山东青岛市莱西市第一中学2026-2027学年高三上学期10月学情自测物理试题

2024级高三物理阶段检测一 一、单选题 1．如图所示，有关生活中圆周运动的实例，说法正确的是（     ） A．图甲，火车转弯的速度超过规定速度时，火车轮缘会挤压外轨 B．图乙，飞机在水平面内做匀速圆周运动时，空气对飞机的作用力等于飞机的重力 C．图丙，汽车减速通过凹形桥最低点时，汽车受到的合外力竖直向上 D．图丁，衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时，在最高点的向心加速度最小 2．如图所示，两小球A、B通过一根绕过光滑轻质定滑轮O的轻绳连接，其中A套在光滑固定水平直杆上，初始时使A静止在直杆的P点，将A静止释放，小球A从P点运动到Q点的过程中（水平杆不影响B球的运动），下列说法正确的是（     ） A．小球A、B的速度关系满足 B．小球B的机械能一直减小 C．小球B一定处于失重状态 D．小球B减小的重力势能大于A、B增加的动能之和 3．如图所示，a为地球赤道上随地球自转的物体，b为近地卫星（轨道半径近似等于地球半径），c为地球静止轨道同步卫星。已知地球半径为R，c的轨道半径为r。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法正确的是（     ） A．a、c的线速度大小关系为 B．b、c的向心加速度大小之比为 C．b、c的周期之比为 D．b、c的线速度之比为R：r 4．电动方程式（FormulaE）是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事，赛车在专业赛道水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s末达到额定功率，之后保持额定功率继续运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的，取，下列说法正确的是（　　） A．赛车在2s时的瞬时功率 B．赛车在加速过程中牵引力保持不变 C．该赛车的最大速度是288km/h D．当速度时，其加速度为 5．轰炸机是军用飞机之一，在某次演习中，轰炸机沿水平方向投出了一枚炸弹，初速度大小为v0，炸弹正好垂直击中山坡上的目标，山坡的倾角为θ=37°，如图所示，不计空气阻力，重力加速度为g（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。下列说法正确的是（　　） A．炸弹刚落到山坡时的速度大小是 B．炸弹从水平投出到落到斜坡上，所用的时间是 C．炸弹从投出到落到斜坡上的位移为 D．炸弹从水平投出到落在斜坡上位移偏转角为速度偏转角的一半 6．如图所示，竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径，有一小球的直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动。小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其F-v2图像如图所示。则（     ） A．小球的质量为 B．当地的重力加速度大小为 C．时，小球受到的弹力大小为4mg D．时，小球对管壁的弹力方向竖直向上，大小为mg 7．宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不致因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中P、Q两天体绕O点做匀速圆周运动，现测得两颗星之间的距离为L，且两天体的轨道半径之比。关于两天体。下列说法正确的是（　　） A．质量之比 B．线速度大小之比 C．若质量较大的P星球会“吸食”质量较小的Q星球的表面物质， 从而实现质量转移。则在“吸食”的最初阶段，P、Q运动的周期变小 D．若双星的质量之和恒定，则双星间距离越大，其转动周期越大 8．如图所示，带有中心转轴的水平转盘上放置一质量为1kg的小物块，物块与转轴通过轻质弹簧连接，弹簧伸长5cm，小物块恰好处于静止状态。已知弹簧的劲度系数为，原长为20cm，现让转盘以某角速度匀速转动，弹簧长度不变，滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力，重力加速度，下列说法中正确的是（     ） A．物块与转盘间的动摩擦因数为 B．当物块与转盘间的摩擦力大小为0时，转盘角速度为 C．当摩擦力的大小为4N时，转盘角速度可能为 D．当转盘角速度为时，弹簧弹力大小为11N 二、多选题 9．