精品解析：上海市朱家角中学2026-2027学年高三上学期第一阶段质量监测物理试卷

上海市朱家角中学2026学年度第一阶段质量监测 高三物理试卷 （时间60分钟 满分100分） 阅读材料一：消防演习 消防员在一幢高楼进行索降入室训练。他从楼顶顺着绳子下滑至距楼顶h=12 m的窗口，略作停顿后，他蹬玻璃窗荡起，再次到达玻璃窗时用力猛踹，实现破窗而入。 1. 如图，质量为m的消防员双脚撑在玻璃窗上处于静止状态，绳子与竖直方向的夹角为θ，当地的重力加速度为g，不计他和玻璃窗之间的摩擦。则窗对人的弹力大小为______，绳对人的拉力大小为______。 2. 假设消防员的下降过程是先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，且下滑总时间为4 s，则下降过程中消防员的最大速度为______m/s； 3. 无人机由于小巧灵活，国内已经逐步尝试通过无人机进行灭火救援。假设无人机悬停在火灾点附近，水平喷出灭火水流恰好到达着火点。某同学根据无人机灭火时的照片（照片尺寸与实际长度比例为1∶20），在方格纸中描绘了水的运动轨迹。已知每小格长宽均为4 cm，不计空气阻力。（重力加速度g=10 m/s2） （1）灭火水流到达着火点的时间为______s； （2）水流的初速度大小为______m/s； 阅读材料二：篮球运动 篮球运动 4. 某同学正在单手持球使之静止，在以下三种持球方式中，人对球的作用力分别为F1，F2，F3，请问F1，F2，F3的大小关系为（ ） A. F1＞F2＞F3 B. F1＜F2＜F3 C. F1=F2=F3 5. 不考虑空气阻力与篮球的自转，水平推出后，篮球动能与下落距离h之间的关系为（ ） A. B. C. D. 6. 实际上，篮球水平推出后会受到空气阻力的影响，假设空气阻力f与运动方向相反，大小不变且小于重力G的大小，篮球不转动。篮球水平推出后的运动轨迹如图所示。在如图篮球运动的过程中，篮球的加速度大小（ ） A. 一直增大 B. 一直减小 C. 不变 D. 先增大后减小 7. 在检测篮球的性能时，检测人员将篮球从高处自由下落，通过测量篮球自由下落的高度、反弹高度及下落和反弹的总时间等数据来测评篮球是否合格。在某次检测过程中，检测员将篮球最低点置于距离地面H1=1.8 m处开始自由下落，测出篮球从开始下落到第一次反弹至最高点所用的时间为t=1.5 s，篮球最低点所能到达的最大高度降为H2=1.25 m，已知该篮球的质量为0.6 kg。不计空气阻力。（g=10 m/s2） （1）求篮球第一次反弹过程中与地面接触的时间； （2）篮球第一次与地面接触的过程中对地面的平均作用力大小。 阅读材料三：天体问题 天体问题 8. 火星是太阳系的内层行星，火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二。 （1）火星绕太阳的公转近似为匀速圆周运动，其中不变的物理量是（ ） A．线速度　　B．万有引力　　C．周期　　D．向心加速度 （2）现已测出火卫一距离火星表面9378 km，火卫二距离火星表面23459 km。若仅考虑火星对其作用力，两者绕火星转动的线速度分别为v1和v2，周期分别为T1和T2，则（ ） A．v1＞v2，T1＞T2　　B．v1＞v2，T1＜T2 C．v1＜v2，T1＜T2　　D．v1＜v2，T1＞T2 （3）已知太阳的半径为R，太阳表面的重力加速度为g。质量为m的火星绕太阳的运动可近似为匀速圆周运动，距太阳表面高度为h，则火星在轨道运行的线速度为______，其具有的动能为______（无穷远处引力势能为零）。 9. 小明驾驶一质量为m的飞船，在距离地心为R的轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期为3 h。 （1）地球同步卫星（周期为24 h）的轨道R′=______R。 （2）现小明要驾驶该飞船从原来轨道移至同步卫星的轨道上，已知地球质量为M，万有引力常量为G，以无穷远为零势能面，轨道上物体的引力势能大小（r为离地心的距离），则该飞船变轨所需的最小能量为（ ） A．　　B．　　C．　　D． 10. 小明在飞船内用A、B两个木块和频闪照相机“验证动量守恒定律”。相机闪光4次拍得相片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔t=0.2 s，在这4次闪光的时间内，滑块A、B均处于20～100 cm的范围内，且第一次闪光时，A在x=75 cm处，B在x=90 cm处，滑块间的碰撞时间极短。