山东省济南第一中学高三上学期期中考试物理试题（解析版）

2018－2019学年度第一学期期中考试高三物理试题

一、选择题：

1.生活中常见手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上．如图所示是手机被吸附在支架上静止时的侧视图，若手机的质量为m，手机平面与水平间夹角为θ，则手机支架对手机作用力(　　)

A. 大小为mg，方向竖直向上

B. 大小为mg，方向竖直向下

C. 大小为mgcos θ，方向垂直手机平面斜向上

D. 大小为mgsin θ，方向平行手机平面斜向上

【答案】A

【解析】

【分析】

手机受到的所有力之中，除重力外，其它力的施力物体都是支架。

【详解】受力分析可知，手机除受重力外，还受到手机支架给它的其它力。手机静止，处于平衡状态，则支架给手机所有力的合力必然和重力等大反向，即，方向竖直向上。

故本题正确答案选A。

【点睛】根据多力平衡的特点即可求解，即支架对手机所有力的合力必然与手机重力等大反向。

2.质量为m＝60kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的运动速率随时间变化的图像如图所示．取g ＝10m/s2，由图像可知

A. t=0.5s时他的加速度为3m/s2

B. t=0.4s时他处于超重状态

C. t =1.1s时他受到单杠的作用力的大小是620N

D. t =1.5s时他处于超重状态

【答案】B

【解析】

（1）根据速度图象斜率表示加速度可知，t=0.5s时，他的加速度为0.3m/s2，选项A错误；

（2）t=0.4s时他向上加速运动，加速度方向竖直向上，他处于超重状态，B正确；

（3）t=1.1s时他的加速度为0，他受到的单杠的作用力刚好等于重力600N，C错误；

（4）t=1.5s时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，选项D错误；

故本题选B

【点睛】根据速度-时间图象斜率代表加速度的特点，可以计算t=0.5s时的加速度；根据加速度的方向，可以确定他的超、失重状态；

3.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．

4.如图甲所示，将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h。若将质量分别为2m、3m、4m、5m的小球，分别以同样大小的速度v0从半径均为R=h的竖直圆形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道，轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。则质量分别为2m、3m、4m、5m的小球中，能到达的最大高度仍为h的是（小球大小和空气阻力均不计）

A. 质量为4m的小球    B. 质量为3m的小球

C. 质量为2m的小球    D. 质量为5m的小球

【答案】A

【解析】

【详解】甲图将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h，此时速度为零；乙图将质量为2m的小球以速度v0滑上曲面，小球若能到达最大高度为h，则此时速度应该至少为，则此位置动能与重力势能之和大于初位置的动能与重力势能，因此不可能；丙图将质量为3m的小球以速度v0滑上曲面，小球若从最高点抛出，做斜抛运动，则到达最高点时速度不为零，根据机械能守恒可知，不可能达到h高度；丁图将质量为4m的小球以速度v0滑上曲面，小球若能到达最大高度为h，则此时速度为零，根据机械能守恒定律可知，满足条件；戊图将质量为5m的小球以速度v0滑上曲面，小球若从最高点抛出，做斜抛运动，则此时到达最高点的速度不为零，根据机械能守恒可知，不可能达到h高度；故选A。

【点睛】考查机械能守恒定律的应用，掌握曲线运动时，最高点的速度不为零，而直线运动最高点速度为零，是解题的关键．

5.如图所示，用轻杆AO（可绕A点自由转动）和轻绳BO吊着一个重物M，保持AO与水平方向的夹角θ不变。下列说法正确的是

A. 当BO逆时针由水平转到竖直，绳子的拉力一直减小

B. 当BO逆时针由水平转到竖直，轻杆的拉力先减小后增大

C. 若增大θ，保持OB水平，仍使重物M处于平衡，则AO、BO的拉力均增大

D. 当重物M的质量增大时，AO、BO的拉力均增大

【答案】D

【解析】

【详解】对物体受力分析，受重力、两个拉力，如图所示
   
将两个拉力合成，其合力与第三个力：重力平衡，由图象可以看出，OB绳所受的拉力先减小后增大，当两绳子垂直时取最小值；OA杆受到的拉力一直减小；故AB错误；增大M的重力G时，根据共点力的平衡条件可知AO的拉力、BO的拉力，当M的重力G增大，AO、BO的拉力均增大，故D正确；增大θ，保持OB水平，仍使重物M处于平衡，则AO、BO的拉力均减小，C错误。故选D。

