北京海淀中关村中学2027届物理高三上期中学业水平测试试题含解析

北京海淀中关村中学2027届物理高三上期中学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、在力学理论建立过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）A．英国天文学家开普勒发现了行星运动的规律，揭示了行星运动和地球上物体运动遵循相同的科学法则B．美国科学家牛顿是动力学的莫基者，他1687年出版的《自然科学的数学原理》中提出三条运动定律C．伽利路最早引入理想实验及科学方法，并且在研究落休运动规律时创建了“加速度"的概念D．法国物理学家卡文迪许在实验室里比较准确的利出了引力常量G的值，他把自己的实验说成是“称量地球的重量”2、汽车以20m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度为5m/s2，那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移之比为（）A．1:1 B．1:3 C．3:4 D．3:13、如图所示，小球从斜面底端A点正上方h高处，以某一速度正对倾角为θ的斜面水平抛出时，小球到达斜面的位移最小(重力加速度为g)，则()A．小球平抛的初速度v0＝B．小球平抛的初速度v0＝sinθC．飞行时间t＝D．飞行时间t＝4、如图所示，纸面内有一以A、B、C、D为顶点的正方形区域，其中心O处有一带电荷量为Q的正点电荷，E、F分别为AB边和AD边的中点，则在该电荷产生的电场中()A．A,B,C．,D四点处的电场强度相同 B．A,E,B三点间的电势差满足C．A、F两点处的电场强度大小之比为2:1 D．电子在C处时的电势能小于在F处的电势能5、如图所示的各点之间的距离均是1m，当t=0时，点1开始向上振动，经0.1s达到最大位移，此时波传播到点3A．波的传播速度是10m/s，周期是B．波的频率是2.5Hz，波长是C．再经0.1s，波传播到了点7，此时点4D．波从1时刻传播到点10时，其历时0.45s，质点86、如图所示，一轻绳上端固定，下端系一木块，处于静止状态．一颗子弹以水平初速度射入木块内(子弹与木块相互作用时间极短，可忽略不计)，然后一起向右摆动直至达到最大偏角．从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块，下列说法正确的是()A．机械能守恒，动量不守恒B．机械能不守恒，动量守恒C．机械能不守恒，动量不守恒D．机械能守恒，动量守恒二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，足够长的光滑水平轨道与竖直固定的光滑半圆形勃道相切于a点，一质量为m的物块可视为质点，以大小为的速度水平向右运动，重力加速度为g，不计空气阻力．当半圆形轨道半径取适当值R时，物块从半圆形轨道最高点b飞出后，在水平轨道的落点与a点间距离最大，最大距离为d．则A． B． C． D．8、如图所示，轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与一物块相连，物块与水平面间的动摩擦因数为．开始时用力推着物块使弹簧压缩，将物块从A处由静止释放，经过B处时速度最大，到达C处速度为零，AC=L.在C处给物块一初速度，物块恰能回到A处．弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g.则物块（）A．在B处弹簧可能为原长B．在C处的初速度大小一定是C．从C到A的运动过程中，也是在B处的速度最大D．从C到A经过B处的速度大于从A到C经过B处的速度9、一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图象如图所示。已知汽车的质量m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则A．汽车在前5s内的牵引力为4×103NB．汽车在前5s内的牵引力为6×103NC．汽车的额定功率为40kWD．汽车的最大速度为30m/s10、如图所示，在水平光滑细杆上穿着A、B两个可视为质点的刚性小球，两球间距离为L，用两根长度同为L的不可伸长的轻绳与C球连接，已知A、B、C三球质量相等，开始时三球静止两绳伸直,然后同时释放三球，在A、B两球发生碰撞之前的过程中，下列说法正确的是()A．系统机械能不守恒B．A、B两球发生碰撞前瞬间C球速度最大C．A、B两球速度大小始终相等D．A、B、C三球水平方向动量守恒三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50Hz，依次打出的点为0、1、2、3、4、…、n，则：（1）如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为________、________、________，必须计算出的物理量为________、________，验证的表达式为________________.（2）下列实验步骤操作合理的排列顺序是________(填写步骤前面的字母).A．将打点计时器竖直安装在铁架台上.B．先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落.C．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验.D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带.E.选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、…、hn，计算出对应的瞬时速度v1、v2、v3、…、vn.F.分别算出mv和mghn，在实验误差范围内看是否相等.12．（12分）某同学为了验证力的平行四边形定则，准备了三根相同的橡皮筋、木板、重物、刻度尺、三角板、铅笔、细绳套、白纸、钉子等器材。操作步骤如下：a、把三根橡皮筋的一端系在一起，另一端分别系一个细绳套；b、将白纸固定在木板上，在木板上钉两个钉子，将任意两个橡皮筋上的绳套分别套在两钉子上；c、立起木板，将重物挂在剩下的一个绳套上，如图甲所示；d、记录下三根橡皮筋的长度和橡皮筋结点的位置O及每个细绳的方向；e、取下白纸，利用橡皮筋的伸长量作为拉力大小，画出受力图，验证力的平行四边形定则；f、换用不同的重物重复实验。⑴此实验还需_______:A．测量重物的质量B．记录下两个钉子的位置C．测量橡皮筋的原长⑵某次实验，测得三根橡皮筋的伸长量及方向。把橡皮筋的伸长量作为拉力大小，作出力的图示，如图乙所示，请任选两个力，根据平行四边形定则作出合力；________⑶在⑵问作出的图中，根据_______可以说明力的合成满足平行四边形定则.⑷如果换用不同的重物再次重复该实验，______(填“需要”或“不需要”）改变钉子的位置，使橡皮筋的结点回到原来的O点。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为11m、12m，两船沿同一直线、同一方向运动，速度分别为2v1、v1．为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．（不计水的阻力）14．（16分）如图甲，光滑平台右侧与一长为L=5m的水平木板相接，木板固定在地面上，现有一可视为质点的小滑块以初速度你滑上木板，恰好滑到木板右端停止。现将木板右端抬高，如图乙，使木板与水平地面的夹角θ=37°，让滑块以相同的初速度滑上木板，不计滑块滑上木板时的能量损失，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）滑块与木板之间的动摩擦因数μ；（2）滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t。15．（12分）如图所示，两个质量均为4m的小球A和B由轻弹簧连接，置于光滑水平面上．一颗质量为m子弹，以水平速度v0射入A球，并在极短时间内嵌在其中．求：在运动过程中(1)什么时候弹簧的弹性势能最大，最大值是多少(2)A球的最小速度和B球的最大速度（从子弹嵌入到弹簧弹性势能第一次达到最大）

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解析】

A．德国的天文学家开普勒发现了行星运动的规律，揭示了行星运动和地球上物体运动遵循相同的科学法则，选项A错误；B．英国科学家牛顿是动力学的莫基者，他1687年出版的《自然科学的数学原理》中提出三条运动定律，选项B错误；C．伽利路最早引入理想实验及科学方法，并且在研究落体运动规律时创建了“加速度"的概念，选项C正确；D．英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．选项D错误。2、C【解析】

汽车刹车后做匀减速运动，根据匀变速直线运动的速度时间关系，解得汽车停车时间为：；开始刹车后2s内的位移为：.；因为汽车4s就停下来，故汽车6s内的位移等于汽车刹车过程中4s内的位移为：，所以刹车后2s内的位移和刹车后6s内的位移之比为：，故选项C正确，A、B、D错误．3、D【解析】

小球到达斜面的位移最小时，位移垂直斜面平抛的竖直高度飞行时间t＝水平位移初速度v0＝A.小球平抛的初速度v0＝，与分析不符，故A错误。B.小球平抛的初速度v0＝sinθ，与分析不符，故B错误。C.飞行时间t＝，与分析不符，故C错误。D.飞行时间t＝，与分析相符，故D正确。4、B【解析】

根据电场线的分布情况分析各点电场强度的关系．由电场线的方向及公式U=Ed分析电势差关系．由E=求A、F两点处的电场强度大小之比．结合电势高低分析电势能的大小．【详解】A项：ABCD四点到O点的距离相等，则四点处的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；B项：根据电场线的分布可知，A、B两点的电势低于E点的电势，结合对称性和公式U=Ed知A、E、B三点间的电势差应满足UAE=UBE，故B正确；C项：A、F两点到O点的距离之比为，由E=知A、F两点处的电场强度大小之比1：2，故C错误；D项：C处电势比F处电势低，根据负电荷在电势低处电势能大，知电子在C处时的电势能大于在F处的电势能，故D错误．故应选：B．本题关键要搞清点电荷电场的分布情况，灵活运用公式E=，要知道公式中Q是场源电荷，r是到场源电荷的距离．5、D【解析】A、由题分析得知14T=t=0.1s，14λ=2m，所以周期T=0.4s波长λ=8mC．x=vt=20×0.1=2m，此时波传到了点5，点4振动了14TD．点10与点1间的距离为x=9m，则波传到点10的时间为t=xv=920=0.45s．点8与点10点睛：本题考查对质点的振动与波的形成之间联系的理解能力，要会根据波形的平移法求波传播的时间，运用数学知识求解任意时刻质点的位移。6、C【解析】

从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块组成的系统做圆周运动，合力不等于零，系统的动量不守恒。机械能有一部分转化为内能，则系统的机械能不守恒，故ABD错误，C正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】

绳—球模型构成的圆周运动满足机械能守恒，平抛运动有分运动公式，建立水平距离d关于R的函数求出最大值.【详解】设小球经过a点的速度为，小球沿着光滑的轨道从b到a的过程只有重力做功，由机械能守恒定律：；而小球从a点做平抛运动，，；联立各式可得：，可知根号下的表达式为R作自变量的二次函数，则当时，即，水平距离有最大值；故选AC.本题考查机械能守恒定律与平抛运动规律的应用，要注意明确物理过程，正确选择物理规律结合数学函数求极值的方法准确求解．8、BD【解析】

