绝密★启用前
高三物理考试
本试卷满分 100 分,考试用时 75 分钟。
注意事项:
1 .答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2 .回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本 试卷上无效。
3 .考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4 .本试卷主要考试内容:人教版必修第一册,必修第二册,必修第三册前四章,选择性必修 第一册第一章。
一、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 .广阔的草原上, 一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑, 猎豹随即追赶, 某段时间内它们依次经 过水平面内 A 、B 、C、D 四点,其运动轨迹为如图所示的虚线,此过程中羚羊的速度大小不变,猎豹紧跟其
后,下列说法正确的是( )
A .羚羊处于平衡状态 B .猎豹做匀变速运动
C .羚羊经过 C 点时的加速度最大 D .猎豹经过 D 点时受到的合外力最大
2 .某小区进、出口张贴的公益广告如图所示, 以此来提醒业主切不可高空抛物。鸡蛋从高空落下,与地面的 作用时间近似等于鸡蛋的尺寸除以鸡蛋落地时的速度,结合生活常识可知, 一个鸡蛋从 18 楼自由落到地面上
时与地面间的作用力约为( )
一个鸡蛋的威力 从 4 楼抛下会让人砸起肿包 从 8 楼抛下可以砸破人的头皮 从 18 楼抛下可以砸裂行人头骨 从 25 楼抛下可以使人当场死亡
A .1根103 N B .1根104 N C .1根105 N D .1根106 N
3 .滑沙是能够让人放松和解压的新兴旅游项目。游客坐在一块板上沿沙山斜坡下盘, 其过程可以简化为一物 块沿倾角为θ且足够长的斜面由静止开始下滑,如图所示,物块下滑过程中受到的阻力与速度的关系满足
f = kmv2 (式中 k 为定值, m 为物块的质量),重力加速度大小为 g。下列说法正确的是( )
A .物块处于超重状态 B .物块的最大速度为
k
C .重力对物块的功率不断减小 D .物块下滑的最大速度与其质量有关
4 .如图所示,轰炸机在高空沿直线水平匀速飞行时先后投下三颗炸弹,炸弹依次落在逊面的山坡上的 A、
B 、C 三点,其中 B 为 AC 的中点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A .相邻两次投弹的时间间隔相等
B .三颗炸弹可能同时落到山坡上
C .炸弹先后落在 A 、B 、C 三点的时间间隔相等
D .三颗炸弹落在 A 、B 、C 三点时的速度大小构成等差数列
5 .如图所示,26 寸、21 速变速自行车有 3 个链轮和 7 个飞轮,链轮和飞轮的齿数如表所示,最大传动比为 3.43,最小传动比为 1。开始自行车以最小传动比在平直公路上匀速行驶, 某时刻起通过选择不同的链轮和飞 轮,使传动比由 1 逐渐增大到 3.43,此过程自行车的运动可近似看作匀加速直线运动,加速距离为 30m,已
知 26 寸轮胎的直径为 66cm,踏板的转速始终为 30r/min,下列说法正确的是( )
名称 链轮 飞轮
齿数 48 38 28 14 16 18 20 22 25 28
A . 自行车的最小速度约为 1.5m/s B . 自行车的最大速度约为 4.5m/s
C . 自行车的加速度大小为 0.4m/s2 D . 自行车的加速时间约为 13s
6 .如图所示, 在竖直墙壁上有一个可以上下移动的小球抛射装置,水平地面上距墙角 d 处有一小洞, 改变小 球抛射装置的高度及弹簧的弹性势能,使质量为 m 的小球水平抛出后,直接落入洞中时的动能最小,重力加