【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．

6.2018年10月10日，我国成功发射了第32颗北斗导航卫星，该卫星的轨道半径为36000km， 7月29日又以“一箭双星”的方式成功发射了第33、34颗北斗导航卫星，这两颗卫星的轨道半径均为21500km。下列说法正确的是

A. 这三颗卫星的发射速度均小于7.9km/s

B. 第32颗卫星与第33颗卫星加速度大小之比

C. 第32颗卫星在轨道上运行时的速率比第33颗的大

D. 第32颗卫星与第33颗卫星的运动周期之比为

【答案】B

【解析】

【详解】轨道半径越大发射速度越大，大于第一宇宙速度，则A错误；根据，解得，则第32颗卫星与第33颗卫星加速度大小之比，选项B正确；解得，则第32颗卫星在轨道上运行时的速率比第33颗的小，选项C错误；根据解得：可知，选项D错误；故选B.

7.如图所示是质量为1kg的滑块在水平面上做直线运动的v-t图像，下列判断正确的是

A. 在t=1s时，滑块的加速度为零

B. 在4s末~6s末时间内，滑块的平均速度为2.5m/s

C. 在3s末~7s末时间内，合力做功的平均功率为2W

D. 在5s末~6s末时间内，滑块受到的合力为2N

【答案】C

【解析】

在t=1s时，滑块的加速度为：，故A错误；在4s-6 s时间内，滑块的位移为：，则滑块的平均速度大小为：，故B错误；在3s～7s时间内，根据动能定理得合力做功 ，合力做功的平均功率的大小为，故C正确。在5s-6 s时间内，滑块的加速度大小为：=4m/s2，根据牛顿第二定律得：F合=ma=1×4=4N，故D错误；故选C。

点睛：解决本题的关键知道速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移。要知道动能定理是求合力做功常用的方法。

8.如图所示，一枚手榴弹开始时在空中竖直下落，到某位置时爆炸成沿水平方向运动的a、b两块，已知两块同时落地，其中a落地时飞行的水平距离OA大于b落地时飞行的水平距离OB，下列说法中正确的是

A. 爆炸瞬间a、b两块的速度变化量大小相等

B. a、b两块落地时的速度大小相等

C. 爆炸瞬间a、b两块的动量变化量大小相等

D. 爆炸瞬间a、b两块的动能变化量相等

【答案】C

【解析】

由题意知，爆炸后两块同时落地，说明爆炸瞬间两块在竖直方向的速度没有发生变化，故爆炸是在水平方向上发生的。因OA大于OB，所以爆炸瞬间a获得的水平速度较大，因而落地时也是a的速度较大，A、B错误；因水平方向的初动量为零，且水平方向动量守恒，所以爆炸后a、b两块的水平方向动量应等值、反向，C正确；结合爆炸后两块的速度和动量可知，a块的质量较小，根据动量和动能的关系可知，a块的动能变化较大，D错误。

故选C

9.如图所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物快以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物快落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为（重力加速度为g）

A.     B.

C.     D.

【答案】B

【解析】

物块由最低点到最高点有：；物块做平抛运动：x=v1t；；联立解得：，由数学知识可知，当时，x最大，故选B。

【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查；解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系，即可通过数学知识讨论；此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。

10.如图所示，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度v匀速运动，某时刻质量为m的物块无初速地放在传送带的左端，经过一段时间物块能与传送带保持相对静止。已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ。若当地的重力加速度为g，对于物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程，下列说法中正确的是（  ）

A. 物块所受摩擦力的方向水平向左

B. 物块运动的时间为

C. 物块相对地面的位移大小为

D. 物块相对传送带的位移大小为

【答案】D

【解析】

试题分析：物块相对传送带向左滑动，摩擦力方向水平向右，即物块所受合外力为，加速度，物块运动的时间， 物块相对地面的位移大小，物块相对传送带的位移大小，故ABC错误，D正确.故选D.

【点睛】根据相对运动方向求得摩擦力方向；由受力分析求得合外力，即可由牛顿第二定律求得加速度，然后根据匀变速运动规律求得运动时间、位移，然后由几何关系求得相对位移．

11.如图所示，质量为 m 的物体放在光滑的水平面上，现有一与水平方向成θ角的恒力 F 作用于物体上，恒力 F在物体上作用了一段时间(作用过程中物体始终未离开水平面)，则在此过程中

A. 力 F对物体做的功大于物体动能的变化

B. 力 F对物体做的功等于物体动能的变化

C. 力 F对物体的冲量大小大于物体动量变化的大小

D. 力 F对物体的冲量等于物体动量的变化

【答案】BC

【解析】

【详解】对物体受力分析，受重力、支持力、拉力，合力为Fcosθ；重力和支持力都与位移垂直，不做功，故拉力的功等于总功，也等于动能的增加量，故A错误，B正确；根据动量定理，动量增加量等于合力的冲量；合力为Fcosθ，小于拉力，故拉力的冲量大于动量增加量，故C正确，D错误；故选BC。

【点睛】本题关键理解和掌握动能定理和动量定理，明确总功是动能变化量度，总冲量是动量变化量度．

12.如上图所示是A，B两质点从同一地点运动的图象，则下列说法正确的是(    )

A. A质点以的速度匀速运动

B. B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动

C. B质点最初4 s做加速运动，后4 s做减速运动

D. A，B两质点在4 s末相遇

【答案】ABD

【解析】

试题分析：A图象的斜率等于，则知A质点以的速度匀速运动，故A正确；在图象中，图线的斜率表示速度大小，则知B质点最初内做减速运动，后做加速运动，故B错误；B质点图象的斜率先正后负，说明B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动，故C正确；末二图象相交，说明两个质点到达同一位置相遇，故D正确。

考点：匀变速直线运动的图像、匀变速直线运动的速度与时间的关系

【名师点睛】本题是位移-时间图象问题，抓住图象的数学意义：斜率等于物体的速度，来分析物体的运动情况。

13.如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向上．图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹．小球a从(0,2L)抛出，落在(2L,0)处；小球b、c从(0，L)抛出，分别落在(2L,0)和(L,0)处．不计空气阻力，下列说法正确的是

A. a和b初速度相同

B. b和c运动时间相同

C. b的初速度是c的两倍

D. a运动时间是b的两倍

【答案】BC

【解析】

a、b的高度之比为2：1，根据t=知，a、b的运动时间之比为：1，水平位移相等，则a、b的初速度之比为1：，故AD错误。b、c平抛运动的高度相同，根据t=知，b、c运动时间相同， b、c的水平位移之比为2：1，则b的初速度是c初速度的2倍，故B错误，C正确。故选C。

点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．

14.如图所示，两个质量为m1=2kg，m2=3kg的物体置于光滑水平面上，中间用轻质弹簧秤连接，两个大小分别为F1=40N、F2=10N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是

A. 弹簧秤的示数是28N

B. 弹簧秤的示数是30N

C. 在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为6m/s2

D. 在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为4m/s2

【答案】AC

【解析】

【详解】以两物体组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可知，系统的加速度，方向水平向右；设弹簧秤的拉力是F，以m1为研究对象，由牛顿第二定律得：F1-F=m1a，则F=F1-m1a=28N，故A正确，B错误；弹簧的弹力不能突变，在突然撤去F2的瞬间，m1受力情况不变，m1受的合力不变，由牛顿第二定律可知，m1的加速度不变，故C正确；弹簧的弹力不能突变，在突然撤去F2的瞬间，m2不再受F2的作用，m2受的合力等于弹簧的弹力，发生变化，由牛顿第二定律可知，m2的加速度：，故D错误；故选AC。

【点睛】本题运用整体法和隔离法结合求解弹簧秤的弹力，是常用的方法．撤去外力时，弹簧的弹力不能突变．

15.如图所示，一质量为m的物体从固定的粗糙斜面底端A点以速度v0滑上斜面，恰好能够到达斜面顶端B点，C点是斜面的中点。已知斜面的倾角为θ，高度为h，。则物体

A. 到达B点后将停止运动

B. 经过C时的速度为

C. 从C点运动到B点的时间为

D. 从A点运动到C点机械能减少2mgh

【答案】AB

【解析】

由动能定理，解得μ=2tanθ；则因为μ>tanθ，即可知到达B点后将停止运动，选项A正确；由动能定理，到达C点时：，解得，选项B正确；加速度 ，则由逆向思维可得从C点运动到B点的时间为，选项C错误；从A点运动到C点机械能减少等于摩擦力的功，选项D错误；故选AB.

 点睛：此题考查牛顿第二定律即动能定理的应用；知道物体在斜面上不下滑的条件是μ>tanθ；灵活运用逆向思维解题比较简单快捷.

二、实验题:

16.如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。图中A为小车,质量为m1,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,P的质量为m2,C为弹簧测力计,实验时改变P的质量,读出测力计不同读数F,不计绳与滑轮的摩擦。

(1)下列说法正确的是_______

A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平

B.实验时应先接通电源后释放小车

C.实验中m2应远小于m1 

D.测力计的读数始终是

(2)如图为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度的大小是__________m/s2(交流电的频率为50 Hz,结果保留两位有效数字)。

(3)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a -F图象可能是图中的图线________

【答案】    (1). (1)B;　    (2). (2)0.50;　    (3). (3)丙

【解析】

【详解】（1）该实验首先必须要平衡摩擦力，即必须要垫高木板不带滑轮的一端，故A错误；为提高打点的个数，打点计时器的使用都要求先接通电源后释放小车，故B正确；由于该实验的连接方式，重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量，故C错误；由于重物向下加速度运动，由牛顿第二定律：m2g-2F=m2a，解得：F=，故D错误；故选B．
（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2，有：△x=0.0339-0.0289=a×（0.1）2
解得：a=0.50m/s2
（4）若没有平衡摩擦力，则当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，所以可能是图中的图线丙．

【点睛】对于基本实验仪器，要会正确使用，了解其工作原理，为将来具体实验打好基础，对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做．第2问选项C为易错选项，这个是课本参考实验的改进版，用这种方法可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高．

17.如图所示为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空。

实验步骤如下：

①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；

②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s；

③将滑块移至光电门1左侧某处，待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门2；

④测出滑块分别通过光电门1和光电门2的挡光时间；

⑤用天平秤出滑块和挡光条的总质量M，再秤出托盘和砝码的总质量m

回到下列问题：

（1）用最小分度为1mm的刻度尺测量出光电门1和2之间的距离s，以下数据合理的是_______。

A．50cm    B．50.00cm    C．50.0cm    D．50.000cm

（2）滑块通过光电门1和光电门2的速度分别为v1和v2，则v1=_______。

（3）若系统机械能守恒，则M、m、g、s、v1、v2的关系是_______。

【答案】    (1). B    (2).     (3).

【解析】

（1）最小分度为1mm的刻度尺，在读数的时候要估读一位，所以应该保留到mm后一位，故B正确。

（2）利用光电门测速度的原理：由于挡光条比较窄，所以在处理数据得时候把平均速度当瞬时速度用了即 所以

（3）若系统机械能守恒，则系统内重力势能的减少量应该等于系统动能的增加量，即应该满足：

综上所述本题答案是：(1). B    (2).     (3).

三、解答题；

18.交管部门强行推出了“电子眼”，机动车擅自闯红灯的现象大幅度减少．现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，行驶的速度均为10 m／s．当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5 s)．己知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，位取10m／s2)求：

（1）若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15 m，他采取上述措施能否避免闯红灯；

(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离．

【答案】（1）见解析（2）

【解析】

试题分析：（1）甲车停下来走过的位移

甲车司机不能避免红灯 （3分）

（2）设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离s0在乙车刹车t时间两车恰好相遇，则有：

由此得出t=2s (2分)

甲减速的时间为2.5s,这2.5内甲运动的位移

(2分)

这2.5s内乙运动的位移：前0.5秒匀速运动的位移为10m                 （1分）

后2s匀减速的位移

由此得出（2分）

（2分）

故应保持的距离为．

考点：考查了追击相遇问题

【名师点睛】解决本题的关键利用牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式进行求解．注意速度大者减速追速度小者，判断能否撞上，应判断速度相等时能否撞上，不能根据两者停下来后比较两者的位移去判断

19.一厢式货车在水平路面上做弯道训练。圆弧形弯道的半径为R＝8 m，车轮与路面间的动摩擦因数为μ＝0.8，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。货车顶部用细线悬挂一个小球P，在悬点O处装有拉力传感器。车沿平直路面做匀速运动时，传感器的示数为F0＝4 N。(g取10 m/s2，sin37o=0.6)

(1)该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时，为了防止侧滑，货车的最大速度vm是多大？

(2)该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动，稳定后传感器的示数为F＝5 N，此时细线与竖直方向的夹角θ是多大？此时货车的速度v是多大？

【答案】⑴⑵，

【解析】

试题分析：（1）汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做圆周运动．

其所需要的向心力由静摩擦力提供：

由上式可知，当静摩擦力越大时，速度也越大．所以静摩擦力最大时，速度达最大．

即

（2）细线与竖直方向的夹θ时受力如图：

所以：

θ=37°

又ma=mgtanθ=0．75mg、a=0．75g

物体的向心力：

所以：

考点：圆周运动及牛顿定律的应用

【名师点睛】此题是牛顿定律在圆周运动中的应用问题；汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做的是圆周运动．此时汽车需要的向心力是由静摩擦力提供的，而汽车的最大安全速度是指由路面的最大静摩擦力提供向心力．当速度再大时，汽车就会侧向滑动，失去控制了。

20.如图甲所示，半径为R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道最低点B与水平面相切，在光滑水平面上紧挨B点有一静止的平板车，其质量M=6kg，长度L=0.5m，车的上表面与B点等高，可视为质点的物块从圆弧轨道最高点A由静止释放，其质量m=2kg，g取10m/s2．

（1）求物块滑到B点时对轨道压力的大小；

（2）若平板车上表面粗糙，物块刚好没有滑离平板车，求物块与平板车上表面间的动摩擦因数；

（3）若将平板车固定且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料，物块在平板车上向右滑动时，所受摩擦力f随它距B点位移L的变化关系如图乙所示，物块最终滑离了平板车，求物块滑离平板车时的速度大小．

【答案】（1）60N（2）0.3（3）

【解析】

【详解】（1）物块从圆弧轨道A点滑到B点的过程中，只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：，

代入数据解得：vB=2m/s
在B点，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：FN=60N，

由牛顿第三定律可知，物块滑到轨道B点时对轨道的压力：FN′=FN=60N．

（2）物块滑上小车后，由于水平地面光滑，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒．以向右为正方向，由动量守恒定律得： ，代入数据解得v =0.5m/s；

由能量关系：

解得：µ =0.3

（3）物块在小车上滑行时的克服摩擦力做功为f-L图线与横轴所围的面积大小．克服摩擦力做功为：，

物块在平板车上滑动过程，由动能定理得：
代入数据解得：；

【点睛】本题的关键理清物体的运动过程，选择合适的规律进行求解。要知道物块在小车滑动时往往要考虑系统的动量是否守恒，并结合能量关系列方程求解。