摆动过程中，所受合力的方向始终指向O点 B．小球在左侧所能达到的最大高度可能大于在右侧释放时的高度 C．当细绳与钉子碰后的瞬间，小球的向心加速度突然变小 D．钉子的位置越靠近小球，在细绳与钉子相碰时绳就越容易断 3．频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段，下图是小球做自由落体运动的频闪照片示意图。某同学以下落过程中的某一点为原点，竖直向下为正方向建立坐标轴，并测量各时刻的位置坐标，，，。根据频闪仪每间隔时间发出一次闪光，计算出各点从原点开始下落所对应的时间，，，。为了利用该频闪照片测量物体做自由落体运动的加速度，已知重力加速度为g。下列方案中可行的是（ ） A．利用，根据位置坐标和时间，求g B．根据位置坐标得出小球在位置的速度，利用求g C．由坐标x和时间间隔计算各点的瞬时速度v，利用v-t图像的斜率不能求g D．用公式，求g 4．“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空，它与“天宫二号”空间实验室对接前，在距离地面约380 km的圆轨道上飞行。已知地球静止卫星距地面的高度约为36000 km。关于“天舟一号”，下列说法正确的是（ ） A．线速度小于地球静止卫星的线速度 B．线速度小于第一宇宙速度 C．向心加速度小于地球静止卫星加速度 D．周期大于地球自转周期 5．如图所示，用水平力F向右推原来静止在斜面上的物块，力F由零开始逐渐缓慢增大，直到物块刚要发生滑动。则在此过程中物块（ ） A．所受合力逐渐增大 B．所受斜面弹力先增大后减小 C．所受斜面摩擦力逐渐增大 D．所受斜面摩擦力先减小后增大 6．图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，图乙为质点P的振动图象，则（ ） A．该波向方向传播 B．该波的传播速度是4 m/s C．从到，质点P沿x轴移动了30 cm D．时，质点P的加速度达到正向最大 7．如图甲所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲-起跳”动作，图甲中的“·”表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线，其中1~4各点对应着图甲中1~4四个状态和时刻，4状态时人的重心上升到最高。取重力加速度。下列说法正确的是（ ） A．人的重力约为1800 N B．2~3的过程中，人的加速度一直在减小 C．人上升的最大加速度为 D．人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45 s 8．图示为一颗人造地球卫星发射过程的简化示意图。卫星先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P、Q两点。下列说法正确的是（ ） A．卫星在轨道2的运行周期大于其在轨道3的运行周期 B．卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，卫星内部的仪器处于完全失重状态，机械能不变 C．卫星在轨道1的向心加速度小于在赤道上随地球自转的物体的向心加速度 D．卫星在轨道2运行经过Q点的加速度小于在轨道3运行时经过Q点的加速度 9．四个质点做直线运动的v-t图像分别如图中甲、乙、丙、丁所示。设向东为速度v坐标轴的正方向，下列说法正确的是（ ） A．质点甲一直向东运动 B．时质点乙回到出发点 C．0~2 s质点丙所受合外力做功为0 D．0~2 s质点丁所受合外力的冲量为0 10．旋转在乒乓球运动中往往有一击制胜的作用。乒乓球在飞行过程中，如果发生旋转，球就会带动周围的空气在球体附近产生环流。已知乒乓球球心开始以速度v水平向左飞行，球上各点同时绕球心以角速度ω顺时针旋转，如图甲所示。根据物理学原理可知，气体流速越大，压强越小，由于乒乓球附近A、B两处空气流速不同，两处的空气对乒乓球就形成压力差，这个压力差称为马格努斯力。由于旋转球在飞行过程中受到马格努斯力，其落点与无旋转球的落点就会不同。图乙所示的a（实线）、b（虚线）两条轨迹中，一条为球心以水平速度v开始向左飞行的无旋转球的轨迹，另一条为图甲中旋转球从同一点飞出时的轨迹。下列说法正确的是（ ） A．图甲中乒乓球下方A处气体的流速比B处的小 B．图乙中a为无旋转球的轨迹，b为旋转球的轨迹 C．马格努斯力与乒乓球转动的角速度大小无关 D．无旋球弹起的高度可能超过发球位置的高度 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） （多选）11．甲、乙两车在公路上行驶的v-t图像如图所示。已知时两车相遇，乙车图像轨迹由多段四分之一圆弧构成，则（ ） A．在时，甲、乙两车再次相遇 B．甲车0~4 s做匀变速运动，乙车0~2 s做加速运动，2~4 s做减速运动 C．8 s内甲、乙两车的平均速度相同 D．两车相距的最大距离为 （多选）12．由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。已知图中虚线为不考虑空气阻力时炮弹的运动轨迹，O、a、b、c、d为“弹道曲线”上的五点，其中O为发射点，d为落地点，b为轨迹的最高点，a、c两点距地面的高度相等，且空气阻力可认为与速度平方成正比。则（ ） A．炮弹到达b点时速度为0 B．炮弹由b点到d点的过程中加速度逐渐变小 C．炮弹由a点到b点的时间一定小于由b点到c点的时间 D．炮弹经过d点时的动能一定大于经过a点时的动能 （多选）13．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a（）的匀加速运动，A、B的速度随时间变化图像如图乙所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A．拉力F的最小值为2Ma B．A、B分离时，弹簧弹力恰好为零 C．A、B分离时，A上升的距离为 D．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值 （多选）14．如图甲所示，有些昆虫可以停在水面上，这说明水的表面张力使液体表面绷紧从而“抬起”了昆虫。液体的表面张力会使得液体表面总处于绷紧的状态，力的方向总沿着液面（或其“切面”），并垂直于液面的分界线。其大小与液面边界线的长度成正比，即，式中F表示在长为l的边界线上作用的表面张力、γ为液体的表面张力系数，γ由液体的种类及其温度决定。一种简单的测量水的表面张力系数的方法如图10乙所示，在一弹簧秤下端悬挂一只细圆环，先放下圆环使之浸没于水中，然后缓慢提升弹簧秤。待圆环被拉出水面一定高度时，圆环下方会形成一段环形水膜。通过弹簧秤示数F，细圆环的半径r与其质量m，可以求出水的表面张力系数。肥皂泡形成后，其肥皂膜内外表面的表面张力要使肥皂泡缩小。当其大小稳定时，其内部空气的压强要大于外部的大气压强，以抵消这一收缩趋势，如图10丙所示为部分区域的压强示意图。已知球形肥皂泡的半径为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A．昆虫停在水面时，水的表面张力对昆虫的合力竖直向下 B．在国际单位制中，液体的表面张力系数γ的单位是 C．通过图乙所示方法可以测得水的表面张力系数 D．考虑图丙中左半个肥皂泡对右半个肥皂泡的表面张力的方向水平向左 （多选）15．生活中常会出现这样的情景：在匀速行驶的火车上，较光滑桌面上的苹果保持静止；但当火车加速时，桌面上的苹果却动起来了，如图所示。此时苹果在水平方向的合外力为零，为什么苹果获得加速度动起来了呢？这与牛顿运动定律似乎矛盾了。原来，牛顿运动定律是否成立，与参考系的选择有关。牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系，牛顿运动定律不成立的参考系则称为非惯性系。在研究地面物体的运动时，一般将地面视为惯性系，相对地面做匀速直线运动的其他参考系也可视为惯性系。若选车厢为参考系，当火车匀速行驶时，车厢是惯性系，所以苹果保持静止；当火车加速时，车厢则是非惯性系，此时牛顿运动定律不成立。其实，在非惯性系中，需要引入“惯性力”来修正牛顿运动定律：有一个力作用于苹果，其方向与火车相对地面的加速度a的方向相反，其大小等于苹果质量m与加速度a的乘积，即。修正后的牛顿运动定律既适用于惯性系，也适用于非惯性系。下列说法中正确的是（ ） A．修正前的牛顿运动定律只适用于惯性系 B．在车厢中的观察者看来，苹果运动的方向与车厢的加速度方向相同 C．只有在非惯性系中才能观测到“惯性力” D．“惯性力”不是物体实际受到的力，“惯性力”不存在反作用力 三、解答题（本大题共4个小题，共50分。解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤） 16．如图所示，一个质量为4 kg的物块（可视为质点）静止在粗糙的水平面上，现用水平恒力F作用于物块上，，产生的加速度为。作用2 s之后，力F的大小不变，方向变为与水平方向成53°，再作用2 s，随后撤去拉力。重力加速度g取，，。求： （1）改变拉力的方向后，物块的加速度； （2）整个过程物块所发生的位移。 17．如图所示，光滑水平轨道MB与竖直平面内的半圆形轨道BA平滑连接，半圆形轨道是粗糙的，其轨道的半径。一轻质弹簧的左端固定在竖直墙上，右端连接一个质量的小滑块。开始时滑块静止在P点，弹簧正好处于原长。现水平向左推滑块压缩弹簧，使弹簧具有一定的弹性势能，然后释放滑块，滑块运动到半圆形轨道的最低点B时的速度，运动到最高点A时的速度，已知重力加速度。求： （1）弹簧处于压缩状态时具有的弹性势能； （2）滑块在半圆形轨道上向上运动的过程中，摩擦力所做的功； （3）滑块落地时重力的瞬时功率P。 18．从分解的角度研究某一运动是物理学分析问题的基本方法，其中即可以沿着固定的方向进行分解（固定不动的直角坐标系），也可以始终沿着平行速度与垂直速度方向进行分解（自然坐标系）。 （1）将一物体以速度水平抛出，若重力加速度为g，且不计空气阻力。那么当物体的速度方向与水平方向夹角为60°时，求：a．此时物体速率的大小； b．此时物体运动对应的曲率半径ρ的大小（提示：研究曲线运动时，尽管曲线各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分，如图1所示）。 （2）如图2所示，把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在沿水平x轴的光滑杆上，能够在杆上自由振动。另一小球B在竖直平面内以为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。用竖直向下的平行光照射小球B，然后调节B球转动的角速度，可以实现小球B在x方向上的“影子”和小球A在x轴上的位置时时重合。已知弹簧劲度系数为k，小球A的质量为m，小球B的角速度为。 a．要实现这一现象，请推导角速度与劲度系数k必须满足的关系； b．结合a的结论，请论证弹簧振子的运动周期与其振幅无关。 19．19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一直通到地球同步静止轨道处的高塔，并在塔内架设电梯。已知地球质量为M，万有引力常量为G，地球半径为R、自转周期为T。 （1）这种电梯可用于运送货物。“太空电梯”可以将货物从赤道基地运送到同步轨道站，求同步轨道站距离地面的高度； （2）这种电梯可用于发射卫星。发射方法是将卫星通过太空电梯提升到预定轨道高度处，此时卫星相对电梯静止，然后再启动“推进装置”将卫星从太空电梯横向发射出去，使其直接进入预定圆轨道。已知物体与地球间存在万有引力，并具有由相对位置决定的势能——“引力势能”，以无穷远处为引力势能零点，物体在离地心距离为r（）时具有的引力势能。 a．若某次通过太空电梯发射质量为m的卫星时，预定其轨道高度为h（）。以地心为参考系，求“推进装置”需要对卫星做的功W是多少？ b．若某次发射失败，推进装置失灵未对卫星做功，质量为m的卫星就直接从h处离开了电梯。请分析该卫星会远离地球还是会落向地球？若远离地球，求它到达无穷远处的动能；若落向地球，卫星经历地球大气层时大气阻力所做的功记为，求它落到地面时的动能。 学科网（北京）股份有限公司 $