山东省济南第一中学2018届高三上学期期中考试物理试题（含解析）.doc

济南一中2017—2018学年度第一学期期中考试高三物理试题（理科）‎ 一、选择题：本题共15小题，第1～10题只有一项符合题目要求，第11～15题有多项符合题目要求。‎ ‎1. 在人类对物体运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就，下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是 A. 开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出“万有引力定律”‎ B. 牛顿最早证明了行星公转轨道是椭圆，行星所受的引力大小跟行星到太阳距离的二次方成反比 C. 亚里士多德对运动的研究，确立了许多用于描述运动的基本概念，比如平均速度、瞬时速度以及加速度 D. 伽利略探究物体下落规律的过程中使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论 ‎【答案】D ‎【解析】牛顿发现了万有引力定律，A错误；开普勒三定律最早证明了行星公转轨道是椭圆，牛顿证明了行星所受的引力大小跟行星到太阳距离的二次方成反比，B错误；伽利略对运动的研究，确立了许多用于描述运动的基本概念，比如平均速度、瞬时速度、加速度，C错误；伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论，D正确．‎ ‎2. 一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其–t图象如图所示，则 A. 质点做匀速直线运动，速度为1 m/s B. 质点做匀加速直线运动，加速度为0.5 m/s2‎ C. 质点在1 s末速度为1.5 m/s D. 质点在第1 s内的位移为2 m ‎【答案】C ‎【解析】根据公式变形可知，故纵截距表示初速度，横截距表示，解得，质点做匀加速直线运动，根据速度时间公式可知1s末的速度为，第1s内的位移为，C正确．‎ ‎3. 如图所示，小球位于光滑的曲面上，曲面体位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小球沿曲面下滑的过程中，曲面体对小球的作用力 A. 垂直于接触面，做功为零 B. 垂直于接触面，做负功 C. 不垂直于接触面，做功为零 D. 不垂直于接触面，做正功 ‎【答案】B ‎ ‎ ‎4. 如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是 A. 将竖直向上做匀速运动 B. 将处于超重状态 C. 将处于失重状态 D. 将竖直向上先加速后减速 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：对汽车的速度v沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所 示，有：v2=vcosθ，v1=vsinθ，物块上升的速度大小等于v2，由v2=vcosθ可知，汽车匀速向右，θ角变小，所以v2增大，物块向上做加速运动，加速度向上，物块处于超重状态，所以选项AC错误，B正确．如图，汽车向右匀速运动的过程中，角度θ逐渐减小，由v2=vcosθ得知，物块向上做加速度减小的加速运动，不会出现减速的情况，选项D错误．故选B。‎ 考点：速度的合成和分解 ‎5. 如图所示为a、b两颗卫星运行的示意图，a为绕地球做椭圆轨道运动的卫星，b为地球同步卫星，P为两卫星轨道的切点．P、Q分别为椭圆轨道的远地点和近地点．卫星在各自的轨道上正常运行，下列说法中正确的是 A. 卫星a、b的周期可能相等 B. 卫星a在由近地点Q向远地点P运行过程中，引力势能逐渐减小 C. 卫星b经过P点时的速率一定大于卫星a经过P点时的速率 D. 卫星b经过P点时的向心力一定等于卫星a经过P点时的向心力 ‎【答案】C ‎【解析】根据开普勒第三定律，结合b轨道的半径大于a轨道的半长轴，可知卫星b的周期一定大于卫星a的周期，A错误；卫星a在由近地点Q向远地点P运行过程中，离地越来越高，引力做负功，引力势能逐渐增大，B错误；因为卫星在轨道a经过P点要加速做离心运动才能进入轨道b，故卫星在b轨道经过P点的时速率大于在a轨道经过P点时的速率，C正确；由于不知道两颗卫星的质量是否相等，所以不能判断出二者在P点受到的向心力相等，D错误．‎ ‎6. 如图所示，位于同一高度的小球A、B分别水平抛出，都落在倾角为45°的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则A、B在C点的速度之比为 A. 1：2 B. 1：1 C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：两个小球同时做平抛运动，又同时落在C点，说明运动时间相同．小球垂直撞在斜面上的C点，说明速度方向与斜面垂直，可以根据几何关系求出相应的物理量．‎ 小球A做平抛运动，根据分位移公式，有：①，②，又③，联立①②③得④，则A在C点的速度，小球B恰好垂直打到斜面上，则有⑤，则得⑥，由④⑥得：．则B在C点的速度，则，D正确．‎ ‎7. 在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。 