如图所示，载有物资的热气球的总质量为，静止于距离水平地面的高处。现将质量为的物资以相对地面竖直向下的速度投出，物资落地时与热气球的距离为。设整个过程中热气球所受浮力不变，重力加速度为，不计空气阻力，忽略物资受到的浮力。下列说法正确的是（     ） A．物资落地前，热气球与其组成的系统动量守恒 B．投出物资后，热气球匀速上升 C．物资落地时，热气球上升的高度为 D．物资落地时与热气球的距离 10．“水上飞人运动”是一项新兴运动形式。操控者借助“喷射式悬浮飞行器”向下喷射高压水柱的方式实现在水面上方或悬停或急速升降等动作。假设某玩家（含设备）质量为，底部两个喷口的总面积为，忽略管道中的水流速度以及空气阻力和管道（含装置）对人的作用，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（     ） A．当装置向下喷水时，人将沿着喷水的反方向做直线运动 B．若要悬停在空中，向下喷水的水速应为 C．当人匀速上升时，人所受的合外力做的总功为 D．若要实现向上以加速度加速运动，向下喷水的水速应为 11．如图所示，质量为m的均匀链条长为，一半长度在光滑的足够高斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半长度竖直下垂，由静止释放后链条滑动，链条从刚释放到刚好全部滑出斜面的过程中，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（     ） A．重力做正功 B．重力势能变化了 C．链条加速度大小恒定 D．链条刚好全部滑出斜面时的速度大小为 12．如图甲所示，水平传送带在电动机的带动下始终沿顺时针方向匀速转动，t=0时刻质量为m的物块（可视为质点）以速度v0滑上传送带左侧，t=t2时刻恰好运动到右侧，其运动的v-t图像如图乙所示。已知重力加速度大小为g，在0~t2时间内，下列说法正确的是（     ） A．物块始终受到向右的摩擦力作用 B．摩擦力对物块做的功为 C．由于摩擦产生的热量为 D．电动机为传送物块，多消耗的电能为 三、实验题 13．如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。长槽的、处和短槽的处分别到各自转轴中心距离之比为。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为、和，如图乙所示。            (1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是________。 A．探究平抛运动的特点 B．用单摆测量重力加速度的大小 C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 (2)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至________塔轮； A．第一层 B．第二层 C．第三层 (3)在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________。 A． B． C． D． 14．用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，将物块2从高处由静止释放，物块1上拖着的纸带打出了一系列的点，对纸带上的点迹进行测量。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0点是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。现有质量分别为和的两物块供选择。（电源频率为，结果均保留两位有效数字） (1)物块1所处位置应选择质量为___________的物块； (2)在纸带上打下计数点4时的速度__________m/s；在打点0~5过程中，系统动能的增加量___________J，系统重力势能的减少量___________J；（取） (3)若某同学作出的图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度_________； (4)实验结果显示重力势能的减小量略大于动能的增加量，你认为这其中的原因是__________________________________________________。 四、解答题 15．如图所示，一光滑大圆环固定在竖直平面内，圆心为O，质量为m的小圆环套在大圆环上。