物块从A到C的过程中，合力为零时速度最大．对来回两个过程，分别运用能量守恒定律列式，可求初速度．根据物块返回时受力情况判断其运动情况．【详解】物块从A到C的过程中，弹簧的弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，物块先加速后减速，所以当弹力等于滑动摩擦力时速度最大，此时弹簧处于压缩状态．故A错误．设释放前弹簧的弹性势能为Ep．根据能量守恒定律得：

从A→C的过程有：Ep=μmgL；

从C→A的过程有：Ep+μmgL=mv02；解得，在C处的初速度v0=2，故B正确．从C到A的运动过程中，物块经过B时弹力向右，滑动摩擦力也向右，合力不为零，所以B点的速度不是最大，故C错误．两次经过B点时弹簧的弹性势能相同，设为EpB．BC间的距离为S．根据能量守恒定律得，从B→C的过程有：EpB+mvB12=μmgS，即得mvB12=μmgS-EpB；从C→B的过程有：EpB+μmgS+mvB22=mv02，即得mvB22=mv02-EpB-μmgS；将Ep=μmgL和Ep+μmgL=mv02，代入上式得：mvB22=2μmgL-EpB-μmgS＞mvB12，可知，vB2＞vB1．即从C到A经过B处的速度大于从A到C经过B处的速度．故D正确．故选BD．本题关键是分析清楚物体向右运动的过程中速度的变化情况，根据力和运动的关系分析．运用分段法研究能量的转化情况．9、BD【解析】

AB．汽车受到的阻力f=0.1mg=0.1×2.0×103×10N=2.0×103N，前5s内汽车的加速度由v-t图可得a=2.0m/s2，根据牛顿第二定律：F-f=ma，求得汽车的牵引力F=ma+f=2.0×103×2.0N+2.0×103N=6.0×103N，故A错误，B正确；C．t=5s末汽车达到额定功率，P额=Fv=6.0×103×10W=6.0×104W=60kW，故C错误；D．当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，则最大速度vm=P额f=6×10410、CD【解析】

在A、B两球发生碰撞之前的过程中，只发生动能和重力势能之间的转化，所以系统的机械能守恒，故A错误。A、B二球发生碰撞前瞬间，两绳与杆垂直，C球不再向下运动，速度为零。故B错误。根据对称性可知，A、B二球速度大小始终相等，故C正确。三球水平方向不受外力，所以系统水平方向的合外力为零，A、B、C三球水平方向动量守恒。故D正确。故选CD。对于机械能守恒的判断，可根据是否只有重力或弹力做功，也可以从能量的角度来判断．对于系统的动量是否守恒要看系统的合外力是否为零．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、第2点到第6点之间的距离h26第1点到第3点之间的距离h13第5点到第7点之间的距离h1第2点的瞬时速度v2第6点的瞬时速度v6ADBCEF【解析】（1）如用第2点到第6点之间的纸带来验证，则过程中重物的动能变化量为，重力势能变化量为，故验证从2到6点的机械能守恒，首先要测量这两点之间的距离，用来计算mgh；还要用平均速度法求出两点的速度，故还要测量该点两侧的一段距离，如点1至点3的距离h13，以及5至7点之间的距离h1．所以必须直接测量的物理量为第2点到第6点之间的距离h26，第1点到第3点之间的距离h13，第5点到第7点之间的距离h1，故验证的表达式为；（2）按照实验操作的步骤顺序：安装在铁架台，安装打点计时器（A），将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器（D），打点（B）重复（C）选纸带（E），数据处理（F）．12、C作出的合力大小与另一个力的大小近似相等，方向近似相反不需要【解析】（1）实验中使用了三根相同的橡皮筋，故弹力与伸长量成正比，即伸长量的大小表示弹力的大小，故只需要测量三根据橡皮筋的伸长量即可，故A错误；在以上步骤中已经记录了每条细绳的方向，不需要记录两个钉子的位置，故B错误；本实验以弹簧的伸长量来作平行四边形，步骤d中测量了橡皮筋悬挂重物后的长度，要计算伸长量，需要测量橡皮筋的原长，故选C，故选C.（2）根据平行四边形定则作出合力，如图所示：（3）根据平行四边形定则作出任意两根橡皮筋的弹力的合力，当合力与第三根橡皮筋的弹力的大小近似相等，方向近似相反时，即说明力的合成满足平行四边形定则（4）因为该实验是利用橡皮筋的伸长量作为拉力大小，画出受力图，验证力的平行四边形定则；如果换用不同的重物再次重复该实验，不需要改变钉子的位置，也不需要使橡皮筋的结点回到原来的O点。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、【解析】

在抛货物的过程中，乙船与货物组成的动量守恒，在接货物的过程中，甲船与货物组成的系统动量守恒，在甲接住货物后，甲船的速度小于等于乙船速度，则两船不会相撞，应用动量守恒定律可以解题．【详解】设抛出货物的速度为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：乙船与货物：12mv1=11mv1-mv，甲船与货物：11m×2v1-mv=11mv2，两船不相撞的条件是：v2≤v1，解得：v≥4v1，则最小速度为4v1．