广东深圳市光明区光明中学2026-2027学年高三物理上学期第四次周测

高三物理上学期周测四 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．以下说法中正确的是（　　） A．甲图是粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的c位置时荧光屏上接收到的粒子数最多 B．乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时放出了一定能量的光子 C．丙图是光电效应实验示意图，当用光照射不带电的锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器指针带正电荷 D．丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图，爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论 2．投壶是春秋战国时期流行的一种游戏，规则是参与游戏的人需要在一定距离外把小球投进壶里。某人先后从同一位置投射出两个相同的小球，第一次初速度v1水平，第二次初速度v2斜向下，如图所示，两个小球均从壶口同一位置落入壶中，不计空气阻力，两个小球从投出到运动至壶口的过程中（     ） A．运动时间相同 B．落到壶口时的速率相同 C．动能变化量相同 D．动量变化量相同 3．荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动，当秋千从最高点向下荡到如图所示位置时，小孩的加速度方向可能是图中的（     ） A．a方向 B．b方向 C．c方向 D．d方向 4．如图所示，用轻绳将质量为的小球悬挂于质量为的木箱顶部。小球通过一根轻弹簧与质量同为的小球相连。小球底部与木箱接触而不挤压。木箱通过轻绳悬挂于天花板。小球和木箱均为静止状态。已知重力加速度为，现仅剪断其中一根轻绳，则（     ） A．剪断轻绳瞬间，轻绳的拉力为 B．剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为 C．剪断轻绳瞬间，轻绳的拉力为 D．剪断轻绳瞬间，小球与木箱底部间的弹力为 5．《墨经》中记载可以通过车梯（一种前低后高的斜面车）提升重物。如图所示，轻绳一端固定，另一端系在光滑小球上，向右推动车梯，小球沿斜面缓慢上升至轻绳与斜面平行。则此过程中轻绳中的张力大小（     ） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先减小后增大 D．保持不变 6．随着科技的进步，农村和偏远山区也已经开始用无人机配送快递，如图甲所示。无人机在0～5 s内的飞行过程中，其水平、竖直方向速度vx、vy与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，竖直方向规定向上为正方向。下列说法正确的是（     ） A．0～2 s内，无人机做匀加速直线运动 B．2～4 s内，无人机做匀减速直线运动 C．t=4 s时，无人机运动到最高点 D．0～5 s内，无人机的位移大小为9 m 7.汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站，先做加速度大小为a的匀加速运动，位移大小为x；接着在t时间内做匀速运动；最后做加速度大小也为a的匀减速运动，到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为，则（　　） A． B． C． D． 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．以前人们在建造房屋时，通常用“打夯”的方式将地基夯实。如图所示为“打夯”的情境，两人用绳子拴接质量的石块，保持两侧的绳子与竖直方向间的夹角为不变，两侧绳子拉力的大小恒为，使石块由地面竖直向上运动后将拉力F撤去，石块从施力到静止所用的总时间为，重力加速度为，，。忽略空气阻力。则下列说法正确的是（     ） A．拉力F作用的时间为 B．石块上升的最大高度为 C．石块落地瞬间的速度大小约为 D．石块与地面碰撞时，地面对石块的平均作用力约为 9．如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物、轻质定滑轮下方悬挂重物，悬挂滑轮的轻质细绳竖直。开始时，重物、处于静止状态，释放后、开始均沿竖直方向运动。已知、的质量均为，重力加速度为。摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，两滑轮间竖直距离足够长。当的位移为时，下列说法正确的是（　　） A．重物的合外力所做的功等于其动能的增加量 B．重物下降过程，其机械能总量保持不变 C．当的位移为时，重物的重力势能增加 D．当的位移为时，的机械能减少 10．