若小圆环从静止开始由大圆环顶端Q点自由下滑，P点为大圆环上的一个点，且OP与竖直方向OQ的夹角为θ（θ未知），已知重力加速度为g，大圆环半径为r。则： (1)小圆环滑到最低点时对大圆环的作用力； (2)若小圆环从Q点滑到P点时的加速度为g，方向竖直向下，求此时小圆环重力的瞬时功率。 16．如图所示，粗糙水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在点平滑连接，导轨半径。一个质量的物体将轻质弹簧压缩至点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，经过点后沿半圆形导轨运动，恰好能通过点，从点飞出后落回到点。物体可视为质点，运动过程中空气阻力忽略不计，取。 (1)求物体在点时的速度大小； (2)求物体在点时对导轨的压力大小； (3)若释放时弹簧的弹性势能为14 J， 求物体与粗糙水平面间的动摩擦因数。 17．“蹦极”是一项勇敢者的运动，如图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落，在空中感受完全失重的滋味。此人质量为50 kg，橡皮绳原长45 m，人可看成质点，不计空气阻力作用。此人从P点自静止下落到最低点所用时间。（取）求： (1)人从P点下落到最低点的过程中，重力作用的冲量； (2)人下落到橡皮绳刚伸直（原长）时，人的动量大小； (3)从橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中，人对橡皮绳的平均作用力。 18．如图所示，光滑曲面AB与长度为L＝1m的水平传送带BC平滑连接，传送带上表面以的速度向右运动。传送带右侧光滑水平地面上放置一个四分之一光滑圆轨道的物体乙，其质量为。质量为的物体甲（可视为质点）从曲面上高为的A点由静止释放，物体甲与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，不计空气阻力，取g＝10m/s2。求： (1)甲第一次运动到C点的速度大小； (2)甲第二次运动到C点的速度大小； (3)甲第二次到C点后经多长时间再次到达C点。 试卷第6页（共6页） 试卷第5页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 《2024级高三物理阶段检测一》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C C C D D C ACD BC 题号 11 12 答案 AB BC 1．A 【详解】A．图甲，火车转弯的速度超过规定速度时，轨道对火车的支持力与重力的合力不足以提供火车做圆周运动的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则火车轮缘会挤压外轨，A正确； B．图乙，飞机在水平面内做匀速圆周运动时，空气对飞机的作用力与飞机的重力的合力提供做圆周运动的向心力，此时，即空气对飞机的作用力大于飞机的重力，B错误； C．图丙，汽车减速通过凹形桥最低点时，汽车的加速度与速度方向夹角大于90。，并非竖直向上，则汽车受到的合外力不是竖直向上，C错误； D．图丁，衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时，根据，角速度不变，则衣服在各点的向心加速度大小相等，D错误。 故选A。 2．B 【详解】A．小球A的速度沿绳方向的分速度等于小球B的速度，则，故A错误； B．由于绳子对小球B一直做负功，则B的机械能一直减小，故B正确； C．A从P点到Q点，不断增大，绳子对A做正功，则也不断增大，因此无法判断小球B加速或减速，所以无法判断是否超失重，故C错误； D．由A、B机械能守恒得小球B减小的重力势能等于A、B增加的动能之和，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．与角速度相同，且的轨道半径。由线速度公式得，故A错误； BCD．设地球质量为，卫星和的质量分别为和。地球引力提供向心力，由万有引力定律、牛顿第二定律及匀速圆周运动公式，近地卫星的方程为 同步卫星对应的方程为 比较加速度得 比较周期得 比较线速度得，故BD错误，C正确。 故选C。 4．C 【详解】A．赛车在2s内的加速度 则牵引力 2s时牵引力的瞬时功率，A错误； B．2s后功率不变，则根据P=Fv可知，随速度的增加，牵引力减小，则赛车在加速过程中牵引力不是保持不变，B错误； C．当牵引力等于阻力时加速度为零，此时赛车的速度最大，则该赛车的最大速度是，C正确； D．当速度时，其加速度为，D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．