高三物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100 分，考试时间 75 分钟。
2.答题前，考生务必用直径 0.5 毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对
应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径 0.5 毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题
区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。
4.本卷命题范围：必修第一册，必修第二册。
一、选择题：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，第 1 7
题，只有一项是符合题目要求的.第 8 10 题有多项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对
但不全的得 2 分，有选错的得 0 分.
1.火车转弯时可以看成是做水平面内的匀速圆周运动，火车转弯时，火车车轮对内、外轨的侧向力为零时
的速度为规定速度，当火车以规定速度转弯时，悬吊在车厢内的玩具毛毛熊与车厢相对静止时的状态应是
（ ）
A. B. C. D.
甲、乙两质点同时、同地、同向做直线运动， 时间内的 图像如图所示，甲、乙两图线关于图
2. 0 t0 vt
中虚线 对称，则在 时间内，下列说法正确的是（ ）
a 0 t0
t t
A.两质点在 t = 0 时刻相遇 B.两质点在 t = 0 时刻距离最小
2 2
C.甲、乙间的距离先增大后减小 D.甲、乙间的距离一直减小
3.如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道 AD 固定在竖直面内，圆弧的最低点 D 的切线方向水平，圆弧上的
、 两点将圆弧 三等分 将一个小球放在 点，用一个最小的力 使小球静止在 点，再将小球移至
B C AD . B F1 B
点，仍用最小的力 使小球静止在 点，则 等于（ ）
C F2 C FF12:
A.1: 3 B. 3:1 C.1:3 D. 3:1
4.某同学在练习垫排球时，排球沿竖直方向运动，运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比，则
下列说法正确的是（ ）
A.排球在上升过程中惯性减小，下降过程惯性增大
B.排球在上升过程处于超重状态，下降过程处于失重状态
C.在下降过程中，排球对空气的作用力大于空气对球的作用力
D.上升过程排球的加速度在减小，下降过程排球的加速度仍在减小
5.将一个小球在 A 点斜向上抛出，经过 0.5s 时间后，小球到达 B 点，测得小球在 B 点时的速度方向斜向上
与水平方向的夹角为 37，速度大小为5m/s ，重力加速度为10m/s2 ，不计空气阻力， sin37= 0.6 ，
cos37= 0.8 ，则小球在 A 点抛出时的速度大小为（ ）
A. 6 2m/s B.5 3m/s C. 4 5m/s D. 3 6m/s
6.如图所示，相同的小球 A、B 静止在水平面上，用长为 L 的细线连接，细线刚好伸直，O 为细线的中
1
点，用竖直向上的力作用在 O 点，使 O 点竖直向上运动，当 A、B 间的距离变为 L 时，O 点的速度大小
2
为 v，则此时 A 球的速度大小为（ ）
3 3 23
A. 3v B. v C. v D. v
2 3 3
7.如图所示，某卫星绕地球做椭圆运动，已知椭圆的长轴长度是地球直径的 3 倍，地球的平均密度为 ，
引力常量为 G，则卫星在椭圆上运行的周期为（ ）
3 3 6
A. 2 B. 3 C. 3 D. 9
G G G G
8.如图所示，C 为可绕过 O 点竖直轴转动的光滑小圆环，小圆环的大小可忽略不计，穿过圆环的细线两端
分别连接着小球 、 ， 、 球的质量分别为 、 ，使两球均绕 环做圆锥摆运动，两球做圆锥摆运
A B A B m1 m2 C
动的周期恰好相等，已知 长为 、 长为 ， 球做圆周运动的半径为 、 球做圆周运动的半径
CA L1 CB L2 A r1 B
为 ，小球的大小忽略不计，则下列判断正确的是（ ）
r2
A.A、B 两球一定在同一平面内做圆周运动
若 与 不等，则两球一定不在同一平面内做圆周运动
B. L1 L2
一定有
C. mL11= mL 2 2
一定有