速度大小为 g。下列说法正确的是( )
A .小球抛射装置的高度为 d B .小球水平抛出时的动能为 mgd
(
d
g
)C .小球落入小洞时的速度大小为 D .小球从抛出到落入洞中的时间为
二、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,有多项符 合题目要求。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 .一颗绕地球做匀速圆周运动的极地卫星,某天经过长沙市正上方两次。下列说法正确的是( )
A .该卫星的周期可能为 12h B .该卫星可能为极地同步卫星
C .该卫星可能比同步卫星的轨道高 D .该卫星可能比同步卫星的轨道低
8 .如图所示,A 、B 、C 是直角三角形的三个顶点, A = 90。,斜边 BC 长为 2m。空间存在沿纸面方向的
匀强电场, A 、B 、C 三点的电势分别为 2V 、5V 、11V,则该匀强电场的电场强度大小可能为( )
A .3V/m B .5V/m C .7V/m D .9V/m
9 .如图所示,半径为 r、质量不计的圆盘竖直放置,其可以绕过圆心 O 且与盘面垂直的水平光滑固定轴转
动,在盘面的右边缘处固定了一个质量为 m 的小球 A,在圆心 O 的左方离 O 点 r 处也固定了一个质量为 m
的小球 B。起初两小球及圆心 O 在同一水平线上,现由静止释放圆盘,重力加速度大小为 g。下列说法正确 的是( )
A .小球 A 的最大动能为
B .小球 B 的最大动能为 mgr
10
C .释放圆盘瞬间小球 A 的加速度大小为
2g
5
D .释放圆盘瞬间小球 B 对圆盘的作用力大小为
10 .斜面体固定于水平地面上,两个用轻杆连接、质量均为 m 的滑块 A 、B 均静止在斜面体上,滑块 A 、B
与斜面体间的动摩擦因数分别为 μ1 、 μ2 ,轻杆与斜面底边(斜面与水平面的交线)所成的角为θ , 如图所
示,已知 μ1 < μ2 < 1 且满足 μ1μ2 = tan2 a ( a 为斜面体的倾角),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速
度大小为 g。下列说法正确的是( )
A .滑块 A 一定在滑块 B 上方 B .轻杆中的最小弹力为 mg
C .轻杆中的最大弹力为 mg D .1 之 sinθ之
三、非选择题:本题共 5 小题,共 56 分。
11 .(7 分)在探究加速度与力、质量的关系的实验中,采用如图甲所示的装置。
(1)测出砝码盘及砝码受到的总重力,记为 F(远小于小车受到的重力),将木板右端适当垫高后,打出了 一条如图乙所示的纸带,从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。已知打
点计时器打点的时间间隔为 T,根据图乙中给出的数据求出该小车的加速度大小 a = .
(2)改变砝码盘中砝码的质量,并测量小车对应的加速度 a ,根据测量数据作出的 a-F 图像为如图丙所示
的直线,图像不过坐标原点的原因是 ,若图像的斜率为 k,则小车的质量 M车 = .
12 .(9 分)利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,实验室提供以下器材:
A .待测微安表 (量程为 0~50μA,内阻约为 3000Ω);
B .微安表回 (量程为 0~100μA,内阻约为 2000Ω);
C .电阻箱R0 (阻值范围为 0~9999Ω);
D .滑动变阻器R1 (阻值范围为 0~5Ω,额定电流为 1A);
E .滑动变阻器R2 (阻值范围为 0~20Ω,额定电流为 0.5A);
F .干电池(电动势约为 1.5V,内阻约为 1Ω);
G .开关 S 及导线若干。
(1)为使实验过程中操作方便,滑动变阻器应选 (填“D ”或“E ”)。
(2)将滑动变阻器滑片滑至 (填“左 ”或“右 ”)端,闭合开关,反复调节滑动变阻器及电阻箱
R0 ,使微安表 、均满偏,此时电阻箱的示数如图乙所示,则待测微安表的内阻Rg = Ω
。
(3)把微安表改装成量程为 0~1mA 的电流表,需将电阻箱阻值调至 Ω, 然后将电阻箱与微
安表 (填“ 串 ”或“并 ”)联。
_________
(
甲
)13 .(10 分) 甲、乙两车在高速公路相邻两车道同向运动, 甲车始终匀速运动,速度大小 v = 30m / s ,乙
车的速度大小v乙 = 26m / s ,当甲车追上乙车并与乙车并排行驶时,乙车开始做匀加速直线运动,加速度大
小a乙 = 1m / s2 ,当乙车速度增加到 v乙 , = 32m / s后保持不变。求:
(1)乙车加速时两车头沿运动方向的最大距离 d;
(2)两车从第一次并排行驶到第二次并排行驶的时间 t。
14 .(14 分)如图所示,粗糙水平地面上固定一半径 R =1.0m 的光滑圆弧轨道 ABCD,圆弧轨道与水平地
面相切于 A 点,O 为圆弧轨道的圆心,OA 竖直,B 、D 两点与圆心 O 等高。在 BD 的上方,OA 的右方存在
方向水平向右、电场强度大小E = 150N/C 的匀强电场,一质量 m = 0.4kg 、电荷量 q = 2.0 x 10一2 C 的带负 电滑块(可视为点电荷)从水平地面左侧向右运动,经过 P 点时的动能为 Ek .已知滑块与地面间的动摩擦
因数 μ = 1 , AP = 2m ,滑块所带的电荷量始终不变,取重力加速度大小 g = 10m/s2 .
4
(1)若 Ek = 10J ,求滑块运动到 A 点时对圆弧轨道的压力大小FA ;
(2)若滑块能进入且不脱离(从 D 点离开不属于脱离)圆弧轨道,求Ek 的取值范围。
15 .(16 分)如图所示,质量 M=6kg 的木板静置于足够大的水平地面上,其下表面与地面间的动摩擦因数
μ1 = ,上表面 P 点左侧粗糙、右侧光滑,木板右端凸起形成挡板。两个完全相同、质量均为m = 1kg 的
滑块 A 、B(均可视为质点)放在木板上,其中滑块 A 放置于木板左端,滑块 B 放置于 P 点。现给滑块 A 一 向右的瞬时冲量 I = 10N . s ,滑块 A 开始向右运动,A 、B 碰后粘在一起,最终恰好能回到滑块 B 相对地面 的初始位置。已知 P 点到木板左端的距离L = 4.5m ,滑块与木板 P 点左侧的动摩擦因数 μ2 = 0.4 ,滑块与 木板右端挡板的碰撞为弹性碰撞,滑块 A 、B 与挡板的碰撞时间均极短,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取
重力加速度大小g = 10m/s2 .求:
(1)滑块 B 的最大速度 v;
(2)木板的长度 L0 ;
(3)两滑块与木板因摩擦产生的热量 Q .
高三物理考试参考答案
1 .D 【解析】本题考查曲线运动, 目的是考查学生的理解能力。由题意知羚羊做曲线运动,所受合外力指 向轨迹凹侧,合外力的方向不断发生变化,选项 A 、B 均错误;羚羊、猎豹的速度大小不变,D 点的弯曲程
度最大,对应的半径最小,向心加速度最大,选项 C 错误、 D 正确。
2 .A 【解析】本题考查动量定理, 目的是考查学生的推理论证能力。每层楼高约为 3m ,普通鸡蛋的质量
约为50g ,尺寸约为5cm ,根据运动学公式知, 鸡蛋从 18 楼自由落到地面上时的速度大小约为32m / s ,与
地面的作用时间约为1.6 10一3 s ,根据动量定理可知,鸡蛋与地面间的作用力约为1 103 N ,选项 A 正确。
3 .B 【解析】本题考查功率, 目的是考查学生的理解能力。物块下滑过程中加速度向下,处于失重状态,
(
d
g
)选项 A 错误;根据牛顿第二定律有mgsinθ一 kmv2 = ma ,可知随着物块速度的增加,重力对物块的功率不
断增大,其加速度不断减小,最大速度vm = ,选项 B 正确、 C 错误;物块下滑的最大速度与其质量
无关,选项 D 错误。
4 .C 【解析】本题考查平抛运动, 目的是考查学生的创新能力。如图所示,因为平抛运动的轨迹越往下越 趋向于竖直,所以 A,B < B,C ,即前两颗炸弹投掷的时间间隔较短,选项 A 错误;当第一颗炸弹落到 A 点 时,第二颗炸弹在D 点,当第二颗炸弹落到B 点时,第三颗炸弹在E 点,选项 B 错误;第二颗炸弹从D 点 运动到B 点的时间等于第三颗炸弹从E 点运动到 C 点的时间,选项 C 正确;由于 A、B 及B、C 的高度差相
等,三颗炸弹落在 A、B、C 三点时速度的平方构成等差数列,选项 D 错误。
5 .D 【解析】本题考查圆周运动, 目的是考查学生的推理论证能力。传动比为 1 时踏板转动一圈,轮胎也
转动一圈, 自行车的最小速度约为 1.0m / s ,选项 A 错误;传动比为 3.43 时踏板转动一圈,轮胎转动 3.43
圈, 自行车的最大速度约为3.6m / s ,选项 B 错误;根据运动学公式可知自行车的加速度大小为0.2m / s2 ,
加速时间约为13s ,选项 C 错误、 D 正确。
6 .D 【解析】本题考查平抛运动, 目的是考查学生的推理论证能力。小球做平抛运动,设小球落入小洞时
(
1
2
1
2
mgd
2
)的动能为 Ek ,结合动能定理有 h = 2 gt , d = v0t, mgh = Ek 一 2 mv0 ,解得 Ek = mgh + 4h ,根据基本
(
mgd
2
4
h
)不等式可知, 当 mgh =
时 Ek 取最小值, 即小球抛射装置的高度为
,小球水平抛出时的动能为
mgd
2
,小球落入小洞时的速度大小为 ,小球从抛出到落入洞中的时间为
,选项 D 正确。
7 .CD 【解析】本题考查天体运动, 目的是考查学生的推理论证能力。如图所示,长沙市记为P 点,地球 的自转方向为自西向东,卫星第一次经过P 点正上方的Q 点后,下次将经过图中P, 点正上方的Q, 点,两次
经过长沙市正上方的时间间隔为12h ,卫星的周期不可能为12h ,选项 A 错误;若该卫星为极地同步卫星,
则12h 后该卫星处于南半球上空,选项 B 错误;若卫星经过劣弧QQ, 用时12h ,则周期大于 24h ,选项 C
正确;若卫星经过优弧QQ, 用时12h ,则周期小于 24h ,选项 D 正确。
8 .CD 【解析】本题考查匀强电场中的电势, 目的是考查学生的推理论证能力。如图所示,延长 CB 到D
(
DB
A
一
B
), 使 = ,则 A、D 两点的电势均为 2V ;以 BC 为直径的圆过 A 点,过 C 点作 AD 的垂线 CP BC B 一 C
, 可得电场强度大小E =
项 C 、D 均正确。
C 一 A
CP
, 当 AD 与圆相切时 CP 最长,对应的电场强度最小,即E 之 6V / m ,选
9 .BC 【解析】本题考查机械能守恒定律的应用, 目的是考查学生的推理论证能力。系统的重心位于
O、A 之间,所以当小球 A 到达最低点时,两小球的动能最大,因两球的角速度始终相等,所以线速度满足
vA = 2vB , 动 能 满 足 EkA = 4EkB , 根 据 机 械 能 守 恒 定 律 有 mgr 一 mgr = EkA + EkB , 解 得
EkA = 25 (m)gr , EkB = 10 (mg)r ,选项 A 错误、B 正确;释放圆盘瞬间小球 A 的加速度竖直向下,小球 B 的加速
度竖直向上,在极短时间内两小球的运动可看作匀加速直线运动,小球 A 下降的距离等于小球 B 上升距离的
两倍,小球 A 的加速度等于小球 B 加速度的两倍,圆盘对两个小球构成的系统不做功,所以释放瞬间圆盘对
B 球的作用力等于圆盘对 A 球作用力的两倍,有mg 一 = ma, F 一 mg = m ,解得 a = , F = ,
选项 C 正确、 D 错误。
10 . BCD 【 解 析 】 本 题 考 查 物 体 的 平 衡 , 目 的 是 考 查 学 生 的 创 新 能 力 。 当 θ= 90。时 , 由 于
(
2
1
)( μ1 + μ2 )mgcosa > 2 mgcosa = 2mgsina,所以滑块 A、B 无法下滑,若滑块 A 在滑块B 下方,则
轻杆中存在拉伸的弹力,选项 A 错误;当θ= 90。且滑块 A 与斜面体间达到最大静摩擦力时,轻杆中的弹力
最小,最小值 Fmin = mgsina 一 μ1mgcosa = μ1μ2 (一 μ1) mg ,选项 B 正确;若滑块 A 、B 与斜面体间的摩
擦 力 均 达 到 最 大 静 摩 擦 力 , 此 时 轻 杆 中 的 弹 力 最 大 , 其 受 力 矢 量 图 如 图 所 示 , 令
a = μ1mgcosa, b = μ2mgcosa, c = mgsina, 根据余弦定理可得 cosQ = a2 2 (+)2 (2c)2 b2 ,弹力的最大值
F = max
(
a
2
+
c
2
一
2
ac
cos
Q
)
= μ2 一 μ1 mg , 选 项 C 正 确 ; 由 几 何 关 系 结 合 余 弦 定 理 可 得
sinθ= a2 c2 (一)ac一 2 (o)acc (sQ)osQ ,解得 sinθ= 2c2a2 (b)2一一4c (a)2 (2) + 2b2 = 2μ1 ,选项 D 正确。
11 .(1) 50T (x2一)2 (x)1
(2)平衡摩擦力不足
(
实验,目的是考查学生的实验探究能力。
) (
x
一
x
50
T
2
) (
。
)【解析】本题考查探究“加速度与力、质量的关系 ”
(1)根据 ‘x = aT2 有x2 一 x1 = 2a(5T)2 ,解得 a =
(2)题中图像的横截距为正,即在砝码盘及砝码受到的总重力 F 较小时,小车不动,说明木板平衡摩擦力
不 足 (或 木 板 右 端 垫 得 太 低 ); 根 据 牛 顿 第 二 定 律 有 F + M车gsinθ一 f = M车a , 整 理 得
a = M ( 1)车 F 一 M ( f)车 + gsinθ, k = M ( 1)车 ,解得 M车 = 。
12 .(1)D (2)左 3021 (3)159 并
【解析】本题考查“测灵敏电流表内阻 ”实验,目的是考查学生的实验探究能力。
(1)为使实验过程中操作方便,滑动变阻器应选 D。
(2)闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑至左端;当微安表 、均满偏时满足 Rg = (I2 一I1 (I)1 )R0 ,即
Rg = R0 = 3021a 。
(3)根据欧姆定律有 + I1 = 1mA ,解得R = 159a ,所以把微安表 改装成量程为 0 ~ 1mA 的电流
表,需将电阻箱阻值调至159a 后与微安表并联。
13 .【解析】本题考查追及、相遇问题,目的是考查学生的推理论证能力。
(1)设经过 t1 时间两车头沿运动方向的距离最大,此时两车速度相等,有
t1 = v甲 一 v乙
a乙
1 2
d = 2 a乙t1
解得d = 8m 。
(2)分析知 , 乙车达到最大速度之后 ,追上 甲车 ,设 乙车 的加速时 间为 t加 ,加速距离为 x加 ,则有
,
t加 = v乙 一 v乙
a乙
,2 2
(
x
=
)v乙 一 v乙
(
加
)2a乙
(
甲
加
乙
加
)v t = x + v , (t 一 t )
解得t = 9s 。
14 .【解析】本题考查带电物体在匀强电场中的运动,目的是考查学生的模型建构能力。
(1)设滑块到达 A 点时的速度大小为vA ,根据动能定理并结合牛顿运动定律有
(
1
2
)一 μmg AP = 2 mvA 一 Ek
FN 一 mg = m
(
A
N
)F = F
解得FA = 20N 。
(2)滑块进入圆弧轨道后相当于受到与水平方向的夹角为θ、大小 mg, = = 5N 的等效重
力从而做圆周运动,其中sinθ= 0.8
若滑块恰好进入圆弧轨道,则有Ek1 = μmg AP = 2J
若滑块恰好到达与圆心等效等高点,由能量守恒定律得
Ek 2 = μmg AP + mgR (1 一 cosθ)+ EqRsinθ
解得Ek 2 = 6J
设滑块恰好能经过等效最高点时的速度大小为v ,则有 mg, = m
Ek3 = μmg AP + mgR (1 + sinθ)+ EqRcosθ+ mv2
解得Ek3 = 13.5J
综上所述Ek 的取值范围为2J < Ek < 6J 或Ek 之 13.5J 。
15 .【解析】本题考查动量守恒定律的综合应用,目的是考查学生的创新能力。
(1) 设 滑 块 A 与 木 板 间 的 滑 动 摩 擦 力 大 小 为 fA , 木 板 与 地 面 间 的 滑 动 摩 擦 力 大 小 为 f , 则 有
fA = μ2mg, f = μ1 (2m + M)g
因fA < f ,故 A、B 碰撞前木板相对地面不动
设给滑块 A 一瞬时冲量后滑块 A 的速度大小为v1 ,滑块 A 与滑块 B 碰撞前的速度大小为v2 ,滑块 A 与滑块
B 碰撞后,滑块 B 的速度最大,则有I = mv1 , mv1 (2) = μ2mgL + mv2 (2)
mv2 = 2mv
解得v = 4m / s 。
(2)滑块进入P 点右侧光滑部分后做匀速直线运动,直到与挡板发生弹性碰撞,取水平向右为正方向,设
(
1
=
2
) (
1
2
)碰后滑块的速度为v3 ,木板的速度为 v4 ,则有 2mv = 2mv3 + Mv4 , 2 会 2mv
解得v3 = 一2m / s, v4 = 2m / s
(
2
1
2
) (
3
4
)会 2mv + Mv
2
与挡板碰后滑块向左做匀速直线运动,木板向右做匀减速直线运动,设木板做匀减速直线运动的加速度大小
为a1 ,当滑块到达P 点后,开始做匀减速直线运动,回到滑块B 相对地面的初始位置时速度变为零。设滑块
从与挡板碰撞后至运动到P 点的时间为 t1 ,滑块做匀减速直线运动的位移大小为 x0 ,此过程滑块的加速度大
小为aA ,则滑块与木板碰后在 t1 时间内木板向右运动的位移大小也为 x0 ,则有
μ1 (2m + M)g
a1 = , aA = μ2g
M
(
x
=
x
=
v
t
一
a
t
)v32 1 2
0 2aA , 0 4 1 2 1 1
L0 = L + x0 + v3 t1
解得L0 = m 。
(3)设滑块向左做匀减速直线运动的时间为 t2 ,木板运动 t1 时间后速度大小为 v5 ,接下来木板的加速度大
(
3
=
) (
v
)小为a2 ,经时间 t3 木板停止运动,则有t2
(
A
)a
v5 = v4 一 a1t1
μ2 x 2mg + μ1 (2m + M)g
a2 = M
t3 =
(
3
2
2
3
)由于t < t ,说明木板先停下来,该过程中木板向右运动的位移大小 x = v5 t
(
Q
=
μ
2
mg
L
+
2
x
0
+
2
x
)( )
解
得
Q =
298
J 。
13