设传送带匀速前进的速度为0.25m/s，把质量为5kg的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下的摩擦痕迹约为 A. 5mm B. 6mm C. 7mm D. 10mm ‎【答案】A ‎【解析】木箱由静止开始运动达到传送带速度所需的时间，在这段时间内木箱的位移.传送带的位移，则相对位移大小．故A正确,故选A.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道木箱在整个过程中的运动规律，结合运动学公式进行求解．知道痕迹等于相对运动的位移大小 ‎8. 如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN的轻圆环B 相连接。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及环B静止在图中虚线所在的位置。现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动。则此过程中，环对杆摩擦力F1和环对杆的弹力F2的变化情况是 A. F1保持不变，F2逐渐减小 B. F1保持不变，F2逐渐增大 C. F1逐渐减小，F2保持不变 D. F1逐渐增大，F2保持不变 ‎【答案】B ‎【解析】以结点O为研究对象，分析受力情况如图1所示，‎ 设绳子的拉力T与竖直方向的夹角α，则由平衡条件得F=mgtanα，由题，物体A由虚线位置移到实线位置时，α增大，tanα增大，则F增大．再对整体为研究对象，分析受力情况，如图2所示，由平衡条件得F1=G总，保持不变．F2=F，逐渐增大．故选D.‎ ‎【点睛】本题的解题关键是研究对象的选择，先采用隔离法，后采用整体法研究，比较简洁．‎ ‎9. 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夹角为53°，如图所示．(已知cos 53°=0.6，sin 53°=0.8)以下说法正确的是 A. 小球静止时弹簧的弹力大小为 B. 小球静止时细绳的拉力大小为 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 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：小球静止时，分析受力情况，如图，由平衡条件得：弹簧的弹力大小为：F=mgtan53°=mg 细绳的拉力大小为：．故AB均错误．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，则此瞬间小球的加速度大小为：．故C错误，D正确．故选D。‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】本题中小球先处于平衡状态，由平衡条件求解各力的大小，后烧断细绳，小球处于非平衡条件，抓住细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变是关键。‎ ‎10. 如图所示，在半径为0.2m的固定半球形容器中，一质量为l kg的小球(可视为质点)自边缘上的A点由静止开始下滑，到达最低点B时，它对容器的正压力大小为l5 N。取重力加速度为g=10m/s2，则球自A点滑到B点的过程中克服摩擦力做的功为 A. 0.5‎‎ J B. 1.0 J C. 1.5 J D. 1.8 J ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：小球在B点竖直方向上受重力和支持力，根据合力提供向心力求出B点的速度，再根据动能定理求出摩擦力所做的功．‎ 在B点有．得．A滑到B的过程中运用动能定理得，得，所以球自A点滑到B点的过程中克服摩擦力做的功为1.5J，C正确．‎ ‎11. 一物体做直线运动的的v t图像如图所示，图像为四分之一圆弧，则下列说法正确的是 A. 物体做匀减速直线运动 B. 物体在10s末的速度为15m/s C. 物体在20s内速度的变化量大小为20m/s D. 物体在10s末的加速度大小为 ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：根据图像的斜率表示加速度分析加速度的变化以及10s时的加速度，根据圆方程分析10s末的速度．‎ 图像的斜率表示加速度，故从图中可知斜率越来越大，做加速度增大的减速运动，A错误；物体在20s内速度的变化量大小为，C正确；根据圆方程可知，故在10s末物体的速度为，此时图像的斜率为，故B错误D正确．‎ ‎12. 如图所示，质量为4.0 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为6.0kg的物体B用细线悬挂在天花板上．B与A刚好接触但不挤压，现将细线剪断，则剪断后瞬间，下列结果正确的是(g取10m/s2 ) ‎ A. A的加速度的大小为1m/s2‎ B. B的加速度的大小为6m/s2‎ C. 弹簧的弹力大小为60N D. A、B间相互作用力的大小为24 N ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：弹簧的弹力不能突变，以A、B系统为研究对象，由牛顿第二定律求出系统的加速度，然后以B为研究对象，由牛顿第二定律求出A、B间的作用力．‎ 物体A、B接触但不挤压，剪断细线前，对A由平衡条件得，弹簧的弹力：，由于弹簧的弹力不能突变，剪断细线瞬间弹力大小仍为40N，C错误；剪断细线后，A、B一起向下加速运动，对系统，由牛顿第二定律得：，解得，故A错误B正确；对B，由牛顿第二定律得，解得F=24N，则A、B间的作用力为24N，故D正确．‎ ‎13. 如图所示，细线的一端系于天花板上，另一端系一质量为m的小球。甲图让小球在水平面内做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向的夹角为，细线中的张力为F1，小球的加速度大小为a1；乙图中让细线与竖直方向成角时将小球由静止释放，小球在竖直面内摆动。刚释放瞬间细线中的张力为F2，小球的加速度大小为a2，则下列关系正确的是 A. F1= F2 B. F1> F2 C. a1= a2 D. a1> a2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：小球做圆周运动靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出绳对小球的拉力，由牛顿第二定律求出加速度．做单摆的小球只受到重力和绳子的拉力，‎ 由此分析即可．‎ 甲图中受力如图：竖直方向：，水平方向，由几何关系得：，解得，根据牛顿第二定律得，乙图中释放瞬间，小球只受到重力和细线中的张力为，则，由牛顿第二定律得：，所以，故BD正确．‎ ‎14. 在未来的“星际穿越”中，某航天员降落在一颗不知名的行星表面上. 该航天员从高h=L处以初速度v0水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的距离是，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是 A. 该星球的质量 B. 该星球的质量 C. 该星球的第一宇宙速度 D. 该星球的第一宇宙速度 ‎【答案】AC ‎【解析】抛出点与落地点的水平距离为，所以运动时间，故，在该星球表面有，所以，A正确B错误；第一宇宙速度，C正确D错误．‎ ‎15. 如图所示，倾角=30°的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接滑轮的轻杆沿竖直方向，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，已知C的质量为2m，A、B质量均为m，则下列说法正确的是 A. 定滑轮受到轻杆的作用力为 B. C受到水平面的摩擦力为mg C. B受到C间摩擦力大小为 D. 水平面对C的支持力为 ‎【答案】ACD ‎【解析】试题分析：对A分析，A受到绳子的拉力和重力作用，故有，同一条绳子上的拉力相同，所以绳子对B的拉力大小也为mg，对B分析，B受到绳子的拉力，斜面的支持力，重力，规定沿斜面向下为正，在沿斜面方向上有，解得，为正，说明沿斜面向下，C正确；将BC看做一个整体，整体受到绳子斜向上的拉力，重力，和支持力，水平方向的摩擦力，在竖直方向上有，解得，在水平方向上，故B错误D正确；对定滑轮分析，受轻杆的作用力和两条绳子的拉力，其中两条绳子的拉力大小为mg，夹角为60°，根据平行四边形可得轻杆对滑轮的作用，A正确；‎ 考点：考查了共点力平衡条件的应用 ‎【名师点睛】本题考查受力分析以及共点力的平衡条件应用，要注意明确整体法与隔离法的正确应用．‎ ‎①整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解．在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力．‎ ‎②隔离法：从系统中选取一部分（其中的一个物体或两个物体组成的整体，少于系统内物体的总个数）进行分析．隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析．‎ ‎③通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法．有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用 二、实验题 ‎16. “探究合力与分力的关系”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，P为橡皮条与 细绳的结点，用两把互成角度的弹簧秤把结点P拉到位置O。‎ ‎（1）从图甲可读得弹簧秤B的示数为________N。‎ ‎（2）为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的______(填“图示”或“示意图”)来表示分力与合力。‎ ‎（3）图乙中方向一定沿AO方向的力是______(填“F”或“F′”)。‎ ‎【答案】 (1). 3.8N (2). 图示 (3). F′‎ ‎【解析】（1）弹簧测力计上1N之间有5个小格，所以一个小格代表0.2N，即此弹簧测力计的分度值为0.2N．此时指针指在“3.8”处，所以弹簧测力计的示数为3.8N．‎ ‎（2）力的示意图只表示力的方向和作用点，而力的图示可以比较准确的表示出力的大小、方向、作用点，故为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的图示．‎ ‎（3）与两个力的效果相同的力是用一个弹簧秤拉时的拉力F′．‎ ‎（4）F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，其方向一定沿AO方向，F是通过作图的方法得到合力的理论值，由于误差的存在F与AO方向即实际值F′方向要有一定夹角．‎ ‎17. 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.‎ 实验器材：电磁打点计时器，刻度尺，纸带，导线，交流电等 实验步骤：（1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上.‎ ‎（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点.‎ ‎（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量.‎ ‎①实验中应选用的电源是（_____）‎ A.220V交流电源 B.4~6V低压交流电源 ‎ C.4~6V低压直流电源 ‎②若已知打点的周期为T，x1为纸带上计算位移的初始位置坐标，x2为终了位置坐标，x1与x2之间一共有n个打的点（包含x1和x2），圆盘的半径为r，则角速度的表达式为ω=_________.‎ ‎③某次实验测得圆盘半径r=5.50×10－2 m，得到的纸带的一段如图所示.求得角速度为___.（交流电源频率50Hz，结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). B (2). (3). ‎ ‎【解析】试题分析：通过纸带打点的时间间隔和位移，求出圆盘的线速度，根据得出角速度的表达式，代入数据求出角速度的大小．‎ ‎（1）电磁打点计时器使用的是4-6V的电压交流电，故B正确；‎ ‎（2）圆盘的线速度为，故 ‎（3）取纸带上首末两个点的过程研究，之间有15个间隔，‎ 则圆盘的线速度，‎ 代入数据解得．‎ 三、解答题 ‎18. 高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v0=40 m/s，距离x0=90 m．t=0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化的情况如图所示，取运动方向为正方向．两车在0～12 s内会不会相撞？‎ ‎【答案】两车会相撞 ‎【解析】令.‎ 在末，甲车速度；‎ 设之后再经过t2时间甲、乙两车速度相等，此时乙车与甲车的位移之差最大．‎ 由 解得 此时甲车总位移 乙车总位移 因，故此过程两车会相撞．‎ ‎19. 如图所示，固定斜面的倾角θ=30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数µ=，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点.用一根不可伸长的轻绳，通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为mA=2kg，B的质量为mB=1kg，物体A的初始位置到C点的距离为L=0.5m.现给A、B一初速度v0=3m/s，使A沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点.已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态，求：‎ ‎（1）物体A向下运动，刚到C点时的速度大小.‎ ‎（2）弹簧的最大压缩量.‎ ‎（3）弹簧的最大弹性势能.‎ ‎【答案】（1）（2）x=0.2m（3）3J ‎【解析】（1）在物体A向下运动，刚到C点时过程中，对A和B整体，由动能定理：‎ ‎）‎ 故 ‎（2）设弹簧的最大压缩量为x，在物体A刚到C点至压缩弹簧又返回C点的过程中，由能量守恒：，得 ‎20. 如图所示，一质量为mB=2 kg，长为L=6 m的薄木板B放在水平面上，质量为mA=2 kg的物体A(可视为质点)在一电动机拉动下从木板左端以v0=5 m/s的速度向右匀速运动。在物体带动下，木板以a=2 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，此时牵引物体的轻绳的拉力F=8 N。已知各接触面间的动摩擦因数恒定，重力加速度g取10 m/s2，则 ‎（1）经多长时间物体A滑离木板？‎ ‎（2）木板与水平面间的动摩擦因数为多少？‎ ‎（3）物体A滑离木板后立即取走物体A，木板能继续滑行的距离为多少？‎ ‎【答案】（1）2s（2）μ=0.1（3）8m ‎【解析】(1)设经t0时间物体A滑离木板，则对A：SA=v0t0‎ 对木板B：‎ SA-SB=L 联立解得：t0=2s，t′=3s（舍去）‎ ‎(2)AB间的滑动摩擦力为：fAB=F=8N 此时地面对B的摩擦力满足：fAB-f=mBa 解得：f=4N 地面对B的摩擦力：f=μFN，FN=（mA+mB）g=40N 联立解得：μ=0.1‎ ‎(3)A滑离B时B的速度为：v=at0=4m/s A滑离B后FN=mBg=20N，地面对B的摩擦力为 A滑离B后对木板f′=mBa′‎ 解得a′=1m/s2‎ 从A滑离木板到木板停止运动所经历的时间 木板滑过位移为 ‎【点睛】题涉及两个物体的动力学问题，除了隔离研究两个物体的运动情况外，关键是找出两个物体之间的关系．‎