D. mr11= mr 2 2
9.如图所示，一年轻人骑着一款电动平衡车正行驶在平直的路上，该车的额定功率为 P，车的质量为 m，
人的质量为5m ，车行驶中受到地面的阻力为车对路面压力的 0.2 倍，其他阻力不计，重力加速度大小为
g，则下列判断正确的是（ ）
5P
A.平衡车能行驶的最大速度为
6mg
B.以额定功率行驶，车的速度为最大速度一半时，车的加速度大小为 0.5g
C.以最大速度匀速行驶时，车的功率突然减少为 0.8P 时，车的加速度大小为 0.4g
D.以最大速度匀速行驶时，人突然跳离车后的一瞬间（小车速度不变），车的加速度大小为 g
10.如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定，小球 A 套在杆上，球孔的内径比杆直径略大，绕过定滑轮
的轻绳一端连接在小球 A 上，另一端连着质量为 m 的物块 B，开始时，连接 A 的轻绳与水平方向的夹角
为 37，定滑轮到小球 A 间的轻绳长度为 L，杆上的 O 点与定滑轮等高，杆上 C 点与定滑轮的连线与水平
方向的夹角为 37，sin37= 0.6 ， cos37= 0.8 ，由静止释放小球 A 后，小球 A 向上运动，不计小球和
定滑轮的大小，重力加速度为 g，则下列判断正确的是（ ）
1
A.若小球恰好能到达 O 点，则小球 A 的质量为 m
3
B.若小球恰好能到达 O 点且到达 O 点时受到竖直向上的恒力，之后小球恰好能到达到 C 点，则该恒力的
1
大小为 mg
2
C.小球 A 有可能恰好运动到 C 点
D.若小球 A 的质量为 0.5m ，则小球 A 向上运动过程中，物块 B 先加速后减速
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分.
11.（7 分）某同学要验证力的平行四边形定则.所用的器材有：方木板、白纸、一个弹簧测力计、一根橡皮
筋、刻度尺、细绳套、三角板.
（1）橡皮筋的一端固定在铺有白纸的方木板上的 P 点，另一端拴上一根绳套和一根细绳，第一次用力拉
细绳同时用弹簧测力计拉绳套，使橡皮筋的结点到达 O 点，如图甲所示，在白纸上记录细绳的方向、弹簧
测力计的示数 及绳套的方向，第二次将绳套和细绳按照记录互换位置，用力拉细绳的同时用弹簧测力计
F1
拉绳套，使橡皮筋的结点仍到达 O 点，如图乙所示，记录______（写出物理量及符号）；这时细绳的拉力
的大小应等于
T2 ______.
（ ）再只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，使结点到达 点，记录这时弹簧测力计的示数 及绳套的方向 用
2 O F3 .
一个弹簧测力计将橡皮筋的结点仍拉至 O 点，这样做的目的是______.
（ ）选用相同标度，以甲、乙两图中 、 的图示为邻边在白纸上作平行四边形，这两个拉力所夹平行
3 F1 F2
四边形的对角线是 、 合力的 （填“理论”或“实验”）值；这个对角线和橡皮筋 （填
F1 F2 ______ ______
“一定”“不一定”或“一定不”）在一条直线上.
12.（10 分）某实验小组设计了一个如图所示验证机械能守恒定律的实验装置.在竖直木板上贴上白纸，在
白纸上画上边长为 L 的正方形 ABCD ， AD 边水平，在正方形内画水平线 a、b、c、d、e、f、g 将正方形
等分，每一等分的长为 ，在 点固定一个力传感器，用长为 的细线一端系在力传感器上，另一端系
8 L0 D L
一个小球.小球的质量为 m，忽略小球的大小，重力加速度为 g.
（1）关于实验器材，下列说法正确的是______.
A.应选用密度小的木质小球 B.应选用密度大的钢质小球
C.应选用弹性良好的细线 D.应选用几乎没有弹性的细线
（ ）将小球拉至 点由静止释放，力传感器示数的最大值为 ，则小球运动到最低点 时的动能等于
2 A F1 C
______；如果表达式______在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立.
（3）分别在 a、b、c、d、e、f、g 线上由静止释放小球，每次细线均拉直，记录每次小球由静止释放到最
低点的高度 （ 为正整数且 ）及小球运动过程中力传感器的最大示数 ，作出 图像，如
nL0 n n 8 Fn Fnn
果图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距等于______，斜率等于______，则小球运动过程中机械能守恒
得到验证.
13.（10 分）某天文爱好者在地球赤道上观察一颗在地球赤道平面内绕地球做圆周运动卫星的运动规律，
已知该卫星绕行方向与地球自转方向相同，该天文爱好者观察到该卫星间隔 t 时间经过其正上方一次，已
知地球的半径为 ，地球自转角速度为 ，地球赤道表面的重力加速度为 ，天文爱好者的质量为 ，
R 0 g m
求：
（1）天文爱好者受到地球的引力大小；
（2）卫星做圆周运动的周期.
14.（15 分）如图所示，正方形光滑玻璃板 abcd 水平固定放置，玻璃板距地面的高度为 H = 5.625m ，玻
璃板正中间有一个光滑的小孔 O，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球 A 和小球 B，小球 A 的质量为
1kg ，使小球 A 在玻璃板上绕 O 点做匀速圆周运动，同时使小球 B 做圆锥摆运动，小球 A 做圆周运动的
线速度大小为 2m/s ，角速度大小为 4rad/s ，OB 悬线与竖直方向的夹角为 60，A、B 做圆周运动的周期
相同，重力加速度 g 取10m/s2 ，不计空气阻力.求：
（1）细线上的拉力的大小；
（2）小球 B 的质量及连接 A、B 的细线的长度；
（3）某时刻细线断开，小球 B 落地时的位置离 O 点的水平距离.
15.（18 分）如图所示，半径为 R 的光滑半圆弧轨道 BC 固定在竖直面内，底端与水平面在 B 点平滑连
接，直径 BC 竖直，轻弹簧放在水平面上，左端与竖直固定挡板连接，右端与物块 2 连接，物块 1 与物块
2 接触不粘连，弹簧处于压缩状态，物块 1、2 刚好不滑动，物块 1 位于 A 点，最大静摩擦力等于滑动摩擦
力，两物块的质量均为 m，与水平面间的动摩擦因数均为 0.5，给物块 1 一个向右的、大小等于 mg 的水平
恒力 F，当物块 1 运动到 B 点时撤去 F，此后物块从 C 点抛出落在地面上的位置恰好位于 AB 中点，弹簧
始终在弹性限度内，物块 1、2 视为质点，重力加速度为 g.求：
（1）物块 1、2 刚分离时，物块 2 的加速度的大小；
（2）A、B 间的距离；
（3）若仅改变物块 1 在 AB 段运动时撤去 F 的位置，要使撤去拉力 F 后，物块 1 能滑上圆弧轨道且在圆
弧轨道上运动时不离开轨道，则撤去 F 的位置离 A 点的距离应满足什么条件.
高三物理参考答案、提示及评分细则
1.A 由于火车以规定速度转弯时，对火车有 Mgtan = Ma ，对毛毛熊有 mgtan = ma ，解得= ，
选项 A 正确。
t
2.C 由题意及图像可知，甲、乙两质点间的距离先增大后减小，在 t = 0 时刻距离最大，选项 C 正确.
2
3.B 设小球静止在圆弧面上时受到圆弧的弹力与竖直方向的夹角为 ，易知拉力的方向与圆弧的弹力方
向垂直时，拉力最小，则最小拉力 ，因此 ，选项 正确
F= mgsin FF12:= sin60 : sin30 = 3 :1 B .
4.D 排球的质量不变，惯性不变，选项 A 错误；排球上升和下降过程加速度方向均向下，均处于失重状
态，选项 B 错误；根据牛顿第三定律，在下降过程中，排球对空气的作用力大小等于空气对球的作用力大
mg+ kv mg kv
小，选项 C 错误；上升过程 a = ，速度减小，加速度减小，下降过程 a = ，速度增大，
m m
加速度减小，选项 D 正确.
小球在 点的水平分速度 ，竖直方向分速度 ，在 点抛
5.C B vv1 =Bcos37 = 4m/s vv2 =Bsin37 = 3m/s A
出时竖直方向分速度 ，则小球在 点抛出时的速度大小为 22 ，
v22 =+= v gt 8m/s A vA = vv12 +=4 5m/s
选项 C 正确.
L
6.A 根据几何关系，当 A、B 间的距离为 时，OA 与竖直方向的夹角为 30，设 A 的速度为 v ，则
2 A
，解得 ，选项 正确
vvAcos60= cos30 vvA = 3 A .
2
Mm 2
设近地飞行的卫星运行周期为 ，则 ， M ， 4 3 ，解得
7.D T0 G2 = mR = VR=
RT0 V 3
3
2 (3R)
3 ，根据开普勒第三定律有 T ，解得 ，选项 正确
T0 = 23= T = 9 D .
G TR0 G
h
8.AC 由于圆锥摆的周期T = 2 ，h 为 C 点到小球做圆周运动所在平面的高度，选项 A 正确，B 错
g
误；设悬线的拉力为 ，则 22，选项 正确， 错误
F F= mL11 = mL 2 2 C D .
5P
9.AD 质量为 5m 的人骑该车速度最大时， P=0.2 6 mgv ，解得 v = ，选项 A 正确；当速度为
m m 6mg
P PP0.8
最大速度的一半时， 0.2 6mg = 6 ma ，解得 ag= 0.2 ，选项 B 错误； =6ma ，解得
0.5vm vvmm
P
ag= 0.04 ，选项 C 错误；人跳离车后的一瞬间， =0.2mg ma ，解得 ag= ，选项 D 正确.
vm
10.AD 若小球恰好能到达 O 点，小球 A 向上运动到 O 点过程中，物块 B 下降的高度为 0.2L ，根据机械
1
能守恒 0.2mgL= m g 0.6 L ，解得 mm= ，选项 A 正确；若小球恰好能到达 O 点，则小球 A 的质量
A A 3
1
为 m ，设小球 A 所受竖直向上的恒力大小为 F，对 A、B 系统，小球 A 由静止释放运动到 C 点的过程，
3
1 2
由功能关系有 F= OC mg AC ，解得 F= mg ，选项 B 错误；若小球恰好运动到 C 点，系统的机械
3 3
1
能增加，因此小球不可能恰好到达 C 点，选项 C 错误；若小球 A 的质量为 0.5m ，大于 m ，因此小球向
3
上运动不可能到达 O 点，则小球向上运动过程中，物块 B 先向下加速后向下减速，选项 D 正确.
（ ）弹簧测力计的示数 （ 分） （ 分）
11. 1 F2 1 F1 1
（ ）与 、 共同作用的效果相同 （ 分）
2 F1 F2 2
（3）理论 （1 分） 不一定 （2 分）
解析：（ ）弹簧测力计的示数 ，这时细绳的拉力 的大小等于
1 F2 T2 F1 .
（ ）用一个弹簧测力计将橡皮筋的结点仍拉至 点，这样做的目的是与 、 共同作用的效果相同
2 O F1 F2 .
（3）两个拉力所夹平行四边形的对角线是甲、乙两图中弹簧测力计合力的理论值；这个对角线和橡皮筋
不一定在一条直线上.
1 1
12.（1）BD （2 分） （2） (F mg) L （2 分） mg=( F mg) （或 F= 3 mg ）（ 2 分）
2 1 2 1 1
1
（3） mg （2 分） mg （2 分）
4
解析：（1）应选用密度大的钢质小球，以减小空气阻力的影响；应选用几乎没有弹性的细线，选项 B、D
正确.
v2 11
（2）由 F= mg m 1 可知，小球运动到 C 点的动能 E= mv2 =( F mg) L ；
1 L k22 11
1 1
如果表达式 mgL=( F mg) L 成立，即 mg=( F mg) （或 F= 3 mg ）， 则机械能守恒定律得到验
2 1 2 1 1
证.
1 1
（3）如果 mgnL=( F mg) L ，得到 F= mg + nmg ，即如果图像与纵轴的截距等于 mg ，斜率等
0 2 n n 4
1
于 mg ，则机械能守恒定律得到验证.
4
13.解：（1）天文爱好者在赤道上随地球自转时做匀速圆周运动
向心力 F向 ，重力 G 是引力 F引 的两个分力 （1 分）
其中 2 ， （ 分）
F向1 = mR0 G= mg 2
由于 F向 ，G 及 F引 同方向 （1 分）
所以 2 （ 分）
F引 = F向 += G mR0 + mg 1
（ ）设卫星转动的角速度为 ，根据题意有 （ 分）
2 tt=0 2 2
2 2
解得= + （1 分） 由 = （1 分）
t 0 T
2t
解得T = （1 分）
2 + 0t
解：（ ）根据牛顿第二定律 2 （ 分）
14. 1 F= mr1 1
根据圆周运动的规律 （ 分）
vr11= 1
解得 F = 8N （1 分）
（ ）设小球 的质量为 ，对小球 研究 （ 分）
2 B mB B Fcos60= mgB 1
解得 （ 分）
mB = 0.4kg 1
设 段细线的长为 ，对小球 研究 2 （ 分）
OB L B Fsin60= mLB sin60 1
解得 L = 1.25m （1 分）
由（ ）问知 ，则细线的长 （ 分）
1 r1 = 0.5m l=+= Lr1 1.75m 1
5
（3）小球 B 做圆周运动的半径 rL=sin60 = 3m （1 分）
2 8
5
小球 B 做圆周运动的线速度大小为 vr= = 3m/s （1 分）
22 2
5
小球 B 离玻璃板的距离 dL=cos60 = m （1 分）
8
则小球 B 离地面的高度 hHd= =5m （1 分）
2h
细线断后，小球 B 做平抛运动的时间 t = = 1s （1 分）
g
5
小球 B 做平抛运动的水平位移 x= vt = 3m （1 分）
2 2
5
则小球 B 落地时的位置离 O 点的水平距离为 s= xr22 += 51m （1 分）
2 8
15.解：（1）设物块 1、2 刚要分离时，物块 1、2 的加速度均为 a，刚要分离时
对物块 1 研究 mg= mg ma （1 分）
1
解得 ag= （1 分）
2
（ ）未施加拉力时，设弹簧的压缩量为 ，对物块 、 整体研究 （ 分）
2 x1 1 2 kx1 = 2 mg 1
设当物块 、 刚要分离时弹簧的压缩量为 ，对物块 研究 （ 分）
1 2 x2 2 kx2 = mg ma 1
解得 （ 分）
xx12= 1
即给物块 1 施加拉力的一瞬间，1、2 就即将分离.施加拉力以后，
1
物块 1 从 A 点由静止开始以加速度 ag= 做匀加速运动.
2
设 AB 长为 L，设物块 1 到 C 点速度为 v，根据动能定理
1
mgL mgL = mg2 R mv2 （1 分）
2
从 C 点做平抛运动，根据题意
1 1
2R= gt 2 （1 分） L= vt （1 分）
2 2
解得 LR= 8 （1 分）
（ ）设离 点距离为 时撤去 ，物块 刚好能到达 点，根据动能定理 （ 分）
3 A d1 F 1 B mgd1 = mgL 0 1
解得 （ 分）
dR1 = 4 1
设离 点距离为 时撤去 ，物块 刚好能到达圆弧轨道上与 点等高的位置，根据动能定理
A d2 F 1 O
（ 分）
mgd2 mgL = mgR 0 1
解得 （ 分）
dR2 = 5 1
vc2
设物块 1 刚好能到达 C 点时在 C 点速度为 v ，根据牛顿第二定律 mg= m （1 分）
c R
解得 （ 分）
vC = gR 1
设离 点距离为 时撤去 ，物块 刚好能到达 点，根据动能定理
A d3 F 1 C
1
mgd= mgL2 mgR mv2 （1 分）
3 2 C
解得 （ 分）
dR3 = 6.5 1
因此，物块 1 滑上圆弧轨道后在圆弧轨道上运动时不离开轨道，则撤去 F 的位置离 A 点的距离 d 满足的条
件是 45Rd< R或 6.5Rd 8 R （1 分）