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高三物理试题综合测试

（本试卷分选择题和非选择题两部分，满分150分，考试时间120分钟）

第一部分　选择题（共40分）

一、本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1．为探究钢球在液体中运动时所受阻力的大小，让钢球从某一高度竖直落下进

入液体中运动，用闪光照相方法拍摄钢球在不同时刻的位置，如右图所示。

已知钢球在液体中运动时所受阻力F=kv²，闪光照相机的闪光频率为f，图中

刻度尺的最小分度为S₀，钢球的质量为m，则阻力系数k的表达式为（　　）　　　

　　　 A．　　　B．　　　　　　　C．　　　　　　　D．

2．在地面上以速度v发射一飞船后该飞船绕地球转动。当将发射速度提高至2v时，该飞船将可能　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

　　　 A．仍绕地球运动，轨道半径增大　　　　　　

　　　 B．仍绕地球运动，轨道半径减小

　　　 C．摆脱地球引力的束缚，成为太阳系的小行星

　　　 D．摆脱太阳引力的束缚，飞向宇宙

3．英国科学家希尔（A.V.Hill）取青蛙的离体“缝匠肌”进行实验，装置如图，肌肉的A端固定，B端通过滑轮与钩码相连，给予肌肉以刺激，使肌肉收缩，产生拉力，拉动钩码运动。希尔测量并记录了钩码上升的最大速度v，以及与之相对应的钩码的重力F，并画出了v – F的图像，得到了一条双曲线，如图所示，以下说法正确的是　　　（　　）

　　　 A．肌肉化学能转化成钩码机械能的值是一个常数

　　　 B．肌肉化学能转化成机械能的功率是一个常数

　　　 C．肌肉化学能转化成机械能的功率随所挂钩码的重力增加而减少

　　　 D．肌肉化学能转化成机械能的功率随所挂码的重力增加而增大

4．在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz，将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉，下列说法中正确的是　（　　）

　　　 A．操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大

　　　 B．操作人员一定是使声波发生器发出了频率很高的超声波

　　　 C．操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率

　　　 D．操作人员只须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz

5．一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线

如图所示，由图可知　　　　　　　　（　　）

　　　 A．质点振动的频率是4Hz　　　　　　　　　　　

　　　 B．质点振动的振幅是2cm

　　　 C．在t=3s时，质点的位移为零　　　　　　　

　　　 D．在t=4s时，质点的速度最大

6．振源S在垂直x轴方向振动，并形成沿x轴正向、负向传播的横波，波的频率50Hz，波速为20m/s，x轴上有P、Q两点，SP=2.7m，经过足够长的时间以后，当质点S正通过平衡位置向上运动的时刻　　　　　　　（　　）

　　　 A．质点P和S之间有7个波峰

　　　 B．质点Q和S之间有7个波谷

　　　 C．质点P正处于波峰，质点Q正处于波谷

　　　 D．质点P正处于波谷，质点Q正处于波峰

7．如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方A位

置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，

在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置上球速度减小到零。

小球下降阶段下列说法中正确的是　　　　　　　　　　（　　）

　　　 A．在B位置小球动能最大

　　　 B．在C位置小球动能最大

　　　 C．从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加

　　　 D．从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加

8．如图所示，a、b两木块用轻弹簧连接静止在光滑的水平面上，现给木块b一个向左的初速度，此后　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

　　　 A．弹簧有最大压缩量时，a的速度一定比b的速度大

　　　 B．弹簧有最大伸长量时，两木块的速度都等于零

　　　 C．弹簧由伸长状态变为原长时，a的速度一定比b的速度小

　　　 D．弹簧形变消失时，b的速度可能向右

9．半径为R，内表面光滑的半球形容器放在光滑的水平面上，两端等高。有一滑块从容器顶端无初速释放，如图所示，则　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　）

　　　 A．滑块下滑过程中只有重力做功，所以滑块的机械能守恒

　　　 B．滑块的机械能不守恒，所以它不可能上升到另一顶端

　　　 C．滑块下滑过程中，滑块和容器组成的系统的总动量守恒

　　　 D．滑块运动到最低点时的速率小于

10．如图所示，水平传送带两端点A、B间的距离为L，传送带开始时处于静止状态，把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v₁匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W₁、功率为P₁，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q₁，第二次，传送带以v₂₁的速度匀速运动，此人用恒定的水平力F拉物体，使它以相对传送带为v₁的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的功为W₂、功率为P₂，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q₂，下列关系中正确的是　　　　　（　　）

　　　 A．W₁=W₂，P₁<P₂，Q₁=Q₂

　　　 B．W₁=W₂，P₁<P₂，Q₁>Q₂

　　　 C．W₁>W₂，P₁=P₂，Q₁>Q₂

　　　 D．W₁>W₂，P₁=P₂，Q₁=Q₂

1,3,5

第二部分　非选择题（共110分）

二、本题共8小题，共110分。按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11．（11分）一位同学设计了探究橡皮筋的弹性势能与伸长

量之间关系的实验：将一块长木板放在桌面上调至水平，

橡皮筋的一端固定在墙上，另一端被静止的小车水平拉

长在d，小车释放后沿长木板运动，带动穿过打点计时

器的纸带，如图所示。打点计时器所使用的电源频率为

50Hz，实验共做了三次，各次小车由静止开始的位置不

同（即橡皮筋的伸长量d不同），分别打出的纸带的局

部如下图所示（图中最下面的是刻度尺）。

　（1）根据纸带数据完成以下表格：

实验序号	1	2	3
d/cm	5	10	20
v/m·s^－1

　（2）橡皮筋的弹性势能E_p与橡皮筋的伸长量d之间的函数关系式是E_p=　　　　。

　（3）要减小实验误差，该设计可改进的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　。

12．（4分）

　（1）有以下几个分组实验：

A．用单摆测定重力加速度

B．研究匀变速直线运动

C．验证机械能守恒定律

D．验证动量守恒定律

上述实验中需要打点计时器的实验是　　　　　；需要天平的是　　　　；需要刻度尺（或三角板）的实验是　　　　　。（填写字母符号）

　（2）用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量

为m_B的钢球B放在小支柱上，球心离地面

高度为H；质量为m_A的钢球A用细线栓好

悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心

的距离为L，且细线与竖直线之间的夹角为α，

A球由静止释放，摆到最低点时恰与B球发

生对心正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C

竖直位置推移到与竖直线夹角为β处，B球

落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的

白纸D，用来记录B球的落点，测得B球的

水平射程为S。

①用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后A、B两球的动量（设A、B两球碰撞前的动量分别为P_A、P_B，碰撞后的动量分别为P_A′P_B′），则：P_A = 　　　；P_A′=　　　；P_B=　　　　；P_B′=　　　　。

②请你提出两条提高实验精度的建议：　　　　　　　　　　　　　　　　　；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

13．（12分）在地面上空有一颗沿圆形轨道绕地球匀速运转的人造卫星，卫星离地面高度为地球半径的一半，求卫星运行的向心加速度和速度。（已知R₀=6.4×10³km，地球表面重力加速度g=9.8m/s²，结果保留二位有效数字）

14．（14分）如图所示为一倾角θ=30°的传送带装置示意图，绷紧的传送带在A、B间始持v=1m/s的恒定速率向上运行，一质量为m=2kg的物体无初速度地放在A处，传送带就将物体传送上去。设物体与传送带的滑动摩擦力f=0.6mg，AB间的距离l=4m，g取10m/s²，求物体从A处传送到B处所需的时间t。

　　某同学根据以上条件，提出一种计算时间t的方法：由可解得t。请判断上面的解法是否正确，并说明理由。如果正确，请代入数据计算出结果：如不正确，请给出正确的解法和结果。

15．（13分）杂技运动员骑摩托车沿如图所示的竖直圆轨道做特技表演。若车运动的速率恒为v=20m/s，人与车质量总和为m=200kg，轮胎与轨道间的动摩擦因数μ=0.1，车通过轨道最低点A时发动机的功率为P_A=12Kw，求车通过最高点B时发动机的功率P_B。（取g=10m/s²）

16．（14分）将一个动力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力。某一小球用一条不可伸长的轻绳连接，绳的另一端固定在悬点上，当小球在竖直面内来回摆动时，用动力传感器测得绳子对悬点的拉力随时间变化的曲线如图所示，取重力加速度g=10m/s²，求绳子的最大偏角θ。

17．（16分）光滑水平地面上停放着一辆质量m=2kg的平板车，质量M=4kg可视为质点的小滑块静放在车左端，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.3，如图扭不，一水平向右的推力F=24N作用在滑块M上0.5s撤去，平板车继续向右运动一段时间后竖直墙壁发生碰撞，设滑块与平板车间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，平板车足够长，以至滑块不会从平板车右端滑落，g取10m/s²，求：

　（1）平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离s多大？此时滑块的速度多大？

　（2）平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度v₂多大？

　（3）为使滑块不会从平板车右端滑落，平板车l至少要多长？

18．（16分）在光滑的水平轨道上有A、B滑块，B滑块的质量为m_B，上面装有一个质量不计的轻弹簧，A滑块质量为m_A，它以速度v_A撞击B，如图所示。

　（1）如果B上所装弹簧被压缩后能恢复到原长，求弹簧被压缩到最短时A、B的速度；

　（2）讨论m_A、m_B满足什么条件时B对A的冲量最小和最大，数值分别是多少？

　（3）讨论m_A、m_B满足什么条件时B对A的功最多和最少，数值分别是多少？

参考答案

一、选择题（每小题4分，共40分）

1．C　 2．CD　 3．B　 4．D　 5．BC　 6．ABD　 7．BCD　 8．D　 9．D　 10．B

1,3,5

二、非选择题

11．（1）2.00；4.00；8.00

　（2）kd²（k为常数）

　（3）实验前应将木板左端适当垫高，直至小车不受拉力时能沿木板匀速运动。

12．（1）BC；D；ACD

　（2）①

②让A球多次从同一位置摆下，求B球落点的平均位置；α角取值不要太小；A、B两球质量不要太小；A球质量要尽量比B球质量大。

13．（12分）解：设地球半径为R₀，在离地h高处有：　　　　　（2分）

地面处有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2分）

联立上述两式得：　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2分）

卫星运行的向心加速度为：　　　　　　　　　　　（2分）

又：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2分）

故卫星运行速度　　（2分）

14．（14分）解：上面的解法是错误的。因为物体并不是全过程都做匀加速运动。（2分）

正确的解法是：

物体开始时做匀加速运动，由牛顿第二定律得：　　　　　　　（2分）

解得　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2分）

设物体从静止到运动速度等于v经过的时间为t₁，则：　　　　　　　　　（2分）

t₁时间内物体的位移　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2分）

因，所以物体此后向上做匀速运动，匀速运动时间　　　（2分）

因此，物体从A处传送到B处所需的时间　　　　　　　　　　　　　　（2分）

15．（13分）解：在A点时根据牛顿第二定律有：　　　　　　　　　　　（3分）

摩托车的牵引力为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

又：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2分）

同理，当摩托车在B点时有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3分）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2分）

联立解得：　　　　　　　　　　　（2分）

16．（14分）设小球的质量为m，绳子长度为l，绳子拉力的最小值和最大值各为F₁和F₂，小球摆动至最高点时，绳子拉力最小

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3分）

　　小球摆动至最低点时，绳子拉力最大

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3分）

　　摆动过程小球的机械能守恒

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3分）

　　由以上各式解得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3分）

　　由图可知F₁=0.5N和F₂=2.0N，代入上式可得

17．（16分）（1）滑块与平板车之间的最大静摩擦力，设滑块与车不发生相对滑动而一起加速运动的最大加速度为，以车为研究对象

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

　　以滑块和车整体为研究对象，作用在滑块上使滑块与车一起相对静止地加速的水平推力最大值设为　　　　（1分）

　　已知水平推力，所以在F作用下M、m能相对静止地一起向右加速

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

　（评分说明：若不分析F作用下两物能相对静止，以上3分不能给）

　　设第一次碰撞前M、m的速度为　　　（1分）

　　第一次碰墙后到第二次碰墙前车和滑块组成的系统动量守恒　　　　　　　　　　　　　　（1分）

　　车向左运动速度减为0时，由于m<M，滑块仍在向右运动，设此时滑块速度为车离墙s　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

　　以车为研究对象，根据动能定理　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2分）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

　（2）第一次碰撞后运动到速度为零时，滑块仍有向右的速度，滑动摩擦力使车以相同的加速度重新向右加速，如果车的加速过程持续到与墙第二次相碰，则加速过程位移也为s，可算出第二次碰撞前瞬间的速度大小也为2m/s，系统的总动量将大于第一次碰墙后的动量，这显然是不可能的，可见在第二次碰墙前车已停止加速，即第二次碰墙前一些时间车和滑块已相对静止。（有关于第二次碰墙瞬间前两者已相结静止的文字分析的给1分）

　　设车与墙第二次碰撞前瞬间速度为　　　　　　　　　（1分）