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【人教版】2021年高中物理必修3-5(全集)单元测试卷汇总

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（人教版）高中物理必修3-5（全册）单元测试卷汇总

阶段真题实练 1. [·重庆高考]一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v＝2 m/s, 爆炸成为甲、乙两块水平飞出, 甲、乙的质量比为3∶1. 不计质量损失, 取重力加速度g＝ 10 m/s2, 则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )

解析: 平抛运动时间t＝2hg＝1 s, 爆炸过程遵守动量守恒定律, 设弹丸质量为m, 则mv＝34mv甲＋14mv乙, 又v甲＝x甲t, v乙＝x乙t, t＝1 s, 则有34x甲＋14x乙＝2 m, 将各选项中数据代入计算得B正确. 答案: B 2．[2013·福建高考]将静置在地面上, 质量为M(含燃料)的火箭 模型点火升空, 在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体. 忽略喷气过程重力和空气阻力的影响, 则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )

A.mMv0 B.Mmv0 C.MM－mv0 D.mM－mv0 解析: 火箭模型在极短时间点火, 设火箭模型获得速度为v, 据动量守恒定律有0＝(M－m)v－mv0, 得v＝mM－mv0, 故选D. 答案: D 3．[2013·江苏高考]如图所示, 进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg, 他们携手远离空间站, 相对空间站的速度为0.1 m/s. A将B向空间站方向轻推后, A的速度变为0.2 m/s, 求此时B的速度大小和方向.

解析: 根据动量守恒, (mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB, 代入数据可解得vB＝0.02 m/s, 方向为离开空间站方向. 答案: 0.02 m/s 远离空间站方向 4．[2012·课标全国卷]如图, 小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O. 让球a静止下垂, 将球b向右拉起, 使细线水平. 从静止释放球b, 两球碰后粘在一起向左摆动, 此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°. 忽略空气阻力, 求: (1)两球a、b的质量之比; (2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比. 解析: (1)设球b的质量为m2, 细线长为L, 球b下落至最低点、但未与球a相碰时的速率为v, 由机械能守恒定律得

m2gL＝12m2v2① 式中g是重力加速度的大小. 设球a的质量为m1, 在两球碰后的瞬间, 两球共同速度为v′, 以向左为正. 由动量守恒定律得 m2v＝(m1＋m2)v′② 设两球共同向左运动到最高处时, 细线与竖直方向的夹角为θ, 由机械能守恒定律得 12(m1＋m2)v′2＝(m1＋m2)gL(1－cosθ)③ 联立①②③式得m1m2＝11－cosθ－1④ 代入题给数据得m1m2＝2－1⑤ (2)两球在碰撞过程中的机械能损失为 Q＝m2gL－(m1＋m2)gL(1－cosθ)⑥ 联立①⑥式, Q与碰前球b的最大动能

Ek(Ek＝12m2v2)之比为 QEk＝1－m1＋m2m2

(1－cosθ)⑦

联立⑤⑦式, 并代入题给数据得 QEk＝1－22

答案: (1)2－1 (2)1－22

5．[2013·海南高考]如图, 光滑水平地面上有三个物块A、B和C, 它们具有相同的质量, 且位于同一直线上. 开始时, 三个物块均静止. 先让A以一定速度与B碰撞, 碰后它们粘在一起, 然后又一起与C碰撞并粘在一起. 求前后两次碰撞中损失的动能之比. 解析: 设三个物块A、B和C的质量均为m, A与B碰撞前A的速度为v, 碰撞后的速度为v1, A、B与C碰撞后的共同速度为v2. 由动量守恒定律得mv＝2mv1① mv＝3mv2② 设第一次碰撞中的动能损失为ΔE1, 第二次碰撞中的动能损失为ΔE2, 由能量守恒定律得 12mv2＝12(2m)v21＋ΔE1③

12(2m)v21＝12(3m)v22＋ΔE2④

联立以上四式解得ΔE1∶ΔE2＝3∶1 答案: 3∶1

6．[2013·课标全国卷Ⅱ]如图, 光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C. B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计). 设A以速度v0朝B运动, 压缩弹簧; 当A、B速度相等时, B与C恰好相碰并粘接在一起, 然后继续运动. 假设B和C碰撞过程时间极短. 求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中, (1)整个系统损失的机械能; (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能. 解析: (1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时, 对A、B与弹簧组成的系统, 动量守恒, 有 mv0＝2mv1 ① 此时B与C发生完全非弹性碰撞, 设碰撞后的瞬时速度为v2, 损失的机械能为ΔE, 对B、C组成的系统, 由动量守恒和能量守恒得 mv1＝2mv2② 12mv21＝ΔE＋12(2m)v22③

联立①②③式, 得 ΔE＝116mv20④

(2)由②式可知, v2度相同, 设此速度为v3, 此时弹簧被压缩到最短, 其弹性势能为Ep, 由动量守恒和能量守恒得 mv0＝3mv3⑤ 12mv20－ΔE＝12(3m)v23＋Ep⑥

联立④⑤⑥式得Ep＝1348mv20. 答案: (1)116mv20 (2)1348mv20

7. [·课标全国卷Ⅰ]如图, 质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方, B球距地面的高度h＝0.8 m, A球在B球的正上方. 先将B球释放, 经过一段时间后再将A球释放. 当A球下落t＝0.3 s时, 刚好与B球在地面上方的P点处相碰, 碰撞时间极短, 碰后瞬间A球的速度恰为零. 已知mB＝3mA, 重力加速度大小g＝10 m/s2, 忽略空气阻力及碰撞中的动能损失. 求 (1)B球第一次到达地面时的速度; (2)P点距离地面的高度. 解析: (1)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB, 由运动学公式有vB＝2gh① 将h＝0.8 m代入上式, 得vB＝4 m/s② (2)设两球相碰前后, A球的速度大小分别为v1和v1′(v1′＝0), B球的速度分别为v2和v2′. 由运动学规律可得 v1＝gt③

由于碰撞时间极短, 重力的作用可以忽略, 两球相碰前后的动量守恒, 总动能保持不变. 规定向下的方向为正, 有 mAv1＋mBv2＝mBv2′④ 12mAv21＋12mBv22＝12mBv′22⑤

设B球与地面相碰后的速度大小为vB′, 由运动学及碰撞的规律可得vB′＝vB⑥ 设P点距地面的高度为h′, 由运动学规律可得

h′＝v′2B－v222g⑦ 联立②③④⑤⑥⑦式, 并代入已知条件可得 h′＝0.75 m⑧ 答案: (1)4 m/s (2)0.75 m 8. [·广东高考]如图的水平轨道中, AC段的中点B的正上方有一探测器, C处有一竖直挡板, 物体P1沿轨道向右以速度v1与静止在A点的物体P2碰撞, 并接合成复合体P, 以此碰撞时刻为计时零点, 探测器只在t1＝2 s至t2＝4 s内工作, 已知P1、P2的质量都为m＝1 kg, P与AC间的动摩擦因数为μ＝0.1, AB段长L＝4 m, g取10 m/s2, P1、P2和P均视为质点, P与挡板的碰撞为弹性碰撞. (1)若v1＝6 m/s, 求P1、P2碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能ΔE; (2)若P与挡板碰后, 能在探测器的工作时间内通过B点, 求v1

的取值范围和P向左经过A点时的最大动能E.

解析: (1)P1、P2碰撞过程, 动量守恒 mv1＝2mv①

解得v＝v12＝3 m/s② 碰撞损失的动能ΔE＝12mv21－12(2m)v2③ 解得ΔE＝9 J④ (2)根据牛顿第二定律, P做匀减速运动, 加速度为a＝μ·2mg2m⑤

设P1、P2碰撞后的共同速度为v共, 则推得v共＝v12⑥ 把P与挡板碰撞后运动过程当做整体运动过程处理 经过时间t1, P运动过的路程为s1, 则s1＝v共t1－12at21⑦ 经过时间t2, P运动过的路程为s2, 则s2＝v共t2－12at22⑧ 如果P能在探测器工作时间内通过B点, 必须满足 s1≤3L≤s2⑨ 联立⑤⑥⑦⑧⑨得10 m/s≤v1

≤14 m/s⑩ v1的最大值为14 m/s, 此时v共＝7 m/s, 根据动能定理知

－μ·2mg·4L＝E－12·2mv2共 代入数据得E＝17 J. 答案: (1)3 m/s 9 J (2)10 m/s≤v1≤14 m/s 17 J

9. [·天津高考]如图所示, 水平地面上静止放置一辆小车A, 质量mA＝4 kg, 上表面光滑, 小车与地面间的摩擦力极小, 可以忽略不计. 可视为质点的物块B置于A的最右端, B的质量mB＝2 kg. 现对A施加一个水平向右的恒力F＝10 N, A运动一段时间后, 小车左端固定的挡板与B发生碰撞, 碰撞时间极短, 碰后A、B粘合在一起, 共同在F的作用下继续运动, 碰撞后经时间t＝0.6 s, 二者的速度达到vt

＝2 m/s. 求:

(1)A开始运动时加速度a的大小; (2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小; (3)A的上表面长度l. 解析: (1)以A为研究对象, 由牛顿第二定律有 F＝mAa① 代入数据解得 a＝2.5 m/s2② (2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6 s的过程, 由动量定理得 Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB)v③ 代入数据解得

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高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷测试卷 (word版,含解析)

高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷测试卷 (word版,含解析)

高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷测试卷 （word 版，含解析）一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优（难）1．我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。

已知地球质量为M ，半径为R ，万有引力常量为G ，将地球视为均质球体，且忽略自转。

(1)类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E ”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r （r >R ）处的引力场强度的表达式2=GM E r 引； (2)设地面处和距离地面高为h 处的引力场强度分别为E 引和'E 引，如果它们满足'0.02E E E -≤引引引，则该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。

请估算地球重力场可视为匀强场的高度h （取地球半径R =6400km ）；(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为=-G Mrϕ引（以无穷远处引力势为0）。

请你设定物理情景，简要叙述推导该表达式的主要步骤。

【答案】(1)引力场强度定义式FE m=引，推导见解析；(2)h =64976m ；(3)推导见解析. 【解析】 【分析】 【详解】(1)引力场强度定义式F E m=引 2MmF Gr = 联立得2M E Gr =引 (2)根据题意2M E GR =引 '2M E G r=引 '0.02E E E -=引引引h r R R =-=解得h=64976m(3)定义式引力势=pEmϕ引，式中pE为某位置的引力势能把某物体从无穷远移动到某点引力做的功=0-=-p pW E E引即=-pE W引则当质量为m的物体自无穷远处移动到距离地球r处时，引力做功为W引通过计算得MmW Gr=引＞所以=-pMmE Gr=-MGrϕ引2．如图所示,在绝缘的水平面上,相隔2L的,A、B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷,C、O、D是AB连线上的三个点,O为连线的中点,CO=OD=L/2｡一质量为m、电量为q的带电物块以初速度v0从c点出发沿AB连线向B运动,运动过程中物块受到大小恒定的阻力作用｡当物块运动到O点时,物块的动能为初动能的n倍,到达D点刚好速度为零,然后返回做往复运动,直至最后静止在O点｡已知静电力恒量为k,求:(1)AB两处的点电荷在c点产生的电场强度的大小;(2)物块在运动中受到的阻力的大小;(3)带电物块在电场中运动的总路程｡【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】【详解】（1）设两个正点电荷在电场中C点的场强分别为E1和E2，在C点的合场强为E C；则12()2kQEL＝；223()2kQEL＝则E C =E 1-E 2 解得：E C ＝232 9kQL． （2）带电物块从C 点运动到D 点的过程中，先加速后减速．AB 连线上对称点φC =φD ，电场力对带电物块做功为零．设物块受到的阻力为f ， 由动能定理有：−fL ＝0−12mv 02 解得：2012f mv L＝（3）设带电物块从C 到O 点电场力做功为W 电，根据动能定理得：220011222L W f n mv mv 电＝-⋅⋅-解得：()201214W n mv -电＝设带电物块在电场中运动的总路程为S ，由动能定理有：W 电−fs ＝0−12mv 02 解得：s=（n+0.5）L 【点睛】本题考查了动能定理的应用，分析清楚电荷的运动过程，应用动能定理、点电荷的场强公式与场的叠加原理即可正确解题．3．如图所示，空间存在方向水平向右的匀强电场，两个可视为点电荷的带电小球P 和Q 用绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，已知匀强电场强度为E ，两小球之间的距离为L ，PQ 连线与竖直方向之间的夹角为θ，静电常数为k （1）画出小球P 、Q 的受力示意图； （2）求出P 、Q 两小球分别所带的电量。

高中物理必修3物理 全册全单元精选测试卷综合测试卷(word含答案)

高中物理必修3物理 全册全单元精选测试卷综合测试卷(word含答案)

高中物理必修3物理全册全单元精选测试卷综合测试卷（word含答案）一、必修第3册静电场及其应用解答题易错题培优（难）1．如图所示，在光滑绝缘水平面上，质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有正电，电量为Q且均匀分布．在水平面上O点右侧有匀强电场，场强大小为E，其方向为水平向左，BO距离为x0，若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动．求：（1）棒的B端进入电场L/8时的加速度大小和方向；（2）棒在运动过程中的最大动能．（3）棒的最大电势能．（设O点处电势为零）【答案】（1）/8qE m ,向右（2）()48qE Lx+（3）0(2)6qE x L+【解析】【分析】【详解】（1）根据牛顿第二定律，得48QE L QEmaL-⋅＝解得8QEam＝，方向向右．（2）设当棒进入电场x时，其动能达到最大，则此时棒受力平衡，有4QE QExL⋅＝解得14x L=由动能定理得：()0044()()42442448 K oQE QELQE QE L QE LE W x x x x x＝＝＝＝+⨯∑+-+-+⨯（3）棒减速到零时，棒可能全部进入电场，也可能不能全部进入电场，设恰能全部进入电场，则有：()42QE QEx L L+-＝，得 x0=L；()42QE QELL Lε+＝＝当x0＜L，棒不能全部进入电场，设进入电场x根据动能定理得()0042xQEQE Lx x x++--＝解之得：x则0 (4F QE W x ε+＝＝当x 0＞L ，棒能全部进入电场，设进入电场x ()()0042QE QEx x L QE x L +---＝ 得：023x Lx +＝ 则()()000242 4436QE x L x L QE QE x x ε+++⋅＝＝＝2．我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。

已知地球质量为M ，半径为R ，万有引力常量为G ，将地球视为均质球体，且忽略自转。

高中物理必修3物理 全册全单元精选测试卷检测题(Word版 含答案)

高中物理必修3物理 全册全单元精选测试卷检测题(Word版 含答案)

高中物理必修3物理 全册全单元精选测试卷检测题（Word 版 含答案）一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优（难）1．如图所示，在光滑绝缘水平面上B 点的正上方O 处固定一个质点，在水平面上的A 点放另一个质点，两个质点的质量均为m ，带电量均为+Q 。

C 为AB 直线上的另一点（O 、A 、B 、C 位于同一竖直平面上），AO 间的距离为L ，AB 和BC 间的距离均为2L，在空间加一个水平方向的匀强电场后A 处的质点处于静止。

试问： (1)该匀强电场的场强多大？其方向如何？(2)给A 处的质点一个指向C 点的初速度，该质点到达B 点时所受的电场力多大？ (3)若初速度大小为v 0，质点到达C 点时的加速度和速度分别多大？【答案】(1)22kQ L ，方向由A 指向C ；273kQ ；(3)22kQ mL 220kQ v mL+【解析】 【分析】(1)在空间加一个水平方向的匀强电场后A 处的质点处于静止，对A 进行受力分析，根据平衡条件求解。

(2)质点到达B 点时受竖直向下的O 点的库仑力和水平向右的电场力，根据力的合成求解 (3)根据牛顿第二定律求出加速度，根据动能定理求出C 点时速度。

【详解】(1)在空间加一个水平方向的匀强电场后A 处的质点处于静止，对A 进行受力分析，AO 间的库仑力为22Q F K L=；根据平衡条件得：sin F EQ θ= 2sin 2F KQE Q Lθ== 方向由A 指向C(2)该质点到达B 点时受竖直向下的O 点的库仑力和水平向右的电场力，库仑力为22'(sin60)Q F K L =；水平向右的电场力F EQ "=B点时所受的电场力22222273()[](sin60)6kQ kQ F EQ L L=+= (3)质点到达C 点时进行受力分析，根据牛顿第二定律得2222sin Q K EQ F KQ L a m m mL θ+===合． 从A 点到C 点根据动能定理得221122o EQL mv mv =-； 22kQ v mLυ=+ 【点睛】本题的关键要耐心细致地分析物体的运动过程，对物体进行受力分析，运用动能定理、牛顿第二定律进行处理。

高中物理必修3物理 全册全单元精选测试卷综合测试(Word版 含答案)

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高中物理必修3物理全册全单元精选测试卷综合测试（Word版含答案）一、必修第3册静电场及其应用解答题易错题培优（难）1．如图所示，在光滑绝缘水平面上，质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有正电，电量为Q且均匀分布．在水平面上O点右侧有匀强电场，场强大小为E，其方向为水平向左，BO距离为x0，若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动．求：（1）棒的B端进入电场L/8时的加速度大小和方向；（2）棒在运动过程中的最大动能．（3）棒的最大电势能．（设O点处电势为零）【答案】（1）/8qE m ,向右（2）()48qE Lx+（3）0(2)6qE x L+【解析】【分析】【详解】（1）根据牛顿第二定律，得48QE L QEmaL-⋅＝解得8QEam＝，方向向右．（2）设当棒进入电场x时，其动能达到最大，则此时棒受力平衡，有4QE QExL⋅＝解得14x L=由动能定理得：()0044()()42442448 K oQE QELQE QE L QE LE W x x x x x＝＝＝＝+⨯∑+-+-+⨯（3）棒减速到零时，棒可能全部进入电场，也可能不能全部进入电场，设恰能全部进入电场，则有：()42QE QEx L L+-＝，得 x0=L；()42QE QELL Lε+＝＝当x0＜L，棒不能全部进入电场，设进入电场x根据动能定理得()0042xQEQE Lx x x++--＝解之得：208L L Lx x ++＝则2008 ()4F L L Lx QE W x ε+++＝＝当x 0＞L ，棒能全部进入电场，设进入电场x ()()0042QE QEx x L QE x L +---＝ 得：023x Lx +＝ 则()()000242 4436QE x L x L QE QE x x ε+++⋅＝＝＝2．如图所示，单层光滑绝缘圆形轨道竖直放置，半径r=lm ，其圆心处有一电荷量Q =+l×l0-4C 的点电荷，轨道左侧是一个钢制“隧道”，一直延伸至圆形轨道最低点B ；在“隧道”底部辅设绝缘层。