A滑块碰撞后的速度大小vA=______m/s；小明通过正确的计算，确定两滑块碰撞前后动量守恒，则可推出滑块A、B的质量之比______。 阅读材料四：跳台滑雪 11. 如图甲所示为2022年北京冬奥会上以“雪如意”命名的跳台滑雪场地。跳台滑雪赛道的简化图如图乙所示，由跳台、助滑道AB、着陆坡BC等部分组成。比赛中，质量m=60kg（包含所有装备的总质量）的运动员从跳台A点无初速度地滑下，到达B处后水平飞出，落在着陆坡上的P点。已知AB间高度差h=36m，BP距离s=108m，着陆坡倾角α=37°，不计运动员受到的空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度取g=10m/s2，求： （1）运动员从B到P的运动时间及从B水平飞出的速度大小； （2）运动员落在着陆坡上的P点时重力的瞬时功率； （3）运动员在AB段运动过程中阻力所做的功。 阅读材料五：自行车 自行车 12. 如图（b）所示的皮带传动装置，D轮带动C轮转动，则两轮沿______方向转动（选填“顺时针”或“逆时针”），D轮边缘P点的线速度大小为vP，C轮边缘Q点的线速度大小为vQ，若皮带打滑，则vP______vQ。（选填“＞”“=”或“＜”） 13. （多选）如图（c）所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有ABC三点，向心加速度随半径变化图像如图（d）所示，则（ ） A. A、B两点加速度关系满足甲图线 B. A、B两点加速度关系满足乙图线 C. B、C两点加速度关系满足甲图线 D. B、C两点加速度关系满足乙图线 14. （多选）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图（e）所示是某一变速自行车齿轮传动结构示意图，A、B齿轮与脚踏板相连，C、D齿轮与后轮胎相连，图（e）中A、B轮齿数为48、42，C、D轮齿数为18、12，若脚踏板转速一定，下列说法中正确的有（ ） A. 该自行车可变换两种不同挡位 B. 该自行车可变换四种不同挡位 C. 当B轮与C轮组合时，骑行最慢 D. 若该自行车的最大行驶速度为4 m/s，则最小行驶速度为2.33 m/s 阅读材料六：蹦极 研究“蹦极”运动时，安装在人身上的传感器可测量人在不同时刻下落的高度及速度。设人及所携设备的总质量为60kg、弹性绳原长为10m。如图（a）所示，人从蹦极台由静止下落，根据传感器测到的数据，得到图（b）所示的速度位移图像（v-x图像）。（重力加速度g=9.8m/s2） 15. 运动员下落过程中______m处动能最大，从蹦极台到最低点的过程中运动员处于超重的距离为______m。 16. 试估算运动员下落速度最大时（即图中A点）绳的弹性势能Ep=______J。 17. 若取蹦极台为零势能处，请选出A处动能Ek，重力势能Ep，弹性势能Ex能量关系正确的图像（　　） A. B. C. D. 18. 弹簧是弹性体的一种理想化模型。基于胡克定律可推导出弹簧弹性势能的表达式为，式中k为弹簧的劲度系数，Δx为弹簧的形变量。请利用v-x图像上的数据初步推断：该弹性绳是否像弹簧一样遵循胡克定律？ 19. 如果蹦极运动与弹簧振子的运动极为相似，且取蹦极台处为坐标原点O，竖直向下为正方向，建立x轴，在图中定性画出从蹦极台运动到最低点的过程中运动员的加速度a随位移x变化的图像。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市朱家角中学2026学年度第一阶段质量监测 高三物理试卷 （时间60分钟 满分100分） 阅读材料一：消防演习 消防员在一幢高楼进行索降入室训练。他从楼顶顺着绳子下滑至距楼顶h=12 m的窗口，略作停顿后，他蹬玻璃窗荡起，再次到达玻璃窗时用力猛踹，实现破窗而入。 1. 如图，质量为m的消防员双脚撑在玻璃窗上处于静止状态，绳子与竖直方向的夹角为θ，当地的重力加速度为g，不计他和玻璃窗之间的摩擦。则窗对人的弹力大小为______，绳对人的拉力大小为______。 2. 假设消防员的下降过程是先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，且下滑总时间为4 s，则下降过程中消防员的最大速度为______m/s； 3. 无人机由于小巧灵活，国内已经逐步尝试通过无人机进行灭火救援。假设无人机悬停在火灾点附近，水平喷出灭火水流恰好到达着火点。某同学根据无人机灭火时的照片（照片尺寸与实际长度比例为1∶20），在方格纸中描绘了水的运动轨迹。已知每小格长宽均为4 cm，不计空气阻力。（重力加速度g=10 m/s2） （1）灭火水流到达着火点的时间为______s； （2）水流的初速度大小为______m/s； 【答案】1. ①. ②. 2. 6 3. ①. 0.8 ②. 8 【解析】 【1题详解】 [1][2]消防员受到重力mg、绳子拉力F、窗对人的弹力而平衡，如图 根据平衡条件有， 解得， 【2题详解】 消防员做匀加速运动结束时速度最大，设匀加速时间为，匀减速时间为，则有 因为 联立解得最大速度 【3题详解】 [1]由图可知，水流的下降高度为 水流竖直方向有 解得 [2]由图可知，水流的水平射程为 则水流的初速度大小为 阅读材料二：篮球运动 篮球运动 4. 某同学正在单手持球使之静止，在以下三种持球方式中，人对球的作用力分别为F1，F2，F3，请问F1，F2，F3的大小关系为（ ） A. F1＞F2＞F3 B. F1＜F2＜F3 C. F1=F2=F3 5. 不考虑空气阻力与篮球的自转，水平推出后，篮球动能与下落距离h之间的关系为（ ） A. B. C. D. 6. 实际上，篮球水平推出后会受到空气阻力的影响，假设空气阻力f与运动方向相反，大小不变且小于重力G的大小，篮球不转动。篮球水平推出后的运动轨迹如图所示。在如图篮球运动的过程中，篮球的加速度大小（ ） A. 一直增大 B. 一直减小 C. 不变 D. 先增大后减小 7. 在检测篮球的性能时，检测人员将篮球从高处自由下落，通过测量篮球自由下落的高度、反弹高度及下落和反弹的总时间等数据来测评篮球是否合格。在某次检测过程中，检测员将篮球最低点置于距离地面H1=1.8 m处开始自由下落，测出篮球从开始下落到第一次反弹至最高点所用的时间为t=1.5 s，篮球最低点所能到达的最大高度降为H2=1.25 m，已知该篮球的质量为0.6 kg。不计空气阻力。（g=10 m/s2） （1）求篮球第一次反弹过程中与地面接触的时间； （2）篮球第一次与地面接触的过程中对地面的平均作用力大小。 【答案】4. C 5. B 6. B 7. ， 【解析】 【4题详解】 依题意，在三种持球方式中，篮球均处于静止状态，人对球的作用力与球的重力等大反向，即 故选C。 【5题详解】 依题意，篮球在空中做平抛运动，由动能定理，有 整理，可得 即篮球动能与下落距离之间为一次函数关系，且纵截距不为零。 故选B。 【6题详解】 对篮球受力分析，然后正交分解，由牛顿第二定律可得 解得 其中为阻力与水平方向夹角，由篮球的轨迹可知，逐渐变大，可知篮球加速度一直减小。 故选B。 【7题详解】 （1）篮球下落的时间设为，则有 解得 篮球第一次反弹后上升的时间设为，则有 解得 可知篮球第一次反弹过程中与地面接触的时间为 （2）篮球第一次与地面接触前速度大小为，方向为竖直向下； 篮球第一次与地面接触后速度大小为，方向为竖直向上； 设所受地面的平均作用力大小为F，设竖直向上为正方向，由动量定理有 解得 根据牛顿第三定律可知，篮球第一次与地面接触的过程中对地面的平均作用力大小为 阅读材料三：天体问题 天体问题 8. 火星是太阳系的内层行星，火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二。 （1）火星绕太阳的公转近似为匀速圆周运动，其中不变的物理量是（ ） A．线速度　　B．万有引力　　C．周期　　D．向心加速度 （2）现已测出火卫一距离火星表面9378 km，火卫二距离火星表面23459 km。若仅考虑火星对其作用力，两者绕火星转动的线速度分别为v1和v2，周期分别为T1和T2，则（ ） A．v1＞v2，T1＞T2　　B．v1＞v2，T1＜T2 C．v1＜v2，T1＜T2　　D．v1＜v2，T1＞T2 （3）已知太阳的半径为R，太阳表面的重力加速度为g。质量为m的火星绕太阳的运动可近似为匀速圆周运动，距太阳表面高度为h，则火星在轨道运行的线速度为______，其具有的动能为______（无穷远处引力势能为零）。 9. 小明驾驶一质量为m的飞船，在距离地心为R的轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期为3 h。 （1）地球同步卫星（周期为24 h）的轨道R′=______R。 （2）现小明要驾驶该飞船从原来轨道移至同步卫星的轨道上，已知地球质量为M，万有引力常量为G，以无穷远为零势能面，轨道上物体的引力势能大小（r为离地心的距离），则该飞船变轨所需的最小能量为（ ） A．　　B．　　C．　　D． 10. 小明在飞船内用A、B两个木块和频闪照相机“验证动量守恒定律”。相机闪光4次拍得相片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔t=0.2 s，在这4次闪光的时间内，滑块A、B均处于20～100 cm的范围内，且第一次闪光时，A在x=75 cm处，B在x=90 cm处，滑块间的碰撞时间极短。A滑块碰撞后的速度大小vA=______m/s；小明通过正确的计算，确定两滑块碰撞前后动量守恒，则可推出滑块A、B的质量之比______。 【答案】8. ①. C ②. B ③. ④. 9. ①. ②. A 10. ①. 1 ②. 【解析】 【8题详解】 [1]火星绕太阳公转近似为匀速圆周运动，线速度、万有引力、向心加速度均为矢量，方向随时间不断改变，周期为标量，大小不变，所以不变的物理量是周期，故选C。 [2]根据万有引力提供向心力可得 解得卫星绕火星转动的线速度为 周期为 由题意，火卫一的轨道半径 火卫二的轨道半径 所以 由此可得， 故选B。 [3]根据万有引力提供向心力可得 太阳表面有解得·火星在轨道运行的线速度为 [4]火星具有的动能为 【9题详解】 [1]根据题意，由开普勒第三定律有 解得 [2]根据万有引力提供向心力有 可得该飞船变轨前的速度大小为，该飞船变轨后的速度大小为，设该飞船变轨所需的最小能量为，由能量守恒定律有 解得 故选A。 【10题详解】 [1]由图可知，第2、3、4次闪光时B未发生移动，则发生碰撞后B的速度为0，即B静止，由图示可知，碰撞发生在处。碰撞后A向左做匀速运动，由图示可知，在两次闪光时间内滑块A的位移 则代入数据解得，碰撞后物体A的速度大小为 [2]由图示可知，两滑块发生碰撞到第二次闪光时A向左运动的距离 设运动时间为，则 代入数据解得 设第一次闪光到发生碰撞时间为，有 代入数据解得 由图像可知，碰撞前滑块A的速度大小为 方向向右，碰撞前滑块B的速度大小为 方向向左，碰撞后B的速度为零，两滑块碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得 解得 阅读材料四：跳台滑雪 11. 如图甲所示为2022年北京冬奥会上以“雪如意”命名的跳台滑雪场地。跳台滑雪赛道的简化图如图乙所示，由跳台、助滑道AB、着陆坡BC等部分组成。比赛中，质量m=60kg（包含所有装备的总质量）的运动员从跳台A点无初速度地滑下，到达B处后水平飞出，落在着陆坡上的P点。已知AB间高度差h=36m，BP距离s=108m，着陆坡倾角α=37°，不计运动员受到的空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度取g=10m/s2，求： （1）运动员从B到P的运动时间及从B水平飞出的速度大小； （2）运动员落在着陆坡上的P点时重力的瞬时功率； （3）运动员在AB段运动过程中阻力所做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）运动员从B点飞出做平抛运动，有 解得 t=3.6s 设运动员到达B点的速度为vB，有 解得 （2）运动员落在P点时竖直方向的速度大小为 则此时重力的瞬时功率为 （3）从A到B，由动能定理有 解得 阅读材料五：自行车 自行车 12. 如图（b）所示的皮带传动装置，D轮带动C轮转动，则两轮沿______方向转动（选填“顺时针”或“逆时针”），D轮边缘P点的线速度大小为vP，C轮边缘Q点的线速度大小为vQ，若皮带打滑，则vP______vQ。（选填“＞”“=”或“＜”） 13. （多选）如图（c）所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有ABC三点，向心加速度随半径变化图像如图（d）所示，则（ ） A. A、B两点加速度关系满足甲图线 B. A、B两点加速度关系满足乙图线 C. B、C两点加速度关系满足甲图线 D. B、C两点加速度关系满足乙图线 14. （多选）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图（e）所示是某一变速自行车齿轮传动结构示意图，A、B齿轮与脚踏板相连，C、D齿轮与后轮胎相连，图（e）中A、B轮齿数为48、42，C、D轮齿数为18、12，若脚踏板转速一定，下列说法中正确的有（ ） A. 该自行车可变换两种不同挡位 B. 该自行车可变换四种不同挡位 C. 当B轮与C轮组合时，骑行最慢 D. 若该自行车的最大行驶速度为4 m/s，则最小行驶速度为2.33 m/s 【答案】12. ①. 顺时针 ②. ＞ 13. AD 14. BCD 【解析】 【12题详解】 [1]D轮带动C轮转动， 而皮带上部分绷直，所以两轮沿顺时针转动； [2]D轮与皮带打滑，则vP大于链条速度，而vQ等于链条速度，所以vP＞vQ。 【13题详解】 AB．A、B两点有线速度大小相等，由 可知加速度与半径成反比，所以A、B两点加速度关系满足甲图线，故A正确，B错误； CD．B、C两点有角速度相等，由 可知加速度与半径成正比，所以B、C两点加速度关系满足乙图线，故C错误，D正确。 故选AD。 【14题详解】 AB．该自行车可变换四种不同挡位，分别是A、C组合；A、D组合；B、C组合；B、D组合，故A错误，B正确； C．由于同一链条各处线速度相同，由 半径之比等于齿数之比，结合“省力费距离”的原理，因为脚踏板转速一定，可知前齿盘越小，后齿盘越大，才能达到“费距离而省力”的目的，相同转速时费距离即为骑行最慢，所以前齿轮B、后齿轮C组合是骑行最慢的方式，故C正确； D．因为脚踏板转速一定，可知前齿盘的角速度ω0不变，设前齿盘的半径为r1，后齿盘的半径为r2，后轮的半径为R，则后齿盘的角速度为 自行车的速度为 可知当A轮与D轮组合时，自行车速度最大，若有 可知当B轮与C轮组合时，自行车速度最小 故D正确。 故选BCD。 阅读材料六：蹦极 研究“蹦极”运动时，安装在人身上的传感器可测量人在不同时刻下落的高度及速度。设人及所携设备的总质量为60kg、弹性绳原长为10m。如图（a）所示，人从蹦极台由静止下落，根据传感器测到的数据，得到图（b）所示的速度位移图像（v-x图像）。（重力加速度g=9.8m/s2） 15. 运动员下落过程中______m处动能最大，从蹦极台到最低点的过程中运动员处于超重的距离为______m。 16. 试估算运动员下落速度最大时（即图中A点）绳的弹性势能Ep=______J。 17. 若取蹦极台为零势能处，请选出A处动能Ek，重力势能Ep，弹性势能Ex能量关系正确的图像（　　） A. B. C. D. 18. 弹簧是弹性体的一种理想化模型。基于胡克定律可推导出弹簧弹性势能的表达式为，式中k为弹簧的劲度系数，Δx为弹簧的形变量。请利用v-x图像上的数据初步推断：该弹性绳是否像弹簧一样遵循胡克定律？ 19. 如果蹦极运动与弹簧振子的运动极为相似，且取蹦极台处为坐标原点O，竖直向下为正方向，建立x轴，在图中定性画出从蹦极台运动到最低点的过程中运动员的加速度a随位移x变化的图像。 【答案】15. ①. 15 ②. 11.2 16. 1140 17. A 18. 不遵循胡克定律 19. 【解析】 【15题详解】 [1]由图可知，运动员下落到15m处时速度最大，动能最大； [2]运动员向下加速时，加速度向下，处于失重状态，运动员向下减速时，加速度向上，处于超重状态，则从蹦极台到最低点的过程中运动员处于超重的距离为 【16题详解】 从运动员开始下落到速度达到最大，根据能量守恒定律可得 其中， 代入数据解得 【17题详解】 根据能量守恒定律可知，重力势能的减小量等于动能的增加量与弹性势能的增加量之和，且由于蹦极台为零势能处，运动员处于零势能面下方，则重力势能为负值。 故选A。 【18题详解】 当运动员速度最大时，弹性绳的弹性势能为 其中 解得 当运动员达到22m处时，速度为12m/s，根据能量守恒定律可得 其中，， 代入数据解得 由以上分析可知，劲度系数不相等，则该弹性绳不像弹簧一样遵循胡克定律。 【19题详解】 如果蹦极运动与弹簧振子的运动极为相似，则运动员在前10m内做自由落体运动，加速度始终为重力加速度，当弹性绳开始伸长时，加速度向下，根据牛顿第二定律可得 即 当加速度减小到零时，速度达到最大，之后运动员的加速度向上，根据牛顿第二定律可得 即 根据简谐运动的对称性可知，当运动员达到最低点时，加速度大于重力加速度，若取向下为正方向，则从蹦极台运动到最低点的过程中运动员的加速度a随位移x变化的图像，如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $