2020高三物理力学综合测试题.docx

xx 届高三物理力学综合测试题

班级 ___________学号 ___________姓名 ______________

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共

150 分，考试时间 120 分钟。

第Ⅰ卷（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，有选错的或

不答的得 0 分。

1. 在国际单位制中，力学的三个基本物理单位是（

）

A. 质量、米、秒

B. 牛顿、米、秒

C. 千克、米、秒

D. 牛顿、米、米 / 秒

2. 如图所示，用两根细线把

A 、

B 两小球悬挂在天花板上的同一点 O ，并用第三根细线连

接 A 、 B 两小球，然后用某个力 F 作用在小球 A 上，使三根细线均处于直线状态，且

OB

细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则该力可能为图中的（

）

A.F 。

B. F 。

C.F 。

D. F 。

1

2

3 4

O

F 4

F 3

3. 如图所示，小车的质量为 M ，人的质量为 m ，人用恒力 F 拉

绳，若人和车保持相对静止，不计绳和滑轮质量及车与地面的摩 A

F 2

擦，则车对人的摩擦力可能是： （ ）

A 、0

B

F 1

B 、

m M

F ，方向向右

m M

左 右

C 、

m

M

F ，方向向左

m

m M

D 、

M

m

F ，方向向右

M

m M

4. 两辆游戏赛车 a 、 b 在两条平行的直车道上行驶。 t 0 时两车都在同一计时线处，此时

比赛开始。它们在四次比赛中的 v t 图如图所示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上

了另一辆 (

)

5．如图所示，物体 B 的受力个数为：（

A ．2

B

A 靠在竖直墙面上，在力

）

．3

C

．4

F 作用下， A 、B 保持静止。物体

D

． 5

6．16 世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力

和运动的理论， 开启了物理学发展的新纪元。 在以下说法中， 与亚里士多德观点相反的是 （ ）

Ａ . 四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大

Ｂ . 一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体不受力时的“自然状态”

Ｃ . 两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快Ｄ . 一个物体维持匀速直线运动，不需要力

7． xx 年 5 月的天空是相当精彩的，行星们非常活跃，木星冲日、火星合月、木星合月等景观美不胜收， 而流星雨更是热闹非凡， 宝瓶座流星雨非常壮丽，

值得一观 . 在太阳系中， 木星是九兄弟中

“最魁梧的巨人 ”，5 月 4

日 23 时，发生木星冲日现象 .所谓的木星冲日是指地球、木星在

各自轨道上运行时与太阳重逢在一条直线上， 也就是木星与太阳黄经相差 180 度的现象，天文学上称为 “冲日 ”.冲日前后木星距离

地球最近，也最明亮 . 下列说法正确的是（ ）

A ． xx 年 5 月 4 日 23 时，木星的线速度大于地球的线速度

B ．xx 年 5 月 4 日 23 时，木星的加速度小于地球的加速度

C ．xx 年 5 月 4 日 23 时，必将产生下一个“木星冲日”

D ．下一个“木星冲日”必将在 xx 年 5 月 4 日之后的某天发生

8．如图所示，物体 A 静止在光滑的水平面上，

A 的左边固 定有轻质弹簧，与

A 质量相同的物体

B 以速度 v 向 A 运动并

与弹簧发生碰撞， A 、 B 始终沿同一直线运动，则 A 、B 组成

的系统动能损失最大的时刻是（

）

A.A 开始运动时

B.A 的速度等于 v 时

C.B 的速度等于零时

D.A 和 B 的速度相等时 9．如图所示，两个质量分别为 m =2kg 、m =3kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质

