精品解析：北京市第一七一中学2026-2027学年高三上学期期中质量检测物理试题

北京市第171中学2026~2027学年度第一学期期中质量检测 高三物理试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 第一部分 一、本题共10小题，每小题3分，共30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. 下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是（ ） A. N B. m/s C. m D. V 【答案】C 【解析】 【详解】A．N是力的单位，由牛顿第二定律推导可得，属于导出单位，故A错误； B．m/s是速度的单位，由速度定义式推导可得，属于导出单位，故B错误； C．m是国际单位制中长度量对应的基本单位，故C正确； D．V是电压的单位，由电压定义式推导可得，属于导出单位，故D错误。 故选C。 2. 篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前。这样做可以（ ） A. 减小球对手的冲量 B. 减小球对人的冲击力 C. 减小球的动量变化量 D. 减小球的动能变化量 【答案】B 【解析】 【详解】根据动量定理可得 可得 篮球以一定得速度减小为零，因此动量的变化一定，则冲量也一样，因速度变化一样，因此动能变化一样，增大作用时间可减少作用力；运动员接篮球时，篮球的动量由某一值减到零，接球时，两手随球迅速收缩至胸前，这样可以增加篮球和运动员的作用时间，从而减小篮球对运动员的冲击力。 故选B。 3. 如图所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用.若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体依然和地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力（ ） A. 方向水平向左 B. 方向水平向右 C. 大小为零 D. 大小和方向无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】物体匀速下滑时，受到斜面施加的沿斜面向上的滑动摩擦力作用．而斜面也受到物体施加的沿斜面向下的滑动摩擦力作用，另外斜面还受到重力、地面支持力和物体压力作用，这几个力的合力为零．当物体加速下滑时，斜面受到物体对斜面施加的滑动摩擦力、物体压力、重力、地面支持力作用．推力与斜面平行，推力的存在不影响斜面体受到的这四个力的大小和方向，这四个力的合力依然为零，所以斜面依然不受地面摩擦力作用，故C正确；ABD错误；故选C 4. 关于平抛运动，下列说法正确的是（ ） ①平抛运动是匀变速运动 ②做平抛运动的物体在任何相同的时间间隔内速度的变化都相同 ③开始平抛后的第内、第内、第内的位移之比是 ④开始平抛后的第末、第末、第末重力的瞬时功率之比是 A. 只有①② B. 只有②③④ C. 只有①②④ D. 只有①③ 【答案】C 【解析】 【详解】①平抛运动的物体仅受重力，加速度恒为重力加速度，大小、方向均不变，符合匀变速运动（加速度恒定的运动）的定义，故①正确。 ②平抛运动速度变化量 可知相同时间间隔内，速度变化量的大小为、方向竖直向下，完全相同，故②正确。 ③平抛运动的合位移是水平分位移与竖直分位移的矢量和。水平方向为匀速直线运动，连续相等时间内的水平位移恒为；竖直方向为自由落体运动，连续相等时间内的竖直分位移之比为。合位移大小为，显然合位移之比不等于，故③错误。 ④重力的瞬时功率等于重力与竖直方向分速度的乘积，即 竖直分速度满足 联立整理得 可知重力瞬时功率与运动时间成正比。第1s末、第2s末、第3s末的时间之比为，因此重力瞬时功率之比为，故④正确。 综上可知①②④符合题意。 故选C。 5. 有三颗质量相同的人造卫星1、2、3，1是放置在赤道附近还未发射的卫星，2是靠近地球表面做圆周运动的卫星，3是在高空的一颗地球静止卫星，比较1、2、3三颗人造卫星的运动周期T、线速度v、角速度ω和向心力F，下列判断正确的是（  ） A. T1<T2<T3 B. ω1=ω3<ω2 C. v1= v3< v2 D. F1>F2>F3 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意地球静止卫星3周期T3与地球自转周期相同，即与放在赤道的卫星1的周期T1相同，即 T3=T1 对表面卫星2与静止卫星3 可知，卫星3的周期应大于卫星2的周期，即 T 3＞ T2 所以 T1＝T3＞T2 故A错误； B．由A结论 T1＝T3＞T2 结合 ω与T成反比，所以 ω1=ω3＜ω2 故B正确； C．由 v=ωr 可得 v1＜v3 根据 可得 v2＞v3 即 v2＞v3＞v1 故C错误； D．