物理山西省太原市届高三上学期期末考试试题解析版.docx
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物理山西省太原市届高三上学期期末考试试题解析版
山西省太原市2018届高三上学期期末考试
物理试题
一、单选选择题：
1.某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：
将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印．再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值．下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是（）
A.建立“合力与分力”的概念B.建立“点电荷”的概念
C.建立“电场强度”的概念D.建立“冲量”的概念
【答案】A
【解析】合力和分力是等效的，它们是等效替代的关系，故A正确．点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化的方法，故B错误．电场强度的定义是：
试探电荷在电场中受到的电场力与试探电荷所带电量的比值．所以建立“电场强度”的概念是采用了参考变量法，故C错误．冲量是力和时间的乘积，是建立在参考变量法，选项D错误；故选A.
2.历经一年多的改造，10月1日，太原迎泽公园重新开园，保持原貌的七孔桥与新建的湖面码头，为公园增色不少。
如图是七孔桥正中央一孔，位于中央的楔形石块1，左侧面与竖直方向的夹角为，右侧面竖直。
若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块1左、右两侧面所受弹力的比值为（）
A.
B.sinθC.
D.
【答案】C
【解析】对石块1受力分析如图；则石块1左、右两侧面所受弹力的比值
故选C.
3.飞机在空中撞到一只鸟常见，撞到一只兔子就比较罕见了，而这种情况真的被澳大利亚一架飞机遇到了。
2017年10月20日，一架从墨尔本飞往布里斯班的飞机，飞到1500m高时就撞到了一只兔子，当时这只兔子正被一只鹰抓着，两者撞到飞机当场殒命。
设当时飞机正以720km/h的速度飞行，撞到质量为2kg的兔子，作用时间为0.1s。
则飞机受到兔子的平均撞击力约为（）
A.1.44×103NB.4.0×103N
C.8.0×103ND.1.44×104N
【答案】B
【解析】720km/h=200m/s；根据动量定理Ft=mv可得
，故选B.
4.某同学在体育场上拋出铅球，其运动轨迹如图所示。
已知铅球在B点时速度与加速度方向相互垂直，且AB、BC、CD间的高度差之比为1:
1:
2。
忽略空气阻力，下列说法正确的是（）
A.铅球在AB与BC间速度的变化量不同
B.铅球在BC间速度的变化量大于在CD间速度的变化量
C.从A到D，铅球的水平分速度先减小后增大
D.从A到D，铅球速度与加速度方向间的夹角先增大后减小
【答案】B
【解析】AB与BC间的高度相同，则在AB与BC间的运动时间相同，根据∆v=gt可知，速度的变化量相同，选项A错误；BC的高度小于CD，则在BC之间的运动时间小于CD之间的运动时间，由∆v=gt可知铅球在BC间速度的变化量小于在CD间速度的变化量，选项B正确；铅球在水平方向做匀速运动，则从A到D，铅球的水平分速度不变，选项C错误；铅球的加速度方向竖直向下，则从A到D，铅球速度与加速度方向间的夹角一直减小，选项D错误；
故选B.
点睛：
此题考查斜抛运动的规律；要知道铅球在水平方向做匀速运动，竖直方向做加速度为g的匀加速运动.
5.如图，一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。
不计重力，下列说法错误的是（）
A.M带负电荷，N带正电荷
B.M在b点的动能小于它在a点的动能
C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
【答案】D
D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误．故选ABC
考点：
带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化。
6.如图，光滑长方体物块质量为M、静止在水平地面上，上部固定一轻滑轮，跨过定滑轮的轻绳连接质量为m1和m2的两物体，初始状态下各物体均静止，连接m1的细绳水平、m2恰好与M的侧壁相接触。
不考虑一切摩擦，现对M施加水平向右的推力F，使得三物体何均不存在相对运动，则F的大小为（）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】对整体：
F=（M+m1+m2）a；对m1：
T=m1a；对m2：
竖直方向：
T=m2g；联立解得：
，故选A.
7.对于挑战世界最大的环形车道（直径12.8m，位于竖直面内）的特技演员SteveTruglia来说，瞬间的犹豫都可能酿成灾难性后果。
若速度太慢，汽车在环形车道上，便有可能像石头一样坠落；而如果速度太快，产生的离心力可能让他失去知觉。
挑战中汽车以16m/s的速度进入车道，到达最高点时，速度降至10m/s成功挑战。
已知演员与汽车的总质量为1t,将汽车视为质点，在上升过程中汽车速度一直减小，下降过程中速度一直增大，取g=10m/s2，则汽车在以16m/s的速度进入车道从最低点上升到最高点的过程中（）
A.通过最低点时，汽车受到的弹力为4×104N
B.在距地面6.4m处，演员最可能失去知觉
C.只有到达最高点时汽车速度不小于10m/s，才可能挑战成功
D.只有汽车克服合力做的功小于9.6×104J，才可能挑战成功
【答案】D
【解析】通过最低点时，汽车受到的弹力为
，选项A错误；在轨道的最低点时，车速最大，人对座椅的压力最大，最容易失去知觉，选项B错误；汽车到达最高点的最小速度为
则只有到达最高点时汽车速度不小于8m/s，才可能挑战成功，选项C错误；从最低点到最高点合外力的功
选项D正确；故选D.
8.宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。
已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:
一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在半径同为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于边长为R的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。
则第一种形式下绕中心运动的星体与第二种形式下绕中心运动的星体相比，下列说法正确的是（）
A.第一种形式下的轨道半径是第二种形式下的
倍
B.第一种形式下受到的引力值大于第二种形式受到的引力值
C.第一种形式下的线速度值大于第二种形式下的线速度值
D.第一种形式下的周期小于第二种形式下的周期
【答案】C
【解析】第一种形式下的轨道半径为R；第二种形式下的轨道半径为
，则第一种形式下的轨道半径是第二种形式下的
倍，选项A错误；第一种形式下受到的引力值
；第二种形式下受到的引力值
；则第一种形式下受到的引力值小于第二种形式受到的引力值，选项B错误；根据
解得
；
，解得
选项C正确；
；
所以第一种形式下的周期大于第二种形式下的周期，选项D错误；故选C.
点睛：
此题关键要知道星体做圆周运动的向心力是由两外两个星体对它的万有引力的合力来提供的，根据牛顿第二定律列出方程即可讨论.
二、多项选择题：
9.静止在水平面上的物体，受到水平拉力的作用，其加速度a随时间t变化的图象如图所示。
则（）
A.t=4s时，物体的动能为零
B.t=4s时，物体的动量为零
C.在0〜4s内，物体的位移为零
D.在0〜4s内，合力对物体的冲量为零
【答案】ABD
【解析】由图象可知物体在4s内先做匀加速后做匀减速运动，4s末的速度为零，则动能为零，动量为零，位移一直增大，不为零．根据动量定理可知：
前4s内物体速度的变化为零，则动量的变化为零，则合力的冲量为零，故ABD正确，C错误；故选ABD.
10.宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作10.我国计划近期发射的嫦娥五号月球探测器，是负责采样返回任务的中国首颗地月釆样往返探测器。
嫦娥五号具体的发射方案是，先由运载火箭将探测器送入近地点高度200km、远地点高度51000km、运行周期约为16h的椭圆轨道；然后探测器与运载器分离……。
如图为嫦娥五号绕地球沿椭圆轨道运动的轨道，P为近地点，Q为远地点，M、N为轨道短轴的两个端点。
若只考虑嫦娥五号和地球间的相互作用，则在嫦娥五号从P经过M、Q到N的运动过程中（）
A.嫦娥五号从P到M运动的时间约为4h
B.从P到Q的过程中，嫦娥五号的加速度逐渐变小
C.从Q到N的过程中，嫦娥五号的机械能逐渐变大
D.从M到N的过程中，地球引力对嫦娥五号先做负功后做正功
【答案】BD
【解析】根据开普勒第二定律可知，嫦娥五号从P到M运动的速率大于从M到Q的速率，因从P到Q的时间为8h，则从P到M运动的时间小于4h，选项A错误；从P到Q的过程中，嫦娥五号受到的引力逐渐减小，则加速度逐渐变小，选项B正确；嫦娥五号运动过程中只有地球的引力做功，机械能守恒，则从Q到N的过程中，嫦娥五号的机械能不变，选项C错误；从M到N的过程中，地球引力对嫦娥五号先做负功后做正功，选项D正确；故选BD.
11.在电场中，以O为原点，沿电场方向建立坐标轴r。
将带正电的试探电荷放入电场中，其电势能EP随r变化的关系如图所示，其中r2对应图线与横轴的交点，对应图线的最低点。
若电荷只受电场力的作用，则下列说法正确的是（）
A.从r1处释放电荷，电荷先向r正方向运动
B.从r2处释放电荷，电荷将保持静止
C.从r0处释放电荷，电荷将先向r负方向运动
D.从r3处释放电荷，电荷将先向r负方向运动
【答案】AD
【解析】由图知，从r1到无穷远处，正电荷的电势能先减小后增加，则电势先减小后增加，在r0左侧电场线向右，r0右侧电场线向后向左，则从r1处释放电荷，电荷先向r正方向运动，选项A正确；从r2处释放电荷，电荷将先向右运动，选项B错误；从r0处释放电荷，电荷将静止，选项C错误；从r3处释放电荷，电荷将先向r负方向运动，选项D正确；故选AD.
点睛：
此题关键是能从电势能变化图像中找出电场线的分布情况，沿着电场线电势降低；正电荷在高电势点的电势能较大.
12.如面为大型物流货场应用传送带搬运货物示意图，传送带与水平面成37°角、以2m/s的速率向下运动。
将1kg的货物放在传送带的上端点A处，经1.2s货物到达传送带的下端点B处。
已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.5。
取sin=0.6，cos=0.8,g=10m/s2,则
A.A、B两点的距离为2.4m
B.到达B点时，货物速度的大小为4m/s
C.从A到B的过程中,货物与传送带的相对位移为0.8m
D.从A到B的过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为3.2J
【答案】BC
【解析】物块刚放上时的加速度
，加速到与传送带共速的时间
，位移
；以后的时间内物块的加速度
，则下滑的距离
，则A、B两点的距离为s=s1+s2=3.2m，选项A错误；到达B点时，货物速度的大小为
选项B正确；
在前一段时间内货物相对传送带向上滑动的位移
；在后一段时间内货物相对传送带向下滑动的位移
；则从A到B的过程中,货物与传送带的相对位移为
，选项C正确；从A到B的过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为
，故选项D错误；故选BC.
点睛：
此题关键高搞清货物在传送带上的运动情况，根据牛顿第二定律求解在不同阶段的加速度，注意摩擦力的方向变化；知道两段时间内相对传送带滑动的方向不同.
三、实验题：
13.某小组设计了“用一把刻度尺测动摩擦因数”的实验方案。
（1）如图1所示，将一轻质弹簧放置在水平桌面上，左端固定，右端与一小滑块（可视为质点）接触而不粘连，弹簧处于原长时，滑块恰好处在桌面边缘；
（2）向左推滑块，使弹簧压缩至虚线位置后由静止释放，滑块离开桌面后落到水平地面上。
测得桌面离地的高度为h，滑块平拋过程中发生的水平位移为s，已知重力加速度大小为g，则滑块离开桌面时的速度__________；（用已知和测得物理量的符号表示）
（3）将弹簧和滑块在桌面上向左平移一定距离，然后同样固定弹簧左端，弹簧处于原长时，滑块位于O点，如图2所示。
向左推滑块,使弹簧压缩量与第一次相同。
释放滑块，滑块在水平桌面上滑行一段后停在A点，测得OA=x，则可知滑块与桌面间的动摩擦因数为______（用已知和测得物理量的符号表示）。
（4）本实验中会引起误差的因素有_________。
A.桌面不够水平
B.重力加速度的值比9.80m/s2大
C.弹簧的质量不可忽略
【答案】
（2）
（3）
（4）A
【解析】
（1）根据平抛运动的规律可知s=v0t，h=
gt2，解得
（2）物块在桌面上运动的加速度
，根据v02=2ax,解得
（3）桌面不够水平，则加速度的求解会产生误差，则动摩擦因数的求解有误差，选项A正确；由
可知，动摩擦因数与重力加速度无关，选项B错误；此问题中与弹簧的质量无关，选项C错误；故选A.
14.某同学用如图1的电路，测量电源（电动势约3V,内阻约几欧）的电动势和内电阻，图中器材的规格为：
电压表V（0〜3V，内阻约5k）、电流表A（0〜200mA，内阻可忽略）、滑动变阻器R（0〜500）。
回答下列问题:
（计算结果保留2位有效数字）
（1）实验中，当滑动变阻器的触头调到某一位置时，电流表、电压表的示数分别如图2所示，则
电流表的读数为_________mA;电压表的读数为_________V。
（2）调节滑动变阻器的触头位置，读出多组电表的数据如下表，将表中数据连同
（1）中数据描到图3中,并作出电源的U-I图线___________。
（3）根据U-I图线可知电源电动势E=_____V；内阻r=_______
（4）已知某半导体发光器件的伏安特性曲线如图3中曲线所示，将该发光器件按正确的方式串接到图1的电路中，调节滑动变阻器，则该器件的最小电功率为________W；最大电功率为__________W。
【答案】
（1）115（114~116）1.62（1.61~1.64）
（2）略（3）3.0（2.9~3.1）
12（11~13）（4）0.036（0.030~0.042）0.12（0.11~0.13）
【解析】
（1）电流表的读数为115mA；电压表的读数为1.62V。
（2）电源的U-I图像如图；
（3）根据U-I图线可知电源电动势E=3.0V；内阻
（4）当滑动变阻器阻值调节到0时，电路中的电流最大，此时此器件的功率最大，由图可知U=2.4V，I=50mA=0.05A，则最大功率Pmax=2.4×0.05W=0.12W；当滑动变阻器阻值调节到50Ω时，电路中的电流最小，此时此器件的功率最小，将50Ω看做电源的内阻，在图中画出此电源的U-I图像，
由图可知U=1.9V，I=20mA=0.02A，则最小功率Pmin=1.9×0.02W=0.038W；
四、计算题：
15.倾角为37°的斜面底端安装有一个弹性挡板P，将一质量为m的小物块从斜面上A点处由静止释放，物块滑到P处，与P碰撞后沿斜面上滑的最高点为B。
用传感器描绘出滑块的v-t图象如图所示。
不计空气阻力及物块与P碰撞的时间，取g=10m/s2，Sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：
（1）物块与斜面间的动摩擦因数；
（2）A、B间的距离。
【答案】
（1）0.25
（2）1m
【解析】
（1）由图可得下滑的加速度a=4m/s2
则物体下滑过程：
mgsinθ-µmgcosθ=ma
解得µ=0.25
（2）由v-t图像可得：
下滑过程：
上滑过程：
-mgsinθ-µmgcosθ=ma′
v2=2a′xBP
解得xBP=1m
则xAB=xAP-xBP=1m
16.在我国很多地方都建有钟楼，每逢重大节日都会进行撞钟仪式。
如图所示，在大钟旁用钢丝吊着质量为m的撞锤（可视为质点），其悬点O与撞锤重心的距离为L，撞锤静止时恰好与大钟相接触。
光滑轻质定滑轮与O等高，跨过定滑轮的轻质细绳一端连在撞锤上，另一端自然下垂。
某次撞钟时，抓住绳子的自由端往下拉至α=37°时静止，此时连接撞锤的两根绳恰好成直角，然后突然松手，撞锤摆动后撞击大钟发出声音。
（不计空气阻力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）撞锤被拉起静止时，人对绳的拉力是多大？
（2）撞锤撞击大钟前的瞬间，钢丝的弹力是多大?
（3）若撞锤撞击大钟后速度变为0，大钟对撞锤的冲量是多大?
【答案】
（1）0.8mg
（2）1.8mg（3）
则由受力分析得：
联立得：
F1=0.8mg
（2）从静止释放到撞锤撞击大钟前的瞬间
撞锤撞击大钟前的瞬间,为圆周运动的最低点，则
联立得：
F=1.8mg
（3）规定向右为正，则
对撞锤：
I=0-mv⑤
联立③⑤得：
17.如图所示，在光滑水平面上有一质量为m、长度为L的木板A，木板的右端点放有一质量为3m的物块B（可视为质点），木板左侧的水平面上有一物块C。
当物块C以水平向右的初速度v0与木板发生弹性碰撞后，物块B恰好不会从A上掉下来，且最终物块C与A的速度相同。
不计C与A碰撞时间，三物体始终在一直线上运动，求:
（1）物块C的质量mc;
（2）木板A与B间的动摩擦因数μ。
【答案】
（1）2m
（2）
【解析】
（1）物块C与木板A发生碰撞的过程，由动量守恒定律与能量守恒定律得：
木板A和物块B相互作用过程，由动量守恒定律得
由最终物块C与A的速度相同可知vC=v
联立得mC=2m
（2）木板A和物块B相互作用过程，由能量守恒得
解得
点睛：
本题考查了动量守恒和能量守恒的综合运用，关键理清AB和C在整个过程中的运动规律，明确作用的物理过程，选择合适的规律进行求解．知道弹性碰撞动量守恒、机械能守恒．
18.如图，质量均为m=1.0kg的物块A、B通过轻质弹簧相连，竖放在水平地面上，弹簧的劲度系数k=100N/m。
A、B的右侧竖立一固定光滑杆MN，物块C穿在竖直杆上。
一条不可伸长的轻绳绕过位于A正上方的轻质定滑轮P，--端连接A，另一端连接C。
开始时物块C与轻滑轮P等高且PC间距L=0.3m，绳处于伸直状态但无张力。
现将C由静止释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。
（取g=l0m/s2）
（1）求C的质量mc。
（2）若将C换成质量为1.0kg的D，仍从上述初始位置由静止释放，则B离开地面时D的速度是多大？
【答案】
（1）0.5kg
（2）
【解析】
（1）开始时对A受力分析可得：
kx1=mg（弹簧压缩），x1=0.1m
最终恰好能使B离开地面但不继续上升，说明B此时与地面之间无弹力，且整个系统处于静止状态，对B受力分析可得：
kx2=mg（弹簧伸长），x2=0.1m
此时可判断出此时PC间绳子的长度为L′=L+x1+x2=0.5m
则C下降的高度为
因为始末两个状态弹簧的形变量一样，因此弹性势能不变，由能量守恒定律可得：
解得mC=0.5kg
（2）将C换成D后，由能量守恒可得：
由几何关系可知：
解得：
19.如图，位于竖直面的矩形区域abcd内存在方向水平向右的匀强电场。
从同一竖直面内与ab等高的A点，将质量m=0.1kg的带正电的小球以大小一定的初速度水平向右拋出，小球在重力作用下从e点进入电场区域，恰好在电场中做直线运动且从c点离开电场。
若将电场方向反向（水平向左）重复上述过程，则小球从cd边上的f点离开电场，且离开电场时速度方向竖直向下。
已知ab=0.3m,bc=0.4m，不计空气阻力,重力加速度为g。
求：
（1）a、e两点的间距离d、f两点的间距；
（2）小球从f点和c点离开电场时的动能之比。
【答案】
（1）0.1m
（2）1:
2
【解析】
（1）设初速度为v0，到达e点时竖直方向速度为vy,
小球从e到f水平方向速度减为0，速度变化量大小为v0
小球从e到c做匀加速直线运动，水平方向速度变化量也为v0，c点水平速度为2v0.竖直方向速度为2vy
容易知道从a到e和从e到c时间相等，竖直方向位移之比为1:
3，解得ae=0.1m
由平均速度求位移公式可得：
可得：
dc:
df=2:
1
所以df=0.1m
（2）由
（1）得f点速度沿竖直方向vf=2vy由几何关系v0=vy,
所以e点的速度
所以动能之比为1:
2
点睛：
此题是带电粒子在重力及电场的复合场中的运动问题；解题的关键是将粒子的运动分解在两个不同的方向上，根据两个分运动的特点进行研究.
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