1

2

弹簧秤连接。两个大小分别为

F 1=30N 、F 2=20N 的水平拉力分别作用在

m 1、m 2 上，则（

）

A ．弹簧秤的示数是

25N

F 2

F 1

m 2

m 1

B ．弹簧秤的示数是

50N

C ．在突然撤去 F 2 的瞬间， m 1 的加速度大小为 15m/s 2

D ．在突然撤去 F 1 的瞬间， m 1 的加速度大小为 13m/s 2

10．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为

m 和 2m 的四个木块，其中两个质量为

m 的

木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μ mg 。现用水平拉力 F 拉其中

一个质量为 2 m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对

m 的最大拉力为（

）

3 mg

3 mg

3 mg

D 、3 mg

A 、

B 、

4

C 、

5

2

2m

m m

F

2m

班级 ___________学号 ___________姓名 ______________得分 ________________题号12345678910

答案

第Ⅱ卷（非选择题，共110 分）

二、本题有 2 小题，共20 分。

11.(1).(4 分 )如图所示为某同学所安装的“验证牛

顿第二定律”的实验装置，在图示状态下，开始做

实验，该同学有装置和操作中的主要错误是

________

__________________________________________

____________________________________________________________________________。

在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重

量，通常采用如下两个措施：(A) 平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，

反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；(B)调整沙的多少，使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M ．请问：

① (2 分 )以上哪一个措施中有何重大错误?

答：______________________________________________________________________

② (2 分 )在改正了上述错误之后,保持小车及砝码质量M 不变．反复改变沙的质量，并

测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力(小桶及砂重量)与加速度的比值略大于小车及砝码质量M ，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡

了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么?

答： ___________________________________________________________________________（2）（ 4 分）图乙是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，结合图乙给出的数据，求出小车运动加速度的大小为________________m/s 2，并求出纸带中P 点瞬时速度大小为_____________m/s（计算结果均保留 2 位有效数字）

12．（ 8 分）某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零。为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系，小明同学设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部

分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长。当水流以速度v 正对“ L ”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外液面的高度差为h，且h 随水流速度的增大而增大。为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h 的关系，该组同学进行了定量研究，得到

了如下的实验数据，并根据实验数据得到了v - h 图像，如图丙所示。

图乙

图甲

v（ m/s）0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 3.00 3.16

h（ m）00.050.100.150.200.300.450.50（ 1 ）根据根据上表的数据和图丙中图像的形状，可猜想v和h 之间的关系为

_______________；为验证猜，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并另作图像，若

该图像的形状为，说明猜想正确。

v/ms-1

10

3.08.0

2.0

6.0

4.0

1.0

2.0

h/m h/m

00.100.200.300.400.5000.100.200.300.400.50

图丙图丁

（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔 1 米测一次流速，得到数据如下表所示：

测试点距岸距离管内外高度差相应的水流速度x/m0123456 h/cm00.8 3.27.212.820.028.8 v/ms-1

根据 v 和 h 之间的关系完成上表的最后一行，对比上表中的数据，可以看出河中水流速度v 与从南岸到河流中央距离x 的关系为：。

三、本题共 6 小题， 90 分。解答应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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位

13.(12 分 ) 如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量

m=1kg，斜面倾角30 ，悬线与竖直方向夹角30 ，光滑斜面的质量为3kg，置于粗糙水平面上．g=10m/s2．

求：（ 1）悬线对小球拉力大小．

（ 2）地面对斜面的摩擦力的大小和方向．

14．（ 14 分 )如图所示，物体从光滑斜面上的 A 点由静止开始下滑，经过 B 点后进入水平面（设经过 B 点前后速度大小不变），最后停在 C 点。每隔 0.2 秒钟通过速度传感器测量物体

的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度 g＝10m/s2）

求：

A

（1）斜面的倾角；

（2）物体与水平面之间的动摩擦因数；

（3） t＝ 0.6s 时的瞬时速度v。B C

t（ s）0.00.20.4 1.2 1.4

v（ m/s）0.0 1.0 2.0 1.10.7

15．（ 15 分）如图所示，一个人用与水平方向成= 300角的斜向下的推力 F 推一个质量为 20 kg 的箱子匀速前进，如图 (a）所示，箱子与水平地面

间的动摩擦因数为＝0.40．求：

(1)推力 F 的大小；

(2)若该人不改变力 F 的大小，只把力的方向变为与水平方向

成 300角斜向上去拉这个静止的箱子，如图 (b)所示，拉

力作用 2.0 s 后撤去，箱子最多还能运动多长距离？(g 取 10 m/s2）．

16．（ 16 分） xx 年 10 月 15 日，我国成功发射了第一艘载人宇宙飞船“神舟”五号．火

箭全长 58.3 m，起飞重量 479. 8 t ，火箭点火升空，飞船进入预定轨道．“神舟”五号环绕地球飞行 14 圈约用时间 21 h ．飞船点火竖直升空时，航天员杨利伟感觉“超重感比较强” ，仪

器显示他对座舱的最大压力等于他体重的 5 倍．飞船进入轨道后，杨利伟还多次在舱内飘浮

3

起来．假设飞船运行的轨道是圆形轨道．（地球半径R 取 6. 4 × 10 km ，地面重力加速度g 取 10 m/s2，计算结果取二位有效数字）

(1)试分析航天员在舱内“飘浮起来”的现象产生的原因．

(2)求火箭点火发射时，火箭的最大推力．

(3)估算飞船运行轨道距离地面的高度．

17．（ 16分）如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进

入轨道 ABC。已知 AB 段斜面倾角为53°，BC段斜面倾角为37°，滑块与圆盘及斜面间的动

摩擦因数均μ =0.5，A点离B点所在水平面的高度h=1.2m 。滑块在运动过程中始终未脱离

轨道，不计在过渡圆管处和 B 点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取

2

° =0.6; cos37°=0.8

g=10m/s ,sin37

（1）若圆盘半径R=0.2m，当圆盘的角速度多大时，

滑块从圆盘上滑落？

（2）若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达

B点时的机械能。

（3）从滑块到达 B 点时起，经0.6s正好通过C

点，求 BC之间的距离。

18．（ 17 分）如图甲所示，质量为M＝ 3.0kg 的平板小车 C 静止在光滑的水平面上，在t＝ 0时，两个质量均为 1.0kg 的小物体 A 和 B 同时从左右两端水平冲上小车， 1.0s 内它们的v—t 图象如图乙所示，g 取 10m/s2.

⑴小车在 1.0s 内所受的合力为多大？

⑵要使 A、 B 在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？

⑶假设 A、 B 两物体在运动过程中不会相碰，试在图乙中画出A、 B 在 t=1.0s～ 3.0s 时间内

的 v— t 图象．

－

v/m· s

1

v1v2

A B

C 4.0

A

2.0

图甲

1.0

2.0

3.0 t/s

B

－ 2.0

图乙

第 18题图

参考答案及评分标准

一、选择题（ 4 分 ×10＝ 40 分）

题号

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

答案

C

BC

ACD

AC

C

D

BD

D

D

B

二、实验题

11． (1) 主要错误是：

A. 长木板右端未垫高以平衡摩撩力；

B. 电源应改用

6V 交流

电源； C. 牵引小车的细线没有与木板平行；

D. 开始实验时， 小车离打点计时器太远

。

(每小点 1分 )

① (A) 中平衡摩擦力时，不应用小桶拉动小车做匀速运动，应让小车自身下滑来 平衡摩擦力即可． (2分 ) ②由于小桶及砂的失重， 拉小车的合外力

F

此，

F mg

M

。

a

a

（ 2） 4.0m / s 2 （ 2 分） 2.6m/s （2 分）

12．（ 8 分）（ 1） v 2

∝ h （或 v ∝

h ，

或 v 2 = 20h ，或 v = 20h ）（ 2 分）

图像如右 （2 分），

直线 （1分）

（ 2）数据：自左向右为：

0.4，0.8， 1.2.，1.6， 2.0， 2.4 （ 2 分）

v ∝ x （或 v = 0.4 x ）

（1分）

三、解答题

13. (12 分 )解：（ 1）以小球为研究对象

v 2 /m 2s -2

(2

分 )

10

8.0

6.0

4.0

2.0

h/m

0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

图 丁

受力分析如图 (2 分)

F=mg

T cos30

1 F (

2 分)

2

1 1 3 10 3 (

2 分)

得 Tmg / cos30

1 10/

N

3

N

2

2

2

（ 2）以小球和斜面整体为研究对象

受力分析如图 (2 分)

∵系统静止

∴ f

T cos60

10 3 1 N 5 3 N (3 分)

3 2

3

方向水平向左

(1 分)

14．（ 14 分）解：（ 1）由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为 1

v

a ＝ t ＝

5m/s 2， mg sin ＝ma 1，可得：

＝ 30 ，

（2）由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为

a 2＝ v

＝ 2m/s 2， mg

t

＝ma 2，可得： ＝ 0.2，

（3）由 2＋ 5t ＝ 1.1＋2（ 0.8－t ），解得 t ＝ 0.1s ，即物体在斜面上下滑的时间为

0.5s ，则 t ＝

0.6s 时物体在水平面上，其速度为

v ＝v 1.2 ＋a 2t ＝ 2.3 m/s 。

15．（ 15 分）解： (1)在图 (a ）情况下，对箱子有

F cos f , F sin

mg

N 1 , f

N 1

由以上三式得 F=120 N.

(2 ）在图 (b ）情况下，物体先以加速度

a 1 做匀速运动，然后以加速度

a 2 做匀减速运动

直到停止．对物体有

ma 1 F cosN 2 F cos (mg

F sin ), v 1

a 1t 1 , ，

ma 2

N 3 mg,2a 2 s 2 v 1 2 ，

解之得 s 2=13.5 m.

16、 (16 分 ) 解： (1) 航天员随舱做圆周运动，万有引力用来充当圆周运动的向心力，航 天员对支撑物的压力为零，故航天员“飘浮起来”是一种失重现象．

(2）火箭点火时，航天员受重力和支持力作用且 N=5mg ，此时有 N － mg= m a ，解得 a=4

g ．此加速度即火箭起飞时的加速度，对火箭进行受力分析，列方程为

F － Mg=M a ，解得火

箭的最大推力为 F=2.4× 107N.

(3）飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，

M 地 m

4

2

G

2

m

2 (R h) ，

（ R

h ）

T

在地球表面，万有引力与重力近似相等，得

M 地 m mg ,，又 T h

5.4 10 3 s

.

G

2 1.5

R

解得 h=3. 1× 102 km.

17、 (16 分) 解： (1) 滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，根据牛顿第二定律，

可得：

μmg=m ω 2R 代入数据解得：ω =

ug/ R =5rad/s

（2）滑块在 A 点时的速度： U A =ω R=1m/s

2 2

从 A 到 B 的运动过程由动能定理： mgh-μmgcos53°· h/sin53 ° =1/2mv B -1/2mv A

在 B 点时的机械能 E B =1/2mv B 2-mgh=-4J

（3）滑块在 B 点时的速度： v B =4m/s

滑块沿 BC 段向上运动时的加速度大小：

a 3=g （ sin37 ° +ucos37 °） =10m/s 2

2

°） =2m/s 2

返回时的速度大小： a =g （ sin37 ° -ucos37

2

2

=0.76m

BC 间的距离： s BC =v B /2a 1-1/2a 2 （t-u R /a 1）

、

的加速度大小相等为

2

（ 2

18(17 分 )解： ⑴由 v － t 图可知，在第 1s 内，物体 A B a 2.0 m/s

分）

物体 A 、 Ｂ所受摩擦力大小均为 f ma

2.0 N ，方向相反

（1 分）

根据牛顿第三定律，车 C 受 A 、B 的摩擦力也大小相等、方向相反，合力为零

（2 分）

⑵设系统最终的速度为

v ，由系统的动量守恒得：

mv A mv B (2m

M )v

（2 分） 代入数据得： v 0.4m/ s 方向向右 （1 分）

由系统能量守恒得：

f (s A s B )

1

mv A 2

1

mv B

2

1

(2m M )v 2

（2 分）

2

2

2

解得 A 、 B 之间的相对位移，即车的最小长度为： s s A s B 4.8 m

（2 分） ⑶ 1s 后 A 继续向右减速滑行，小车与

B 一起向右加速运动，最终达到共同速度

v.

在该过程中对物体 A ，由动量定理得：

f t

m v

解得：

t 0.8 s

即系统在 t 1.8 s 时达到共同速度，此后一起做匀速运动.

1.0s ～ 3.0s 的 v — t 图如下所示 .

v/m · s 1

－

评分说明： ⑶ 中图线 3 分，标度 2 分，共 5 分。

4.0

A

2.0 0.4

1.0

1.8

2.0

3.0 t/s

B

－2.0

图乙