河北衡水中学2025-2026学年高三上学期检测四物理试卷（含解析）

PAGE河北衡水中学2025-26届高三年级上学期检测四物理本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。第Ⅰ卷（选择题共46分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示，则下列各式可能表示能量的是A． B． C． D．2．关于运动的合成和分解，下列说法正确的是A．合运动的速度一定大于分运动的速度B．合运动的速度一定小于分运动的速度C．分运动是变速直线运动，则合运动可能是直线运动D．分运动是变速直线运动，则合运动是曲线运动3．如图甲所示，质量为m的汽车A在倾角为α的路面上做匀速圆周运动，简化图如图乙所示，其中O为圆周运动的圆心，圆周在水平面内，重力加速度为g。当汽车以速率v行驶时，恰好没有侧滑的趋势，下列说法正确的是A．汽车在行驶过程中，受到重力、支持力、牵引力、阻力、向心力B．汽车做圆周运动的半径C．路面对汽车的支持力为D．当汽车的速率大于v时，汽车受到侧向摩擦力的方向由B指向A4．2024年10月30日11时00分，“神舟十九号’’飞船与天宫空间站顺利对接。如图所示，飞船与空间站对接前在各自预定的圆轨道Ⅰ、Ⅲ上运动，Ⅱ为对接转移轨道，下列说法正确的是A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速度小于在轨道Ⅲ上的运行速度B．飞船在三个轨道上的运行周期TⅠ＜TⅡ＜TⅢC．飞船在轨道Ⅱ上的机械能小于在轨道Ⅰ上的机械能D．飞船在三个轨道上运行时机械能都相等5．一质量为80kg的梅花鹿（视为质点）做匀变速直线运动，其运动的位置—时间图像（x-t图像）如图中实线所示，其中虚线为t1时刻图像的切线，已知t＝0时梅花鹿的速度大小不为零，且t1＝2s，x1＝5m，x2＝15m，则梅花鹿受到的合力大小为A．1600N B．800NC．600N D．400N6．如图所示，水平轨道与一固定在竖直面内的光滑圆弧轨道相切于A点，一质量为0.3kg，可视为质点的小球从水平轨道经A点冲上圆弧轨道，测得小球在轨道上B点对轨道的压力大小为3N。已知圆弧轨道的圆心为O，OB连线与水平方向之间夹角θ的正弦值，忽略空气阻力，取g＝10m/s2。则小球在A点对轨道的压力大小为A．10N B．15N C．18N D．7.5N7．如图所示，甲、乙两传送带与水平面的夹角相同，都以恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v。在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v，已知B处离地面的高度均为H。则在小物体从A到B的过程中A．两传送带消耗的电能相等B．两传送带对小物体做功不相等C．小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小D．两种情况下因摩擦产生的热量相等二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．如图所示，天文学家观测发现宇宙中的两个星体A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，星体A的轨道半径大于星体B的轨道半径，假设两个星体的总质量为M，两个星体中心间的距离为L，则A．星体A的向心力一定小于星体B的向心力B．星体A的线速度一定小于星体B的线速度C．星体A的质量一定小于星体B的质量D．两个星体的总质量M一定，L越大，角速度越小9．如图所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B由静止释放，当B下降到最低点时（未着地），A对水平桌面的压力恰好为零。轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A始终处于静止状态。下列说法正确的是A．2m＞MB．B在最低点的加速度大小等于gC．在B从释放位置运动到最低点的过程中，B的机械能守恒D．在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量10．如图所示，在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板，在木板A上放着质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态。A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现用水平恒力F向右拉木板A，下列说法正确的是A．不管F多大，木板B一定保持静止B．A、C之间的摩擦力大小一定等于μmgC．B受到地面的摩擦力大小一定小于FD．A、B之间的摩擦力大小可能等于F第Ⅱ卷（非选择题共54分）三、非选择题：本题共5题，共54分。11．（8分）某同学利用传感器验证影响向心力大小的相关因素。如图甲，电动机的竖直轴与水平放置的圆盘中心相连，将力传感器和光电门固定，圆盘边缘上固定一竖直的遮光条，将光滑小定滑轮固定在圆盘中心，用一根轻绳跨过定滑轮连接滑块和力传感器。实验时电动机带动水平圆盘匀速转动，滑块随圆盘一起转动，力传感器可以实时测量绳的拉力F的大小。（1）本实验用到的实验方法是_________。（2）圆盘转动时，宽度为d的遮光条从光电门的狭缝中经过，测得遮光时间为Δt，则遮光条的线速度大小为______，圆盘半径为R，可计算出滑块做圆周运动的角速度为______。（均用题中所给物理量的符号表示）（3）保持滑块质量和其做圆周运动的半径不变，改变滑块角速度ω，并记录数据，作出图线如图乙所示，从而验证与的关系。该同学发现图乙中的图线不过坐标原点，且图线在横轴上的截距为，滑块做圆周运动的半径为r，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块与圆盘间的动摩擦因数为__________（用题中所给物理量的符号表示）。12．（8分）某实验小组用如图甲所示的实验装置，探究小球做平抛运动的规律，其中桌面高度为H，重力加速度为g。（1）关于该实验，下列说法正确的是_________（填正确答案标号）。A．斜槽轨道末端应保持水平B．应想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦C．每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放D．实验时，必须控制挡板高度等间距下降（2）某次正确实验后，在方格纸上记录了小球在不同时刻的位置如图乙中a、b、c所示，建立如图乙所示的平面直角坐标系，y轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为L，a、b、c三点的坐标分别为a（2L，2L）、b（4L，3L）、c（8L，8L）。在小球轨迹上取一个点d（图中未画出），使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的纵坐标为___________。（3）该小组实验过程中，利用n个厚度相同的垫板放在桌面上，通过改变垫板的个数探究初速度相同的平抛运动，如图丙所示。通过记录得到垫板个数n和小球落地时的水平位移x，得到图像如图丁所示，其中H＝1.5m，取g＝10m/s2。则小球平抛的初速度v0＝_______m/s，垫板的厚度d＝_______m。13．（8分）如图甲所示，某同学打水漂，打完第一个水漂后，其运动的简化示意图如图乙所示，A点为某次石块运动的最高点，测得A、B两点间水平间距x＝1.2m，竖直高度差为h＝0.45m。已知石块的运动在同一竖直面内，不计空气阻力，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（1）求石块在A点速度的大小。（2）若石块每次与水面接触后，竖直方向的分速度反向，大小变为接触前的，水平方向的分速度不变，则石块从A点抛出到第二次触水的过程中，经过的水平距离是多少？14．（14分）如图所示，可视为质点的光滑小球质量为m，从倾角为θ的固定斜劈上A点由静止释放，斜面足够长，A点到斜劈底面的竖直高度为h，斜劈底端B点与水平桌面平滑连接（小球经过B点时没有机械能损失，下同）。半径为R的过山车式圆形轨道竖直放置，轨道一端C点与左边水平面平滑连接，C点单向导通，从C点向右滑入圆形轨道的小球，不能从C点向左滑出，另一端D点和弧形轨道平滑连接，重力加速度为g。（1）求小球经过B点时的速度大小。（2）若小球经过C点进入圆形轨道后，在圆形轨道运动过程中不脱离轨道，求h的取值范围。（3）求小球恰好能到达D点时，在D点对轨道的作用力。15．（16分）如图所示，倾角θ＝30°的足够长斜面固定在水平面上，斜面末端P与光滑水平平台平滑连接。水平传送带以5m/s的速度沿逆时针匀速转动，其左端与平台平滑连接。将质量为0.2kg的物块A置于斜面上，A恰好不下滑，质量为0.6kg的物块B静止在平台上。现使A获得一沿斜面向下、大小为v0＝8m/s的速度，A滑上平台后与B发生碰撞，此后B滑上传送带。已知传送带足够长，最初B静止在水平平台上，B与传送带之间的动摩擦因数为0.3，B与斜面之间的动摩擦因数很小，计算中可忽略不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，二者之间的碰撞均视为弹性碰撞，且碰撞时间极短，取g＝10m/s2。（1）求A与B第一次碰撞后瞬间B速度的大小。（2）求最终A与P之间的距离。物理参考答案选择题答案速查题号12345678910答案CCCBDCCCDABDAD一、单项选择题1．C【解析】根据题意可知的单位为，结合动能公式可知为能量单位，A错误。同理的单位为，根据可知为力的单位，可知为力与质量的乘积，不是能量的单位，B错误。的单位为，根据前面A选项分析可知该单位为能量单位，C正确。的单位为，不是能量单位，D错误。2．C【解析】合速度的大小由分速度的矢量和决定，可能大于分速度，也可能小于分速度（如分速度方向相反时），A、B错误。两个分运动是直线运动，如果它们的合速度方向与合外力方向不在同一直线时，其合运动就是曲线运动，若两个分运动的合外力方向与合速度方向共线，即使分运动是变速直线运动，合运动仍为直线运动，C正确，D错误。3．C【解析】汽车在圆轨道上做圆周运动，受到重力、支持力、牵引力、阻力，向心力是合力的作用效果，A错误。汽车在路面上刚好没有侧向摩擦力时的受力分析如图所示。根据牛顿第二定律有，得，路面对汽车的支持力，B错误，C正确。当汽车的速率大于v时，汽车有向外运动的趋势，此时汽车受到的侧向摩擦力的方向由A指向B，D错误。4．B【解析】根据万有引力提供向心力，有，可得，因为rⅠ＜rⅢ，可知飞船在轨道Ⅰ上的运行速度大于在轨道Ⅲ上的运行速度，A错误。根据开普勒第三定律，因为rⅠ＜rⅡ＜rⅢ，可知飞船在三个轨道上的运行周期TⅠ＜TⅡ＜TⅢ，B正确。飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要进行加速，机械能增加，则飞船在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能，C、D错误。5．D【解析】根据x-t图像的切线斜率表示速度，由图可知，t1时刻梅花鹿的速度为，设t＝0时刻梅花鹿的速度为v0，根据运动学公式可得，解得v0＝2.5m/s，，则梅花鹿的加速度为，根据牛顿第二定律可得梅花鹿受到的合力F合＝ma＝－400N，则其大小为400N，D正确。6．C【解析】设圆弧轨道的半径为R，小球由A到B由机械能守恒定律可得；由牛顿第三定律可得小球运动到B点时，所受支持力FN＝3N，重力沿着BO方向的分力与支持力的合力充当向心力，则有；小球到达A点时，有，联立可得F＝18N，由牛顿第三定律可得，小球在A点时对轨道的压力为18N，C正确。7．C【解析】图甲中，根据动能定理得，图乙中，根据动能定理得，因为物体最终均与传送带共速，所以物体的平均速度为传送带速度的一半，根据可知其位移也是传送带位移的一半，所以物体相对传送带的位移与物体的对地位移相等，因摩擦产生的热量与摩擦力对物体做的功相等，即Wf＝Q，所以甲产生的热量较多，根据能量守恒，传送带消耗的电能转化为物体的机械能及系统的因摩擦产生的热量，甲产生的热量较多，所以甲消耗的电能较多，A、D错误。根据功能关系，传送带对物体做的功等于物体机械能的增量，到传送带顶端时，小物体的机械能相等，所以传送带对物体做的功相等，B错误。根据v2＝2ax可知a甲＜a乙，根据牛顿第二定律可知，可得μ甲＜μ乙，C正确。二、多项选择题8．CD【解析】两个星体A、B组成双星系统，两者的角速度相同，由相互作用的万有引力提供向心力，则星体A和B的向心力大小相等，由v＝ωr，星体A的轨道半径大于星体B的轨道半径，可知星体A的线速度一定大于星体B的线速度，A、B错误。设星体A、B的轨道半径分别为rA、rB，由牛顿第二定律得，又rA＋rB＝L，联立解得，，由于星体A的轨道半径大于星体B的轨道半径，可知星体A的质量一定小于星体B的质量，两个星体的总质量M一定，L越大，则角速度越小，C、D正确。9．ABD【解析】根据运动的对称性可知，在最低点时，钩码B的加速度大小为g，方向竖直向上。以钩码B为研究对象，根据牛顿第二定律可得F弹－mg＝ma＝mg，解得在最低点时，弹簧弹力大小为F弹＝2mg，可知此时作用在A上的绳子拉力大小为2mg，设绳子与桌面间夹角为θ，以A为研究对象，竖直方向根据受力平衡可得2mgsinθ＝Mg，可得M＜2m，A、B正确。在B从释放位置运动到最低点的过程中，弹力对B做负功，B的机械能减小，C错误。对于B，在从释放到速度最大过程中，B机械能的减少量等于弹簧弹力所做的负功，即等于B克服弹簧弹力所做的功，D正确。10．AD【解析】设A、B的质量为M，先对木板B受力分析，竖直方向受重力、压力和支持力，水平方向受A对B向右的摩擦力和地面对B向左的摩擦力，由于A对B的最大静摩擦力μ(m＋M)g小于地面对B的最大静摩擦力μ(m＋2M)g，则木板B一定保持静止，A正确。当A、C发生相对滑动时，A、C之间的摩擦力等于μmg，A、C相对静止时，摩擦力可能不等于μmg，B错误。当F较小时，A、B、C保持相对静止，对A、C整体分析，B对A的摩擦力等于拉力F的大小，地面对B的摩擦力也等于F的大小，当F足够大时，A会在B上发生相对滑动，则A、B之间的摩擦力为μ(M＋m)g小于F，C错误，D正确。三、非选择题11．（1）控制变量法（2分）（2）（2分）（2分）（3）（2分）【解析】（1）本实验探究向心力大小与质量、半径、角速度的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另一个物理量的关系，则本实验所采用的实验探究方法是控制变量法。（2）遮光条的线速度大小为，根据线速度与角速度的关系可知。（3）根据图像乙可知时，，此时有，解得。12．（1）AC（2分）（2）5L（2分）（3）2（2分）0.05（2分）【解析】（1）为了确保小球飞出时初速度方向沿水平方向，实验中，应使斜槽轨道末端保持水平，A正确。为了确保小球飞出斜槽末端的初速度大小一定，实验中，每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放，C正确。小球每次均从斜槽同一高度由静止释放，则每次小球的平抛初速度均相等，不会因为摩擦而变化，所以实验中不需要想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦，B错误。实验时，需要描出小球在纸面上的多个位置点，便于确定小球的运动轨迹，但不需要控制挡板高度等间距下降，D错误。（2）小球飞出斜槽末端后做平抛运动，水平方向为匀速直线运动，若相邻点迹之间的时间间隔相等，则相邻点迹之间水平方向的分位移相等，可知，为使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的横坐标为6L，此时相邻点迹水平方向的分位移均为2L，小球在竖直方向做自由落体运动，由于相邻点迹之间的时间间隔相等，根据Δy＝gT2，可知，相邻点迹竖直方向上的位移之差均相等，令d点的纵坐标为y，则有(y－3L)－(3L－2L)＝(8L－y)－(y－3L)，解得y＝5L。（3）小球做平抛运动，则有，x＝v0t，解得，结合图像丁有，，代入数据解得v0＝2m/s，d＝0.05m。13．（1）4m/s（2）2.4m【解析】（1）石块由A运动到B做平抛运动，在竖直方向上有（1分）解得t1＝0.3s（1分）在水平方向上有x＝vAt1（1分）解得vA＝4m/s（1分）（2）石块第一次触水时，在竖直方向上有vy＝gt1＝3m/s（1分）石块从第一次与水面接触到第二次与水面接触的过程中，做斜抛运动，在空中运动的时间（1分）石块从抛出到第二次与水面接触所经历的时间t＝t1＋t2＝0.6s（1分）石块第二次接触水面处与抛出点的水平距离x＝vAt＝2.4m（1分）14．（1）（2）或（3）6mg，方向竖直向下【解析】（1）小球从A点到B点过程机械能守恒，有（1分）解得（1分）（2）小球经过C点进入圆形轨道后，在到达D点前不脱离轨道，若当从C点单向进入圆形轨道后，恰好能到和圆心等高时，对应释放高度为h1，全程机械能守恒，有mgh1＝mgR（1分）解得h1＝R（1分）若从C点单向进入圆形轨道后，恰好能过圆形轨道最高点，对应释放高度h2，在最高点有（1分）全程机械能守恒，有（1分）解得（1分）综上，若小球经过C点进入圆形轨道后，在到达D点前不脱离轨道，h的取值范围是或（1分）（3）小球恰好能到达D点，则（1分）在D点有（1分）由牛顿第三定律，小球恰好能到达D点时对轨道的作用力大小（1分）全程机械能守恒，有（1分）解得小球恰好能到达D点时对轨道的作用力大小（1分）方向竖直向下（1分）15．（1）4m/s（2）1.7m【解析】（1）设A与B碰后，A、B速度分别为vA1、vB1，规定水平向右为正方向，则有mAv0＝mAvA1＋mBvB1（1分）