北京市第五十七中学2026-2027学年高三上学期10月学情自测物理试卷

2026—2027学年第一学期高三年级10月月考物理试题 一、不定项选择题 1．“地震预警”是在地震发生后，在地震波传播到受灾地区前，提前几秒至几十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构研究地震波时将其简化为简谐波处理，时刻的波形图如图甲所示，是此波上平衡位置处于处的一个质点，图乙为质点的振动图像，则（ ） A．该波的传播速度为 B．该波沿轴负方向传播 C．质点在内通过的路程为 D．质点在内沿轴运动了 2．甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点，甲车的速度—时间图像如图（a）所示，乙车所受合外力—时间图像如图（b）所示。则（ ） A．～内，甲车的加速度大小逐渐增大 B．乙车在和时的速度相同 C．～内，甲、乙两车的位移不同 D．时，甲、乙两车的动能不同 3．如图所示，下列有关圆周运动的实例分析中，已知重力加速度为，说法正确的是（ ） A．甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态 B．乙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 C．丙图中，套在光滑圆环上的小球在竖直平面内做圆周运动时，过最高点的速度至少为 D．丁图中，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A与B的角速度相等 4．如图所示，有质量相同的a、b两个小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，b从同一高度自由下落。下列说法正确的有（ ） A．它们到达地面时的动量相同 B．它们到达地面时的动能相同 C．它们到达地面时重力的功率相同 D．它们从开始到到达地面的过程中，重力的冲量相同 5．卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为。卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为。则卫星未发射时和在轨道上运行时（ ） A．角速度之比为 B．线速度之比为 C．向心加速度之比为 D．受到地球的万有引力之比为 6．如图甲所示，轻绳一端固定在竖直墙上的点，另一端跨过固定水平横梁右端的定滑轮系着一个质量为的物体，；图乙所示的轻杆一端用铰链固定在竖直墙上，另一端通过细绳拉住，，轻杆的点用细绳拉住一个质量为的物体，，则下列说法正确的是（ ） A．杆上的弹力大小与杆上的弹力大小比值为 B．杆上的弹力大小与杆上的弹力大小比值为 C．细绳段的拉力与细绳段的拉力之比为 D．细绳段的拉力与细绳段的拉力之比为 7．如图所示，水平桌面上质量为的物体通过跨过定滑轮的轻绳与质量为的物体相连，两物体由静止释放后瞬间，轻绳拉力大小为，物体的加速度大小为；将、两物体位置互换后由静止释放后瞬间，轻绳拉力大小为，物体的加速度大小为。不计一切摩擦阻力。下列说法正确的是（ ） A． B． C． D． 8．如图所示，半径、竖直固定的光滑圆弧轨道与水平传送带相切于点，水平传送带、间的距离，传送带在电动机的带动下以的恒定速率顺时针运行。现将质量、可视为质点的小物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，不计空气阻力，物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，下列说法正确的是（ ） A．小物块刚滑至圆弧轨道最低点时，对轨道的压力大小为 B．小物块在传送带、间的运动时间为 C．小物块在传送带上运动时，因摩擦而产生的热量为 D．整个过程中电动机多消耗的电能为 9．如下图，光滑斜面体固定在水平地面上，物块通过轻质弹簧与斜面体底端相连。弹簧原长时，由静止释放物块，并开始计时。规定物块释放位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向，水平地面为零势能面，不计空气阻力。则下滑过程中，物块的合外力、位移、动能、重力势能分别与或的变化关系，正确的是（ ） A． B． C． D． 10．如图所示，两个小球、拴接在一根轻弹簧的两端，并静止在光滑的水平地面上。小球的质量为，一质量为的子弹以的速度击中小球，并留在中，设子弹与小球的组合体为，压缩弹簧，此后与的速度-时间图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ） A．子弹打击小球的过程中损失的机械能为 B．在、时刻与的速度相同，且弹簧的长度也相同 C．从到过程中，弹簧由伸长状态恢复到原长 D．小球的质量为 二、实验题 11．在某次探究小车加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四组同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用，重物质量用表示。 （1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量（未知）一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列说法正确的是__________。 A．四组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B．四组实验都需要平衡摩擦力 C．四组实验中只有乙需要满足所挂重物质量远小于小车的总质量的条件 D．四组实验都需要满足所挂重物质量远小于小车的总质量的条件 （2）某次实验中，利用甲图实验的甲组同学在正确操作后得到了一条纸带如下图所示（相邻两计数点间有四个点未画出），已知交流电源的频率为，则可以计算出本次实验中小车的加速度表达式为__________。 （3）后续实验中，甲组同学们发现弹簧测力计损坏，因此改变了实验方案，撤去弹簧测力计，仍利用甲装置进行了新的探究，步骤如下： ①垫高长木板左端，直到小车在不挂重物时，匀速下滑； ②测出重物的质量，利用纸带计算出悬挂重物后小车运动时加速度大小； ③改变，重复步骤②，得到多组、的数据； ④以为纵轴、为横轴作出的图像，发现图像为曲线，为了得到两者的线性关系，同学们整理时，发现以为纵轴，以__________（选填“”或“”）为横轴，便可得到线性图像。若该线性图像的斜率为，纵截距为，则小车的质量__________（用字母，表示） 12．某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。实验前，安装调节好实验装置，在水平底板上铺一张白纸，纸上放复写纸，记下重垂线所指的位置。 实验步骤如下： 第一步：用天平分别测出两小球的质量和。 第二步：将入射小球从斜槽轨道处由静止释放。重复实验，找到其多次落点的中心位置。 第三步：将被碰小球静置于斜槽轨道末端，再将从处由静止释放，与碰撞。重复实验，分别找到和相碰后各自多次落点的中心位置和。 第四步：分别测出点到各个落点中心的距离、和。 回答以下问题： （1）关于实验装置和操作，下列说法正确的是__________（多选，填正确答案标号）。 A．两个小球的材质应相同 B．两个小球的大小应相等 C．斜槽轨道表面必须光滑 D．斜槽轨道末端应调节至水平 （2）改变被碰小球的质量，进行多组实验，测量出对应的和值。以为横坐标，以__________（单选，填正确答案标号）为纵坐标描点，若这些点都近似在一条直线上，则说明动量守恒定律成立。 A． B． C． D． （3）若，且碰撞近似为弹性碰撞，则与的比值应为__________。 三、解答题 13．如图所示，冰车静止在冰面上，小孩与冰车的总质量。大人用的恒定拉力，使冰车开始沿水平冰面移动，拉力方向与水平面的夹角为。已知冰车与冰面间的动摩擦因数，重力加速度，，。求： （1）小孩与冰车的加速度的大小； （2）拉力作用时间内，冰车位移的大小； （3）拉力作用时，拉力的功率。 14．如图所示，环保人员在一次检查中发现，有一根水平放置的排污管正在向外排放污水。测得水管横截面积为，离水池水面的高度为，水在水池中的落点与管口的水平距离为，管壁厚度不计。已知水管内径远小于，水的密度为，重力加速度为，不计空气阻力和水池水面高度的变化，则 （1）水从管口排出时的速度大小； （2）空中污水柱的质量； （3）水流落入水池对水面竖直方向的作用力大小。 15．如图所示，粗糙水平面长为，与竖直面内半径为的光滑半圆形轨道在点相接。质量为的物体甲（可视为质点）将弹簧压缩到点后由静止释放，甲脱离弹簧后，在水平面滑行一段距离后滑上竖直轨道，并恰好能通过点。已知甲与水平面间的动摩擦因数，重力加速度为。 （1）求甲通过点时的速度大小； （2）求弹簧被压缩到点时的弹性势能； （3）若在点放置另一个质量为的物体乙（可视为质点，图中未画出），使甲把弹簧仍然压缩到点，由静止释放甲，甲、乙发生弹性正碰后，撤去甲，此后乙沿半圆形轨道运动，通过计算说明乙离开半圆形轨道后将如何运动。 16．两位同学在用如图所示的装置做实验。他们先将薄纸板B放在水平桌面上，再在纸板上放一个小物体A。一位同学对纸板施加恒定的水平向右的拉力将其从小物体底下抽出。可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，各接触面间的动摩擦因数都相同，桌面足够长，忽略空气阻力的影响。 （1）甲同学对纸板施加了恒定的水平向右的拉力，发现小物体与纸板一起运动，并没有将纸板从小物体底下抽出。已知小物体的质量，纸板的质量，各接触面间的动摩擦因数均为，取重力加速度。 ①求桌面对纸板B的摩擦力的大小； ②甲同学至少需要施加多大的拉力才能将纸板从小物体底下抽出。 （2）做完实验后，为了更容易抽出纸板B（即施加在纸板B上的拉力更小），两位同学对实验条件进行了一些讨论：甲同学认为，物体A的质量越大，其越难随纸板一起运动，所以更容易抽出纸板；乙同学认为，物体A的质量越小，纸板B所受的摩擦力越小，所以更容易抽出纸板。请判断哪位同学的结论正确，并说明理由。 17．随着科学技术水平的不断进步，相信在不远的将来人类能够实现太空移民。为此，科学家设计了一个巨型环状管道式空间站。空间站绕地球做匀速圆周运动，人们生活在空间站的环形管道中，管道内部截面为圆形，直径可达几千米，如图（a）所示。已知地球质量为，地球半径为，空间站总质量为，为引力常量。 （1）空间站围绕地球做圆周运动的轨道半径为，求空间站在轨道上运行的线速度大小。 （2）为解决长期太空生活的失重问题，科学家设想让空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转，使在空间站中生活的人们获得“人工重力”。该空间站的环状管道内侧和外侧到转动中心的距离分别为、，环形管道壁厚度忽略不计，如图（b）所示。若要使人们感受到的“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样（不考虑重力因地理位置不同而产生的差异且可认为太空站中心轴静止），则该空间站的自转周期应为多大。 （3）为进行某项科学实验，空间站需将运行轨道进行调整，先从半径为的圆轨道上的点（近地点）进行第一次调速后进入椭圆轨道。当空间站经过椭圆轨道点（远地点）时，再进行第二次调速后最终进入半径为的圆轨道上。若上述过程忽略空间站质量变化及自转产生的影响，且每次调速持续的时间很短。若以无穷远为引力势能零点，空间站与地球间的引力势能为，式中表示空间站到地心的距离，求空间站为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。 18．某喷气式飞机在地面进行制动，其制动装置有三部分：①扰流板刹车装置（如图甲所示），通过空气作用在机翼扰流板上产生阻力进行减速，可借助如图乙所示的简化示意图来理解，空气水平流入经竖直扰流板阻挡后只沿扰流板两侧均匀流出；②反推刹车装置，通过向前喷出高速气体得到反推力进行减速；③机轮刹车装置，通过地面对机轮的摩擦进行减速，该阻力的大小，为飞机的质量。除制动装置产生阻力外，飞机还会受到空气的其他阻力，该阻力的大小满足其中为常量，为飞机的速度。已知扰流板的面积为，空气的密度为，飞机制动过程中单位时间内反推刹车装置喷出的气体质量为，忽略因喷气带来的飞机质量变化的影响，空中风速忽略不计。某次制动过程制动装置全都开启，其速度随时间变化的曲线如图丙所示，当飞机的速度大小为时，求（、、、、、，、、为已知量） （1）飞机的加速度大小和飞机扰流板受到的阻力的大小； （2）飞机反推刹车装置喷出的气体对飞机的作用力的大小及喷出的气体的速度大小； （3）若当飞机的速度大小为时，关闭扰流板刹车装置和反推刹车装置，经过时间飞机速度从减速到0，求此过程中飞机前进的位移大小。 学科网（北京）股份有限公司 $