由题意，炸弹刚落到山坡时有 可得炸弹刚落到山坡时的速度大小 故A错误； B．炸弹刚落到山坡时 得炸弹从水平投出到落到斜坡上，所用的时间是 故B错误； C．炸弹从投出到落到斜坡上的水平及竖直位移大小为 ， 得 ， 由勾股定理可知位移大小 故C正确； D．根据平抛运动推论，可知炸弹从水平投出到落在斜坡上时速度偏转角与位移偏角与满足 二者不是2倍关系，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】AB．当时，由图像得内轨对小球的支持力满足 当时，弹力为零，则 解得，，故AB错误； C．当时，由圆周运动知识得 当时，由圆周运动知识得 联立解得，故C错误； D．当时，由图像可知此时小球所受管壁的弹力大小为 为外轨对小球竖直向下的压力，所以小球对管壁的弹力方向竖直向上，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．万有引力提供向心力 ​ 可得 ​，即 ，A错误； B．线速度满足 ，相同，因此 ，即 ，B错误； C．由题意知 ，结合 ​ 可得 ​，代入向心力公式化简得 吸食Q质量过程中，总质量 不变，质量乘积 ​ 减小，万有引力小于所需向心力，双星做离心运动 间距增大，由周期公式可知周期增大，C错误； D．由周期公式 ，当总质量恒定，双星间距越大，转动周期越大，D正确。 故选 D。 8．C 【详解】A．转盘未转动时，物块恰好处于静止状态，说明此时水平方向受力平衡，且静摩擦力达到最大值。弹簧伸长量为，由胡克定律可知此时弹簧的弹力大小为 根据水平方向受力平衡条件可知，转盘对物块的最大静摩擦力大小为 已知滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力，由 代入数据可解得动摩擦因数，故A错误； B．当物块与转盘间的摩擦力为0时，由弹簧弹力单独提供物块做圆周运动所需的向心力。根据牛顿第二定律有 其中，代入数据解得此时转盘的角速度为，故B错误； C．当摩擦力大小为4N时，由于该值小于最大静摩擦力5N，物块可以随转盘保持相对静止。若静摩擦力的方向指向转轴，根据向心力公式有 代入数据解得 若静摩擦力的方向背离转轴，根据向心力公式有 代入数据解得 因此，当摩擦力的大小为4N时，转盘的角速度可能为，故C正确； D．由题意可知转动过程中弹簧长度始终不变，其形变量恒为，弹簧弹力大小必定始终为5N，在维持该轨道半径运动的前提下，弹簧弹力大小不可能变为11N，故D错误。 故选C。 9．ACD 【详解】A．物资投出之前，物资和气球组成的系统合外力为零，物资投出后，系统的合外力仍为零，因此物资落地前，热气球与投出的物资组成的系统动量守恒，故A正确； B．投出物资后，热气球受到的浮力大于重力，合力向上，则热气球向上做匀加速直线运动，故B错误； CD．设物资落地时，热气球上升的高度为，则对物资和热气球组成的系统，取竖直向上为正方向，根据动量守恒定律有 解得 则，故C、D正确。 故选ACD。 10．BC 【详解】A．装置向下喷水时，水对装置的作用力向上，但人初始速度和喷射力大小均不确定，人的速度方向不一定向上，故A错误； B．设向下喷出的水速为，装置受到水的作用力大小为。悬停时，对人（含设备）由平衡条件得 取在内由喷口喷出的水柱为研究对象。由牛顿第三定律，水柱受装置作用力的大小也为，水柱质量为 水进入管道时速度可忽略，由动量定理得，所以 联立可得，故B正确； C．人匀速上升时，动能不变。由动能定理得，故C正确； D．向上加速时，对人（含设备）由牛顿第二定律得 由B项推导可知 联立可得，故D错误。 故选BC。 11．AB 【详解】A．链条滑动过程中，整体重心不断下降，重力对链条做正功，故A正确； B．设斜面顶端为零势能面，初始状态：斜面上半段链条质量，重心在顶端下竖直处；下垂半段质量，重心在顶端下竖直处，总重力势能 末状态：链条全部下垂，重心在顶端下竖直处，总重力势能 则重力势能变化量 即重力势能变化了，故B正确； C．设下滑过程中斜面上剩余长度为，合力为 随着下滑不断减小，不断增大，加速度 故加速度不断增大，故C错误； D．斜面光滑，机械能守恒，由机械能守恒定律有 解得，故D错误。 故选AB。 12．BC 【详解】A．由速度—时间图像可知，物块先加速至与传送带同速，之后做匀速运动。相对滑动时，物块受到向右的滑动摩擦力；同速后，物块不再受到摩擦力，故A错误； BCD．设物块与传送带相对滑动的时间为，动摩擦力大小为。取向右为正方向，对物块由动量定理得 滑动过程中，摩擦力对物块做的功等于物块动能的增量，所以 传送带速度为，电动机为克服物块对传送带的摩擦力而多做的功为 摩擦产生的热量等于电动机多做的功与物块增加的动能之差，即，故BC正确，D错误。 