由 F=mrω2 可得 F1＜F3 由 可得 F2＞F3 所以 F2＞F3＞F1 故D错误。 故选B。 6. 将初动能为的物体竖直向上抛出，物体落回抛出点时的动能为，运动过程中空气阻力大小恒定。若其他条件不变，物体的初动能增大为，在物体的上升过程中，其重力势能增量为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设物体质量为、空气阻力大小为，第一次上抛的最大高度为 上升阶段，重力和空气阻力都做负功，由动能定理得 下落阶段，重力做正功、空气阻力做负功，由动能定理得 两式相减得，两式相加得 故空气阻力，这个比例与初动能无关。 初动能增大为时，设上升的最大高度为，由动能定理得 将代入得，即 上升过程中重力势能的增量等于克服重力做的功，即 故选A。 7. 如图所示，质量为m的小球（可看作质点）沿竖直放置的半径为R的固定光滑圆环轨道内侧运动，若小球通过最高点时的速率为，则下列说法中正确的是（　　） A. 小球通过最高点时只受到重力作用 B. 小球通过最高点时对圆环的压力大小为mg C. 小球通过最低点时的速率为 D. 小球通过最低点时对圆环的压力大小为6mg 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．若物体在最高点只受重力作用，根据牛顿第二定律有 对应的速度 故A错误； B．在最高点设环对球的支持力为F，有 代入数据解得 根据牛顿第三定律，小球对圆环的压力 故B正确； C．从最高点到最低点，根据动能定理得 解得 故C错误； D．在最低点设环对球的支持力为F，有 解得 根据牛顿第三定律，小球对圆环的压力 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，A、B两物体通过轻质细绳跨过定滑轮相连，物体A的质量大于物体B的质量。在水平拉力的作用下，物体A匀速向右运动。设水平地面对物体A的支持力、摩擦力分别为、，绳子对A的拉力为，在物体A匀速向右运动的过程中，各力大小变化情况是（ ） A. 、、都增大 B. 、减小，增大 C. 、、都减小 D. 、增大，减小 【答案】D 【解析】 【详解】设绳子与水平方向的夹角为，物体A向右运动的过程中逐渐减小。 将物体A的速度沿绳方向和垂直于绳的方向分解，可得物体B的速度 物体A做匀速运动，不变，减小则增大，故增大，物体B做加速运动；当物体A运动到足够远处时趋近于、趋近于，速度趋于稳定，说明物体B的加速度不断减小； 对物体B，由牛顿第二定律得 故绳子的拉力，因减小，故减小，故A、C错误； 对物体A，竖直方向上受力平衡，由平衡条件得 故，因减小、减小（即减小），故增大； 由滑动摩擦力公式得，因增大，故摩擦力增大，故B错误、D正确； 故选D。 9. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A. B. C. ρnev D. 【答案】C 【解析】 【分析】考查电路和电场知识 【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。 10. 如图所示，给平行板电容器带一定的电荷后，将电容器的A板与静电计小球相连，并将B板与静电计的外壳接地．下列说法正确的是（ ） A. 将A极板向右移动少许，静电计指针的偏转角将增大 B. 将B极板向上移动少许，静电计指针的偏转角将减小 C. 将一块玻璃板插入A、B两极板之间，静电计指针的偏转角将减小 D. 用手触摸一下B极板，静电计指针的偏转角将减小到零 【答案】C 【解析】 【详解】A．将A极板向右移动少许，电容器两板间的距离减小，根据电容的决定式C=，可知，电容C增大，而电容的电量 Q不变，则电容的定义式，可知，电容器板间电势差U减小，静电计指针的偏转角将减小；故A错误； B．将B极板向上移动少许，两板正对面积减小，根据电容的决定式C=可知，电容C减小，而电容的电量Q不变，则电容的定义式 可知，电容器板间电势差U增大，静电计指针的偏转角将增大；故B错误； C．将一块玻璃板插入A、B两极板之间，根据电容的决定式C=可知，电容C增大，而电容的电量 Q不变，则电容的定义式可知，电容器板间电势差U减小，静电计指针的偏转角将减小；故C正确； D．用手触摸一下B极板，电容器带电量没有改变，静电计指针的偏转角将不变．故D错误； 故选C。 二、本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题列出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。 11. 如图所示，在沿水平方向的匀强电场中，有a、b两点，已 a、b两点在同一竖直面但在不同的电场线上。一个带电小球在电场力和重力的作用下由a点运动到b点，在这一运动过程中，下面的判断中正确的是（ ） A. 该带电小球的动能可能不变 B. 该带电小球运动的轨迹一定是直线 C. 该带电小球做的一定是匀变速运动 D. 该带电小球在a点的速度可能为零 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小球受到竖直向下的重力和沿水平方向的电场力，若重力和电场力的合力与连线垂直，则小球由a点运动到b点的过程中不做功，该带电小球的动能不变，故A正确； B．小球的电性和初速度都是未知的，所以又很多的不确定性，因此不能判定小球的运动的轨迹和速度的变化，故B错误； C．小球受到的电场力与重力都不变，根据牛顿第二定律，小球的加速度不变，所以小球一定做匀变速运动，故C正确； D．小球的初速度是未知的，所以它在a点的速度可能为0，故D正确。 故选ACD。 12. 如图所示，气象探测气球下方用轻绳悬挂一个盒子，盒子里装有气象探测仪器，气球和盒子组成的系统匀速上升。某时刻轻绳突然断裂，气球和盒子分开运动，不计空气阻力。在轻绳断裂后的一小段时间内，盒子尚未落地，可认为气球受的浮力大小不变，在这段时间内，下列说法正确的是（ ） A. 气球和盒子组成的系统动量守恒，总机械能守恒 B. 气球和盒子组成的系统动量守恒，总机械能增加 C. 气球和盒子组成的系统动量不守恒，总机械能守恒 D. 气球的动能不断增大，盒子的动能先减小后增大 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．初始时气球和盒子匀速上升，系统所受合外力为0，故总浮力等于系统总重力。轻绳断裂后一小段时间内，盒子未落地，系统的总浮力、总重力都没有变化，因此系统合外力依然为0，满足动量守恒的条件，因此系统动量守恒。在轻绳断裂后的一小段时间内，仅重力对盒子做功，盒子的机械能保持不变，恒定的浮力持续对气球做正功，没有其他非重力做功抵消这个正功，因此系统的总机械能会随浮力做正功不断增加，故A、C错误，B正确； D．绳子断裂前气球匀速，浮力等于气球重力加绳子拉力；断裂后拉力消失，气球的合力竖直向上，而气球原本就有向上的初速度，因此气球一直做加速上升运动，动能不断增大。盒子在绳断裂后仅受重力，初速度竖直向上，因此先向上做匀减速运动，速度减到0后开始向下做自由落体运动，速度先减小后反向增大，因此盒子的动能先减小后增大，故D正确。 故选BD。 13. 如图所示，两单摆摆长相同，静止时两球刚好接触。将摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一个小角度后释放，碰撞中动能有损失，碰后两球分开，分别做简谐运动。用、分别表示两摆球的质量，则下列说法中正确的是（ ） A. 如果，下一次碰撞必将发生在平衡位置右侧 B. 无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞一定发生在平衡位置 C. 只要两摆球的质量不相同，下一次碰撞就不可能发生在平衡位置 D. 如果，第一次碰后A球速度可能为零 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．根据单摆的周期公式可知，两单摆的周期相同，与质量无关，所以相撞后两球分别经过后回到各自的平衡位置．这样必然是在平衡位置相遇，所以不管A、B的质量如何，下一次碰撞都在平衡位置，故AC错误，B正确。 D．假设两球发生碰撞后损失的动能为，碰后A球速度为0 由能量守恒定律可得 整理得，其中 可得，符合题设条件，故D正确。 故选BD。 14. 用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，当闭合开关，将接1，电压表示数增大，最后稳定在10V。先后断开开关、，将电流表更换成电流传感器，通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的图像，如图b，时I=1.0mA，图中M、N区域面积比为8∶7下列说法正确的是（　　） A. 在开关S1接1的过程中，电流表的示数先增大，后稳定在某一非零数值 B. 在开关S1接2的过程中，电流方向从 C. 电路中电阻R约为5.2 D. 电路中电阻R约为4.7 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电容器充电过程中，当电路刚接通后，电流表示数从0增大到某一最大值，后随着电容器的不断充电，电路中的充电电流在减小，当充电结束电路稳定后，此时电路相当于开路，电流为0，故A错误 B．根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电，将接2，电容器放电，此时通过定值电阻R的电流方向，故B正确； CD．时，可知此时电容器两端的电压为 电容器开始放电前两端电压为，根据图像与横轴围成的面积表示放电量可得间的放电量为 后到放电结束间放电量为 根据题意 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 第二部分 三、本题共2小题，共18分。把答案填在答题纸相应的横线上。 15. 某同学通过实验探究小车速度随时间变化的规律。 （1）关于实验操作，下列说法正确的是__________（填选项前的标号）。 A. 电火花打点计时器应使用的交流电源 B. 实验中，应先释放小车再接通电源 C. 释放小车前，应让小车靠近打点计时器 D. 测量小车的位移大小时，应移动刻度尺分别测量相邻计数点间的距离 （2）实验打出的纸带如图乙所示，图中各点为计数点，相邻两计数点间还有四个点迹未标出，打点计时器所接电源的频率为。由图中的数据计算可得，打点时小车的速度__________，小车运动的加速度__________。（结果均保留两位有效数字） （3）该同学继续用光电门传感器和气垫导轨测量物体运动的速度和加速度。 如图丙所示，在滑块上安装宽度为的遮光条，滑块先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间，则可估算滑块通过第一个光电门时速度__________，滑块加速度大小__________（结果均保留两位有效数字）。 【答案】（1）C （2） ①. ②. （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．电火花打点计时器使用的是交流电源，故A错误； B．实验规范要求先接通电源，待打点稳定后再释放小车，若先放车再通电，纸带前端的点会缺失，无法充分利用纸带，故B错误； C．释放小车前让小车靠近打点计时器，能在纸带上打出更多有效点，提高纸带利用率，故C正确； D．测量位移时，应该一次性将刻度尺的零刻度对齐起点A，直接读出各计数点到A点的总距离，再通过差值得到相邻间距，避免移动刻度尺多次测量引入累积误差，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]相邻计数点间有4个点未标出，电源频率，因此相邻计数点的时间间隔 打点时小车的瞬时速度等于段的平均速度 [2]由逐差法可知小车运动的加速度 【小问3详解】 [1]由于遮光条宽度很小，用遮光条通过光电门的平均速度近似代替瞬时速度，可知滑块通过第一个光电门的速度 [2]同理，滑块通过第二个光电门的速度 遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间 故两中间时刻对应的时间间隔为 因此滑块加速度大小 16. 某同学利用图甲装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图甲所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题： （1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g，为求得Ek需要测量下列物理量中的_____(填正确答案标号)。 A. 小球的质量m B. 小球抛出点到落地点的水平距离s C. 桌面到地面的高度h D. 弹簧的压缩量Δx E. 弹簧原长l0 （2）用所选取的测量量和已知量表示_____。 （3）图乙中的直线是实验测量得到的平抛水平位移s弹簧压缩量Δx图线。由图乙中给出的直线关系和的表达式可知，与Δx的_____次方成正比。如果换用质量更大的小球做实验，其他条件不变，画出的的斜率会_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】（1）ABC （2） （3） ①. 二 ②. 减小 【解析】 【小问1详解】 由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h。 故选ABC。 【小问2详解】 根据平抛运动规律有， 又有 联立可得 【小问3详解】 [1]由图乙可知，平抛水平位移s弹簧压缩量Δx的关系式为 由小球和弹簧系统的机械能守恒有 则有 可知与Δx的二次方成正比。 [2]如果换用质量更大的小球做实验，其他条件不变，对于确定的弹簧压缩量而言，增大小球的质量会减小小球被弹簧加速时的加速度，从而减小小球平抛的初速度和水平位移，即相同要对应的减小，则画出的的斜率会减小。 四、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把解答过程填在答题纸相应的空白处。 17. 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表 规格 后轮驱动直流电动机 车型 26″电动自行车 额定电压下的输出功率 110 W 整车质量 30 kg 额定电压 36 V 最大载重 120 kg 额定电流 3.5 A 质量为的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.020倍。若取，那么在此人行驶的过程中，求：（结果均保留两位有效数字） （1）在电动机以额定功率提供动力的情况下，此人骑车行驶的最大速度为多大？ （2）在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速为时，此人骑车的加速度为多大？ （3）假设电动机正常工作时，损失的功率有80%是由于电机绕线电阻生热而产生的，则电动机的绕线电阻为多大？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设自行车质量为，电动机的额定输出功率为，牵引力大小为。由题意，车和人受到的阻力为 电动机以额定功率工作时，牵引力与车速方向相同，故。随着车速增大，牵引力减小；当牵引力与阻力平衡时，达到最大速度，此时，所以最大速度为 【小问2详解】 当车速为时，由第（1）问的功率关系，牵引力大小为 以车和人为整体，取行驶方向为正方向，沿水平方向由牛顿第二定律得 所以加速度为 加速度方向与行驶方向相同。 【小问3详解】 设电动机额定电压为，额定电流为，线圈电阻为。正常工作时，电动机的输入电功率为 由能量守恒，电动机损失的功率为 其中的用于线圈电阻生热，所以线圈的发热功率为 由焦耳定律，线圈发热功率满足，所以线圈电阻为 18. 物体在运动速度不太大时，其所受空气阻力可视为与速度成正比。 （1）在讲授自由落体运动的课上老师做了如下演示实验： 将质量均为m的两张纸揉成一大一小两个纸团，在空气中同时静止释放，竖直下落时大纸团下落要慢一些。设纸团半径为r，下落速度为v时，空气阻力f可写成f = krv（k为常数），重力加速度为g。 a．若下落高度足够大，求纸团的最终速度大小vm； b．两纸团下落情况对比，关于它们运动的v-t图线，请你判断能否出现图1中的①、② 情形，并说明理由。 （2）从地面以速度大小v1竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球返回原地时速度大小为v2，由于空气阻力的作用，使得v2<v1。重力加速度为g。 a．以竖直向上为正方向，在图2中定性画出小球从抛出到返回原地过程中速度-时间图像； b．计算小球在此过程中所受重力冲量的大小IG。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）a．若下落高度足够大，纸团最终匀速下落，根据力的平衡条件 纸团的最终速度大小 b．图1中①的最终速度大于②的，又因为两纸团质量相同，所以 刚开始纸团加速下落，根据牛顿第二定律 得 由图1可知当速度比较小时，①的加速度小于②的，所以 故不可能出现图1中的①、②情形。 （2）a．小球上升过程，根据牛顿第二定律 做加速度逐渐减小的减速运动，下降过程，根据牛顿第二定律 做加速度减小的加速运动，则小球运动的速度一时间图象如图所示 b．依题意，空气阻力的大小与小球速率成正比，故“阻力—时间”图象与“速度—时间”图象相似，此时阻力—时间曲线与时间轴所围的面积表示阻力的冲量，所以空气阻力的总冲量为零。以竖直向下为正方向，根据动量定理，得重力冲量的大小 19. 人造卫星在绕地球运行时，会遇到稀薄大气的阻力。如果不进行必要的轨道维持，稀薄大气对卫星的这种微小阻力会导致卫星轨道半径逐渐减小，以至最终落回地球。这个过程是非常漫长的，因此卫星每一圈的运动仍可以认为是匀速圆周运动。规定两质点相距无穷远时的引力势能为零，理论上可以得出质量分别m1、m2的两个物体相距r时，系统的引力势能为。已知人造卫星的质量为m，某时刻绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，地球半径为R，地球表面附近的重力加速度为g。 （1）求此时刻卫星的瞬时速度大小v和卫星的机械能E机。 （2）由于大气阻力的影响，卫星的轨道半径逐渐减小。求在这个过程中，万有引力做的功WG与克服大气阻力做的功Wf的比。 （3）已知地球半径为6400km。当卫星轨道离地面的高度为200km时，由于大气阻力的影响，测得卫星每绕地球一周，轨道高度降低20m。试估算在此高度大气对卫星的阻力大小f与卫星所受地球引力大小F的比值k（答案保留1位有效数字）。 【答案】（1），；（2）2：1；（3） 【解析】 【详解】（1）万有引力提供向心力可得 由黄金代换公式可知 解得 根据能量守恒可知 解得 （2） 由于 联立解得 因此 （3）根据做功定义式 根据（2）中 解得 20. 利用电场可以控制电子的运动，这一技术在现代设备中有广泛的应用。已知电子的质量为，电荷量为，不计重力及电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应。 （1）在宽度一定的空间中存在竖直向上的匀强电场，一束电子以相同的初速度沿水平方向射入电场，如图1所示，图中虚线为某一电子的轨迹，射入点处电势为，射出点处电势为。 ①求该电子在由运动到的过程中，电场力做的功； ②请判断该电子束穿过图1所示电场后，运动方向是否仍然彼此平行？若平行，请求出速度方向偏转角的余弦值（速度方向偏转角是指末速度方向与初速度方向之间的夹角）；若不平行，请说明是会聚还是发散。 （2）某电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为图2所示。一球形界面外部空间中各处电势均为，内部各处电势均为，球心位于轴上点。一束靠近轴且关于轴对称的电子以相同的速度平行于轴射入该界面，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，改变前后能量守恒。 ①请定性画出这束电子射入球形界面后运动方向的示意图（画出电子束边缘处两条即可）； ②某电子入射方向与法线的夹角为，求它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角的正弦值。 【答案】（1）①；② （2）①；②解得 【解析】 【小问1详解】 ①电子从运动到的过程中，电场力做的功为 又，得 ②仍然彼此平行。电子在匀强电场中做类平抛运动，沿初速度方向有，解得 沿电场反方向，由牛顿第二定律得，解得，射出电场时垂直于初速度方向的分速度为 束内各电子的相同，沿初速度方向的分速度又都等于，所以穿出电场后运动方向仍然彼此平行； 速度方向偏转角满足，且 由动能定理得 解得，故 【小问2详解】 ①电子带负电，穿过球形界面时受到的作用力沿法线指向球心一侧，运动方向向法线偏折；靠近轴的两条边缘电子射入界面后均向轴偏折，这束电子射入界面后会聚。如下图所示： ②电子穿过界面前后能量守恒，有 解得射入界面后的速度大小为 电子在界面处只受法线方向的作用力，沿界面切线方向的速度分量不变，有； 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第171中学2026~2027学年度第一学期期中质量检测 高三物理试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 第一部分 一、本题共10小题，每小题3分，共30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. 下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是（ ） A. N B. m/s C. m D. V 2. 篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前。这样做可以（ ） A. 减小球对手的冲量 B. 减小球对人的冲击力 C. 减小球的动量变化量 D. 减小球的动能变化量 3. 如图所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用.若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体依然和地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力（ ） A. 方向水平向左 B. 方向水平向右 C. 大小为零 D. 大小和方向无法判断 4. 关于平抛运动，下列说法正确的是（ ） ①平抛运动是匀变速运动 ②做平抛运动的物体在任何相同的时间间隔内速度的变化都相同 ③开始平抛后的第内、第内、第内的位移之比是 ④开始平抛后的第末、第末、第末重力的瞬时功率之比是 A. 只有①② B. 只有②③④ C. 只有①②④ D. 只有①③ 5. 有三颗质量相同的人造卫星1、2、3，1是放置在赤道附近还未发射的卫星，2是靠近地球表面做圆周运动的卫星，3是在高空的一颗地球静止卫星，比较1、2、3三颗人造卫星的运动周期T、线速度v、角速度ω和向心力F，下列判断正确的是（  ） A. T1<T2<T3 B. ω1=ω3<ω2 C. v1= v3< v2 D. F1>F2>F3 6. 将初动能为的物体竖直向上抛出，物体落回抛出点时的动能为，运动过程中空气阻力大小恒定。若其他条件不变，物体的初动能增大为，在物体的上升过程中，其重力势能增量为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，质量为m的小球（可看作质点）沿竖直放置的半径为R的固定光滑圆环轨道内侧运动，若小球通过最高点时的速率为，则下列说法中正确的是（　　） A. 小球通过最高点时只受到重力作用 B. 小球通过最高点时对圆环的压力大小为mg C. 小球通过最低点时的速率为 D. 小球通过最低点时对圆环的压力大小为6mg 8. 如图所示，A、B两物体通过轻质细绳跨过定滑轮相连，物体A的质量大于物体B的质量。在水平拉力的作用下，物体A匀速向右运动。设水平地面对物体A的支持力、摩擦力分别为、，绳子对A的拉力为，在物体A匀速向右运动的过程中，各力大小变化情况是（ ） A. 、、都增大 B. 、减小，增大 C. 、、都减小 D. 、增大，减小 9. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A. B. C. ρnev D. 10. 如图所示，给平行板电容器带一定的电荷后，将电容器的A板与静电计小球相连，并将B板与静电计的外壳接地．下列说法正确的是（ ） A. 将A极板向右移动少许，静电计指针的偏转角将增大 B. 将B极板向上移动少许，静电计指针的偏转角将减小 C. 将一块玻璃板插入A、B两极板之间，静电计指针的偏转角将减小 D. 用手触摸一下B极板，静电计指针的偏转角将减小到零 二、本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题列出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。 11. 如图所示，在沿水平方向的匀强电场中，有a、b两点，已 a、b两点在同一竖直面但在不同的电场线上。一个带电小球在电场力和重力的作用下由a点运动到b点，在这一运动过程中，下面的判断中正确的是（ ） A. 该带电小球的动能可能不变 B. 该带电小球运动的轨迹一定是直线 C. 该带电小球做的一定是匀变速运动 D. 该带电小球在a点的速度可能为零 12. 如图所示，气象探测气球下方用轻绳悬挂一个盒子，盒子里装有气象探测仪器，气球和盒子组成的系统匀速上升。某时刻轻绳突然断裂，气球和盒子分开运动，不计空气阻力。在轻绳断裂后的一小段时间内，盒子尚未落地，可认为气球受的浮力大小不变，在这段时间内，下列说法正确的是（ ） A. 气球和盒子组成的系统动量守恒，总机械能守恒 B. 气球和盒子组成的系统动量守恒，总机械能增加 C. 气球和盒子组成的系统动量不守恒，总机械能守恒 D. 气球的动能不断增大，盒子的动能先减小后增大 13. 如图所示，两单摆摆长相同，静止时两球刚好接触。将摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一个小角度后释放，碰撞中动能有损失，碰后两球分开，分别做简谐运动。用、分别表示两摆球的质量，则下列说法中正确的是（ ） A. 如果，下一次碰撞必将发生在平衡位置右侧 B. 无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞一定发生在平衡位置 C. 只要两摆球的质量不相同，下一次碰撞就不可能发生在平衡位置 D. 如果，第一次碰后A球速度可能为零 14. 用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，当闭合开关，将接1，电压表示数增大，最后稳定在10V。先后断开开关、，将电流表更换成电流传感器，通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的图像，如图b，时I=1.0mA，图中M、N区域面积比为8∶7下列说法正确的是（　　） A. 在开关S1接1的过程中，电流表的示数先增大，后稳定在某一非零数值 B. 在开关S1接2的过程中，电流方向从 C. 电路中电阻R约为5.2 D. 电路中电阻R约为4.7 第二部分 三、本题共2小题，共18分。把答案填在答题纸相应的横线上。 15. 某同学通过实验探究小车速度随时间变化的规律。 （1）关于实验操作，下列说法正确的是__________（填选项前的标号）。 A. 电火花打点计时器应使用的交流电源 B. 实验中，应先释放小车再接通电源 C. 释放小车前，应让小车靠近打点计时器 D. 测量小车的位移大小时，应移动刻度尺分别测量相邻计数点间的距离 （2）实验打出的纸带如图乙所示，图中各点为计数点，相邻两计数点间还有四个点迹未标出，打点计时器所接电源的频率为。由图中的数据计算可得，打点时小车的速度__________，小车运动的加速度__________。（结果均保留两位有效数字） （3）该同学继续用光电门传感器和气垫导轨测量物体运动的速度和加速度。 如图丙所示，在滑块上安装宽度为的遮光条，滑块先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间，则可估算滑块通过第一个光电门时速度__________，滑块加速度大小__________（结果均保留两位有效数字）。 16. 某同学利用图甲装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图甲所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题： （1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g，为求得Ek需要测量下列物理量中的_____(填正确答案标号)。 A. 小球的质量m B. 小球抛出点到落地点的水平距离s C. 桌面到地面的高度h D. 弹簧的压缩量Δx E. 弹簧原长l0 （2）用所选取的测量量和已知量表示_____。 （3）图乙中的直线是实验测量得到的平抛水平位移s弹簧压缩量Δx图线。由图乙中给出的直线关系和的表达式可知，与Δx的_____次方成正比。如果换用质量更大的小球做实验，其他条件不变，画出的的斜率会_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。 四、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把解答过程填在答题纸相应的空白处。 17. 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表 规格 后轮驱动直流电动机 车型 26″电动自行车 额定电压下的输出功率 110 W 整车质量 30 kg 额定电压 36 V 最大载重 120 kg 额定电流 3.5 A 质量为的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.020倍。若取，那么在此人行驶的过程中，求：（结果均保留两位有效数字） （1）在电动机以额定功率提供动力的情况下，此人骑车行驶的最大速度为多大？ （2）在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速为时，此人骑车的加速度为多大？ （3）假设电动机正常工作时，损失的功率有80%是由于电机绕线电阻生热而产生的，则电动机的绕线电阻为多大？ 18. 物体在运动速度不太大时，其所受空气阻力可视为与速度成正比。 （1）在讲授自由落体运动的课上老师做了如下演示实验： 将质量均为m的两张纸揉成一大一小两个纸团，在空气中同时静止释放，竖直下落时大纸团下落要慢一些。设纸团半径为r，下落速度为v时，空气阻力f可写成f = krv（k为常数），重力加速度为g。 a．若下落高度足够大，求纸团的最终速度大小vm； b．两纸团下落情况对比，关于它们运动的v-t图线，请你判断能否出现图1中的①、② 情形，并说明理由。 （2）从地面以速度大小v1竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球返回原地时速度大小为v2，由于空气阻力的作用，使得v2<v1。重力加速度为g。 a．以竖直向上为正方向，在图2中定性画出小球从抛出到返回原地过程中速度-时间图像； b．计算小球在此过程中所受重力冲量的大小IG。 19. 人造卫星在绕地球运行时，会遇到稀薄大气的阻力。如果不进行必要的轨道维持，稀薄大气对卫星的这种微小阻力会导致卫星轨道半径逐渐减小，以至最终落回地球。这个过程是非常漫长的，因此卫星每一圈的运动仍可以认为是匀速圆周运动。规定两质点相距无穷远时的引力势能为零，理论上可以得出质量分别m1、m2的两个物体相距r时，系统的引力势能为。已知人造卫星的质量为m，某时刻绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，地球半径为R，地球表面附近的重力加速度为g。 （1）求此时刻卫星的瞬时速度大小v和卫星的机械能E机。 （2）由于大气阻力的影响，卫星的轨道半径逐渐减小。求在这个过程中，万有引力做的功WG与克服大气阻力做的功Wf的比。 （3）已知地球半径为6400km。当卫星轨道离地面的高度为200km时，由于大气阻力的影响，测得卫星每绕地球一周，轨道高度降低20m。试估算在此高度大气对卫星的阻力大小f与卫星所受地球引力大小F的比值k（答案保留1位有效数字）。 20. 利用电场可以控制电子的运动，这一技术在现代设备中有广泛的应用。已知电子的质量为，电荷量为，不计重力及电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应。 （1）在宽度一定的空间中存在竖直向上的匀强电场，一束电子以相同的初速度沿水平方向射入电场，如图1所示，图中虚线为某一电子的轨迹，射入点处电势为，射出点处电势为。 ①求该电子在由运动到的过程中，电场力做的功； ②请判断该电子束穿过图1所示电场后，运动方向是否仍然彼此平行？若平行，请求出速度方向偏转角的余弦值（速度方向偏转角是指末速度方向与初速度方向之间的夹角）；若不平行，请说明是会聚还是发散。 （2）某电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为图2所示。一球形界面外部空间中各处电势均为，内部各处电势均为，球心位于轴上点。一束靠近轴且关于轴对称的电子以相同的速度平行于轴射入该界面，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，改变前后能量守恒。 ①请定性画出这束电子射入球形界面后运动方向的示意图（画出电子束边缘处两条即可）； ②某电子入射方向与法线的夹角为，求它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角的正弦值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $