精品解析：北京市通州区2026-2027学年高三上学期期中质量检测物理试题

通州区2026—2027学年第一学期高三年级期中质量检测 物理试卷 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 一根木棍斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，木棍处于静止状态。木棍受力的个数为（ ） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】C 【解析】 【详解】木棍受重力，墙壁的弹力，地面的弹力和摩擦力共四个力。 故选C。 2. 如图所示，一无人配送车在公路上行驶，在匀速经过某一圆形水平弯路时，配送车（ ） A. 向心加速度为零 B. 向心力为零 C. 向心力不断变化 D. 受重力、支持力和向心力作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．配送车做匀速圆周运动，速率不变而速度方向时刻改变，根据向心加速度的公式可知，向心加速度不为零，故A错误； B．配送车做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，则根据牛顿第二定律有 所以向心力不为零，故B错误； C．向心力是矢量，由B选项分析可知，配送车做匀速圆周运动时，向心力的大小保持不变，但方向始终指向圆心并随配送车位置的变化而不断变化，故C正确； D．向心力是按力的作用效果命名的力，不是独立受到的力，可以由某个力、某个力的分力或几个力的合力提供，不能说配送车受到向心力的作用。对配送车进行受力分析可知，配送车受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力的作用，故D错误。 故选 C。 3. 一辆速度为4 m/s的自行车，在水平公路上匀减速运动40 m后停止。如果自行车和人的总质量是100 kg，自行车受到的合力是（ ） A. 20 N B. 30 N C. 40 N D. 50 N 【答案】A 【解析】 【详解】对自行车的匀减速直线运动过程，已知初速度，末速度，位移，根据匀变速直线运动速度位移公式 解得加速度 负号表示加速度方向与运动方向相反，加速度大小为。 根据牛顿第二定律 代入自行车和人的总质量，可得合力大小 故选A。 4. 一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落，如图所示，它们都由距水平地面高度为的地方下落到距水平地面高度为的地方。在这两种情况下，这两个小球（ ） A. 所受合力的冲量都为零 B. 所受重力的冲量不相等 C. 重力势能的变化不相等 D. 机械能都守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据动量定理，合外力的冲量等于小球动量的变化量。两个小球都从静止开始下落，末速度均不为零，动量变化量都不为零，因此所受合力的冲量都不为零，故A错误； B．重力的冲量为，真空中的小球做自由落体运动，加速度恒为，下落时间短；液体中的小球受黏滞阻力，下落加速度小于，通过相同位移的运动时间更长。两个小球重力相同、下落时间不同，因此重力的冲量不相等，故B正确； C．根据可知，两个小球下落的竖直高度差​相同、重力相等，由，因此重力势能的变化量相等，故C错误； D．真空中的小球只有重力做功，机械能守恒；液体中的小球除重力外，黏滞阻力对其做负功，机械能不守恒，故D错误。 故选B。 5. 一列简谐横波沿x轴传播，和时刻的波形分别如图中的实线和虚线所示。已知在时刻处的质点沿y轴负方向运动，周期为0.20 s，则该简谐波（ ） A. 波长为6 m B. 沿x轴正方向传播 C. 波速为10.0 m/s D. s时，处的质点沿y轴负方向运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．从波形图可直接读出，波长，故A错误； B．已知时刻处质点沿y轴负方向运动，根据上下坡法：沿波的传播方向，“上坡”段的质点向下振动，“下坡”段的质点向上振动。处质点向下振动，说明该点处于上坡段，可推得波沿轴负方向传播，故B错误； C．已知周期，根据波速公式 解得，故C错误； D．时间间隔，波沿x轴负方向传播。时，对处的质点，用上下坡法：沿波的传播方向，该质点处于上坡段，因此振动方向沿y轴负方向，故D正确。 故选D。 6. 时刻，甲、乙两物体开始从同一地点沿同一方向做直线运动，其位移x随时间t变化的图像如图所示。在时间内（ ） A. 乙的速率始终大于甲的速率 B. 甲、乙的路程一定不相等 C. 甲、乙的位移相等 D. 乙做匀速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】AD．速率是速度的大小，图像斜率表示速度，在时间内，乙的斜率先小于甲，中间某一时刻与甲的斜率相等，后大于甲，说明乙的速率先比甲小，后比甲大，斜率一直增大说明做加速运动，故AD错误； BC．甲、乙均做无往返的直线运动，位移的大小和路程相等，两位移初末位置均相同，位移相等，路程也相等，故B错误，C正确； 故选C。 7. 如图所示，物块A置于倾斜传送带上，随传送带一起向上匀速运动，下列说法正确的是（ ） A. 物块A的机械能增加 B. 物块A所受的重力做正功 C. 摩擦力对物块A做负功 D. 物块A所受重力和摩擦力的合力做负功 【答案】A 【解析】 【详解】A．物块向上匀速运动，动能不变，重力势能增加，机械能增加，故A正确； B．物块位置升高，重力做负功，故B错误； C．物块所受静摩擦力沿传送带向上，与物块位移方向相同，做正功，故C错误； D．物块受重力、传送带给物块的弹力和摩擦力三个力，弹力不做功，动能保持不变，由动能定理知所受重力和摩擦力的合力做功为0，故D错误。 故选A。 8. 2026年8月，“朱雀三号”运载火箭的一子级完成垂直软着陆，这标志着我国航天在可重复使用运载火箭技术领域取得重要突破。火箭一二子级分离后，火箭一子级在自身发动机的作用下，假设从空中某位置匀减速竖直下落，到达地面时速度刚好为零。若在该过程中火箭一子级质量视为不变，下列说法正确的是（ ） A. 一子级的惯性减小 B. 一子级的机械能不变 C. 一子级所受的合力减小 D. 一子级的动能随位移均匀减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．惯性的唯一量度是质量，题干明确一子级质量视为不变，因此其惯性大小不变，故A错误； B．机械能的变化由除重力外的其他力做功决定，一子级下落过程中发动机的推力向上，与向下的位移方向相反，推力对一子级做负功，因此一子级的机械能减小，故B错误； C．一子级做匀减速直线运动，加速度大小、方向均恒定，根据牛顿第二定律，质量不变、加速度恒定，因此一子级所受合力恒定，故C错误； D．根据动能定理，合外力做功等于动能的变化量，即（为下落的位移大小，合力方向与位移方向相反） 整理得，由于为定值，因此动能随位移线性变化，即随位移均匀减小，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，一光滑圆轨道竖直固定放置，a为轨道最低点，b、d是与轨道圆心O等高的点，c为轨道最高点。质量为m的滑块从a点以水平初速度出发，仅在重力和轨道对其弹力作用下沿圆轨道顺时针运动，到达c点所用时间为t。则滑块到达b点（ ） A. 所用时间大于 B. 所用时间小于 C. 所用时间等于 D. 速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】ABC． 两段弧长s相等，由平均速率公式 可知平均速率越大，运动时间越短，即a到b的运动时间小于b到c的运动时间​。 已知a到c总时间，因此​，故B正确，AC错误。 D．从a到b的过程中，滑块位置升高，重力势能增加，由机械能守恒可知动能必然减小，因此b点速度小于，故D错误。 故选B。 10. 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法不正确的是（ ） A. 实验中木板必须做匀速直线运动 B. 只用图乙中的数据不能得出物块与木板间的动摩擦因数 C. 根据图乙1.0~1.1 s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 D. 若木板加速运动，在2.0 s后，力传感器的示数等于物块所受的滑动摩擦力 【答案】A 【解析】 【详解】A．本实验中，物块始终保持静止，受力平衡，棉线拉力始终等于物块受到的摩擦力，因此不需要木板做匀速直线运动，无论木板是加速、减速还是匀速，只要物块相对木板滑动，物块受到的滑动摩擦力就为定值，故A错误； B．动摩擦因数的计算公式为 图乙仅能读出滑动摩擦力的大小，没有给出物块的质量，因此仅用图乙数据无法得出动摩擦因数，故B正确； C．1.0~1.1s时间内，拉力随时间线性增大，说明物块和木板还未发生相对滑动，物块静止，静摩擦力与棉线拉力平衡，因此二者之间是静摩擦力，故C正确； D．2.0s后物块始终保持静止，受力平衡，即使木板加速运动，物块受到的滑动摩擦力大小仅由接触面粗糙程度和物块正压力决定，是定值，因此力传感器的示数始终等于物块所受的滑动摩擦力，故D正确。 本题选不正确的，故选A。 11. 一个同学将沙包以速度抛出后落到水平地面上，抛出时的速度与水平方向的夹角为，抛出点距地面的高度。忽略空气阻力，重力加速度g取，，。如图所示，关于沙包从抛出到落地的过程，下列说法正确的是（ ） A. 