江苏省南京市金陵中学2025-2026学年上学期高三物理周测试卷9（含解析）

高三物理限时训练9
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分.每题只有一个选项最符合题意.
1.2025年4月24日，我国神舟二十号载人飞船与空间站顺利完成交会对接。已知中国空间站位于离地面高度约400km的近地轨道上，则空间站（ ）
A. 运行的周期小于地球自转的周期
B. 绕地球运行的向心力由发动机推力提供
C. 运行的线速度小于地球同步卫星的线速度
D. 与飞船完成对接后，运行的向心加速度增大
2. 下列选项中的x-t图像中，不属于简谐运动的是（ ）
3. 如图所示，在带电体C的右侧有两个原来不带电的、相互接触的金属导体A和B，A、B、C均放在绝缘支座上。由于静电感应，导体A、B均带电。下列说法正确的是（ ）
A. 如图所示状态中，导体A带负电，B不带电
B. 在图示状态下移走带电体C，导体A、B带电情况不变
C. 在图示状态下将导体A、B分开，分开后A、B都带负电
D. 将导体A、B分开再移走带电体C，导体A、B一定带等量异种电荷
4. 下列关于超重与失重说法正确的是（ ）
A. 汽车匀速率通过凸形拱桥最高点时，汽车处于超重状态
B. 跳跃的袋鼠落地减速过程中，袋鼠处于超重状态
C. 战斗机从俯冲中急速拉起时，飞行员处于失重状态
D. 航天员悬浮在空间站时，没有超失重，处于平衡状态
5. 如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A'、B'、C'分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正点电荷，则下列说法中正确的是（ ）
A.A'、B'、C'三点的电场强度相同
B. △ABC所在平面为等势面
C. 将一负的试探电荷从A'点沿直线A'B'移到B'点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功
D. 若A'点电势为，A点电势为，则A'A连线中点D处的电势一定等于
6. 已知某质点做直线运动，运动速率的倒数与位移x的关系如图所示（OA与AA'距离相等），关于质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 质点做匀速直线运动
B. -x图线斜率等于质点运动的加速度
C. 质点从C运动到C'所用的运动时间是从O运动到C所用时间的3倍
D. 质点从C运动到C'的运动位移是从O运动到C的运动位移的3倍
7．如图甲所示，某计算机键盘的每个按键下方是由水平、间距为的活动金属片和固定金属片组成的电容式传感器，相关电路如图乙所示。若开始时两金属片间的点有一静止的带电尘埃，现轻按按键，两金属片的间距减小了，则下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容变为原来的
B．两金属片间电场的电场强度大小变为原来的4倍
C．点的电势变为原来的倍
D．该尘埃在点的电势能比原来的大
8．如图所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（ ）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
9．现在很多小区安装了自主洗车房， 假设洗车房内的高压水枪喷出的水在空中为圆柱形，且直径为，水流的速度大小为，水柱能垂直冲击汽车。在冲洗时若有一半的水在汽车表面顺流而下，另一半的水以原速率返回。已知水的密度为，下列说法正确的是（ ）
A．高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
B．人手持高压水枪的力等于
C．水柱对汽车的平均压强为
D．水柱对汽车的平均冲击力大小为
10.如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面上点以上部分光滑，点及以下部分粗糙，一轻弹簧下端固定在挡板上，上端自然伸长到点；质量的小物块紧靠弹簧上端静止于点，质量同为的小物块从点由静止释放，两小物块在点发生弹性碰撞（碰撞时间极短），是运动的最低点。已知、间距，、间距，两小物块与斜面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，两小物块均可视为质点，则（ ）（，）
A．碰后瞬间小物块的动能大于弹簧的最大弹性势能
B．小物块第一次从最低点返回后，到达的最高点的位置与点间的距离为
C．碰后小物块从点运动到最低点的过程中，重力势能的减少量等于小物块与斜面间因摩擦而产生的热量
D．小物块第一次从最低点返回到点的过程中，经过点时的速度最大
二、非选择题：共5题，共60分.其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方 程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确 写出数值和单位.
11. （15分）某小组通过实验测量一个电阻的阻值。
（1）甲同学先用多用电表对该电阻进行了初步测量。他用电阻×1挡进行测量，指针位置如图1所示，则该电阻的阻值约为。
（2）在（1）基础上，他想用电压表和电流表更精确地测量这个电阻的阻值。他找来如下器材：
电流表：量程0~0.6A，内阻约0.1；
电压表：量程0~3V，内阻约3k；
滑动变阻器：最大阻值15，额定电流1.0A；
电源：电动势3V，内阻约0.5；
开关一个，导线若干。
①为了减小实验误差，电流表和电压表的连接方法应该选用图2中的____（选填“甲”或“乙”），采用这种方式测量的结果与真实值相比偏____（选填“大”或“小”）。
②他在相关实验手册中，看到图3所示的两种滑动变阻器的连接方式，他选择了其中一种，经过实验他得到下表中的数据。
电压U/V 0.10 0.40 0.60 1.00 1.20 1.50 1.70 2.00
电流I/A 0.02 0.08 0.12 0.19 0.25 0.31 0.34 0.40
由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图3中的____（选填“甲”或“乙”）。
（3）乙同学利用如图4所示的电路进行实验时想到：向左移动滑片，滑动变阻器两端的电压U和流过它的电流I均发生变化，请你判断此过程的值____（选填“增大”、“减小”或者“不变”），理由是________________________________________。
12.（8分）如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平面上，小球从斜面上M点的正上方0.2m处由静止下落，在M点与斜面碰撞，之后落到斜面上的N点。已知小球在碰撞前、后瞬间，速度沿斜面方向的分量大小不变，沿垂直于斜面方向的分量大小不变，方向相反，，，重力加速度大小，忽略空气阻力，求：
（1）小球从M点运动至N点所用的时间；
（2）M、N之间的距离。
13.（9分）如图所示，带电量分别为4q和－q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d。若杆上套一带电小环C，带电体A、B和C均可视为点电荷。
⑴求小环C的平衡位置（以带电体B为参照进行说明）。
⑵若小环C带电量为q，将小环向右拉离平衡位置一小位移x（|x| d）后静止释放，试判断小环C能否回到平衡位置。（回答“能”或“不能”即可）
⑶若小环C带电量为－q，将小环拉离平衡位置一小位移x（|x| d）后静止释放，试证明小环C将作简谐运动。
（提示：当时，则）
14.（12分）在研究原子物理时，科学家们经常借用宏观的力学模型模拟原子间的相互作用。如图所示，在水平面上固定着一个半径为的内壁光滑的圆管轨道（远大于圆管直径），、、、四个点将圆轨道分为四等份，在轨道的点静止放着一个甲球，某一时刻另一个乙球从点以某一速度沿顺时针方向运动，与甲球发生弹性碰撞，小球（可视为质点）直径略小于管道内径，已知，则求：
（1）第一次碰撞后瞬间乙球的速度；
（2）第一次碰撞后到第二次碰撞前，甲、乙两球在水平方向对管道的弹力大小之比；
（3）通过计算说明第二次碰撞的位置以及碰后甲球的速度。
15.（16分）如图所示，电荷量均为的三个带电小球，由三根长均为的绝缘轻质细线连接，构成等边三角形，静止于水平光滑绝缘桌面上。已知小球1、2的质量均为，小球3的质量为，小球的质量和电荷量可认为集中在球心，细线不可伸长。已知相距为的任意两个点电荷、间具有相互作用的电势能，其大小为，为静电力常量。当空间中有两个以上点电荷时，系统的电势能为任意两点电荷间电势能的代数和。本题不考虑电荷运动过程中的电磁辐射。若将小球1、2之间的细线剪断，求：
（1）从剪断细线至三个小球共线的过程中，它们的总电势能减少量；
（2）三个小球共线时，小球1、3的动量大小；
（3）从剪断细线至三个小球共线的过程中，小球1、3通过的位移大小。
高三物理限时训练9参考答案与解析
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A D D B C C C D D C
1.【答案】A【详解】AB．空间站绕地球做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，则所以由于空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以空间站运行周期小于同步卫星运行周期，而同步卫星运行周期等于地球自转周期，则空间站运行周期小于地球自转周期，故A正确，B错误；
C．根据万有引力提供向心力有所以由于空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以空间站运行的线速度大于同步卫星运行的线速度，故C错误；
D．飞船进入空间站轨道完成与空间站对接，所以与飞船完成对接后，空间站的轨道半径不变，运行的线速度不变，根据可知，空间站运行的向心加速度不变，故D错误。
2. 【答案】D【详解】简谐运动的图线应该是正弦函数图线，故ABC正确，D错误。
3. 【答案】D【详解】A．导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷，A错误；
B．若先移走C，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，B错误；
CD．在图示状态下先将导体A、B分开再移走带电体C，分开后A、B带电情况不变，A带负电，B带等量的正电荷。C错误，D正确。
4. 【答案】B【详解】A．汽车在凸形桥最高点做圆周运动，向心加速度方向向下，处于失重状态，故A错误；
B．袋鼠落地减速时，加速度方向向上（因速度向下而减速），处于超重状态，故B正确；
C．战斗机急速拉起时，飞行员加速度方向向上，处于超重状态，故C错误；
D．航天员在空间站受地球引力提供向心力，处于完全失重状态，而非平衡状态，故D错误
5. 【答案】C【详解】A．根据题意可知，、、三点到点的距离相等，由点电场场强公式可知，、、三点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面，则所在平面不是等势面，故B错误；
C．顶点处固定一正点电荷，则空间的电场方向背向顶点，可知，将一负的试探电荷从点沿直线移到点，电场力先做正功后做负功，故C正确；
D．根据题意，由点电场场强公式可知，离点距离越大，电场强度越小，则间的平均电场强度大于间的平均电场强度，由公式可知，则有，解得故D错误。
6. 【答案】C【解析】A．由题中图像可知常数 质点做减速直线运动。故A错误；
B．图线斜率 根据单位可知斜率不等于质点运动的加速度，即图线斜率不等于质点运动的加速度。故B错误；
C．由于三角形的面积体现了从到所用的时间，同理，从到所用的时间可由体现，所以四边形面积可体现质点从到所用的时间，由于四边形面积与四边形面积相等，所以四边形面积也可表示质点运动的时间，所以质点从运动到所用的运动时间是从运动到所用时间的3倍。故C正确；
D．由图像可知，质点从运动到的运动位移和从运动到的运动位移相等。故D错误；
7. 【答案】C【详解】A．根据 当两金属片的间距减小了，解得即电容器的电容变为原来的倍，故A错误；
B．两金属片一直与电源相连，电压保持不变，根据，
C．设点到固定金属片的距离为，则点原来的电势，
D．电场强度方向向下，根据物体的平衡条件可知，尘埃受到的电场力方向竖直向上，可知尘埃带负电，电荷量结合上述可知，点的电势增大，根据，，
8．【答案】D【详解】A．充电宝输出的电功率为
B．手机电池产生的热功率为，，
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
9．【答案】D【详解】A．高压水枪单位时间内喷出的水的质量
B．由动量定理可得，，
D．以汽车对水的作用力方向为正，由动量定理得
C．水柱对汽车的压强
10.【答案】C【详解】A．对小物块有，，，，
B．从碰后到小物块返回点，根据能量守恒定律有，，，，
C．从运动到的过程有，
D．第一次从最低点沿斜面向上运动过程中，在点下方存在一点，在这一点满足，
11. 【答案】（1）10.0（2） 甲 小 乙 （3） 不变 等于除了滑动变阻器之外的总阻值
【详解】（1）欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积，所以该电阻的阻值约为5.0Ω。
（2）由于电流表的内阻约0.1Ω，比待测电阻小，而电压表的内阻约3kΩ，远大于待测电阻，故选用图甲电流表外接法，则相对误差较小；
采用电流表外接法，由于电压表的分流作用，使得电流表的测量值大于真实值，因此可得测量的结果与真实值相比偏小；
由表中数据可知，电流、电压调节范围较大，且限流式的最小电流和表格数据不符，所以滑动变阻器应采用分压式接法。
故选乙。
12.（8分）【详解】由自由落体运动公式 小球到M点的速度大小为
以沿斜面为x轴，以垂直于斜面为y轴，如图所示
将重力加速度分解为
从M点落到斜面上的N点，由运动学公式
代入数据解得
（2）通过计算可得M、N之间的距离为0.96m
【方法二提示】设小球落到斜面上时的速度大小为，则有
根据题意可知，小球离开斜面时速度大小仍为，方向与斜面成53°，小球从离开斜面到再次落回斜面过程的运动可分解为沿初速度方向的匀速直线运动和自由落体运动，画矢量图。
13.（9分）【解析】（1）设C在AB连线的延长线上距离B为l处达到平衡，带电量为
由库仑定律得： 有平衡条件得：
解得：（舍去）； 所以平衡位置为：
（2）不能
此时A对C的排斥力大于B对C的吸引力，故小环C不能回到平衡位置。
（3）环C带电，平衡位置不变，拉离平衡位置一小位移后，C受力为：
利用近似关系化简得：
方向指向平衡位置。所以小环C将做简谐运动
14.(12分)
【详解】（1）第一次碰撞时，两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以乙球碰前瞬间速度方向为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得，
解得 ，
由于 ，则 ，，故第一次碰撞后瞬间乙球的速度为 ；
（2）小球在管道内运动，管道水平方向的弹力提供向心力，有
由于 ，第一次碰撞后 ，，解得
故第一次碰撞后到第二次碰撞前，甲、乙两球在水平方向对管道的弹力大小之比为
（3）由于第一次碰后瞬间，乙球的速度大小是甲球速度大小的3倍，且运动方向相反，则第二次碰撞恰好发生在
B点，乙球运动 圆周，两球第二次碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
，
解得 ，，碰后甲球速度为0.
15.（16分）【答案】（1）；（2），；（3），
【详解】（1）由于小球1和小球2质量相等，电荷量相等，所以剪断细线后，将运动到如图所示的状态
所以系统总电势能减少量为
（2）三个小球所受合外力为0，所以组成的系统动量守恒，根据对称性可知，三个小球共线时，小球1和小球2速度相同，设小球1和小球2速度均为 ，小球3速度为 ，根据动量守恒和能量守恒，有
解得 ，
三个小球共线时，小球1、3的动量大小分别为 ，
（3）将小球1和小球2看成一个整体，在竖直方向上所受到的合力F与小球3在垂直1、2连线方向上的合力等大反向，设小球1和小球2在垂直连线方向上位移为 ，小球3在垂直1、2连线方向上的位移为 ，参考人船模型
有几何关系可得 可得 ，
根据几何关系可得，小球1的位移大小为
小球3的位移大小为