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高三年级巩固训练物理
本卷满分 100 分,考试时间 75 分钟。
☆注意事项：
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共 10 小题,共 46 分。在每小题给出的四个选项中,第 1～7 题只有一项符合题目要求,每小题 4 分;第 8～10 题有多项符合题目要求,每小题 6 分,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
1.下列关于甲、乙、丙、丁四幅图片说法正确的是
甲：G228国道 乙：歼-35 丙：神舟二十二号 丁：机器人大赛
A.图甲中,从辽宁省丹东市到葫芦岛的 G228 国道长度约,该 指的是位移大小
B.图乙中,研究歼-35 战斗机的飞行姿态时,可以将战斗机视为质点
C.图丙中,神舟二十二号绕地球做匀速圆周运动时,飞船处于平衡状态
D.图丁中,2026 年 8 月 24 日机器人参加百米直线竞速大赛,用时,则机器人的平均速度大小约为
2.北宋僧人怀丙采用浮船打捞铁牛。如图所示,两艘大船装满沙土,绳索一端系住沉在河底的铁牛,另一端固定在两船之间的横梁上。将船上沙土缓慢卸入河中,船缓慢竖直上浮,最终把铁牛拉离河底。下列说法正确的是
A.卸沙过程中,船始终处于平衡状态,船受到的浮力保持不变
B.铁牛刚要离开河底瞬间,绳索对铁牛拉力的合力等于铁牛的重力
C.绳索对铁牛的拉力是由于绳索形变产生的
D.铁牛在河底静止时,河底对铁牛的支持力与铁牛的重力是一对相互作用力
3.辽宁某大型石化企业的污水处理车间用高速圆筒离心机对含油污水进行油—水—固三相分离,其原理如图所示:转筒绕竖直中心轴高速转动,筒内液体被筒壁带动,随转筒一起转动(可视为刚体转动)。图中黑点表示悬浮的微小油滴和固体颗粒, 为紧贴筒壁处, 为靠近转轴处。已知水的密度、泥沙颗粒的密度均大于油的密度。则下列说法正确的是
A.密度较大的物质更容易聚集在 区域
B.物质在 处的线速度小于在 处的线速度
C.物质做圆周运动的向心力由万有引力提供
D.提高圆筒转动的角速度,有利于提升分离效果
4.如图所示,长征十号乙运载火箭末级完成在轨任务后与上面级分离,末级沿椭圆轨道返回地球,椭圆轨道近地点 贴近地球表面,远地点 为分离点,地球可视为质量为 、半径为 的均匀球体,引力常量为 。忽略大气阻力,下列说法正确的是
A.末级在近地点 的加速度
B.末级在 点的运行速度大于地球的第一宇宙速度
C.末级从 点运动到 点的过程中,引力势能减小,机械能减小
D.若末级在 点点火减速,可进入轨道高度更高的圆轨道
5.如图甲所示为火炮演习场景,图乙中炮弹由炮口射出,实线为炮弹受空气阻力作用的实际运动轨迹,虚线为不计空气阻力的理想斜抛轨迹,其中 为实际轨迹的最高点, 为 点到水平面的竖直高度, 为理想轨迹的最高点,重力加速度为 。下列说法正确的是
A.炮弹到达最高点 时,速度方向水平,加速度竖直向下
B.炮弹在 、 两点的速度大小满足
C.炮弹从 点运动到 点的时间小于从 点到 点的时间
D.炮弹从 点运动到 点的时间小于
6.如图所示,两个定滑轮 、 固定在天花板上,一轻质不可伸长的细绳跨过两定滑轮,细绳左端连接小球 ,小球 下端通过轻弹簧连接小球 ,小球 与小球 通过长度为 的轻绳连接,细绳右端连接小球 。小球 质量为 ,小球 、、 质量相等。初始时用手托住小球 ,使小球 、 刚好接触,且所有小球保持静止,不计滑轮摩擦及空气阻力,重力加速度为 。若突然将托住小球 的手撤离,则下列说法正确的是
A. 的质量为
B.、 间的轻绳刚绷紧瞬间, 的加速度大小为
C.、 间的轻绳刚绷紧瞬间, 的速度大小为
D.从手撤离开始至轻弹簧达到最大长度的过程中,轻弹簧增加的弹性势能等于所有小球减少的机械能
7.如图所示,质量相等的物块甲、乙静置在足够长的水平传送带的中点处。 时刻,两物块间的炸药爆炸,使甲、乙分别获得向左、向右的初速度,大小均为 ,同时传送带开始以速率 顺时针匀速转动。已知甲、乙与传送带间的动摩擦因数均为 ,重力加速度 。不计炸药爆炸时间,不计空气阻力,则两物块相对静止时相距为
A.
B.
C.
D.
8.某同学健身时将哑铃由最低点竖直向上举高 到达最高点,哑铃先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,到达最高点时速度恰好减为零,全过程总时间为 ,且匀加速阶段的时间小于匀减速阶段的时间。取竖直向上为正方向,下列关于哑铃从最低点运动到最高点的过程中,速度 、加速度 、位移 随时间 变化的图像,可能正确的是
9.辽宁某海边码头,工人利用跨过定滑轮的轻质细绳拖拽斜面上的货物箱。质量 的货物箱置于倾角 的倾斜卸货坡道上,细绳与坡道表面平行;水平行驶的牵引车以恒定速率 水平向右运动。已知货物与坡道间的动摩擦因数 ,重力加速度 ,,。某时刻牵引车与滑轮之间的细绳与水平方向的夹角 ,货物箱沿坡道向上运动,下列说法正确的是
A.此时货物箱沿坡道向上的速度大小为
B.货物箱沿坡道向上做减速运动
C.此时细绳的拉力一定大于
D.若牵引车向右行驶,为使货物箱的速度保持不变,则牵引车的速度应不断减小
10.如图甲所示,质量为 的汽车沿倾角为 的足够长的平直斜坡 向上运动,运动过程中,汽车受到路面的阻力和空气阻力之和保持不变,大小为车重的 倍。若该车以恒定的牵引力 发动汽车,(未知)时刻达到额定功率后保持功率不变继续行驶,在运动时间 内汽车牵引力做的功为 ,其 图像如图乙所示,图中 为已知量,重力加速度为 ,则下列说法正确的是
A.汽车的额定功率为
B. 时间内,汽车的平均功率为
C.汽车匀加速阶段的时间为
D.汽车在行驶中所能达到的最大速度为
二、非选择题:本题共 5 小题,共 54 分。
11.(9 分)
(1)小华同学使用打点计时器进行“探究小车速度随时间变化规律”的实验。在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔为 0.1 s,并用刻度尺测出了各计数点到计数点“0”的距离,“0”到“2”和“4”点的距离漏记,图中所标数据的单位是“cm”。
根据纸带提供的信息,打下计数点 6 时小车的速度大小为________ m/s,小车运动的加速度大小为________ m/s 。(结果均保留两位有效数字)
(2)某同学利用图示装置验证牛顿第二定律,气垫导轨上固定有光电门 1、2,分别对应导轨 、 位置,小车上方固定遮光条,细绳一端连接小车,另一端通过轻质定滑轮悬挂钩码,实验中保证小车与滑轮间细绳与导轨表面平行。已知重力加速度为 ,忽略滑轮摩擦与细绳质量。实验操作步骤如下:
Ⅰ.用天平测出小车与遮光条的总质量为 ,用刻度尺测出 、 两光电门间的距离为 ,用游标卡尺测出遮光条的宽度 ;将小车从导轨左端向右推出,测得遮光条经过光电门 1 的遮光时间大于经过光电门 2 的遮光时间,则应________（“升高”或“降低”）导轨右端。
Ⅱ.将 个相同的钩码挂在细绳右端,将小车从导轨左端由静止释放,通过数字毫秒计分别测出遮光条经过光电门 1、光电门 2 的遮光时间为 、。
①若遮光条宽度极小,则小车在 、 间做匀变速直线运动的加速度大小 ________(用题中给出的物理量符号表示)。
②实验中若 个钩码的总质量与小车和遮光条的总质量 相近时,测得小车的加速度为 ,则满足单个钩码的质量 ________(用 、、、 表示),即可验证牛顿第二定律。
12.(7 分)某同学观看天宫课堂后,设想在中国空间站的国家太空实验室中利用如图所示的装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
①将位移传感器固定在滑块上;
②放上滑块,抬高木板右端,使木板与水平面的夹角为 ;
③力传感器固定在木板左端并与轻质弹簧左端相连,弹簧处于原长时,其右端自然伸长至 点, 点到 点的距离为 。打开力传感器、位移传感器、速度传感器,将滑块从 点由静止释放,同时采集实验数据;
④记录各传感器同一时刻的测量示数,计算机拟合得到甲、乙两图,图甲是弹簧弹力 随滑块位移 变化的图像,图乙是滑块速度的平方 随弹簧形变量的平方 变化的图像。已知弹簧的弹性势能 , 为弹簧劲度系数, 为弹簧形变量,图中 、、、 均已知,重力加速度为 。
(1)弹簧的劲度系数 ________(选用 、、、 表示)。
(2)若某时刻滑块相对于释放点 的位移为 ,此时滑块的速度为 ,滑块(含位移传感器)的质量为 (未知),则在误差允许范围内,满足关系式________________(选用 、、、、、、 表示)时,弹簧与滑块(含位移传感器)组成的系统机械能守恒。
(3)结合图甲和图乙分析,滑块(含位移传感器)的质量 ________(选用 、、、、 表示)。
13.(10 分)2026 年 9 月 15 日,我国在酒泉卫星发射中心用朱雀二号改遥七运载火箭成功将千帆极轨 19 组卫星送入极地上空距地面高度 的预定圆轨道。已知地球半径 ,地球表面的重力加速度 ,不计地球自转与空气阻力。可能用到的数据:,,。(结果均保留两位有效数字)
(1)求卫星在预定圆轨道上运行的线速度 的大小和周期 ;
(2)若北极有一地面测控站,忽略大气折射,求在卫星运动一个周期内,测控站可连续观测卫星的时间 。
14.(13 分)如图甲所示,质量 的小球从 点正上方高度 处由静止下落,进入半径 的四分之一光滑圆弧轨道,轨道最低点为 ,之后沿光滑曲线轨道运动到 点, 点切线水平, 点距离水平地面的高度 。不计空气阻力,重力加速度 。求:
(1)小球运动到轨道最低点 时,对圆弧轨道的压力;
(2)小球从 点飞出后落到地面,落地点相对 点的水平位移 ;(结果保留根号)
(3)如图乙所示,若将轨道末端改造为直径等于 的半圆轨道, 点为半圆轨道外侧的最高点,小球仍从 点正上方高度 处由静止下落后开始沿图乙中轨道运动,通过计算分析能否从 点飞离半圆轨道。
15.(15 分)如图甲所示,倾角 的固定斜面顶端平台边缘装有光滑轻质定滑轮。质量 的物体静止于斜面底端 点处,轻绳平行于斜面、跨过定滑轮与水平平台上的太阳能电车相连。电车车顶光伏板接收太阳能,转化的电能全部供给电动机。 时刻电车启动,牵引物体沿斜面向上运动,物体运动的速度—时间图像如图乙所示, 时轻绳瞬间断裂,物体继续沿斜面向上匀减速滑行, 时速度减为零。已知太阳能电车的质量 ,电车在平台上运动时受到的空气与摩擦阻力的合力满足 ,比例系数 ,电动机的工作效率 (电动机输出的机械能占输入电能的比值),重力加速度 ,,,求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数 ,以及 内匀加速阶段轻绳对物体的拉力大小 ;
(2) 内物体与斜面间因摩擦产生的总热量 ;
(3) 内光伏板转化的电能 。
高三年级巩固训练
物理
命题要素一览表
注：
1.能力要求：
Ⅰ.理解能力 Ⅱ.推理能力 Ⅲ.分析综合能力 Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力 Ⅴ.实验能力
2.核心素养：
①物理观念 ②科学思维 ③实验探究 ④科学态度与责任
题号 题型 分值 知识点
（主题内容） 能力要求 核心素养 预估难度
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ① ② ③ ④ 档次 系数
1 选择题 4 运动学的相关概念辨析 √ √ √ √ 易 0.90
2 选择题 4 牛顿静力学理解 √ √ √ √ 易 0.90
3 选择题 4 圆周运动的理解与应用 √ √ √ √ 易 0.85
4 选择题 4 天体运动分析 √ √ √ √ 易 0.80
5 选择题 4 抛体运动的应用 √ √ √ √ 中 0.75
6 选择题 4 功能关系的理解 √ √ √ √ 中 0.70
7 选择题 4 牛顿动力学应用 √ √ √ √ √ 难 0.60
8 选择题 6 动力学图像分析 √ √ √ √ 易 0.80
9 选择题 6 运动的合成与分解的应用 √ √ √ √ 中 0.70
10 选择题 6 机车启动模型分析 √ √ √ √ √ 难 0.55
11 非选择题 9 探究加速度的影响因数 √ √ √ √ √ √ √ 易 0.83
12 非选择题 7 验证机械能守恒定律 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 中 0.70
13 非选择题 10 天体运动规律的应用 √ √ √ √ √ 易 0.81
14 非选择题 13 曲线运动的综合分析应用 √ √ √ √ √ 中 0.65
15 非选择题 15 力学综合应用 √ √ √ √ √ 难 0.45
一、选择题
1.D 【解析】G228 国道为弯曲的实际行驶轨迹,441 km 是路程,位移是初位置指向末位置的有向线段,其大小小于国道的长度,A 项错误;研究战斗机的飞行姿态时,需要关注机身、机翼的朝向,战斗机的形状和大小不能忽略,不能视为质点,B 项错误;神舟二十二号绕地球做匀速圆周运动,速度方向时刻发生变化,存在向心加速度,合外力不为零,未处于平衡状态,C 项错误;平均速度的定义为位移与时间的比值,机器人做百米直线运动,位移大小等于路程 ,运动时间 ,故平均速度 ,D 项正确。
2.C 【解析】卸沙过程中,船缓慢上浮, 减小,所以浮力减小,A 项错误;铁牛浸没在水中,受到竖直向上的浮力,铁牛刚要离开河底时,河底对铁牛的支持力为零,有 ,因此 ,绳索对铁牛拉力的合力小于铁牛的重力,B 项错误;绳索对铁牛的拉力是由于绳索形变产生的,C 项正确;河底对铁牛的支持力、铁牛的重力,两个力都作用在铁牛上,D 项错误。
3.D 【解析】根据 , 相同,物质的密度越大,需要的向心力越大,更容易甩向外侧 区域,A 项错误;同轴转动角速度相等,根据 , 处半径更大,线速度更大,B 项错误;向心力来源于物质之间的挤压,不是万有引力,C 项错误;角速度增大,不同质量物质所需向心力的差距变大,分离效果提升,D 项正确。
4.B 【解析】由万有引力提供加速度可得 ,解得 ,A 项错误;地球的第一宇宙速度 ,是近地圆轨道的环绕速度, 为椭圆近地点,火箭在 点做离心运动,需要的向心力大于万有引力,因此在椭圆近地点的速度大于同半径圆轨道的环绕速度,即大于第一宇宙速度,B 项正确;从远地点 到近地点 ,万有引力做正功,引力势能减小,题目条件忽略大气阻力,只有万有引力做功,系统机械能守恒,C 项错误;火箭在椭圆轨道远地点 处的速度小于在同高度圆轨道的环绕速度,想要进入轨道高度更高的圆轨道,需要向后喷气加速,D 项错误。
5.C 【解析】炮弹在最高点 ,竖直分速度为 0,水平方向仍然受到空气阻力,因此加速度方向斜向下,A 项错误; 是理想轨迹最高点,竖直分速度为 0,只有水平分速度 , 是实际轨迹最高点,竖直分速度为 0,只有水平分速度 ,炮弹从发射到 点,水平方向持续受空气阻力做负功,水平速度不断减小,对比理想情况可知, 点的水平速度小于 点的水平速度,即 ,B 项错误;(理想无阻力),竖直方向只受重力,加速度大小为 ,(实际有阻力),上升阶段,空气阻力有竖直向下的分量,竖直方向合加速度 ,竖直分速度变化量相同,加速度越大,上升时间越短,因此炮弹从 点到 点的时间小于理想情况下从 点到 点的时间,C 项正确; 为实际下落过程,下落时空气阻力有竖直向上的分量,竖直方向合加速度 ,若自由下落高度 ,时间 ,现在下落加速度小于 ,则运动时间大于 ,D 项错误。
6.B 【解析】设 ,初始手托住 ,、 刚好接触,整体静止,对 A 分析,有绳子拉力 ,对 B 和 C 整体分析,有 ,解得 ,A 项错误;手撤去到 C、D 间的轻绳绷紧前,D 自由下落距离 ,A、B、C 保持静止,根据运动学公式可得 ,解得 ,C、D 间的轻绳刚绷紧瞬间,小球 C 的位置和轻绳绷紧前相同,D 受到重力和瞬时轻绳的向上拉力(大小大于重力),由于轻绳的长度不变,此拉力瞬时使 C、D 共速,而 D 的重力没有做功,轻绳对 C 做正功,对 D 做负功,则 C、D 间的轻绳刚绷紧瞬间 D 的速度小于 ,C 项错误;绷紧瞬间 C、D 共速,弹簧弹力此时不变,大小 ,将 C、D 看成一个整体,有 ,解得 ,B 项正确;CD 绳绷紧瞬间,有机械能损失(转化为内能),小球系统减少的机械能=弹簧增加的弹性势能+绷紧过程产生的内能,弹簧增加的弹性势能小于所有小球减少的机械能,D 项错误。
7.B 【解析】由牛顿第二定律得,两物块的加速度大小满足 ,解得 ,以向右为正方向,甲向左做匀减速直线运动,乙向右做匀减速直线运动,最终均与传送带速度相同,甲相对于传送带中点滑动的距离为 ,其中 ,,乙相对于传送带中点滑动的距离为 ,其中 ,,则最终两物块相距的距离为 ,B 项正确。
8.AC 【解析】由题意和匀变速规律可得 ,,(大小),且加速度先正后负,可知 A 项正确,B 项错误;由 A 项可知,匀加速的位移小于匀减速的位移,C 项正确,D 项错误。
9.CD 【解析】根据关联速度可得,货物箱的速度等于牵引车速度沿细绳的分速度 ,A 项错误;牵引车向右运动, 减小, 增大, 增大,货物箱向上做加速运动,B 项错误;由 B 项可知,货物箱沿斜面向上加速运动,加速度 沿斜面向上,有 ,解得 ,又 ,所以 ,C 项正确;,牵引车向右行驶, 减小, 增大,若要货物箱的速度保持不变,则牵引车的速度应不断减小,D 项正确。
10.BCD 【解析】 时间内,牵引力做的功 ,所以 ,故 , 时刻,汽车牵引力的功率 ,故 A 项错误; 时间内,牵引力做的功 ,平均功率 ,故 B 项正确; 时间内,由图像可得 ,由牛顿第二定律可得 ,解得 ,故 C 项正确;汽车匀速行驶时,,所以 ,D 项正确。
二、非选择题
11.(1)(2分) (2分)
(2)Ⅰ.升高(1分)
Ⅱ.① (2分)
② (2分)
【解析】(1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段过程的平均速度,则打下计数点 6 时小车的速度大小为 ;根据逐差法可得,小车运动的加速度为 。
(2)Ⅰ.经过光电门时的速度 ,可知小车向右做加速运动,为调节导轨水平,应升高导轨右端。
Ⅱ.①小车经过光电门 1、2 的瞬时速度分别为 ,,小车在 、 间做匀加速直线运动,由运动学公式可得 ,代入速度整理得 ,解得加速度 。
②题目中钩码的总质量与小车和遮光条的总质量接近,不能近似认为拉力等于钩码重力,必须对系统整体列牛顿第二定律,系统总质量为 ,系统合外力为 ,有 ,解得 。
12.(1)(2分)
(2)(或 ,3分)
(3)(2分)
【解析】(1)初始释放位置弹簧处于压缩状态,形变量 ,弹簧弹力 ,结合胡克定律 ,可得 。
(2)系统机械能守恒:初始总机械能=该时刻总机械能,即 ,代入数据可得 。注:空间站完全失重,没有重力势能项,因此此式子不含(、)。
(3)初始位置弹簧形变量的平方 ,动能为 0,总机械能为 ,根据机械能守恒定律,对任意位置有 ,整理得到 与 的函数关系 ,结合图乙可知,纵截距 ,将 代入,解得 。
13.【解析】(1)对静止在地面上的物体,有
(2分)
卫星在预定圆轨道上做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力可得
(2分)
解得 (1分)
(1分)
(2)如图几何关系,卫星恰位于地球过测控站 的切线上时,测控站视线与地球相切,设此时卫星、地心连线与 的夹角为 ,则
(2分)
则 (1分)
可观测过程中卫星相对地心转过圆心角 ,故
(1分)
14.【解析】(1)从释放位置到 点,由动能定理得
(2分)
在 点,圆弧轨道的支持力 与重力的合力提供向心力,有 (1分)
联立解得
由牛顿第三定律可得,小球对圆弧轨道的压力大小 (1分)
方向竖直向下 (1分)
(2)从释放点到 点过程,由机械能守恒定律可得
(2分)
解得
从 点水平抛出后,竖直方向有 (1分)
水平方向有 (1分)
解得 (1分)
(3)小球刚好飞离半圆轨道时(轨道弹力为 0),重力提供向心力,有 (1分)
解得 (1分)
故能从 点飞离半圆轨道 (1分)
15.【解析】(1)轻绳断裂后物体沿斜面向上匀减速,由 - 图像得减速的加速度大小
由牛顿第二定律可得 (1分)
解得 (1分)
物体匀加速阶段的加速度
由牛顿第二定律可得 (1分)
代入数据解得 (1分)
(2)滑动摩擦力大小 (1分)
根据 - 图像与时间轴围成的面积表示位移可知,总路程 (1分)
总摩擦生热 (1分)
(3) 内为匀加速阶段,初空气阻力为 0,末空气阻力
物体的位移 (1分)
克服电车阻力做的功 (1分)
内物体的位移 (1分)
克服电车阻力做的功 (1分)
根据能量守恒定律可得 (2分)
由效率公式得 (1分)
解得 (1分)

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