轻杆一端固定有质量为m＝1kg的小球，另一端安装在水平轴上，转轴到小球的距离为50cm，转轴固定在三角形的带电动机（电动机没画出来）的支架上，在电动机作用下，轻杆在竖直面内做匀速圆周运动，如图所示。若转轴达到某一恒定转速n时，在最高点，杆受到小球的压力为2N，重力加速度g取，则（    ） A．小球运动到最高点时，小球需要的向心力为8N B．小球做圆周运动的线速度v＝1m/s C．小球运动到图示水平位置时，地面对支架的摩擦力为8N D．把杆换成轻绳，同样转速的情况下，小球仍能通过图示的最高点 三、实验题（每空2分，共16分） 11．（8分）在“探究加速度与力、质量关系”实验中，针对不同实验方案，需明确两个关键操作条件：①是否必须平衡摩擦力；②是否必须满足小车质量远大于所挂钩码的质量。 甲方案：采用如图甲所示的装置。认为钩码的重力等于小车受到的拉力。 乙方案：采用如图乙所示的装置。使用弹簧测力计直接测量细绳对钩码的拉力。 丙方案：采用如图丙所示的装置。使用力传感器直接测量细绳对小车的拉力。 (1)上述三种实验方案中，若要顺利完成实验，哪些方案需要平衡摩擦力（　　） A．甲方案 B．乙方案 C．丙方案 D．都不需要 (2)上述三种实验方案中，哪个方案需满足“小车质量远大于所挂钩码的质量”（　　） A．甲方案 B．乙方案 C．丙方案 D．都不需要 (3)某同学用乙方案进行实验，正确操作后获得一条清晰的纸带。A、B、C、D、E、F、G是选取的计数点，如图a所示，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，为使实验结果尽可能准确，他用刻度尺测量出各计数点与点A之间的距离。已知交流电的频率是50Hz，计算小车运动的加速度大小a=___________m/s2（结果保留两位有效数字）。 (4)该同学用甲、乙、丙三个实验方案作出的a-F图像分别对应图b中的_____（填选项前字母序号）。 A．ABC B．CAB C．CBA D．ACB 12．（8分）在“验证机械能守恒定律”实验中 (1)实验中纸带下所挂物体应选图甲中的____________（填“A”、“B”或“C”）。 (2)如图乙所示是实验中打下的一条纸带，取纸带上清晰的一点记为0，连续标记1~7七个计数点，则打点计时器打下的第一个点的位置在纸带的左侧，打下计数点4的速度大小____________m/s（保留两位有效数字）。 (3)取计数点0所在水平面为零势能面，计算出不同计数点对应的该重锤动能和重力势能。建立如图丙所示的坐标系，横轴表示（到0点的位移），纵轴表示动能和势能。根据以上数据绘出图线Ⅰ和Ⅱ，与势能对应的是图线____________（填Ⅰ或Ⅱ），根据图像计算出重锤和纸带在下落过程中所受的平均阻力大小为____________N。 四、解答题（共38分） 13．（9分）在温度为27℃的车间给容积为的氧气瓶充好氧气，测得瓶内压强为，把氧气瓶运送到温度为-3℃的工地上分装给氧气袋，分装前的氧气袋内无气体，分装后每个氧气袋的容积为，压强为，分装多个氧气袋后测得瓶内的压强为。若忽略氧气瓶因热胀冷缩造成的容积偏差。试求： (1)氧气瓶从车间运送到工地，分装前瓶内压强； (2)分装了多少个氧气袋？ (3)分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值； 14．（14分）某同学受《三国演义》的启发，设计了一个“借箭”游戏模型。如图所示，城堡上装有一根足够长的光滑细杆，杆上套一个质量为的金属环，金属环用轻绳悬挂着一个质量为的木块，静止在城墙上方。若士兵以一定角度射出质量为的箭，箭刚好水平射中木块并留在木块中（箭与木块的作用时间极短），之后带动金属环运动。已知箭的射出点到木块的水平距离为、竖直高度为，重力加速度，在整个运动过程中，木块整体上升的最大高度小于绳长，箭、木块、金属环均可视为质点，忽略空气阻力，求： (1)箭射中木块前瞬间的速度大小； (2)箭射入木块的过程中系统损失的机械能； (3)木块第一次回到最低点时木块的速度大小。 15．（15分）如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为μ，倾角为θ，斜面长为L。一个质量为m的物块，在电动机作用下，从A点由静止加速至B点时达到最大速度v，之后做匀速运动至C点，关闭电动机，从C点又恰好到达最高点D。求： (1)段长x； (2)段电动机的输出功率P； (3)全过程物块增加的机械能和电动机消耗的总电能的比值。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C C B C A BD AD AC 1．C 【详解】A．粒子散射的实验现象是：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，只有少数粒子发生大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于。所以当显微镜在a、b、c、d中的位置时荧光屏上接收到的粒子数最多，故A错误； B．氢原子从能级跃迁到能级时，是氢原子从低能级向高能级跃迁，需要吸收光子。只有氢原子从高能级向低能级跃迁时，才放出光子。故B错误； C．光电效应中，当光照射锌板时，锌板逸出光电子，锌板失去电子带正电。由于验电器和锌板相连，所以验电器指针也带正电，指针偏转。故C正确； D．研究黑体辐射提出量子理论的是普朗克，不是爱因斯坦。故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．取竖直向下为正方向，设壶口比投出点低，两球运动时间分别为、，第二个小球初速度的竖直分量为，则 因为 所以，故A错误； C．两球质量相同，投出点与壶口的高度差相同，过程中均只有重力做功，由动能定理得 故两球动能变化量相同，故C正确； B．在水平方向上，两球水平位移相同，有 因为 所以 进而可知初速度大小 又因为 解得落到壶口时的速率为 由于 所以 即第二次落到壶口时的速率较大，故B错误； D．根据动量定理，动量变化量 由于两球运动时间不同，所以动量变化量不同，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】秋千从最高点向下荡的过程中，小孩的速率逐渐增大，在如图所示位置时，小孩的速度不为零，设小孩的速度大小为，绳长为，可得加速度沿半径方向的分量不为零，大小为 小孩的加速度沿圆弧的切线方向的分量不为零，大小为 可得小孩的加速度方向可能是图中的c方向。 故选C。 4．C 【详解】初始状态，小球底部与木箱接触而不挤压，故仅受重力和弹簧弹力作用，其中弹簧弹力 小球受重力、弹簧向下的弹力和绳拉力作用，平衡时满足 解得绳拉力 对小球、及木箱整体受力分析可知，轻绳的拉力 B．剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不变，小球受重力和弹簧向下的弹力作用，由牛顿第二定律得 解得，故B错误； A．剪断轻绳瞬间，小球向下加速，小球受重力和弹簧向上的弹力，合力为0，加速度为0，故仍静止、与木箱无挤压作用；木箱受重力和绳的拉力，可知 故轻绳的拉力为，故A错误； D．剪断轻绳瞬间，绳拉力消失；假设与木箱分离，小球受重力和弹簧弹力合力为0，加速度 对木箱和小球整体，受重力和弹簧向下的拉力作用，由牛顿第二定律得 解得 因，木箱向下加速度大于，确实与木箱分离，假设成立，故小球与木箱底部间的弹力为0，故D错误； C．小球的加速度大小为，隔离小球，根据牛顿第二定律可知 解得轻绳的拉力，故C正确。 故选C。 5．B 【详解】小球缓慢上升处于动态平衡状态，全程合力为0，小球共受三个力，竖直向下的重力，大小方向均恒定，斜面的支持力，方向始终垂直斜面向上，轻绳的张力。 将三个力构建矢量三角形，如图所示。 随着车梯右移，轻绳逐渐向斜面方向转动，张力的方向不断向平行于斜面的方向靠拢，这个过程中支持力持续增大，轻绳的张力逐渐减小。 故选B。 6．C 【详解】AB．图乙、丙分别是水平、竖直分速度的速度—时间图像，纵坐标表示相应的速度分量。内，从增至，从0增至；内，，从降至0。两段运动的合速度方向均在变化，轨迹都不是直线，故AB错误； C．图丙中内竖直速度为正，时为0，之后为负。无人机先上升后下降，在时达到最高点，故C正确； D．速度—时间图像与时间轴围成的有向面积表示相应方向的位移。由图乙的梯形与矩形面积得水平方向位移 由图丙中时间轴上、下方的三角形面积得竖直方向位移 水平、竖直方向相互垂直，且竖直位移不为零，故合位移大小大于，故D错误。 故选C。 7.【答案】A 【详解】由题意可知，设匀加速直线运动时间为，匀速运动的速度为， 匀加速直线运动阶段，由位移公式 根据逆向思维，匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移， 则匀速直线运动阶段有 联立解得 再根据 解得 8．BD 【详解】A．撤去拉力F前，对石块，由牛顿第二定律得 代入数据解得 则由公式有 解得 解得拉力F作用的时间为，故A错误； B．撤去拉力F瞬间，石块的速度为 解得 撤去拉力F后石块做竖直上抛运动，从撤走拉力到最高点的过程中石块上升的高度为 解得 所以石块上升的最大高度为 解得，故B正确； C．设石块落地瞬间的速度大小为，则由 解得，故C错误； D．从撤去拉力F到石块运动到最高点所用的时间为 石块由最高点到落在地面的过程所用的时间为 石块落地后与地面相互作用的时间为 石块与地面相互作用的过程中，由动量定理得 代入数据解得，故D正确。 故选BD。 9．AD 【详解】A．根据动能定理可知，合外力对物体做的总功，等于物体动能的变化量；该结论对单个重物直接成立，因此的合外力所做的功等于其动能的增加量，故A正确； B．重物下降过程中，除重力外还受到细绳拉力的作用，拉力对做负功，因此的机械能不守恒，故B错误； C．由动滑轮的位移关联关系可知，当向下位移为时，动滑轮（及重物）上升的位移为，因此的重力势能增加量为，故C错误； D．设细绳拉力为，的加速度为，由动滑轮的位移关联关系可知，的加速度为 对重物由牛顿第二定律可知 对重物和动滑轮整体，由牛顿第二定律可知 联立解得 的机械能减少量等于除重力外拉力对做的负功的绝对值，即，故D正确。 故选AD。 10．AC 【详解】A．小球运动到最高点时，杆受到小球的压力为2N，由牛顿第三定律可知杆对小球的支持力，在最高点，小球需要的向心力由重力和杆的支持力的合力提供，即，故A正确； B．在最高点，由 得，故B错误； C．小球运动到图示水平位置时，小球做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力。设杆对小球水平方向的作用力为，则有 根据牛顿第三定律，小球对杆的水平作用力 支架处于静止状态，由平衡条件可知地面对支架的摩擦力，故C正确； D．把杆换成轻绳，设小球通过最高点的最小速度为，由 得 所以在同样转速的情况下，小球不能通过图示的最高点，故D错误。 故选AC。 11．(1)ABC (2)A (3)0.50 (4)B 【详解】（1）甲、乙、丙方案中均需要使绳子对小车的拉力（或其合力）等于小车所受合力，故需要平衡摩擦力。 故选ABC。 （2）根据牛顿第二定律可得， 联立可得 由此可知，当小车质量M远大于所挂钩码的质量m时，钩码的重力等于小车受到的拉力，而乙、丙均有测力的工具，不需要满足小车质量M远大于所挂钩码的质量m。 故选A。 （3）由于交流电的频率为50Hz，且相邻两个计数点间还有4个计时点未画出，则相邻两个计数点间的时间间隔为 根据逐差法可得小车运动的加速度大小为 （4）对甲图，根据牛顿第二定律可得， 联立可得， 当小车质量M远大于所挂钩码的质量m时，钩码的重力等于小车受到的拉力，即小车所受合力，所以 当钩码质量不断增大时，即F增大，若不满足小车质量M远大于所挂钩码的质量m时，则a-F图线切线的斜率不断减小，即图线向下弯曲，对乙图，根据牛顿第二定律可得 解得 对丙图，根据牛顿第二定律可得 解得 由以上分析可知，图线A为乙方案，图线B为丙方案，图线C为甲方案。 故选B。 12．(1)B (2) 1.3 (3) Ⅱ 0.50/0.60/0.70/0.80/0.90/1.00 【详解】（1）验证机械能守恒，为减小空气阻力影响，要选质量大且易拴接纸带的重锤。 故选B。 （2）[1]重物下落，速度越来越大，点间距越来越大。纸带左侧点间距更小，是先打的点。所以第一个点在纸带左侧。 [2]计数点4的瞬时速度等于3、5两点间的平均速度，则打下计数点4的速度大小 （3）[1]以0点为零势能面，根据重力势能可知，h越大，势能越小，是向下倾斜的直线，对应图线Ⅱ。 [2]由图丙可知，h为0时重锤初态机械能为动能，即为 h为20cm时，重锤末态机械能为 则重锤下落20cm，机械能减少量为 根据功能关系有 联立解得 13．(1) (2)5 (3) 【详解】（1）氧气瓶从车间运送到工地，瓶内气体发生等容变化，故有 可得分装前瓶内压强 （2）设分装了个氧气袋，在分装的过程中，气体发生了等温变化，根据玻意耳定律可知 解得 （3）由理想气体状态方程可得 解得 则分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值为 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）箭刚好水平射中木块，这意味着击中点恰好是箭运动的最高点，此时竖直分速度为，可知箭的运动过程逆向看属于平抛运动 因此竖直方向可认为做自由落体运动，运动时间为 水平方向上可认为做匀速直线运动，则水平速度为 因为击中瞬间竖直分速度为，所以箭射中木块前的瞬间速度大小为 （2）在极短的碰撞瞬间，木块受到箭的水平冲量，获得水平速度。由于绳子是竖直的，绳子的拉力只能沿竖直方向，无法提供水平冲量，因此金属环在碰撞瞬间水平速度仍然为零。 在水平方向上，箭和木块组成的系统动量守恒，金属环未参与该瞬间的水平动量交换。 设箭射入木块后的瞬间速度为，有 解得 碰前动能为 碰后瞬间动能为 因此系统损失的机械能为 （3）碰撞后，木块带箭以向右摆动，金属环在绳子的牵引下开始水平向右运动。对于“金属环+木块+箭”组成的系统，在水平方向上不受外力，因此全过程水平方向动量守恒。 整个系统的初始水平总动量为 当木块第一次回到最低点时，绳子恢复竖直。此时系统势能与碰撞后瞬间相同，设此时金属环速度为，木块速度为 由水平动量守恒得 由系统机械能守恒得 联立两式，解得或 对应的是碰撞刚刚结束的瞬间，故舍去，取 因此木块第一次回到最低点时木块的速度大小为 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）物块在段运动过程中，由牛顿第二定律得 由运动学公式 联立解得 （2）物块在段匀速运动，得电动机的牵引力为 由瞬时功率表达式 可得电动机的输出功率 （3）全过程物块增加的机械能为， 整个过程由能量守恒得电动机消耗的总电能转化为物块增加的机械能和摩擦产生的内能，故有 故可得 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $