北京市十一学校2026-2027学年高三上学期开学考物理试卷（含答案）

北京市十一学校2026-2027学年高三上学期开学考物理试卷一、单选题1．下列说法正确的是（

）A．汽车在匀速率转弯过程中加速度恒定不变B．火车加速过程中惯性不随速度增大而增大C．乒乓球在桌面弹跳的过程中受到的作用力大小不变D．篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关二、多选题2．快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面会用充气袋包裹，从而起到缓冲的作用。在某次剧烈颠簸中，物品由高处跌落，则在物品接触地面过程中，下列说法正确的是（

）A．充气袋可以延长物品动量改变的时间B．充气袋可以大幅减小物品动量的变化C．充气袋可以大幅减小物品所受合力的冲量D．物品对充气袋的冲量与充气袋对物品的冲量大小相等3．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为的重物，当重物的速度为时，起重机的有用功率达到最大值之后，起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度匀速上升为止。（已知重力加速度为g）则整个过程中，下列说法正确的是（）A．钢绳的最大拉力为 B．钢绳的最大拉力为C．重物的最大速度为 D．重物做匀加速运动的时间为4．如图所示，半径为R的半球形碗，固定在可绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过半球形碗的球心O的对称轴OO′重合。转台以角速度ω匀速转动，此时碗内有两个相同的小物块A和B分别位于碗壁不同高度处，随碗一同转动且相对碗壁静止。忽略空气阻力，下列说法正确的是（

）A．两物块受到的向心力大小相等B．两物块所受的摩擦力不可能都为零C．在碗转动半圈的过程中，两物体所受重力的冲量大小相等D．在碗转动半圈的过程中，两物体所受合力的冲量大小相等5．如图所示，半径为R的摩天轮以大小为ω的角速度在竖直平面内逆时针匀速转动，运行过程中每个悬挂轿厢都可保持姿态不变。轿厢A中的观览乘客质量为m，乘客在观览过程中始终保持站立姿态并相对轿厢静止，轿厢此时所在位置对应半径与竖直向下方向的夹角为θ。下列说法正确的是（

）A．轿厢通过最高点时，乘客处于平衡状态，对轿厢的压力等于重力B．轿厢从最高点到最低点的过程中，乘客所受重力的瞬时功率先增加后减小C．轿厢转动一圈的过程中，乘客的机械能守恒D．θ从0变到的过程中，乘客所受摩擦力做负功6．如图甲所示，水平传送带在电动机的带动下始终沿顺时针方向匀速转动，t=0时刻质量为m的物块（可视为质点）以速度v0滑上传送带左侧，t=t2时刻恰好运动到右侧，其运动的v-t图像如图乙所示。已知重力加速度大小为g，在0~t2时间内，下列说法正确的是（

）A．物块始终受到向右的摩擦力作用B．摩擦力对物块做的功为C．由于摩擦产生的热量为D．电动机为传送物块，多消耗的电能为7．双星系统由两个天体组成，相对于其他天体，位置非常靠近，以相同的角速度绕两者连线上某点各自做匀速圆周运动。如图所示是某双星系统的示意图，O为圆心。两恒星P、Q的球心分别为O1、O2，两星球的半径远小于两星球球心之间的距离。已知P的轨道半径大于Q的轨道半径，设P质量为MP、Q质量为MQ，P、Q间的距离为L，P、Q运动周期为T。下列说法正确的是（

）A．P的质量大于Q的质量B．P的轨道半径为C．P、Q的向心加速度之比为D．在L一定的情况下，若P、Q的总质量越大，它们的绕行周期会越小8．如图所示，一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的3倍。用手托住B球，使轻绳拉紧，A球静止于地面。不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦，重力加速度为g。由静止释放B球，到B球落地前的过程中，下列说法正确的是（

）A．【答案】A球的加速度大小为0.5gB．轻绳拉力对两小球的总功大于零C．拉力对A球做的功等于A球动能的增加量D．【答案】B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量9．机械能包括动能、重力势能和弹性势能，为了在三种能量相互转化的情况下验证机械能守恒定律，实验小组设计了如图所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上，另一端与轻弹簧相连，轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物，在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器，两个传感器再通过数据采集器和电脑相连（图未画出）。实验过程中保持铁架台固定，弹簧始终在弹性限度内，重物只在竖直方向上下运动，没有转动。他们首先用天平测得重物的质量为m，然后：①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能Ek；②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点，用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离，继而得到重物的重力势能Ep；③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离，与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量，结合力传感器测得的弹力大小F，通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能E弹。分析上述三种能量之和E随时间的变化情况，如果在误差允许的范围内，E随时间保持不变，则可认为重物（包括地球）和弹簧组成的系统机械能守恒。已知实验得到的F-t图像如图乙所示，则下列图像中可能正确的是（

）A． B．C． D．10．如图甲所示，在静水中，当风的方向与无自带动力帆船的目标航向（图中由A指向B）一致时，只需将帆面与船身垂直安放，则帆船能沿直线顺利到达目标位置B；如图乙所示，在静水中，当风的方向与无自带动力帆船的目标航向（图中由A指向B）相反时，若调整船身和帆面的位置（其中目标方向AB与船身的夹角为θ，帆面与船身的夹角为φ），帆船也可以逆风到达目标位置B，例如，帆船可先到达C再到达目标位置B。帆船能沿AC段运动的动力来源可简化解释为：风以某一角度α吹到帆面上（α=θ-φ），碰撞后弹出的角度也是α，碰撞前、后的风速大小相同。风与帆面的碰撞导致帆船受到了一个方向与帆面垂直的压力F，这个压力沿船身方向及垂直于船身方向的分力分别为F1和F2，F1就是船沿AC航线前进的动力（其大小与v风的大小关系可表示为），F2则有使船侧向漂移的作用，可以认为该力被水对船的横向阻力平衡。结合以上解释和所学的物理知识，下列说法中正确的是（

）A．k与φ、θ及空气密度ρ都无关B．要使无自带动力帆船沿CB航行，帆面必须处于锐角∠ACB的两边之间C．若不断改变船身和帆面的方位，无自带动力帆船可沿锯齿形航线从A驶向BD．空气分子与帆面发生弹性碰撞前后，空气分子的动量改变量垂直于帆面三、实验题11．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示为记录小车运动情况的纸带。图中A、B、C、D、E为依次相邻的计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.10s。请根据纸带中记录的数据，计算打点计时器打下D点时小车的速度大小vD=______m/s；小车运动的加速度大小a=______m/s2。（结果均保留三位有效数字）12．利用如图所示“碰撞实验器”验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。在实验中，下列说法正确的是______（填选项字母）A．“碰撞实验器”轨道必须是光滑的B．“碰撞实验器”轨道末端的切线必须水平C．入射球每次必须从斜槽AB上的同一高度由静止滚下D．入射球和被碰球必须半径相同13．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、计算，可验证重锤下落过程中机械能是否守恒。已知当地重力加速度为g。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．照图1所示安装好实验器材并连接好电源B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带C．测量纸带上某些点间的距离D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______（填选项字母）；（2）某同学在实验中获得一条纸带，因初始阶段打点模糊，只截取了纸带的一部分，如图2所示。测得点A与点B、C、D、E、F、G间的距离分别为hB、hC、hD、hE、hF、hG，已知相邻两点之间的时间间隔为T。①若从点B到点F过程中机械能守恒，应该满足的关系式是：_______________。②该同学通过计算，获得打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和v2，绘制v2-h图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。若不计一切阻力影响，此时绘制的v2-h图线的纵轴截距b′和斜率k′与b、k的关系最可能的是______。A．【答案】B′＞b，k′＞k

B．【答案】B′＜b，k′=k

C．【答案】B′＜b，k′＜k

D．【答案】B′=b，k′＞k（3）某同学利用图4所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d，托盘和砝码的总质量为m1，滑块和遮光条的总质量为m2，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间Δt。已知重力加速度为g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是：__________。将该物理量用x表示，若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为_________。四、解答题14．某滑冰爱好者及滑板总质量m=60kg，以v0=2m/s的初速度沿斜坡匀加速滑下，斜坡的高度h=6m，经t=2s的时间下滑位移x=10m到达坡底。将人和滑板整体看作质点，设其在下滑过程中所受阻力的大小不变，取重力加速度g=10m/s2。求下滑过程中：（1）滑板及人的加速度大小a；（2）滑板与斜坡坡面间的动摩擦因数μ；（3）斜面对滑板及人的支持力的冲量I大小和方向。15．质量m=1kg的小球由高h1=0.45m处自由下落，落到水平软垫上后，反跳的最大高度为h2=0.2m，从小球下落到反跳到最高点经历的总时间为t=0.7s，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球刚接触软垫时的速度大小v1和刚离开软垫的速度大小v2；（2）小球与软垫接触所用的时间Δt；（3）小球与软垫接触过程中，小球对软垫的平均压力F的大小。16．如图所示，一质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A（可视为质点）。现对A、B同时施以适当的瞬时冲量，使A向左运动，B向右运动，二者的初速度大小均为v0=2.0m/s，最终A没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）A和B相对静止时，二者的速度大小v；（2）在A、B相对滑动，直到二者相对静止过程中，B对A做的功W；（3）A和B相对滑动过程中，A相对B滑行的距离x。17．如图所示为农田灌溉工程的示意图，水泵喷出的水的运动可视为一般的抛体运动，其水平方向不受力，竖直方向只受重力。已知水上升的最大高度为h，落在地面的位置距喷水口的距离为4h，喷水口的水流量为Q（水流量Q定义为单位时间内喷出水的体积），水的密度为ρ，重力加速度为g，忽略空气阻力。（1）水泵喷出的水上升至最大高度时水平速度的大小vx；（2）水流稳定后，空中水的质量m；（3）该灌溉装置利用水泵将水先从地下水池由静止提升至地表，然后再喷射出去。已知地下水池的水面距地面恒为H，若H=h，水泵提升水的机械效率为η，求水泵抽水消耗的电功率P。五、综合题18．19世纪末，有科学家提出了太空电梯的构想：在赤道上建设一座直到地球同步卫星轨道的高塔，并在塔内架设电梯。这种电梯可用于发射人造卫星，其发射方法是将卫星通过太空电梯缓慢地提升到某一预定轨道高度处，然后再启动推进装置将卫星从太空电梯发射出去，使其直接进入预定圆轨道。已知地球半径为R，高塔的高度为h0，万有引力常量为G，地球表面的重力加速度为g。（1）求地球的自转周期T。（2）某次计划通过太空电梯发射质量为m的同步卫星，请通过分析推导，写出太空电梯缓慢提升卫星的整个过程中，沿电梯运动方向，其中h为卫星距离地面的高度，电梯对卫星的作用力FN与h的关系式。（3）为了将质量为m的卫星通过太空电梯先从地面提升到某预定轨道高度h1（h1＜h0），再用推送装置发射卫星使其直接进入该预定圆轨道，需要对卫星做功以提升其机械能。某同学为了计算要对卫星做的功，以地心为参考点，在分析该问题时作答过程如下：选择卫星从地面缓慢提升到预定轨道高度，再推送发射的全过程为研究过程。卫星重力势能的增加量为

①卫星动能的增加量为

②其中速度应该满足下式

③全程对卫星做的功即为卫星机械能的增加量，为

④请指出该同学分析过程中的不合理之处。六、解答题19．太空舱内完全失重的环境中，有一长度为L的圆筒，如图甲所示，绕着与筒长方向垂直的轴OO′以角速度ω旋转，其M端到转轴的距离为d。圆筒内装满密度为ρ0的液体。（1）在圆筒正中央P处取体积为V0的小液体团，周围液体对该小液体团作用力的合力提供向心力，求此合力F的大小和方向。（2）有一密度为ρ1（ρ1＞ρ0）、体积亦为V0的小颗粒，从P处相对于圆筒由静止释放，假设其在该处受到周围液体的作用力与小液体团相同。a、判断小颗粒最终会运动到M端还是N端，并说明理由；b、液体十分粘稠，小颗粒沿筒方向的运动十分缓慢。求当小颗粒运动到距离转轴为r处时受到的液体沿筒长方向的粘滞阻力f，并在图乙中作出f随r的变化图像；c、小颗粒从P处开始运动到筒端的过程中，粘滞阻力做的功Wf。

参考答案1．【答案】B2．【答案】AD3．【答案】ACD4．【答案】BC5．【答案】BD6．【答案】BC7．【答案】CD8．【答案】AD9．【答案】AC10．【答案】CD11．【答案】2.071.8512．【答案】BCD13．【答案】（1）B（2）A（3）滑