3 3
2023-2024 学年度高三物理第三次检测 A．小球静止时弹簧的弹力大小为 mg B．小球静止时细绳的拉力大小为 mg
5 5
时间：90分钟 分值 ：110分 5
C．细线烧断瞬间小球的加速度立即为 g D．细线烧断瞬间小球的加速度立即为 g
3
一、选择题（本题共 12小题，共 48分。在每小题给出的四个选项中，第 1-8题只有一项符合题目要求，第 9-12题有 6．一个物体在平面内运动，以其运动的起点为坐标原点，建立平面直角坐标系，其运动
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）
可分解为沿坐标轴方向的两个直线运动，其运动学方程分别为 x = 2t + 3t 2 (m)，
1．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科
y = 3+ 7t(m)。则（ ）
学假说法、建立物理模型法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是（ ）
A．物体做匀变速曲线运动 B．物体做匀变速直线运动 C．物体做匀速直线运动 D．物体做变加速曲线运动
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
x x 7．一艘小船在静水中的速度为 3 m/s，渡过一条宽 150 m，水流速度为 4 m/s 的河流，则该 小船（ ）
B．根据速度定义式v = ，当 t 非常非常小时， 就可以表示物体在 t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思
t t A．能到达正对岸 B．渡河的时间可能少于 50 s C．以最短位移渡河时，位移大小为 200 m
想法
D．以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为 240 m
C．引入重心概念时运用了等效替代法
8．如图所示，三个木块 ABC 的质量均为 m，在水平推力 F的作用下静止靠在竖直的墙面上。已知 A 的左侧是光滑
D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各
的，其余所有接触面均粗糙。下列说法不正确的是（ ）
小段的位移相加，这里采用了微元法
A．A 对 B 的摩擦力竖直向下，大小是mg B．B 对 C 的摩擦力竖直向下，大小是2mg
2．如图甲所示，最近美团无人机送外卖已经率先在深圳启动，“天上掉馅饼”时代已经来临。如图乙所示为某一无人机
C．C 对 B 的摩擦力竖直向上，大小是mg D．墙对 C 的摩擦力竖直向上，大小是3mg
送外卖时竖直降落过程的v t 关系图像，下列说法正确的是（ ）
9．传送带有着广泛的应用，一长 L＝10m 的水平传动带顺时针匀速运行，如图 1 所示。现将
A．前 3s 无人机处于超重状态
一大小可忽略的物块自传送带的左端由静止释放，经 t＝5.2s 物块被送达传送带的右端，其速度—时间图像如图 2 所
B．无人机在第 2s 与第 7s 的加速度之比为3: 4
示，重力加速度 g取 10 m / s2 。则下列判断正确的是（ ）
C．无人机下落的高度为 26m
A．传动带的运行速度大小为 2m/s B．物块与传送带间的动摩擦因数为 0.6
D．无人机在下落过程中的平均速度大小为 2m/s
C．物块相对传送带滑动而留下痕迹的长度为 0.4m
3．代沟就是物理老师说什么你都不听，代价就是这道题目你可能什么都不会．出来混，迟早是要还的！汽车以 20 m/s
D．若增大传送带的运行速度，物块的传送时间最短可达 1.5s
的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为 5 m/s2，那么开始刹车后 2 s 内与开始刹车后 6 s 内汽车通过的位移之
10．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定小球 A 和 B，竖直放置，
比为( )
两球质量均为 m，两球半径忽略不计，杆的长度为 L。由于微小的扰动，A 球沿竖直光滑槽向下运动，B 球沿水平光
A．3∶4 B．4∶3 C．1∶1 D．1∶3
滑槽向右运动，当杆与竖直方向的夹角为 θ 时（图中未标出），关于两球速度 vA与 vB的关系，下列说法正确的是
4．一个小球从竖直在地面上的轻弹簧的正上方某处自由下落，从小球与弹簧接触开始直到弹簧被压缩到最短的过程
（ ） A．当 = 45 时，A、B 两球速度大小相等
中，小球的速度和加速度的变化情况是（ ）
B．当 = 60 时，A 球速度的大小小于 B 球速度 C．vA = vB tan D．vA = vB sin
A．加速度和速度均越来越小，方向均向下
11．质点仅在恒力 F的作用下，由 O点运动到 A点的轨迹如图所示，在 A点时速度的方向与
B．加速度先变小后变大，方向先向下后向上，速度越来越小，方向一直向下
x轴平行，则下列说法正确的是（ ）
C．加速度先变小后变大，方向先向下后向上，速度先变大后变小，方向一直向下
A．该质点做非匀变速曲线运动
D．加速度越来越小，方向一直向下，速度先变大，后变小，方向一直向下
B．恒力 F的方向可能沿 y轴负方向
5．细绳拴一个质量为 m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的
C．恒力 F的方向可能沿 x轴正方向
夹角为53 ，如图所示以下说法正确的是（ ）
D．任意两段相等时间内该质点速度变化量不仅大小相等而且方向相同
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12．如图所示，质量为 m 的小球用轻绳 OA、OB 连接，A端固定，在 B 端施加拉力 F， 使小球静止。开始时 OB 处 （2）用游标卡尺测出遮光片的宽度 d，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度 d = mm。
于水平状态，现把小球向右上方缓慢拉起至 OA 绳水平，在整个运动过程中始终保持 OA 与 OB 的夹角 θ=120°不 （3）物块 A 加速度的表达式a = （用Δt 、d、h表示）。
变。下列说法正确的是（ ） 三、计算题（共 53分，12+13+14+14分）
A．拉力 F一直变大 B．OA上的拉力先变小后变大 15．某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为
2 3mg 3mg
C．拉力 F的最大值为 D．OA上的拉力的最小值 做匀加速直线运动，经过4s到达离地面 40m 高处时燃料恰好用完，接着做竖直上抛运动。若不计空气阻力，取
3 2
g =10m / s2 ，求（1）燃料恰好用完时火箭的速度；（2）火箭上升离地面的最大高度；
二、实验题(本题共 9分，每空 1分)
（3）火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间（计算结果用根号表示）。
13．某学习小组在进行验证“牛顿第二定律”试验中采用了图甲装置，请回答下列问题：
16．跳台滑雪是一种极为壮观的运动，运动员穿着滑雪板，从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所
示，在倾角为 37°的斜坡上，运动员从 A点水平飞出，落在斜坡上 B点，测得 A、B两点间的距离是 75 m。运动员可
视为质点，g取 10 m/s2，求：（1）运动员飞出时的速度大小；（2）运动员落到 B点时的速度大小；
（3）运动员从 A点抛出到距离斜坡最远所用的时间。
（1）实验中使用的电火花计时器应接 V 的 电源（填“直流”或“交流”）；
（2）实验中平衡摩擦力时，要先 （填“挂上”或“取下”）砂桶；
17．如图所示，水平地面上放一质量为 M=2.0kg、长为 l=2.5m 的长木板，长木板与
（3）图乙为该小组实验中得到的一条纸带的一部分。已知电火花计时器电源频率为 50Hz，则纸带上打相邻两点的时
水平地面间的动摩擦因数为 μ1=0.2，一质量为 m=3.0kg 的滑块从长木板的右侧以初速
间间隔为 s。A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，由此可得小
度 v0向左滑上长木板，滑块可视为质点，滑块与长木板间的动摩擦因数为 μ2=0.4，长木板与水平地面间的最大静摩擦
车的加速度大小为 （计算结果保留三位有效数字）；
力与滑动摩擦力大小相同，重力加速度大小 g取 10m/s2.求：（1）滑块刚滑上长木板时，长木板的加速度大小和滑块的
（4）该小组根据实验数据画出如图丙所示的 a-F图象，你认为图象弯曲的理由可能是 。
加速度大小； （2）要使滑块不滑出长木板，滑块初速度 v0应满足的条件；
14．某同学按图甲所示，安装实验器材探究质量一定时合外力与加速度的关系。已知物块 A 与遮光片的总质量为
（3）若滑块静止在木板右端，给木板一个方向水平向右、大小 6m/s 的初速度，其他条件不变，求木板与滑块共速
mA ，遮光片中心距光电门的高度为 h（h远大于遮光片宽度）。物块 B 质量为mB ，置于水平桌面上，锁定物块 B，使
时，滑块发生的位移大小。
系统保持静止状态。某时刻解除锁定，物块 A 由静止开始向下运动，光电门记录遮光片的遮光时间Δt ，同时记录传感
器读数 F。（忽略绳和滑轮的质量，不计 A、B、绳、滑轮组成的系统内的摩擦）
18．如图所示，倾角为37 的倾斜传送带 AB以v = 5m / s 的恒定速率逆时针转动，一个可视为质点的煤块，以
v0 = 3m / s 的初速度从 A点沿传送带向下运动直到离开 B点。已知 AB长度 L =10.55m，煤块与传送带间的动摩擦因数
= 0.5，不计传送带滑轮的尺寸，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37 = 0.6， cos37 = 0.8，重力加速度 g取
（1）关于该方案下列说法正确的是( )。
10m / s2 。求：（1）煤块速度达到与传送带相同所需时间；（2）煤块在传送带上运动的总时间；
A．不要求mA mB
（3）煤块在传送带上留下的划痕长度。
B．物块 B 与水平桌面间可以有摩擦
C．力传感器的读数就是物块 A 的合外力
D．力传感器的读数的两倍就是物块 A 的合外力
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4
2023-2024 学年度高三物理第三次检测参考答案： 由平衡条件得弹簧的弹力大小为F = mg tan 53 = mg
3
1．A【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立理想化模型的方法，A 错 mg 5细绳的拉力大小为T = = mg
cos53 3
x x
误；B．根据速度定义式v = ，当 t 非常非常小时， 就可以表示物体在 t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思
t t CD．细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加
想法，B 正确； T 5速度大小为a = = g
m 3
C．引入重心、合力与分力的概念时运用了等效替代法，C 正确；
6．A【详解】根据两个运动学方程可知，该物体在 x轴方向做初速度为v 20x = 2m/s，加速度为6m/s 的匀加速直线运
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把 7
动，在 y 轴方向做速度大小为vy = 7m/s的匀速直线运动，物体的实际初速与 x轴正方向夹角的正切值为 tan =
各小段的位移相加，这里采用了微元法，D 正确。 2
而合外力的方向沿着 x轴正方向，显然该物体初速度的方向与合外力的方向不在同一直线上，因此可知，该物体做匀
2．C【详解】A．由图像可知前 3s 无人机加速下降，无人机处于失重状态，选项 A 错误；
变速的曲线运动。
B．无人机的加速度可用v t 图像的斜率表示，可知无人机在第 2s 与第 7s 的加速度之比为4 : 3，选项 B 错误；
1 7．C【详解】A．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能
C．v t 图像的面积表示位移，无人机下落的高度为h = (3+10) 4m = 26m
2 d 150
垂直河岸正达对岸，选项 A 错误；B．船以最短时间渡河时，渡河时间 t = = s=50s
x 26m v 3船
D．下落过程的平均速度v = = = 2.6m / s
t 10s 所以渡河的时间不可能少于 50 s，选项 B 错误；
v 20
3．A【详解】汽车从刹车到静止用时： t刹=
0 = s = 4s
a 5 D．以最短时间渡河时，沿河岸的位移 x = v水tmin = 4 50m = 200m即到对岸时被冲下 200m，选项 D 错误；
1 1
故刹车后的 2s 位移为： s1 = v0t at
2 2
1 1 = (20 2 5 2 )m = 30m；
2 2 C．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达
1 2 1 2
刹车后 6s 汽车的位移为： s2 = v0t刹 at刹 = (20 4 5 4 )m = 40m； v船 3
2 2 对岸。所以最短位移时船的速度与合速度的方向垂直，设合速度与河岸之间的夹角 θ，有sin ＝ ＝
v水 4
故有： s1 : s2 = 3: 4 A. 3∶4 与计算结果相符；故 A 项正确.
d 150
d s = ＝ m＝200m
B. 4∶3 与计算结果相符；故 B 项错误.C. 1∶1 与计算结果相符；故 C 项错误. 设对应的最短位移为 s，则sin = 所以 sin 3 s
4
D. 1∶3 与计算结果相符；故 D 项错误.
8．C【详解】A．对 A 受力分析，B 对 A 的摩擦力与 A 的重力平衡，所以 B 对 A 的摩擦力竖直向上，大小是mg ，由
4．C【详解】开始阶段，弹簧的压缩量较小，因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力，此时合外力大小为 F=mg-kx
牛顿第三定律知，A 对 B 的摩擦力竖直向下，大小是mg ，故A 正确；
方向向下，随着压缩量的增加，弹力增大，故合外力减小，则加速度减小，由于合外力与速度方向相同，小球的速度
BC．对 AB 组成的整体受力分析，C 对 B 的摩擦力与整体的重力平衡，所以 C 对 B 的摩擦力竖直向上，大小是2mg
增大；当 mg=kx时，合外力为零，此时速度最大；由于惯性物体继续向下运动，此时合外力大小为 F=kx-mg
，根据牛顿第三定律知，B 对 C 的摩擦力竖直向下，大小是2mg ，故 B 正确、C 错误。
方向向上，物体减速，随着压缩量增大，物体合外力增大，加速度增大。故整个过程中加速度先变小后变大，速度先
D．对 A、B、C 组成的整体受力分析，墙对 C 的摩擦力与整体的重力平衡，所以墙对 C 的摩擦力竖直向上，大小是
变大后变小。
3mg，选项 D 正确。
5．C【分析】小球静止时，分析受力情况，由平衡条件求解弹簧的弹力大小和细绳的拉力大小，细绳烧断瞬间弹簧的
9．AC【详解】A．根据图像可知，物块先加速达到传送带速度与其一起匀速，所以传动带的运行速度大小为 2m/s，
弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，即可求出加速度。 1
B．根据题意，设加速时间为 t，则 L = t 2+ 2 (5.2 t) 解得 t = 0.4s
2
v
所以加速阶段加速度a
2
1 = = 5m/s
【详解】AB．小球静止时，分析受力情况，如图所示 t
根据 mg = ma1 解得物块与传送带间的动摩擦因数为 0.5，故 B 错误；
1
C．物块相对传送带滑动而留下痕迹的长度为 x = 2 t t 2 = 0.4m
2
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1 2
D．物体一直加速，时间最短 L = a t 解得 t = 2s 显然，物块 B 与水平桌面间是否有摩擦对研究 A 质量一定，所受合力大小与加速度的关系无影响，所以，物块 B 与水1 m m
2
平桌面间可以有摩擦，故 B 正确。
10．AC
（2）[2]图乙中所用游标卡尺为测量精度为 0.05mm 的游标卡尺，根据游标卡尺读数规则，可得遮光片的宽度为
【详解】当杆与竖直方向的夹角为 θ时，根据运动的分解，如图所示沿杆方向两分
d = 2mm + 5 0.05mm = 2.25mm
速度大小相等，则vA cos = vB sin
d
（3）[3]依题意，可求得物块 A 通过光电门时的速度大小为v =
t
即 当 时，可得vA = vB
2
v2 d
11．BD【详解】ABC．由于质点做的是曲线运动，根据质点做曲线运动的条件可知，质点受到的恒力的方向应指向轨 根据h = ，可得物块 A 加速度的表达式
a =
2
2a 2h ( t )
迹凹侧，且与速度方向不在同一直线上，所以恒力 F的方向可能沿 y轴负方向，由于恒力作用，该质点做匀变速曲线
15．（1）20m / s ；（2）60m；（3） (6+ 2 3)s
运动，故 AC 错误，B 正确。
v
D．速度的变化量 v = a t ，由于 F是恒力，所以加速度不变，则任意两段相等时间内该质点速度变化量不仅大小相等 【详解】（1）设燃料用完时火箭的速度为 1，所用时间为 t1 。火箭的上升运动分为两个过程，第一个过程做匀加速上
而且方向相同，故 D 正确。 升运动，第二个过程做竖直上抛运动至最高点。
12．AC【详解】以小球为研究对象，小球受到重力 mg、拉力 F、绳子 OA 的拉力 FT三个力的作用，三个力构成矢 1 2对第一个过程，自制火箭做匀加速运动有h1 = at1 解得a = 5m / s
2
2
量三角形，如图所示 由图可知拉力 F一直变大，OA上的拉力FT 一直变小，F的最大值
由速度公式得v = at = 20m/s 方向向上 1 1
mg 2 3mg
F = = m 2
sin60 3 v
（2）对第二个过程，由位移与速度关系公式得h 12 = 代入数据解得h2 = 20m
mg 3mg 2g
OA 上的拉力的最小值F Tmin = =
tan60 3
所以火箭上升离地面的最大高度h = h1 + h2 = 40m + 20m = 60m
13． 220 交流 取下 0.02 0.798 随着砂桶的质量增大，砂桶质
v 20
t = 1 = s = 2s
量不再满足远小于小车质量 （3）从燃料用完到运动至最高点的过程中，由v1 = gt2 得 2 g 10
【详解】（1）[1][2]实验中使用的电火花计时器应接 220V 的交流电源； 1从最高点落回地面的过程中h = gt
2
3 而h = 60m，代入得 t3 = 2 3s
2
（2）[3]实验中平衡摩擦力时，要先取下砂桶，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动；
故总时间 t总 = t1 + t2 + t3 = (6+ 2 3 )s
（3）[4][5]电火花计时器电源频率为 50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 0.02s。每两个相邻计数点间有四个点
16．（1）20 m/s；（2）
x 10 13m/s
；（3）1.5 s
CE xAC (3.61+ 2.79 2.01 1.20) 10
2
没有画出，则 T=0.1s，由此可得小车的加速度大小为 a = = m / s2 = 0.798m / s2
4T 2 4 0.12
【详解】（1）平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，在竖直方向上为自由落体运动，有v0t = Lcos37
（4）[6]该实验中为了使得砂和砂桶的重力近似等于小车的牵引力，必须要使得砂和砂桶的质量远小于小车的质量，
1 2
但是若随着砂和砂桶重力的增加，不再满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量时，图象就会出现弯曲。 gt = Lsin37 2
d 2 联立解得v0 = 20m/s t = 3s
14． AB/BA 2.25 2
2h ( t )
（2）落到 B点时的速度大小为v = v2 +（gt）2 = 2020 + (10 3)
2 m/s =10 13m/s
【详解】（1）[1]A．由于本实验中绳子的拉力可直接通过力传感器读出，所以本实验不要求mA mB，故 A 正确；
（3）运动员做平抛运动的示意图如图所示。由图可知，当运动员距斜坡 最远时，运动
CD．由题意，根据牛顿第二定律可知，物块 A 的合力大小等于 A 的重力减去力传感器读数 F 的两倍，即
员的运动方向与斜坡平行，即速度方向与水平方向成 θ角，由平抛运动知 识可得
FA = m合 A g 2F gt
tan =
v
B．由于本实验中，物块 A 的合力大小FA = mA g 2F
0
合
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v0 tan
所以运动员飞出后距离斜坡最远时所经过的时间 t = =1.5s
g
17．（1）1m/s2，4m/s2；（2） v0 5m/s；（3）0.32m
【详解】（1）分别对滑块、木板进行受力分析，根据牛顿第二定律有 mg = ma ， 2mg 1(M +m)g = Ma2 1 2
2 2
解得滑块、木板的加速度分别为a1 = 4m/s ，a2 =1m/s
（2）当两物体速度相等时，恰好到木板末端，此时不滑出木板，就不会滑出，设经过时间 t，两物体的速度相等则有
v0 a1t = a2t
1
v t a t 2
1 2
根据位移关系得 v = 5m/s v 5m/s0 1 a2t = l 代入数据解得 t =1s， 0 所以初速度应 0 。
2 2
（3）木板与滑块共速前，对于滑块、木板，由牛顿第二定律 μ2mg = ma3 ， 2mg + 1(M +m)g = Ma4
解得滑块、木板的加速度分别为a3 = 4m/s
2
，a4 =11m/s
2
设经过时间 t1，两物体的速度相等，则有v a4t = a3t
1 2
则滑块发生的位移大小 x = a3t 解得 x = 0.32m
2
【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律、运动学基本公式的直接应用，知道当两物体速度相等时，恰好到木板末端，
此时不滑出木板，就不会滑出。
18．（1）0.2s；（2）1.7s；（3）2.25m
【详解】（1）煤块比传送带慢，煤块所受摩擦力向下，根据牛顿第二定律得mg sin 37 + mg cos37 = ma1
解得 a =10m / s21
v v0
煤块速度达到 5m/s 所需时间为 t1 = = 0.2s
a1
v + v
（2）0.2s 时间内运动的距离为 x 01 = t1 = 0.8m
2
煤块继续加速，煤块所受摩擦力向上，根据牛顿第二定律得mg sin 37 mg cos37 = ma2
2 2
解得a = 2m/s
2
煤块即将离开 B点时的速度为vB v = 2a2 (L x2 1)
解得vB = 8m/s
vB v
加速下滑的时间为 t2 = =1.5s
a2
煤块在传送带上的运动时间总为 t = t1 + t2 =1.7s
（3）煤块比传送带速度慢时形成的划痕长度 x1 = vt1 x1 = 5 0.2 0.8m = 0.2m
煤块比传送带速度快时形成的划痕长度 x2 = (L x1 ) vt2 =10.55 0.8 5 1.5m = 2.25m x1
故划痕长度等于共速后的位移差 x = x2 = 2.25m
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