故选BC。 13．(1)C (2)A (3)B 【详解】（1）本实验探究向心力与、、三个变量的关系，采用控制变量法：每次控制两个物理量不变，研究剩余两个量的关联。 A．探究平抛运动特点采用的是运动的分解法，将平抛拆分为水平匀速、竖直自由落体分运动，故A错误； B．用单摆测重力加速度是直接测量摆长、周期，通过公式计算，没有多变量控制的设计，故B错误； C．探究加速度与受力、质量的关系时，通过控制质量不变研究和的关系，控制受力不变研究和的关系，同样使用控制变量法，和本实验方法一致，故C正确。 故选C。 （2）向心力大小满足 探究向心力与半径的关系时，根据控制变量要求，需要保证两球的质量、角速度都相同，仅转动半径不同。皮带传动的塔轮边缘线速度大小相等，满足 若左右塔轮半径相等，则两侧角速度相等。由题意知，第一层塔轮左右半径比为，满足两侧角速度相同的要求，因此选第一层塔轮。 故选A。 （3）由题意知，两球质量相等，、到转轴距离 皮带位于第二层，左右塔轮半径比为 皮带传动边缘线速度相等，满足 ​可得两侧角速度之比 根据向心力公式 解得 向心力演示仪的标尺露出格子数正比于向心力大小，因此左右标尺格子数之比为。 故选B。 14．(1)50 (2) 1.9 0.58 0.60 (3)9.7 (4)纸带与打点计时器间摩擦生热 【详解】（1）由于纸带连接着物块1下端，可知物块1向上运动，则物块2质量大于物块1质量，所以物块1应选择质量为。 （2）[1]每相邻两计数点间还有4个计时点，时间间隔为 在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度，可以求出在纸带上打下计数点4时的瞬时速度大小 [2]打下计数点5时的瞬时速度大小 在打点0~5过程中，系统动能的增加量 [3]在打点0~5过程中，系统重力势能的减少量 （3）根据 可得 变形得 对比正比例函数 可得斜率 又可得图像斜率 联立得 （4）运动过程中纸带与打点计时器间摩擦生热，机械能转化为内能，导致重力势能的减小量略大于动能的增加量。 15．(1)，方向竖直向下 (2) 【详解】（1）小圆环从静止开始由大圆环顶端Q点滑到最低点过程中，根据动能定理 可得在最低点处的速度 由向心力公式有 解得小圆环在最低点处受到的弹力为 由牛顿第三定律可知此时它对大圆环的作用力大小为，方向竖直向下。 （2）因小圆环滑到P点时的加速度为g，方向竖直向下，此时小圆环的合力等于重力，不受弹力。由向心力公式有 小圆环滑到P点时的速度为 根据动能定理 解得 此时小圆环重力的瞬时功率 16．(1) (2)60 N (3)0.5 【详解】（1）物体恰好能通过C点，在C点由重力提供向心力 （2）从B到C机械能守恒 在B点由牛顿第二定律 由牛顿第三定律，物体对导轨的压力大小也为60N （3）从C点飞出后做平抛运动，落到A点。竖直方向 得 水平方向 从A到B过程，由能量守恒 17．(1)，方向竖直向下 (2) (3)，方向竖直向下 【详解】（1）重力恒定，由恒力的冲量公式，得全程重力的冲量 重力方向始终竖直向下，故其冲量方向也竖直向下。 （2）绳开始伸直前，人从静止自由下落。取竖直向下为正方向，由匀变速直线运动公式及，得 因此绳刚伸直时人的动量大小为 （3）绳伸直前的自由落体时间记为。由及第（2）问求得的，可得 绳拉伸至最低点所用时间为 沿用竖直向下为正方向。绳拉伸阶段，人的初动量为第（2）问求得的，到最低点时动量为零。设绳对人的平均作用力大小为，方向竖直向上，由动量定理得 解得 由牛顿第三定律，人对橡皮绳的平均作用力大小为，方向竖直向下。 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）物块甲从A运动至B，由动能定理得 解得 假设物块在传送带上一直做匀减速运动，由动能定理得 解得 因为 故假设成立，物块甲第一次运动至点的速度大小为 （2）以物块甲和物块乙为研究对象，从甲滑上乙开始至甲滑下来的过程中，系统水平方向上动量守恒，则有 系统机械能守恒，则有 联立解得 则甲从乙物体上滑下后向左匀速运动，第二次到达C点的速度大小为 （3）甲向左进入传送带，做匀减速运动，根据牛顿第二定律得 解得 从C运动，由动能定理得 解得到达点的速度为 物块甲从C点运动到左端点的时间为 接着甲在传送带上向右做加速度仍为的匀加速直线运动，设到与传送带共速时所用时间为，则 甲在时间内的位移为，由动能定理得 解得 甲与传送带共速后随传送带一起匀速运动，位移为 则所用的时间为 故甲从第二次到第三次到达C点的过程中的运动时间为 答案第2页（共10页） 答案第1页（共10页） 学科网（北京）股份有限公司 $