高三年级第一学期第三次模拟考试物理试卷
一、选择题（1-7 单选，8-12 不定项选择）
1.一辆汽车停在水平地面上，下列关于汽车和地面受力的说法正确的是 ( )
A. 地面受向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车未发生弹性形变，所以汽车不受弹
力
B. 地面受向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了
弹性形变
C. 汽车受向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变；地面受向下的弹力，是因为汽车发生了
弹性形变
D. 以上说法均不正确
【答案】C
【解析】
试题分析：地面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变，从而对地面产生了向下的压力，故 A
错误；地面受到的弹力是因为汽车的形变；而汽车受到的弹力是因为地面的形变，故 BD 错误，
C 正确。
考点：力的概念及其矢量性
【名师点睛】物体发生形变后，要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用，这就是弹力．是
施力物体发生弹性形变对受力物体的力。
2.如图所示，物块甲、乙经轻质细绳通过光滑滑轮连接，系统处于静止状态时，物块甲两侧细
绳间的夹角为 .滑轮质量以及摩擦力均不计.则物块甲、乙的质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
同一条绳子上的拉力相等，都为 T，对乙分析，则有 ，对甲分析，受两绳子的拉力，
2θ
cosθ 1 2sinθ 2cosθ
T m g乙=以 及 重 力 作 用 ， 根 据 共 点 力 平 衡 条 件 可 得 ， 故
，D 正确．
3.如图所示，将 A、B 两质点以相同的水平速度 v 抛出，A 在竖直平面内运动，落地点在 P1；B
在光滑的斜面上运动，落地点在 P2，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A. A、B 的运动时间相同
B. A、B 沿 x 轴方向的位移相同
C. A、B 的运动时间相同，但沿 x 轴方向的位移不同
D. A、B 的运动时间不同，且沿 x 轴方向的位移不同
【答案】D
【解析】
试题分析：A 在竖直平面内做平抛运动，B 在光滑的斜面上做类平抛运动，将运动进行分解，
结合合运动与分运动的关系求解．
A 在竖直平面内做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，B 在斜面上运动，受到重力和支持力，
沿斜面向下是匀加速运动，加速度是 ，所以 B 运动的时间长，A、B 在水平方向都是匀
速运动，由于水平方向的初速度相同，B 运动时间长，所以 B 落地点 在 x 轴上的投影要比
长，D 正确．
4.一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为 R=20cm，环上有一穿孔的小球 m，
仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以 10rad/s 的角速度旋转（取
g=10m/s2），则相对环静止时小球与环心 O 的连线与 O1O2 的夹角 θ 是（ ）
A. 60° B. 45° C. 30° D. 75°
【答案】A
2 cosT m gθ = 甲
2 cos 2cos
1
m m g T
m m g T
θ θ= = =甲 甲
乙 乙
sing θ
2P 1P【解析】
小球转动的半径为 Rsinθ，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则和牛顿第二定
律：F 合＝mgtanθ＝mRsinθω2，解得：θ=60°，故 C 正确，ABD 错误。
5.如图，拉格朗日点 L1 位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作
用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点 L1 建立空间
站，使其与月球同周期绕地球运动。以 、 分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，
表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
试题分析：因空间站和月球具有相同的周期，则根据 可知， ；对月球和同
步卫星，根据 ，可知 ，则 ，故 ，选项 A 正确。
考点：万有引力定律的应用.
6.如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置
沿水平面以速度 v 匀速运动时， 以下说法中正确的是 ( )
A. 小球的重力不做功
B. 斜面对球的弹力不做功
C. 挡板对球的弹力不做功
D. 以上三种说法都正确
【答案】A
1a 2a
3a
3 2 1a a a> > 2 1 3a a a> > 3 1 2a a a> >
2 3 1a a a> >
22( )a rT
π= 2 1a a＞
2
MmG mar
= 2
GMa r
= 3 2a a＞ 3 2 1a a a> >【解析】
小球重力方向竖直向下，与小球位移垂直，重力不做功，Ａ对；斜面对小球的弹力斜向上，
对小球做正功，Ｂ错；挡板对球的弹力水平向右，对小球做负功，ＣＤ错；
7.如图所示，把小车放在倾角为 的光滑斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶
相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车的质量为 ，小桶与沙子的总质量为 ，小车从静止
释放后，在小桶上升竖直高度为 的过程中（ ）
A. 小桶处于失重状态
B. 小桶的最大速度为
C. 小车受绳的拉力等于
D. 小车的最大动能为
【答案】B
【解析】
试题分析：在整个运动过程中，小桶向上做加速运动，所以小桶受到的拉力大于重力，小桶
处于超重状态，故 A.C 错误；在小桶上升竖直高度为 的过程中只有重力对小车和小桶做功，
由 动 能 定 律 得 ： ； 解 得 小 桶 的 最 大 速 度 ：
，故 B 正确；小车和小桶具有相等的最大速度，所以小车的最大动能为：
，故 D 错误。
考点：机械能守恒定律、牛顿第二定律
【名师点睛】先小桶 加速度，分析其状态．根据 A.B 的位移之间的关系，分别以 A.B 为研
究对象，根据动能定理列式可求得最大速度；本题主要考查了动能定理得直接应用，要能根
据题目需要选取不同的研究对象及合适的过程运用动能定理求解。
8.在地面上，将一个小球以 v=20 m/s 初速度竖直上抛，则小球到达距抛出点 10 m 的位置所经
历的时间为（g=10 m/s2）（ ）
的
030
3m m
h
1
2 gh
mg
3
2 mgh
h
213 • • 30 32mg h sin mgh m m v（ ）°− = +
1
2v gh=
21 332 8KmE mv mgh= ⋅ =A. s B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
竖直上抛运动是匀变速运动，当 x=10m 时，根据位移时间关系公式： ，代入数据
解得： t＝(2＋ ) s 或 t＝(2－ ) s，故 BC 正确；当位移为 s=-10m 时，根据位移时间关
系公式 ，代入数据解得： ，故 BCD 正确，A 错误。
9.一辆小车在水平面上运动，悬挂的摆球相对小车静止并与竖直方向成 θ 角，如下图所示，下
列说法正确的是( )
A. 小车一定向左做匀加速直线运动
B. 小车的加速度大小为 gtan θ，方向向左
C. 悬绳的拉力一定大于小球的重力
D. 小球所受合外力方向一定向左
【答案】BCD
【解析】
【详解】小球只受重力与绳子的拉力作用，其合力水平向左，
所以其加速度一定向左，其大小为 a＝ ＝gtan θ，小球随小车运动，所以小车加速度
与小球一样，小车可能向左加速运动或向右减速运动；悬绳的拉力 ，则一定大于小
球的重力，故选项 BCD 正确，A 错误；故选 BCD.
【点睛】解决本题的关键知道小球和小车具有相同的加速度，隔离对小球分析，运用牛顿第
2 (2 2)s−
(2 2)s+ (2 6)s−
1 3
2 2AE =
2 2
1 3
2 2AE = ( )2 6t s= +
mgtan
m
θ
cos
mgT θ=二定律进行求解，基础题．
10. 如图，两个质量均为 m 小木块 a 和 b（可视为质点）放在水平圆盘上，a 与转轴 OO′的
距离为 l，b 与转轴的距离为 2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的 k 倍，重力加
速度大小为 g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用 ω 表示圆盘转动的角速度，下
列说法正确的是（ ）
A. b 一定比 a 先开始滑动 B. a、b 所受的摩擦力始终相等
C. ω＝ 是 b 开始滑动 临界角速度 D. 当 ω＝ 时，a 所受摩擦力的大小
为 kmg
【答案】AC
【解析】
试题分析：小木块都随水平转盘做匀速圆周运动时，在发生相对滑动之前，角速度相等，静
摩擦力提供向心力即 ，由于木块 b 的半径大，所以发生相对滑动前木块 b 的静摩
擦力大，选项 B 错。随着角速度的增大，当静摩擦力等于滑动摩擦力时木块开始滑动，则有
，代入两个木块的半径，小木块 a 开始滑动时的角速度 ，木块
b 开始滑动时的角速度 ，选项 C 对。根据 ，所以木块 b 先开始滑动，选项
A 对。当角速度 ，木块 b 已经滑动，但是 ，所以木块 a 达到临界
状态，摩擦力还没有达到最大静摩擦力，所以选项 D 错。
考点：圆周运动 摩擦力
11.如图所示，水平桌面上的轻弹簧一端固定，另一端与小物块相连；弹簧处于自然长度时物
块位于 O 点（图中未画出）；物块的质量为 m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为 μ．现用
水平向右的力将物块从 O 点拉至 A 点，拉力做的功为 W．撤去拉力后物块由静止开始向左运
动，经 O 点到达 B 点时速度为零．重力加速度为 g．则上述过程中（ ）
的
的
2f mRω=静
2f mR kmgω= =静 a
kg
l
ω =
2b
kg
l
ω = a b
ω ω>
2
3
kg
l
ω = 2
3 a
kg
l
ω ω=
PE
PW E mgOAµ= + 1
2PE W mgOA W mgaµ µ= − < −
1
2W mgaµ−
3
2 2
a aa + = 3
2 mgaµ
3
2W mgaµ−
W mgaµ−【此处有视频，请去附件查看】
12.一列火车共有 n 节车厢，各节车厢质量相等，车厢之间间隙相等，间隙长度的总和为 L，
静止于水平长直轨道上。若第一节车厢以 v0 向第二节车厢运动，碰撞后连在一起运动，再与
第三节车厢碰撞后连在一起运动，再与第四节车厢碰撞……，以此类推，直到 n 节车厢全部
运动，则火车的最后速度 v 及整个过程所经历的时间 t 为：（不计铁轨对车轮的阻力以及列车
编组时的动力）
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．n 节车厢运动、碰撞过程中，系统所受外力之和为零，故整个过程中动量守恒，
则根据动量守恒有：
解得 ，故 A 正确，B 错误.
CD．设每节车厢相邻间距为 s，则有：
碰撞后链接在一起的车厢节数依次为 2 节、3 节···(n-1) 节，n 节，它们的速度相应为
所以火车最后的速度为 ，由：
得通过各间距的时间分别为：
···
0vv n
= 0
2
vv n
=
02 ( 1)
Lt v n
= − 02
nLt v
=
nmv nmv=
n
vv n
=
1
Ls n
= −
2 3 4
v v v …、 、
v
n
x vt=
1 ( 1)
s Lt v n v
= = −
2
2
( 1)
2
s Lt v n v
= = −
3
3
( 1)
3
s Lt v n v
= = −整个过程经历的时间为：
故 C 错误，D 正确.
二、填空题（13、14 为选修 3—4，每空 3 分；15、16 为选修 3—3 每空 5 分）
13.某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度对齐 A 条纹中心时(图 1),
游标卡尺的示数如图 2 所示,第二次分划板中心刻度对齐 B 条纹中心时(图 3),游标卡尺的示数
如图 4 所示,已知双缝间距离为 0.05mm 双缝到屏的距离为 1m,则图 2 中游标卡尺的读数为
_________mm,则图 4 中游标卡尺的读数为________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的
是__________.所测光波的波长为___________m. (保留两位有效数字)
【答案】 (1). 11.4 (2). 15.7 (3). 减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度)
(4).
【解析】
【详解】[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数；图 2 中主尺读出固定刻度读数
为：11mm，游标尺第 4 刻线与主尺刻线对齐为： ，故读数为：
[2]同理图 4 中游标尺第 7 刻线与主尺刻线对齐，故读数为：
故由图可知条纹间距为：
1
( 1)
( 1)
1
n
s n Lt v n v
n
−
−= = −
−
1 2 3 1
( 1)(1 1)
( 1) 2 2n
L n n nLt t t t t n v v−
− + −= + + + + = =−
85.4 10−×
0.1 4=0.4mm×
11mm+0.1m 4=11.4mm×
15mm+0.1m 7=15.7mm×[3]实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度).
[4]根据双缝干涉的条纹间距公式：
计算得出：
14.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，甲图中 A、B 两质点平衡位置间的距离为 2m，且小于一
个波长，乙图为 A、B 两质点的振动图象．由此可知__________
A. B 质点在一个周期内通过的路程为 8 cm
B. 该机械波的周期为 4s
C. 该机械波的波速为 4 m/s
D. t= 1.5 s 时 A、B 两质点 位移相同
E. t=1.5 s 时 A、B 两质点的振动速度相同
【答案】ABE
【解析】
【分析】
根据图乙得到振幅，从而得到路程；再根据图乙得到周期，然后根据波的传播方向得到对应
的波长，即可求得波速；最后根据图中质点的位置得到速度关系和位移关系。
【详解】由图乙可得：振幅 A=2cm，故波中任意质点在一个周期内通过的路程为 4A=8cm，
故 A 正确；由振动图像可知，该机械波的周期为 4s，选项 B 正确；波由 A 向 B 传播，则 A
处振动比 B 处振动超前 1s，该机械波的波速为 ，选项 C 错误；由振
动图形可知，t= 1.5 s 时 A、B 两质点的位移大小相同，方向相反；质点的振动速度大小方向
都相同，选项 D 错误，E 正确；故选 ABE.
15.空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气
的
15.7 11.4 mm 1.075mm4x
−∆ = =
Lx d
λ∆ =
3 3
81.075 10 0.05 10 m 5.4 10 m1
x d
L
λ
− −
−∆ ⋅ × × ×= = ≈ ×
2 / 2 /1
xv m s m st
= = =中水份越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积
V=1.0×10 3 cm3。已知水的密度 ＝1.0×10 3 kg/m3、摩尔质量 M＝1.8×10 -2 kg/mol，阿伏伽德
罗常数 NA=6.0×10 23mol -1。则该液化水中含有水分子的总数 N=___________，一个水分子的
直径 d=______________。(计算结果均保留一位有效数字)
【答案】 (1). N＝3×1025 个 (2). d＝4×10-10 m
【解析】
【详解】[1]水的摩尔体积为：
水分子数：
代入数据得：N＝3×1025 个
[2]建立水分子的球模型有：
得水分子直径：
代入数据：d＝4×10-10 m
16.如图一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为 m、面积为 S 的活塞将一定量的气体封闭在
气缸内, 平衡时活塞与气缸底相距 L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动, 稳定时发
现活塞相对于气缸移动了距离 d. 已知大气压强为 P0, 不计气缸和活塞间的摩擦; 且小车运动时,
大气对活塞的压强仍可视为 P0; 整个过程中温度保持不变. 小车加速度是____。
【答案】
【解析】
ρ
0
MV ρ=
0
AVNN V
=
30 1
6A
V dN
π=
03
6
A
Vd Nπ=
0
( )
P Sda m L d
= −【详解】设小车加速度大小为 a，稳定时气缸内气体的压强为 P1，活塞受到气缸内外气体的压
力分别为：
由牛顿第二定律得：
小车静止时在平衡情况下，气缸内气体的压强为 P0，由波意耳定律得：
又因为：
联立解得：
答：小车加速度的大小为 。
三、计算题
17.如图所示，质量 M=8kg 的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力 F=8N，
当小车向右运动的速度达到 1.5m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为 m=2kg
的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为 0.2，小车足够长。（g=10m/s2）求：
(1)小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度各为多大？
(2)经多长时间两者达到相同的速度？
(3)从小物块放上小车开始，经过 t=1.5s 小物块通过的位移大小为多少？
【答案】(1) 2m/s2 ,0.5m/s2 (2)1s (3)2.1m
【解析】
【详解】(1)刚放上小物块时，根据受力分析可知：
1 1 1F PS=
0 0 1F P S=
1 0F F ma− =
1 1 0PV PV=
V SL=
1 ( )V S L d= −
0
( )
P Sda m L d
= −
0
( )
P Sd
m L d−代入数据得物块的加速度为：
对小车受力分析有：
则则小车的加速度：
(2)两者达到相同速度则有：
解得：
(3)在开始 1s 内小物块的位移：
解得 s1=1m.
这时达到的速度为：
在接下来的 0.5s 物块与小车相对静止，一起做加速运动，对整体受力分析有：
解得加速度为： .
则这 0.5s 内的位移：
代入数据解得 s2=1.1m
所以 1.5s 内通过的总位移：
答：(1)小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度各为 2m/s2，0.5m/s2.
(2)经 1s 两者达到相同的速度.
(3)从小物块放上小车开始，经过 t=1.5s 小物块通过的位移大小为 2.1m.
18.如图所示，滑块 A、B 静止于光滑水平桌面上，B 的上表面水平且足够长,其左端放置一滑
块 C，B、C 间的动摩擦因数为 μ ，A、B 由不可伸长的理想轻绳连接，绳子处于松弛状态.现
mmg maµ =
22m/sma gµ= =
MF mg Maµ− =
20.5m/sMa =
1 0 1m Ma t v a t= +
1 1st =
2
1 1
1
2 ms a t=
1 2 1m/s 2m/smv a t= = × =
( )F m M a= +
20.8m/sa =
2
2 2 2
1
2s vt at= +
1 2 1.0 1.1m 2.1ms s s= + = + =在突然给 C 一个向右的速度 v0 让 C 在 B 上滑动，当 C 的速度为 时绳子刚好伸直，接着绳
子被瞬间拉断，绳子拉断时 B 的速度为 ，A、B、C 的质量分别为 2m、3m、m.求:
(1)从 C 获得速度 v0 开始经过多长时间绳子被拉直;
(2)拉断绳子造成的机械能损失.
(3)木板的长度至少为多少
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)从 C 获得速度 v0 到绳子拉直 过程中根据动量定理得：
计算得出：
(2)设绳子刚拉直时 B 的速度为 ，对 B、C 系统分析，选择向右为正方向，由动量守恒定律
得：
代入数据计算得出：
绳子拉断的过程中 A、B 组成的系统动量守恒；以向右为正，根据动量守恒定律得：
计算得出：
绳子拉断过程中以 A、B 为系统，根据能量守恒定律得损失的能量为：
(3)由题意可知在绳子拉断前 C 不能离开 B，即至少在拉断瞬间离开 B，设 B 的长度为 L，则在
拉断绳子前的运动过程中对 B、C 分析根据动能定理有：
的
0
4
v
03
16
v
03
4
vt gµ= 2
0
33
1024 mv
2
03
8
vL gµ=
0 0
1
4mgt mv mvµ− = −
03
4
vt gµ=
Bv
0 0
1 34 Bmv m v mv= ⋅ +
0
1
4Bv v=
0
33 2 3 16B Amv mv m v= + ⋅
0
3
32Av v=
2 2 2
2
0 0 0 0
1 1 1 3 1 3 333 2 32 4 2 32 2 16 1024E m v m v m v mv ∆ = × ⋅ × − × ⋅ = − 解得
答：(1)从 C 获得速度 v0 开始经过 绳子被拉直;
(2)拉断绳子造成的机械能损失为 .
(3)木板的长度至少
2 2
2
0 0 0
1 1 1 1 132 4 2 4 2mgL m v m v mvµ − = × + × − ×
2
03
8
vL gµ=
03
4
vt gµ=
2
0
33
1024 mv
2
03
8
vL gµ=
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