重庆南开中学高2027届高三年级质量检测（一）物理+答案

重庆南开中学高2027届高三年级质量检测(一)

物理试题

考生注意：

1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。

2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题

区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。

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

符合题目要求。

1.关于共点力作用下物体的平衡及运动，下列说法正确的是

A.物体做直线运动时，一定处于平衡状态

B.物体处于平衡状态时，合力不一定等于零

C.物体做匀速圆周运动时，一定处于非平衡状态

D.物体处于平衡状态时，一定处于静止状态

2.2025年9月，比亚迪仰望U9X在德国ATP测试场以496.22km/h的最高时速刷新全球汽车

极速纪录，成为世界最快量产汽车。在一次赛道测试中，U9X从静止开始做匀加速直线运

动，跑完400m(即“零四加速”)用时约为10s。关于该加速过程，下列说法正确的是

A.U9X的平均速度约为40m/sB.U9X的末速度约为40m/s

C.U9X的加速度约为4.0m/s²D.U9X在中间时刻的瞬时速度约为80m/s

3.核物理中：两低速(可视为静止，忽略初动能)正、负电子对撞湮灭可产生两个光子，一个光

子在重核附近可产生正、负电子(重核几乎不吸收光子能量),上述过程中动量、能量均守

恒，其核反应方程式如下：

方程一：e++e⁻→γ+γ方程二：γ→e++e

已知正、负电子质量均为m,光速为c,普朗克常量为h,则下列说法正确的是

A.方程一：两光子的能量均

B.方程一：两光子的频率均

C.方程二：光子波长的临界值

D.方程二中的光子和方程一中的光子频率相等

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4.题4图所示，质量为m的箱体a由轻绳悬挂于天花板上，箱体内部顶端固定一

轻弹簧，弹簧下端悬挂质量为m的物块b;箱体底部通过另一根轻绳悬挂质量

为m的物块c,整个系统初始处于静止状态，重力加速度为g。现将悬挂箱体的

上端轻绳剪断，在剪断瞬间，下端轻绳对物块c的拉力大小为

A.0B.0.5mgC.mgD.2mg题4图

5.题5图所示，水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧上端连接质量为m的薄

板，薄板上静置一质量也为m的小物块，系统静止时弹簧的压缩量为x₀。现

对物块施加竖直向下的恒力F,当系统向下运动位移x。时撤去F,此后物块

与薄板一起向上运动至弹簧原长位置时，恰好不分离。重力加速度为g,弹

簧始终在弹性限度内，弹簧弹性势能的表达式为,其中k为劲度系

数，x为弹簧的形变量，则恒力F的大小为

题5图

A.0.25mgB.0.5mgC.0.75mgD.mg

6.题6图1所示，低空卫星a(可视为近地卫星)、高空卫星b,均在赤道平面内绕地球同向运

动，轨迹均可视为圆形轨迹。当卫星a向卫星b持续稳定的发射信号时；卫星b直接接收到

卫星a传来的信号强度E随时间t周期性变化的图像如题6图2所示，其中一个周期内，信

号传输接受的时长是信号中断时长的k倍，则两卫星a、b绕地球运动的周期之比为

地轴

地球

卫星b

卫星a

题6图1题6图2

BCD

7.某智能电动滑板车加、减速检测：让滑板车在水平路面上由静止开始匀加速直线提速，后关

闭电源匀减速直线至停止。全程用时5s,位移大小为15m,滑板车质量为10kg,所受阻力

恒定，则滑板车牵引力的额定功率可能为

A.150WB.200WC.250WD.300W

二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有

两项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，不选或错选得0分。

8.无风天气下，大雨滴从足够高的空中竖直匀速下落，速度大小恒为v₀。某时刻起雨滴受到恒

定水平风力作用，水平方向由静止开始做匀加速直线运动，且竖直方向的运动规律不受风力

影响。关于刮风后雨滴的运动，下列说法正确的是

A.与无风时相比，雨滴落地的时间变长

B.与无风时相比，雨滴落地的时间不变

C.任意相等时间内，雨滴的速度变化量相同

D.任意相等时间内，雨滴的速度变化量不相同

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9.张雪机车首款电动摩托车搭载自研ZDYD轴向磁通电机，整车质量m=170kg,电机额定输

出功率P=17kW。在一次平直路面的性能测试中，车手从静止开始以额定功率启动，行驶

过程中所受阻力f恒为340N。关于该启动过程，下列说法正确的是

A.该车能达到的最大速度为50m/s

B.当车速为25m/s时，加速度大小为2m/s²

C.从启动到达到最大速度的过程中，牵引力做的功等于该车获得的动能

D.从启动到达到最大速度的过程中，牵引力做的功大于克服阻力做的功与该车获得的动能

之和

10.题10图所示为竖直上升的电梯，顶部固定一光滑硬质细管AB(AB竖直),轻质橡皮筋一端

固定在管内顶部的A点，另一端固定一小球，0点为电梯匀速时小球相对电梯静止的位置。

现让小球在电梯内，相对电梯做水平方向的匀速圆周运动，圆心为0,BC与BO的夹角为

θ,BO=h,橡皮筋劲度系数为k,且始终在弹性限度内，小球质量为m,重力加速度为g,则下

列说法正确的是

A.h可能等

B.电梯可能向上做加速运动

C.小球相对电梯匀速圆周运动的角速度至少为

D.小球相对电梯匀速圆周运动时，橡皮筋的拉力大小

题10图

三、实验题：本题共2个小题，11题6分，12题9分，共15分。

11.(6分)某同学利用题11图1所示装置完成“探究平抛运动的特点”实验。

(1)下列关于实验操作的说法中，正确的是。(多项选择)

A.斜槽轨道必须光滑，才能保证小球抛出的初速度恒定

B.斜槽末端的切线必须调节至水平

C.每次需将小球从斜槽上同一位置由静止释放

题11图1题11图2

(2)实验中在方格纸上得到小球的部分运动轨迹如题11图2所示，A、B、C为轨迹上的三

个点。已知每个小方格的边长为L,重力加速度为g。则：①小球平抛的初速度大小为

(用L、g表示);②可判断A点(选填“是”或“不是”)小球的抛

出点。

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12.(9分)某同学利用题12图1所示装置探究“向心力与质量、速度、半径之间的关系”。水平

固定的力传感器和均质小球由细线连接，光电门置于小球静止位置A点的正下方，小球静

止时，力传感器的示数F。恒为3.920N,拉动小球让其从某处开始静止释放，在题12图1

所在的竖直平面内摆动过程中，力传感器记录下小球运动过程中细线拉力F随时间t变化

的图像，如题12图2所示。

力传感器

小球

A

盘光电门

题12图1题12图2题12图3

(1)题12图2所示t。为1.005s,则小球来回摆动一个周期的时间为So

(2)小球运动轨迹半径为细线长度与小球半径之和：该同学使用毫米刻度尺测量小球直径

如题12图3所示，则小球直径d=cm。

(3)小球经过A点时，光电门记录下小球直径的遮光时间△t,则光电门测量小球经过A点

时的速度表达式为(用字母d、△t表示)。

(4)不改变小球质量及细线长度，多次改变小球释放的位置，记录每次光电门的遮光时间，

得到小球每次经过A时的速度》ᴀ,同时记录下每次力传感器显示的最大示数F₂,数据

表格如下：

实验次数vA(m/s)F₂(N)

10.9790.9594.304

21.4622.1364.775

31.9353.7435.417

42.3965.7416.216

52.8428.0797.152

63.27110.7028.201

73.68013.5439.337

(5)该同学以F₂为纵轴，v²为横轴得到如题12图4的线性关

系图像，为使图像过坐标原点，探究向心力与速度平方的

正比关系，则纵坐标(对应的物理量)应改为0

A.F₁B.F₂-F₀

C.F₀-F₁D.F₂-F₁

(6)结合表格数据、图像分析，该同学得到Fαcv²,此后改变小题12图4

球质量、细线长度，分别探究向心力与质量、半径之间的关系。在上述探究Focv²过程

中，考虑到小球所受空气阻力、及细线质量(仅考虑该因素),对探究正比关系

(选填“有”或“无”)影响。

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四、解答题：本题共3个小题，13题10分，14题14分，15题18分，共42分。

13.(10分)1687年牛顿大炮理想实验在《自然哲学的数学原理》正式发表，题13图为其简化

版原理图：牛顿设想在高山上P点水平发射炮弹，随着发射速度w从0开始不断增大，炮弹

落地不断变远，当发射速度增至v=v₁时，炮弹恰好沿束缚轨道a(圆轨道)回到P点，成为

人造卫星，继续增大发射速度v,炮弹将沿束缚轨道b(椭圆轨道)回到P点。

若地球半径为R,视为均质球体，球心为0,高山海拔远小于地球半径，万有引力常量为G,

v₁已知，忽略地球自转，理想实验中不考虑空气阻力。

(1)求地球质量M;

(2)若轨道b的远地点离地面高度为R,求炮弹由P发射后经多

长时间再次回到P处。

题13图

14.(14分)如题14图所示，质量分别为2m和m的甲、乙两小球通过长度为R的轻质刚性细

杆连接，初始时两球均沿竖直导轨排布，乙球恰好位于D点。由静止释放后，沿光滑竖直

导轨和四分之一光滑圆弧导轨DA下滑，平滑进人水平导轨ABC。已知：圆弧轨道半径为

R,最低点为A,圆心0与轨道D点齐平；水平面AB段及C点右侧都光滑，BC段粗糙，其中

AB段长度为2R,BC段长度为R,两球与BC段间的动摩擦因数均为μ;重力加速度为g,两

球均可视为质点。

(1)求乙球滑到A点时，两球的速度大小；

(2)求甲球离开圆弧最低点前瞬间对地面的压力；

(3)若最终甲球停在BC区域(含B、C),求小球与BC段间的μ的取值范围。

题14图

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15.(18分)如题15图所示，AB为光滑平台，BC为传送带，以很大的速率v。顺时针转动(物块

始终无法与传送带共速),CD为粗糙平台，斜面长度DE=11.221,倾角θ=37°,顶端有一个

弹性挡板，物块撞到挡板原速率反弹，CD、DE在D点平滑连接。AB、BC、CD在同一水平直

线上且长度均为1,可视为质点的小物块质量为m,与BC、CD、DE之间的摩擦因数均为μ=

0.5。当物块在AB面上向左滑行时不受拉力作用，在AB上向右滑行或速度为0时都将受

到向右的恒定拉力F,物块与A处的弹性挡板碰撞后原速率反弹。现从A点静止释放物

块，已知重力加速度为g,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)若F=2mg,vo=3√gl,求物块第一次滑过传送带与传送带之间的摩擦生热；

(2)若物块没有与挡板碰撞就返回到水平面，求物块第一次从斜面返回D点时的动能(用

含有F的表达式表示);

(3)若拉力F=10mg,斜面顶端的挡板在被碰撞k次(k≠0)后撤掉，求物块最终从斜面顶

端飞出时的动能。

题15图

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物理试题参考答案与评分细则

题号12345678910

选项CABADCDBCABAB

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。

1.C【解析】匀速圆周运动存在向心加速度，不是平衡状态，C正确。

2.A【解析】略。

3.B【解析】由质能方程：方程一的总能量为2mc²,则一个光子的能量为mc²。由E=hv得，光子频率

故A错、B对。方程二：光子能量临界值为2mc²(补充知识：事实上，由于动量守恒，单一

光子不可能产生正负电子对，故总需要一重核，实际光子能量总比临界值大),故两方程中的光

子能量不等，故而频率不等。方程二中光子的临界波长，由得，临界波长大小故

C、D错误。

4.A【解析】弹簧形变不突变，因此弹力大小仍为mg、方向不变；轻绳的弹力可发生突变。先假设下端

轻绳仍绷紧、拉力为T,对箱体a:受自身重力mg、弹簧向下的作用力mg、下端轻绳向下的拉力T,

由牛顿第二定律：mg+mg+T=ma,a>g。对物块c:受自身重力mg、轻绳向上的拉力T,由牛顿第

二定律：mg-T=ma',a'<g说明轻绳实际处于松弛状态，因此剪断瞬间下端轻绳的拉力为0。

5.D【解析】对整体由平衡条件得,对初始位置到弹簧原长全过程应用动能定理，初末动能均

为,解得F=mg,D正确。

6.C【解析】以a为参照物，a、b连线与地球相切时，为直接信号传输的临界位置，结合信号传输、中断

时长的关系易得：,结合开普勒第三定律，易得a、b绕地球运动的周期之比为

,故选C。

7.D【解析】设加速时间为△t,由P₀≥Fvm,x得：

显然易得极小值(临界)为288W,选D。

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。

8.BC【解析】雨滴做类平抛运动，雨滴竖直方向匀速下落，水平方向做匀加速直线运动。下落高度不

变，因此落地时间与无风时完全相等。B正确。任意相等时间内，速度变化量大小相等、方向与

合加速度方向一致(水平)。C正确。

9.AB【解析】选项A:最大速度，当牵引力F等于阻力f时，加速度为零，速度达到最大值：

50m/s,选项A正确。选项B:车速为25m/s时的加速度，由P=Fv得此时的牵引力：

680N,由牛顿第二定律,选项B正确。选项CD:牵引力做的功等于(而非大

于)阻力做的功与动能之和，CD均错误。

10.AB【解析】电梯静止时，mg=kx。取向上为正，设电梯加速度为a,由牛顿定律易得：

显然,其中：a≥-g,则B正确，C错误。橡皮筋拉力：

,只有a=0时才会对应D选项，显然D错误。空间关系：相对电梯C、0等高，

设橡皮筋原长l₀,AB=d,则h=l₀+xo-d=(l₀+x₁-d)cosθ,整理易得：(l₀-d)(1-cosθ)=

,显然上述结论为空间(竖直)位置约束的关系，由于a≥-g,则l₀与d之间的大小关系也

无法确定。如若l₀=d,显然会a=0,则A正确。(亦可从等效原理中引入等效重力加速度的

角度上解释上述问题)

三、实验题：本题共2个小题，11题6分，12题9分，共15分。

11.【答案】(6分)

(1)BC(2分)

(2)②不是(2分)

【解析】(1)A错误：斜槽轨道不需要光滑，只要每次从同一位置由静止释放小球，就能保证到达末

端的初速度一致。B正确：斜槽末端水平是实验核心要求，确保小球抛出时初速度沿水平方向，做

标准平抛运动。C正确：同一位置静止释放，保证每次平抛初速度相同，轨迹重合。

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(2)竖直方向为匀加速直线运动(自由落体),由连续相等时间内的位移差推论△y=gT²,解得T=

,水平方向匀速运动，3L=v₀T,解得,若A是抛出点，竖直方向初速度为0,连续相等

时间内的竖直位移之比应为1:3:5…;本题中yᴀBYBc=1:2,不符合初速度为0的匀加速位移比例，

因此A点不是抛出点。

12.【答案】(9分)

(1)2.010(1分)(2)0.73(0.71～0.76)(2分)

(3)(2分)(5)B(2分)(6)无(2分)

【解析】(1)to显示为相邻两次经过A点的时间，显然周期为2t₀,即2.010s。

(2)两虚线刻度差值即为小球直径，0.73cm。

(3)

(5)A点向心力为拉力与重力的差值，即选B。

(6)A点小球所受空气阻力为切线方向，对向心力不具有影响；细线质量无论是否与小球质量可比

拟，影响的是运动半径与(2)中的计算半径的区别，F。为系统重力，F₂-F。为系统向心力，最终影

响的图像斜率，误差允许范围内，图像总过原点，正比关系依然成立。

四、解答题：本题共3个小题，13题10分，14题14分，15题18分，共42分。

13.【答案】(10分)

【解析】(1)设炮弹质量为m

由……………(2分)

得：……………………(2分)

(2)轨道b的半长轴…………………(1分)

对于轨道a、b,由开普勒第三定律得：…………………(2分)

其中………………(1分)

解得：…………………(2分)

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14.【答案】(14分)

【解析】(1)甲乙都在圆轨道上，由角速度相同得v甲=V乙，系统下滑过程中只有重力做功，机械能守

………(2分)

,解得…………………(2分)

(2)对系统全程应用机械能守恒·(2m+m)v¹²………(2分)

对甲在达到A点前瞬间进行分析，向心力由支持力与重力的合力提供：

………………(2分)

由牛顿第三定律，甲对地面的压力大小等于支持力大小：…(1分)

(3)甲球在BC上面滑行s后停下来，(包含B、C两点)………(2分)

,其中0≤s≤R,代入解得……………(3分)

15.【答案】(18分)

【解析】(1)物体从A到B,由动能定理有,可得vB=2√gl………………(1分)

从B到C,由运动学有：v²-v²=2μgl,可得vc=√5gl<vo…………………(1分)

则在BC段用时………………(1分)

则物块与传送带的相对位移为△x=vot-l=(6√5-13)l…(1分)

摩擦生热……………(1分)