福建莆田第一中学2027届高三上学期第一次学情自测物理试卷

莆田第一中学2027届高三上学期第一次月考试卷 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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．在2026年人形机器人半程马拉松比赛中，“闪电”机器人以50分26秒的成绩获得冠军，比赛路程为21.0975 km。下列说法正确的是 A．途中转弯时，机器人的加速度大小一定不为零 B．以冲刺的机器人为参考系，站在终点的裁判员是静止的 C．研究机器人在奔跑过程中的姿态时，可将机器人视为质点 D．“21.0975 km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速度大小 2．吊环是男子竞技体操项目之一。双环由两吊绳分别悬挂。某运动员两手各握一环以静止方式展示了下列四种姿态。若同种姿态下两吊绳中的张力大小相等，则四种姿态下吊绳中张力最小的是 A． B． C． D． 3．如图甲所示，汽车在平直公路上行驶，路边有等间距的树木，车载摄像机记录了沿途景色。某同学根据一段视频绘制了图乙，横坐标N为树木序号，纵坐标t为对应树木出现的时刻，t3～t4内汽车通过隧道。关于汽车的运动，下列说法合理的是 A．t1～t2内做加速运动 B．t2～t3内做减速运动 C．t1～t2内的路程小于t2～t3内的路程 D．t2～t3内的路程大于t4～t5内的路程 4．如图甲所示，竖直平面内，一足够长的水平轨道OP与光滑半圆形轨道PNM在P点平滑连接，固定在水平地面上。可视为质点的A、B两小物块靠在一起，静置于轨道左端。t=0时刻用一水平向右的推力F作用在A上，使A、B向右运动。F随t变化的图像如图乙所示。已知A、B质量均为0.25 kg，A与水平轨道间的动摩擦因数为0.2，B与水平轨道间的摩擦不计，不计空气阻力，重力加速度大小取10 m/s2。则下列说法正确的是 A．在t=2 s时A与B分离 B．若B恰能运动到M点，则半圆形轨道半径为0.32 m C．两物块分离前B的位移等于7 m D．两物块分离前A对B的弹力做的功为4 J 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．如图，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出，恰巧在B球射出的同时，A球由静止开始下落，不计空气阻力。则两球在空中运动的过程中 A．B在空中运动时间由初速度大小决定，初速度越大，空中运动时间越长 B．相同时间内B、A的速度变化量相同 C．A、B两球一定会相碰 D．如果A、B不能相遇，只要足够增加B的速度即可使它们相遇 6．蹦床运动中，体重为60 kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取10 m/s2。下列说法正确的是 A．t=0.15 s时，运动员的重力势能最大 B．t=0.30 s时，运动员的速度大小为10 m/s C．t=1.00 s时，运动员恰好运动到最大高度处 D．运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600 N 7．科学家通过引力波探测器观测到一个由两颗恒星组成的双星系统，它们围绕共同的中心做匀速圆周运动，科学家发现该双星系统的运动周期T与两颗恒星的质量和距离之间存在某种关系。已知两颗恒星质量分别为m1和m2，它们之间的距离为L，引力常量为G。则关于该双星系统下列说法正确的是 A．两颗恒星所受的向心力大小相等 B．该双星系统的质量比越大，两颗恒星的轨道半径比也越大 C．两颗恒星的运动周期T与成反比，与成正比 D．研究发现该双星系统会通过引力波辐射损失能量，则该双星系统的距离L会逐渐减小，运动周期T也会逐渐减小 8．如图，质量为m的电动遥控玩具车在竖直面内沿圆周轨道内壁以恒定速率v运动，已知圆轨道的半径为R，玩具车所受的摩擦阻力为玩具车对轨道压力的k倍，重力加速度为g，P、Q为圆轨道上同一竖直方向上的两点，不计空气阻力，运动过程中，玩具车 A．在最低点与最高点对轨道的压力大小之差为6mg B．通过P、Q两点时对轨道的压力大小之和为 C．由最低点到最高点克服摩擦力做功为kπmv2 D．由最低点到最高点电动机做功为2kπmv2+2mgR 三、非选择题：本题共8小题，共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。 9．（3分）在一次公路自行车健身运动时，安全保障汽车A停在路边等候自行车队B，当自行车队以vB=10 m/s的速度保持匀速直线运动经过汽车A时，汽车同时以aA=5 m/s2追自行车队B，则从此刻开始计时，A、B的速度大小相等，经过的时间为________s；A恰好追上B，经过的时间为________s。 10．（3分）甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙，两图中重物都静止，则两杆作用力FAB∶FCD=_________，若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，_________（填“甲”或“乙”）图中轻绳更容易断裂。 11．（3分）如图所示，质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，弹簧弹力大小为________N，B对A的压力大小为________N（g取10 m/s2）。 12．（6分）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图（a）所示的装置，实验过程如下： （1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。 （2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径d=________mm。 （3）测量时，应_________（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2。 （4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE=_________（用字母m、d、t1和t2表示）。 （5）若适当调高光电门的高度，将会_________（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。 13．（6分）某同学做力的合成实验，实验装置如图（a）甲所示，该装置中三根支撑脚L、M、N的高度可通过地脚螺钉调节。完成下列填空： （1）该同学借助水平仪将实验装置台面调至水平。水平仪内封有液体和气泡，当水平仪底面水平时，气泡会静止在水平仪中心处，俯视图如图（a）乙所示。将水平仪放到台面上，气泡静止在水平仪中的位置俯视图如图（a）丙所示，下列操作能将台面调成水平的是_________或_________（填正确答案标号）； A．保持M和N高度不变，调高L B．保持M和N高度不变，调低L C．保持L高度不变，同时调高M和N D．保持L高度不变，同时调低M和N （2）如图（b）甲所示，将橡皮筋一端固定在O点，另一端通过圆环、细线与弹簧测力计相连。某次实验时，拉伸橡皮筋调整圆环圆心至O′点并保持静止，记录两细线的夹角，由弹簧测力计读出拉力F1和F2的大小，其中F1的读数为________N； （3）根据测量结果在方格纸上画出F1和F2的图示，如图（b）乙所示。已知方格纸上每小格边长代表0.5 N，用作图法可得F1和F2的合力大小为________N（结果保留2位有效数字）。 14．（11分）如图所示，质量为m的小球在O点以v0=4 m/s的速度向右水平抛出，经过t1=0.3 s进入下方的水平风洞区域。风洞的竖直高度h=2 m，长度足够长。球在风洞中受到恒定的水平向左的风力，大小F=mg，重力加速度大小g=10 m/s2。求： （1）小球进入风洞时的速度大小； （2）小球从抛出到离开风洞时的水平位移的大小。 15．（12分）图甲为某种旋转节速器装置的结构示意图，质量为m的重物A套在固定的竖直轴上，可以在竖直轴上滑动，两个完全相同的小环B、C与轻弹簧两端连接并套在水平杆上，A、B及A、C之间通过铰链与长为L的两根轻杆相连接，当装置静止时，轻杆与竖直轴的夹角为37°。使水平杆绕竖直轴匀速转动且高度保持不变，稳定后轻杆与竖直轴的夹角为53°，如图乙所示。已知弹簧原长为1.4L，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。求 （1）装置静止时每根轻杆对重物A的拉力大小； （2）装置匀速转动时小环C所需的向心力大小； （3）从静止状态到匀速转动的过程中，系统（A、B、C及弹簧）机械能的变化量。 16．（16分）如图所示，质量M=1 kg的均匀长木板静置于光滑水平地面上，长木板长L=0.1 m，右端恰好位于O点。质量m=1 kg的物块置于长木板右端，物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.01。水平地面MN段粗糙程度相同，其余部分光滑。已知OM=2MN=2L，物块与长木板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，重力加速度g取10 m/s2。现有一水平向右的恒力F=0.3 N作用在长木板上，当长木板右端运动到M点时撤去F，长木板恰好有一半进入MN段时停下，然后再给长木板一个向右的瞬时冲量，使它获得与其右端运动到M点时相同的速度，长木板又向右运动一段后又停下。若物块从长木板上滑落，不会再与之发生相互作用。求： （1）F刚开始作用时，物块和长木板的加速度大小； （2）撤去F时长木板的速度大小v0； （3）水平面MN段与长木板间的动摩擦因数μ2； （4）长木板两次减速所用的时间之比。 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田第一中学2027届高三上学期第一次月考 物理参考答案及评分标准 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。 题号 1 2 3 4 答案 A D B B 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。 题号 5 6 7 8 答案 BD BD AD BC 三、非选择题：本题共8小题，共60分。 9．（3分）2（1分）4（2分） 10．（3分）（2分）甲（1分） 11．（3分）40（1分）8（2分） 12．（6分）（2）7.884/7.882/7.883/7.885/7.886（2分）（3）B（1分） （4）（2分）（5）增大（1分） 13．（6分）（1）A D或D A（2分各1分）（2）3.00（2分）（3）3.9/4.0/4.1（2分） 14．（11分） 解：（1）进入风洞前竖直方向vy=gt1（1分） vy=3 m/s 进入风洞时的速度大小（1分） v=5 m/s（1分） （2）球在风洞中运动过程，竖直方向，有（2分） 解得t2=0.4 s 水平方向，根据牛顿第二定律，有F=max（1分） 根据题意可知水平速度为vx=v0-axt2（2分） 在水平方向，有（2分） 联立解得x=2 m（1分） 15．（12分）解： （1）装置静止时，以A为对象，根据平衡条件可得2Tcos37°=mg（1分） 解得每根轻杆对重物A的拉力大小为（1分） （2）系统静止时，弹簧弹力大小为F弹=Tsin37°（1分） 弹簧长度为x1=2Lsin37°=1.2L 弹簧压缩量为Δx1=x0-x1=0.2L 系统匀速转动时，弹簧长度为x2=2Lsin53°=1.6L 弹簧伸长量为Δx2=x2-x0=0.2L Δx2=Δx1（1分） 此时弹簧弹力大小为F′弹=F弹=Tsin37°（1分） 以A为对象，根据受力平衡可得2T′cos53°=mg，（1分） 小环C所需的向心力大小为F向=F′弹+T′sin53°（1分） 联立解得（1分） （3）系统匀速转动时，对C小环，有（1分），（1分） 从静止状态到匀速转动的过程中，因为弹簧压缩量和伸长量相等，则弹性势能变化量ΔE弹=0 则系统（A、B、C及弹簧）机械能的变化量为ΔE机=mg(Lcos37°-Lcos53°)+2Ek（1分） 联立解得（1分） 16．（16分） （1）F刚开始作用时，假设物块与长木板一起加速运动，则 F=(M+m)a 解得加速度 a=0.15 m/s2 此时物块与长木板之间的摩擦力大小为 f=ma=0.15 N＞μ1mg=0.1 N（1分）判断对得1分 则假设不成立，即物块和长木板分开加速，对物块 μ1mg=ma1（1分） 解得物块加速度 a1=0.1 m/s2（1分） 对长木板 F-μ1mg=Ma2（1分） 解得长木板加速度 a2=0.2 m/s2（1分） （2）若长木板右端运动到M点前，物块没有滑下，对长木板 2a2·2L=v02-0（1分） 解得撤去F长木板的速度大小 （1分） 物块和长木板相对位移 （1分） 此时物块刚好从长木板上滑下，假设成立。撤去F时长木板的速度大小为 （3）撤去F后，长木板做减速运动，长木板恰好有一半进入MN段时停下 （1分） 解得水平面MN段与长木板间的动摩擦因数 （1分） （4）木板从进入MN后可看作从平衡位置开始的简谐运动，满足 （1分） 第一次减速时间 （1分） 第二次减速，初动能相同，摩擦力阻力增大，减速位移小于，仍为简谐运动，设运动到距M点x处再次停下 （1分） （1分） 可得 （1分） 由两次减速的x–t图像可知 长木板两次减速所用时间之比 （1分） 学科网（北京）股份有限公司 $