运动的时间为0.5 s B. 速度变化量的大小为10 m/s C. 单位时间内的速度变化量先减小后增大 D. 速度变化量的方向与竖直方向的夹角的正切值为0.75 【答案】B 【解析】 【详解】A．设运动时间为，沙包在竖直方向有 代入数据解得，故A错误； BC．只受重力作用，由牛顿第二定律知加速度为定值（重力加速度），抛出到落地的速度变化量的大小为 相同时间内速度变化量相同，故B正确，C错误； D．加速度为重力加速度，竖直向下，则速度变化量的方向竖直向下，与竖直方向的夹角为，正切值为0，故D错误。 故选B。 12. 实验小组设计了如图甲所示的实验装置验证做匀速圆周运动物体的向心力与其线速度的关系。其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽（带刻度），A端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，速度传感器可测量挡光片每一次经过传感器时的速度。使凹槽绕转轴匀速转动，记录压力传感器的示数F和挡光片经过传感器的速度v。图乙为压力传感器示数F随速度传感器示数v变化的图像。下列说法正确的是（ ） A. 用此实验装置不能验证向心力与其角速度的关系 B. 根据图乙可知，图线①对应的挡光片到转轴的距离最大 C. 把图乙中的曲线转化成图丙中的直线，应以F为纵轴，以为横轴 D. 若实验前分别测量挡光片、小球球心到转轴的距离，可以利用图丙得到小球质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．挡光片的线速度可由速度传感器测出，挡光片到转轴的距离已知，根据​​ 可以得到转动的角速度。 小球做圆周运动的向心力 控制小球转动半径​不变，改变角速度，即可验证向心力和角速度的关系，因此A错误。 B．设挡光片到转轴的距离为，小球球心到转轴的距离为，挡光片的线速度为，由于同轴转动角速度相同，小球的线速度 小球的向心力由传感器的弹力提供，即 在相同时，图线①的最大，说明最大；若小球位置固定（不变），则越小该比值越大，因此图线①对应的挡光片到转轴的距离最小，故B错误； C．由上述推导得 和成正比，因此要得到过原点的直线，应以为纵轴、为横轴，而非为横轴，故C错误； D．若提前测出挡光片到转轴的距离、小球球心到转轴的距离，则图丙中直线的斜率 变形可得小球质量 代入已知的、和图线斜率即可求出小球质量，故D正确。 故选D。 13. 如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验。将小球拉至某一位置，轻绳与竖直方向夹角为，且很小，重力加速度为g。则（ ） A. 根据图乙，周期为1.0 s B. 回复力是摆线对摆球的拉力 C. 一个周期内，小球的动量变化率为mg D. 其他条件不变，仅改变摆线长，小球到达最低点时绳的拉力不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．单摆每次经过最低点时摆线拉力最大，从图乙可见相邻拉力峰值的时间间隔为1.0s，但单摆一个周期会2次经过最低点，因此单摆周期为2.0s，不是1.0s，故A错误； B．单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，摆线拉力和重力沿摆线方向的分力的合力提供向心力，拉力本身不是回复力，故B错误； C．由动量定理可知，动量变化率等于合外力。小球做圆周运动时合外力并不恒等于，且经过一个完整周期，小球回到初始位置速度为0，动量变化量为0，因此一个周期内动量变化率为0，不等于，故C错误。 D．设摆长为L，释放时摆角为θ，小球从释放到最低点过程由机械能守恒 最低点由向心力公式 联立可得，可见拉力T仅与m、g、θ有关，和摆线长L无关，因此仅改变摆线长，最低点绳的拉力不变，故D正确 故选D。 14. 将蹦极运动简化为直线运动。如图所示，轻质弹性绳的一端固定在O点，另一端和人（视为质点）相连。人从a点静止下落，经b点时绳恰好伸直，到达最低点c后向上运动。已知ab间距离为L，bc间距离为0.5L，弹性绳始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g。假设整个过程弹性绳的弹力与伸长量成正比，弹簧的弹性势能与弹簧形变量x之间的关系满足（k为常数）。下列说法正确的是（ ） A. 从a点到b点的过程中，人的加速度逐渐增大 B. 从a点到c点的过程中，人的动能一直增大 C. 在b点，人的速度最大，大小为 D. 弹性绳的劲度系数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．从a点到b点的过程中，人只受重力作用，由牛顿第二定律知加速度为定值，故A错误； B．从a点到c点的过程中，在弹性绳产生的向上的弹力大小等于重力大小之前，人受到的合力方向竖直向下，合力做正功，人的动能增加，之后人受到的合力竖直向上，合力做负功，动能减小，故B错误； C．在b点处，由机械能守恒定律得 解得 越过b点后，在到达弹力大小等于重力大小的位置之前，合力竖直向下，速度会继续增加，故C错误； D．从a点到c点的过程中，由机械能守恒定律知 解得，故D正确。 故选D。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 某组同学做“探究平抛运动的特点”实验。他们进行分组研究。 （1）第一组利用如图1所示的装置探究平抛运动竖直分运动的规律。他们将装置固定在距离水平地面一定高度处，将球A夹在弹性金属片P和左侧固定架之间，与球A相同的球B放在固定于P底端的小平台上，并使两球高度相同。用小锤击打P，球B水平抛出，同时球A自由下落。保持其他条件不变，适当增加击打力度，球B被抛出时的速度将__________（选填“增大”“减小”或“不变”）；实验操作时，每次保持两球高度相同，目的是________________________________________。 （2）第二组用图2所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸固定在背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后水平飞出，落在水平挡板上，钢球侧面会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板，重复实验，白纸上留下一系列印迹。用平滑曲线将白纸上的印迹连接起来，得到一条抛物线，如图3所示。以抛出点为坐标原点O，以竖直方向和水平方向分别作为y轴和x轴，建立Oxy坐标系。在轨迹上选取某一点P，坐标为。重力加速度为g，根据平抛运动规律，则钢球做平抛运动的初速度__________。 （3）第三组在实验室用频闪摄影方法来研究平抛运动，已知频闪周期为T，经多次实验，得到几幅频闪照片如图所示，其中实验误差最小的是__________（选填选项字母）。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 增大 ②. 验证平抛运动竖直分运动是自由落体运动 （2） （3）B 【解析】 【小问1详解】 [1]击打力度越大，弹性金属片P对球B做功越多，球B获得的水平抛出速度就越大； [2]每次保持两球初始高度相同，是为了让A、B两球从同一位置同时开始运动，通过观察两球是否同时落地，验证平抛运动的竖直分运动和自由落体运动的规律是否一致。 【小问2详解】 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动、竖直方向的自由落体运动。竖直方向满足 解得运动时间 水平方向满足 可推导出初速度 【小问3详解】 平抛运动水平方向为匀速直线运动，因此相等频闪周期内的水平位移应当相等；竖直方向为自由落体运动，连续相等时间内的竖直位移差为恒定值，竖直方向的位移会随时间逐渐增大。图C、D的水平位移不满足匀速的等距特点，图A的竖直位移增长不符合自由落体规律，只有图B的点迹同时满足水平等间距、竖直位移差恒定的平抛运动特征，实验误差最小。 故选B。 16. 某组同学在实验室中进行“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验，装置如图1所示。 （1）关于本实验，下列说法正确的是__________（选填选项前字母）； A. 拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行 B. 实验时，应先释放小车，再接通打点计时器的电源 C. 每次增加重物改变小车的质量，都需要重新平衡阻力 （2）实验中关于“平衡阻力”的正确操作是图中的__________（选填“A”或“B”）； A. B. （3）实验中挑选出的纸带如图2所示。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，则整个运动过程中小车加速度的表达式为__________。（用题中所给的字母表示） （4）该实验还可以用图3所示的实验装置进行研究。两小车放在水平木板上，把木板一端适当垫高平衡阻力。两小车前端各自通过小盘及重物牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在木板上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。小盘和盘中重物的总质量远小于小车和车中重物的总质量。 在盘中重物相同且保持不变的情况下，通过增减小车中的重物改变小车的质量，多次进行实验，测得多组数据。把两小车质量（包括车上重物质量）之比作为横轴，对应的两小车位移大小之比作为纵轴，作出图像。论证说明该图像满足什么特征即可说明“合力一定时，物体加速度与其质量成反比”。 【答案】（1）A （2）A （3） （4）图像为过原点的直线，斜率为1 【解析】 【小问1详解】 A．拉小车的细线与带滑轮的长木板平行，细线拉力才沿木板方向全部用来产生加速度，A正确； B．应先接通打点计时器的电源再释放小车，否则纸带起始段没有点迹，B错误； C．平衡阻力时重力沿木板方向的分力与阻力平衡，两者都与小车质量成正比，改变小车质量后仍平衡，不需重新平衡阻力，C错误； 故选 A。 【小问2详解】 A．平衡阻力应垫高木板带打点计时器的一端且不挂小盘和重物，图中未挂小盘和重物，小车拖着纸带能做匀速直线运动，重力沿木板方向的分力恰好补偿阻力，A正确； B．图中悬挂了小盘和重物，细线拉力参与，不能单独用重力沿木板方向的分力补偿阻力，B错误； 故选 A。 【小问3详解】 相邻计数点间时间间隔为，四段位移前后各分为一组，每组时间为 由匀变速直线运动的位移差推论得， 两式相加得 解得 【小问4详解】 两小车同时启动、同时停止，运动时间相同，初速度为零 由位移公式 两车运动时间相同，加速度之比等于位移之比 盘中重物相同，两车所受合力相同；若加速度与质量成反比，则 联立得 即图像为过原点的直线，纵轴与横轴成正比，斜率为1 17. 子弹打木块是一种碰撞现象。一质量为M的木块静止在光滑的水平面上，另一质量为m的子弹以初速度水平射入木块，假设子弹与木块间的相互作用力恒定不变，忽略木块质量的损失，不计空气阻力。 （1）若子弹未穿出木块，求木块的速度大小v； （2）若子弹穿出木块后的速度为，求木块此时的速度大小； （3）有同学认为：子弹未穿出木块，子弹与木块组成的系统机械能守恒。通过推理判断该同学的观点是否正确。 【答案】（1） （2） （3）否，系统初始动能为 子弹未穿出共速时总动能为 动能变化量 可见系统动能有损失，损失的动能转化为子弹和木块摩擦产生的内能，因此系统机械能不守恒。 【解析】 【小问1详解】 水平面光滑，子弹和木块组成的系统水平方向动量守恒。子弹未穿出，最终二者共速，取初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得 解得 【小问2详解】 子弹穿出木块的过程中，系统水平方向依然满足动量守恒，有 ​解得 【小问3详解】 见答案 18. 如图所示，质量m的篮球从离地高度H处由静止释放，与地面发生第一次碰撞后反弹，达到最高点时离地高度h，篮球与地面发生作用的时间。篮球反弹至最高点后，运动员通过竖直向下拍击篮球对其做功，使篮球与地面发生第二次碰撞，碰后恰能反弹至离地高度H处。若篮球两次与地面碰撞损失的机械能相同，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）篮球第一次与地面碰撞前的速度大小； （2）篮球第一次与地面碰撞的过程中，受到地面的平均作用力的大小F； （3）运动员拍击篮球的过程，对篮球做的功W。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 篮球从高度处由静止释放到第一次碰地前，不计空气阻力，做自由落体运动，由动能定理得 解得 【小问2详解】 篮球从地面反弹上升到高度，竖直上抛过程机械能守恒，有 解得 取竖直向上为正方向，对篮球与地面碰撞的过程，由动量定理得 解得 【小问3详解】 第一次碰撞损失的机械能为 运动员拍击篮球后，篮球经过第二次碰撞反弹到高度，拍击做功满足 19. 小明乘坐电梯上楼，经历了加速、匀速和减速的过程，他想估测电梯在加速和减速过程中的加速度。他先用测力计悬吊一个重物，保持测力计相对电梯静止，测得电梯上升加速时测力计读数为，减速时为。小明了解到该电梯加速和减速过程的加速度大小相等且恒定。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。 （1）推导电梯变速运动时加速度大小a； （2）在图1中定性画出电梯上升中由起动到停止过程电梯加速度a随时间t的变化图线。 （3）如图2所示，用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直方向的加速度。左侧为刻度均匀的直尺，右侧用一轻弹簧悬挂一质量为m的钢球，当测量仪静止时指针位置的刻度标记为0，测量仪在竖直方向加速度不同时，对应指针指向不同的位置，一一在标尺上标记加速度的数值。弹簧始终在弹性限度内。推理说明该“竖直加速度测量仪”的加速度值的刻度也是均匀的。 【答案】（1） （2） （3）设弹簧劲度系数为，测量仪静止时指针位置的刻度标记为0，当测量仪竖直方向的加速度为时，“竖直加速度测量仪”的刻度为，由胡克定律和牛顿第二定律得 解得 由于、均为定值，指针的刻度与加速度成正比关系，因此“竖直加速度测量仪”的刻度是均匀的。 【解析】 【小问1详解】 设重物的质量为，电梯加速上升时，加速度竖直向上，由牛顿第二定律得 电梯减速上升时，加速度竖直向下，由牛顿第二定律得 联立解得 【小问2详解】 见答案 【小问3详解】 见答案 20. 牛顿经典力学的万有引力定律指出：自然界任意两个物体之间都存在万有引力。G为引力常量。 （1）已知两物体（可视为质量分布均匀的球体）的质量分别为、，它们之间的距离为r，求两物体之间万有引力的大小F。 （2）两黑洞绕其连线上的某一点做匀速圆周运动，组成一个孤立的双星系统，两黑洞的质量分别为m、M，间距为R。已知两质点的引力势能表达式为，其中r为两质点间距离，取无穷远处引力势能为零。求： a、两黑洞绕其连线上的某点做匀速圆周运动的角速度的大小； b、该双星系统的引力势能与动能之和E。 （3）假设某双黑洞系统并合时因持续辐射引力波而损失能量，两黑洞的质量均为，间距为r，此过程两黑洞的质量视为不变。经过一段时间，两黑洞的间距减小了。求这段时间内该双黑洞系统辐射引力波的功率P。 【答案】（1） （2）a、；b、 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力定律得 【小问2详解】 a、双星系统中两黑洞角速度相同，彼此间的万有引力提供各自的向心力，且两轨道半径满足 对质量为的黑洞有 对质量为的黑洞有 联立解得 b、两黑洞的引力势能 两黑洞的动能分别为， 总动能 该双星系统的引力势能与动能之和 【小问3详解】 当两黑洞质量均为​、间距为时，系统总能量为 当间距减小总能量的变化量为 ，可近似认为，则 ，系统损失的能量全部以引力波的形式辐射出去，功率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 通州区2026—2027学年第一学期高三年级期中质量检测 物理试卷 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 一根木棍斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，木棍处于静止状态。木棍受力的个数为（ ） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 2. 如图所示，一无人配送车在公路上行驶，在匀速经过某一圆形水平弯路时，配送车（ ） A. 向心加速度为零 B. 向心力为零 C. 向心力不断变化 D. 受重力、支持力和向心力作用 3. 一辆速度为4 m/s的自行车，在水平公路上匀减速运动40 m后停止。如果自行车和人的总质量是100 kg，自行车受到的合力是（ ） A. 20 N B. 30 N C. 40 N D. 50 N 4. 一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落，如图所示，它们都由距水平地面高度为的地方下落到距水平地面高度为的地方。在这两种情况下，这两个小球（ ） A. 所受合力的冲量都为零 B. 所受重力的冲量不相等 C. 重力势能的变化不相等 D. 机械能都守恒 5. 一列简谐横波沿x轴传播，和时刻的波形分别如图中的实线和虚线所示。已知在时刻处的质点沿y轴负方向运动，周期为0.20 s，则该简谐波（ ） A. 波长为6 m B. 沿x轴正方向传播 C. 波速为10.0 m/s D. s时，处的质点沿y轴负方向运动 6. 时刻，甲、乙两物体开始从同一地点沿同一方向做直线运动，其位移x随时间t变化的图像如图所示。在时间内（ ） A. 乙的速率始终大于甲的速率 B. 甲、乙的路程一定不相等 C. 甲、乙的位移相等 D. 乙做匀速直线运动 7. 如图所示，物块A置于倾斜传送带上，随传送带一起向上匀速运动，下列说法正确的是（ ） A. 物块A的机械能增加 B. 物块A所受的重力做正功 C. 摩擦力对物块A做负功 D. 物块A所受重力和摩擦力的合力做负功 8. 2026年8月，“朱雀三号”运载火箭的一子级完成垂直软着陆，这标志着我国航天在可重复使用运载火箭技术领域取得重要突破。火箭一二子级分离后，火箭一子级在自身发动机的作用下，假设从空中某位置匀减速竖直下落，到达地面时速度刚好为零。若在该过程中火箭一子级质量视为不变，下列说法正确的是（ ） A. 一子级的惯性减小 B. 一子级的机械能不变 C. 一子级所受的合力减小 D. 一子级的动能随位移均匀减小 9. 如图所示，一光滑圆轨道竖直固定放置，a为轨道最低点，b、d是与轨道圆心O等高的点，c为轨道最高点。质量为m的滑块从a点以水平初速度出发，仅在重力和轨道对其弹力作用下沿圆轨道顺时针运动，到达c点所用时间为t。则滑块到达b点（ ） A. 所用时间大于 B. 所用时间小于 C. 所用时间等于 D. 速度大小为 10. 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法不正确的是（ ） A. 实验中木板必须做匀速直线运动 B. 只用图乙中的数据不能得出物块与木板间的动摩擦因数 C. 根据图乙1.0~1.1 s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 D. 若木板加速运动，在2.0 s后，力传感器的示数等于物块所受的滑动摩擦力 11. 一个同学将沙包以速度抛出后落到水平地面上，抛出时的速度与水平方向的夹角为，抛出点距地面的高度。忽略空气阻力，重力加速度g取，，。如图所示，关于沙包从抛出到落地的过程，下列说法正确的是（ ） A. 运动的时间为0.5 s B. 速度变化量的大小为10 m/s C. 单位时间内的速度变化量先减小后增大 D. 速度变化量的方向与竖直方向的夹角的正切值为0.75 12. 实验小组设计了如图甲所示的实验装置验证做匀速圆周运动物体的向心力与其线速度的关系。其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽（带刻度），A端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，速度传感器可测量挡光片每一次经过传感器时的速度。使凹槽绕转轴匀速转动，记录压力传感器的示数F和挡光片经过传感器的速度v。图乙为压力传感器示数F随速度传感器示数v变化的图像。下列说法正确的是（ ） A. 用此实验装置不能验证向心力与其角速度的关系 B. 根据图乙可知，图线①对应的挡光片到转轴的距离最大 C. 把图乙中的曲线转化成图丙中的直线，应以F为纵轴，以为横轴 D. 若实验前分别测量挡光片、小球球心到转轴的距离，可以利用图丙得到小球质量 13. 如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验。将小球拉至某一位置，轻绳与竖直方向夹角为，且很小，重力加速度为g。则（ ） A. 根据图乙，周期为1.0 s B. 回复力是摆线对摆球的拉力 C. 一个周期内，小球的动量变化率为mg D. 其他条件不变，仅改变摆线长，小球到达最低点时绳的拉力不变 14. 将蹦极运动简化为直线运动。如图所示，轻质弹性绳的一端固定在O点，另一端和人（视为质点）相连。人从a点静止下落，经b点时绳恰好伸直，到达最低点c后向上运动。已知ab间距离为L，bc间距离为0.5L，弹性绳始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g。假设整个过程弹性绳的弹力与伸长量成正比，弹簧的弹性势能与弹簧形变量x之间的关系满足（k为常数）。下列说法正确的是（ ） A. 从a点到b点的过程中，人的加速度逐渐增大 B. 从a点到c点的过程中，人的动能一直增大 C. 在b点，人的速度最大，大小为 D. 弹性绳的劲度系数为 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 某组同学做“探究平抛运动的特点”实验。他们进行分组研究。 （1）第一组利用如图1所示的装置探究平抛运动竖直分运动的规律。他们将装置固定在距离水平地面一定高度处，将球A夹在弹性金属片P和左侧固定架之间，与球A相同的球B放在固定于P底端的小平台上，并使两球高度相同。用小锤击打P，球B水平抛出，同时球A自由下落。保持其他条件不变，适当增加击打力度，球B被抛出时的速度将__________（选填“增大”“减小”或“不变”）；实验操作时，每次保持两球高度相同，目的是________________________________________。 （2）第二组用图2所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸固定在背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后水平飞出，落在水平挡板上，钢球侧面会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板，重复实验，白纸上留下一系列印迹。用平滑曲线将白纸上的印迹连接起来，得到一条抛物线，如图3所示。以抛出点为坐标原点O，以竖直方向和水平方向分别作为y轴和x轴，建立Oxy坐标系。在轨迹上选取某一点P，坐标为。重力加速度为g，根据平抛运动规律，则钢球做平抛运动的初速度__________。 （3）第三组在实验室用频闪摄影方法来研究平抛运动，已知频闪周期为T，经多次实验，得到几幅频闪照片如图所示，其中实验误差最小的是__________（选填选项字母）。 A. B. C. D. 16. 某组同学在实验室中进行“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验，装置如图1所示。 （1）关于本实验，下列说法正确的是__________（选填选项前字母）； A. 拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行 B. 实验时，应先释放小车，再接通打点计时器的电源 C. 每次增加重物改变小车的质量，都需要重新平衡阻力 （2）实验中关于“平衡阻力”的正确操作是图中的__________（选填“A”或“B”）； A. B. （3）实验中挑选出的纸带如图2所示。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，则整个运动过程中小车加速度的表达式为__________。（用题中所给的字母表示） （4）该实验还可以用图3所示的实验装置进行研究。两小车放在水平木板上，把木板一端适当垫高平衡阻力。两小车前端各自通过小盘及重物牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在木板上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。小盘和盘中重物的总质量远小于小车和车中重物的总质量。 在盘中重物相同且保持不变的情况下，通过增减小车中的重物改变小车的质量，多次进行实验，测得多组数据。把两小车质量（包括车上重物质量）之比作为横轴，对应的两小车位移大小之比作为纵轴，作出图像。论证说明该图像满足什么特征即可说明“合力一定时，物体加速度与其质量成反比”。 17. 子弹打木块是一种碰撞现象。一质量为M的木块静止在光滑的水平面上，另一质量为m的子弹以初速度水平射入木块，假设子弹与木块间的相互作用力恒定不变，忽略木块质量的损失，不计空气阻力。 （1）若子弹未穿出木块，求木块的速度大小v； （2）若子弹穿出木块后的速度为，求木块此时的速度大小； （3）有同学认为：子弹未穿出木块，子弹与木块组成的系统机械能守恒。通过推理判断该同学的观点是否正确。 18. 如图所示，质量m的篮球从离地高度H处由静止释放，与地面发生第一次碰撞后反弹，达到最高点时离地高度h，篮球与地面发生作用的时间。篮球反弹至最高点后，运动员通过竖直向下拍击篮球对其做功，使篮球与地面发生第二次碰撞，碰后恰能反弹至离地高度H处。若篮球两次与地面碰撞损失的机械能相同，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）篮球第一次与地面碰撞前的速度大小； （2）篮球第一次与地面碰撞的过程中，受到地面的平均作用力的大小F； （3）运动员拍击篮球的过程，对篮球做的功W。 19. 小明乘坐电梯上楼，经历了加速、匀速和减速的过程，他想估测电梯在加速和减速过程中的加速度。他先用测力计悬吊一个重物，保持测力计相对电梯静止，测得电梯上升加速时测力计读数为，减速时为。小明了解到该电梯加速和减速过程的加速度大小相等且恒定。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。 （1）推导电梯变速运动时加速度大小a； （2）在图1中定性画出电梯上升中由起动到停止过程电梯加速度a随时间t的变化图线。 （3）如图2所示，用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直方向的加速度。左侧为刻度均匀的直尺，右侧用一轻弹簧悬挂一质量为m的钢球，当测量仪静止时指针位置的刻度标记为0，测量仪在竖直方向加速度不同时，对应指针指向不同的位置，一一在标尺上标记加速度的数值。弹簧始终在弹性限度内。推理说明该“竖直加速度测量仪”的加速度值的刻度也是均匀的。 20. 牛顿经典力学的万有引力定律指出：自然界任意两个物体之间都存在万有引力。G为引力常量。 （1）已知两物体（可视为质量分布均匀的球体）的质量分别为、，它们之间的距离为r，求两物体之间万有引力的大小F。 （2）两黑洞绕其连线上的某一点做匀速圆周运动，组成一个孤立的双星系统，两黑洞的质量分别为m、M，间距为R。已知两质点的引力势能表达式为，其中r为两质点间距离，取无穷远处引力势能为零。求： a、两黑洞绕其连线上的某点做匀速圆周运动的角速度的大小； b、该双星系统的引力势能与动能之和E。 （3）假设某双黑洞系统并合时因持续辐射引力波而损失能量，两黑洞的质量均为，间距为r，此过程两黑洞的质量视为不变。经过一段时间，两黑洞的间距减小了。求这段时间内该双黑洞系统辐射引力波的功率P。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $