河南省洛阳市2018届高三上学期期中考试物理试卷(答案+解析)

河南省洛阳市2018届高三上学期期中考试物理试题

选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分，第1～8题每小题的四个选项中，只有一个选项符合要求；第9～14题，每所给的选项中有多符合要求，全选对的得3分，部分选对的得2分，选错或不选的得0分）

1. 夸克(quark)是一种基本粒子，也是构成物质的基本单元。其中正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为

，式中r是正、反顶夸克之间的距离，

是无单位的常量，k

是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数k的单位是（ ） A. N·m B. N C. J/m D. J·m 【答案】D 【解析】由题意有

，

是无单位的常量，EP的国际单位是J，r的国际单位是m，，D正确，ABC错误；

在国际单位制中常数k的单位是故选D。

2. 如图所示，叠放在 固定粗糙斜面上的物块A和B接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑，在下滑过程中A和B的受力个数为（ ）

A. 2个，4个 B. 2个，5个 C. 3个，4个 D. 3个，5个 【答案】A

【解析】叠放在固定粗糙斜面上的物块A和B接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑，A受到重力和B对它的支持力，故A受2个力；B受到重力、A对它的压力、斜面对它的支持力和斜面对它的摩擦力，故B受4个力。 故选A

3. 如图所示，水平传送带的长度AC=L，以速度v保持匀速运动，把质量为m的货物无初速地放到A点，当货物运动到C点时速度恰为v。货物与皮带间的动摩擦因数为μ，B点为AC的中点，则货物从A点到C点的过程中（ ）

高三上学期期中考试物理试题

A. 货物运动到B点时的速度为 B. 货物从A运动到C点时的时间 C. 货物的动能增加了μmgL D. 摩擦力对货物做功的平均功率为【答案】CD

【解析】货物从A到C过程中在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动，加速度为

，A到B过程中，

由

，货物运动到B点时的速度为

，

，故A错误；

，货物从A运动到C点时的时间；货物的动能增加了

，故D正确；

，故B错误；由动能定理得：

，故C正确；摩擦力对货物做功的平均功率为

故选CD。

4. 以两个等量同种正电荷的连线的中点为圆心，在连线的中垂面上做出两个同心圆如图所示，两个圆上有三个不同的点M、N、P，下列说法中正确的是（ ）

A. N点电势一定小于M点的电势 B. N点场强一定大于M点的场强

C. 一个电子在M点的电势能和在P点的电势能相等 D. 一个电子在N点的电势能比在P点的电势能大 【答案】C

A、【解析】两个等量同种正电荷的连线的中点为圆心，在连线的中垂面上做出两个同心圆，由叠加原理得，O点的电势最高，无穷远处的电势为0，从O点经N点、M点到无穷远，电势减小，则有N点电势大于M点的电势，故A错误；

高三上学期期中考试物理试题

B、由叠加原理得，O点的场强为0,无穷远处的场强为0，从O点经N点、M点到无穷远，场强先增大后减小，N点、M点具体位置未知，场强大小也未知，无法判断N点、M点场强大小，故B错误；

C、M点和P点在同一个圆上，M点电势等于P点的电势，电子在M点的电势能和在P点的电势能相等，故C正确；

D、N点电势大于M点的电势，M点电势等于P点的电势，则有N点电势大于P点的电势，电子在N点的电势能比在P点的电势能小，故D错误； 故选C。

5. 某学校组织趣味课外活动——拉重物比赛，如图所示。设重物的质量为m，重物与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。某同学拉着重物在水平地面上运动时，能够施加的最大拉力为F，求重物运动时的最大加速度为（ ）

A. B. 【答案】D

C. D.

【解析】由受力分析，物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用， 根据牛顿第二定律， 在水平方向有竖直方向有滑动摩擦力

，

，

，故D正确，ABC错误；

， ，

根据以上三式联立可以求得

当 tanθ=μ时，加速度最大，最大加速度为故选D。

6. 已知地球半径为R，地球自转周期为T。a是地球赤道上的一栋建筑，b是与地心的距离为r的地球同步卫星，c是在赤道平面内作匀速圆周运动、与地心距离为

的卫星，b、c

运行方向和地球自转方向相同。某一时刻b、c刚好位于a的正上方，如图所示，则经过时间

，a、b、c的相对位置是下图中的（ ）

高三上学期期中考试物理试题

A. B.

C. D.

【答案】A

【解析】a是地球赤道上的一栋建筑，b是与地心的距离为r的地球同步卫星，周期都为T，某一时刻b、c刚好位于a的正上方，经过时间故B、D错误；由开普勒第三定律，有

，a、 b都运动到地心正下方，

，b的周期是c的周期的2倍， b运动到地心

正下方，c运动到地心正上方，故A正确，C错误； 故选A。

7. 如图所示，一个半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平，轨道的内表面动摩擦因数为μ。一质量为m的小滑块（可看作质点）自P点正上方由静止释放，释放高度为R，小滑块恰好从P点进入轨道。小滑块（可看作质点）滑到轨道最低点N时对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则（ ）

A. 小滑块恰好可以到达Q点 B. 小滑块不能到达Q点

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C. 【答案】C

D.

【解析】从最高点到N，由动能定理有在N处，

联立上述两式，可得

，

，故C正确，D错误；

，

质点从P到N再到Q的过程中，重力与摩擦力做功，由于质点做圆周运动，由运动的特点可知，质点在PN段与轨道之间的压力大于NQ段之间质点与轨道之间的压力，根据可知，质点在PN段受到的摩擦力比较大，所以质点在PN段摩擦力做的功比较多，则摩擦力在NQ段做的功从N到Q，由动能定理得解得故选C。

8. 一电场线在竖直平面上的分布如图所示。电场中的A、B两点的电场强度分别为电势分别为

、

，

，

，

，小滑块到达Q点后，还能继续上升，故AB错误；

、。一个质量为m、电荷量为q的带电小球，从电场中的A点运动到B点，

，运动至B点时的速度大小为

A、B两点间的高度差为h。小球经过A点时的速度大小为

，该过程的速度偏向角为α，电场力做功为W，则以下判断中正确的是（ ）

A. B.

><

>

C. 如果电荷为负电荷，则D. 【答案】D

【解析】AB、由电场线的疏密可判断出EA＜EB，由电场线的方向可判断出φA＞φB，故AB错误；

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故选D。

9. 一个物体做匀加速直线运动，在时间间隔t内发生的位移为x，动能变为原来的倍，该物体的加速度大小为（ ） A. B. 3 C. 4 D. 9 【答案】AC

【解析】设物体加速度为，初速度为

，由运动学公式

错误； 故选AC。

10. 甲和乙两辆汽车在同一条平直公路同向行驶，它们的v-t图像分别是a、b两条曲线，已知在时刻，两车相遇，下列说法正确的是（ ）

，动能变为原来的倍，由，

得

或

得末速度为

，故AC正确，BD

A. B.

时刻甲车在前，乙车在后 时刻，两车相距最远

C. 甲车速度最大时，两车相距最远 D.

到的时间内，两车加速度均先减小后增大

【答案】BD

b两条曲线，【解析】甲和乙两辆汽车的v-t图像分别是a、已知在t2时刻，两车相遇，从时间内，a围成的面积大于b围成的面积，甲车位移大于乙车位移，在时刻，甲车在后，乙车在前，故A错误；

时刻，两车速度相等，甲车在后，乙车在前，时刻以后，甲车速度大于乙车速度，两车相距越来越近，则有在时刻，两车相距最远，故B正确；C错误； v-t图像中，加速度大小看图像的斜率的大小，

时间内，两车斜率大小均先减小后增

高三上学期期中考试物理试题

大，所以两车加速度均先减小后增大，故D正确； 故选BD。

11. 嫦娥五号探测器由中国航天科技集团公司五院研制，将在2017年12月前后发射，实现软着陆以及采样返回。设想嫦娥五号探测器完成了对月球的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动。已知月球表面的重力加速度为g，月球半径为R，轨道舱到月球中心的距离为R，引力常量为G，那么，由以上条件可求出的物理量是（ ） A. 嫦娥五号探测器绕月球做圆周运动的速度 B. 嫦娥五号探测器绕月球做圆周运动的周期 C. 月球的第一宇宙速度 D. 月球的质量 【答案】CD

【解析】探测器在月球表面受到的重力等于月球对它的万有引力，则有球的质量

，可求出月球的质量，故D正确；

，则有

，得

，可求出月球的第一宇

，可得月

设月球的第一宇宙速度为宙速度，故C正确；

嫦娥五号探测器绕月球做圆周运动，由万有引力提供向心力，有，

由于月球做圆周运动的半径未知，无法求出嫦娥五号探测器绕月球做圆周运动的速度和嫦娥五号探测器绕月球做圆周运动的周期，故AB错误； 故选CD。

12. 如图所示，竖直放置在水平面上的圆筒，从圆筒上边缘等高处同一位置分别紧贴内壁和外壁以相同速率向相反方向水平发射两个相同小球，直至小球落地，不计空气阻力和所有摩擦，以下说法正确的是（ ）

A. 筒外的小球先落地 B. 两小球的落地速度可能相同

高三上学期期中考试物理试题 C. 两小球通过的路程一定相等

D. 筒内小球随着速率的增大，对筒壁的压力逐渐增加 【答案】BC

A、【解析】筒内小球水平方向只受到筒壁的作用力,因为筒壁的作用力始终与速度的方向垂直,所以该力不改变小球沿水平方向的分速度的大小.只有竖直方向的重力才改变小球速度的大小.所以小球沿水平方向做匀速圆周运动,竖直方向做自由落体运动.若已知发射小球的水平速度和圆筒高度,小球运动的时间:体运动,所以运动的时间也是是错误;

B、两个小球在竖直方向都做自由落体运动,落地的速率都是:

,若筒内小球

,在筒外的小球做平抛运动,竖直方向做自由落

,筒内小球落地所用时间和筒外小球一样长.因此A选项

恰好运动圈数是整数,则二者速度的方向也相同,二者的速度相等.故B是可能的,选项B正确. C、两个小球的水平方向的路程:此C选项是正确的;

D、因为筒壁的作用力始终与速度的方向垂直,所以该力不改变小球沿水平方向的分速度的大小.只有竖直方向的重力才改变小球速度的大小.所以筒内小球沿水平方向做匀速圆周运动,需要的向心力不变,所以对筒壁的压力不变. 因此D选项是错误. 综上所述本题的答案是：BC

13. 静止在水平地面上的物体，在竖直向上的拉力作用下开始竖直上升，不计空气阻力，物体机械能E与物体升高的高度h之间的关系图象如图所示，其中图线在A点处的切线的斜率最大，在B点处的切线水平，（ ）

～

的图线为平行于横轴的直线，则下列说法正确的是

,可以知道两小球通过的路程一定相等.因

A. 物体在B. 物体在C.

～

处物体的速度最大 处的加速度最大 过程中拉力的功率为零

D. 0～过程中物体所受拉力始终大于重力

高三上学期期中考试物理试题 【答案】BC

【解析】D、物体机械能E与物体升高的高度h之间的关系图象的斜率表示竖直向上的拉力的大小，图象的斜率先增大后减小，再不变且为0，后减小为0，故D错误； A、在

过程中拉力先大于重力，后小于重力，所以先加速后减速，故有物体在

处

过程中物体所受拉力大小先增大

物体的速度不是最大，故A错误；

B、在h1处斜率最大，竖直向上的拉力最大，加速度最大，故B正确； C、在故选BC。

14. 在挡板P作用下，木板A静止于竖直的墙壁和水平地面之间，墙壁和地面皆光滑，在木板A上放有一斜面B，如图所示。现将挡板P缓慢向左移动，在A的倾角α由30°变到60°的过程中，在此过程中（ ）

过程中斜率为0，则有拉力为0，功率为0，故C正确；

A. A对B的支持力减小 B. A对B的作用力保持不变 C. .A对地面的压力变大 D. A对P的压力先增大后减小 【答案】AB

【解析】A、对B受力分析，A对B的支持力60°的过程中，A对B的支持力减小，故A正确；

B、A对B的作用力是A对B的支持力，A对B的摩擦力，这两个力的合力与B的重力的大小相等，方向相反，则有A对B的作用力保持不变，故B正确；

C、以AB为对象，在竖直方向上，受到重力和地面对它们的支持力，它们大小相等，方向相反，由牛顿第三定律，A对地面的压力不变，故C错误；

D、以A与P的接触点为转抽，A与B组成的整体受到的重力提供逆时针方向的力矩，墙壁对A的作用力提供顺时针方向的力矩，由力矩平衡可得，

，在A的

， 在A的倾角α由30°变到

倾角α由30°变到60°的过程中，重力的力臂减小，，墙壁对A的作用力减小； 以AB为对

高三上学期期中考试物理试题

象，在水平方向上，墙壁对A的作用力和P对A的作用力，它们大小相等，方向相反，由牛顿第三定律，A对P的压力减小，故D错误； 故选AB。

填空题（本题共2小题，共14分）

15. （6分）(1)小明同学到实验室里去做“验证平行四边形定则”的实验时，看见实验桌上有游标卡尺和螺旋测微器，他立即用它们分别测量了钢笔套的长度和笔帽的直径，测量结果如图所示，则钢笔套的长度为____________cm，笔帽的直径_____________mm。

（2）他在实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套，实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，如图所示，他的同桌认为在此过程中必须注意以下几项： A.两根细绳必须等长

B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D.为了减小误差，两根细绳的夹角尽可能大 其中正确的是_____。（填入相应的字母） 【答案】(1) 12.235 8.870 (2) C 【解析】（1）图中游标卡尺的主尺读数为对齐，所以游标读数为

，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度，所以最终读数为；

图中固定尺的主尺读数为所以最终读数为

，转动尺上游标读数为

；

，

（2）A、细线的作用是能显示出力的方向，所以不必等长，故A错误；

B、本实验是验证性实验，具有普遍性，因此无橡皮条与两绳夹角的平分线共线的特殊要求，故B错误；

C、作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，故C正确；

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D、两个拉力的夹角过大，合力会过小，量取理论值时相对误差变大，夹角太小，会导致作图困难，也会增大偶然误差，故D错误； 故选C。

16. 某实验小组利用如图所示的实验装置，探究质弹簧的弹性势能与形变量的关系，光滑水平桌面距地面高为h，一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，弹簧处于原长时，将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，在弹簧将的作用下，小球从桌子边缘水平飞出，小球落到位于水平地面的复写纸上，从而在复写纸下方的白纸P点留下痕迹。（已知重力加速度为g）

(1)实验测得小球的落点P到O点的距离为l，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能

与h、s、mg之间的关系式为________________；

(2)改变弹簧压缩量进行多次实验，测量数据如下表所示，请在坐标纸上做出x-l图象。 弹簧压形变量x/m 小球飞行水平距离l/m 0.020 0.5 0.040 1 0.060 1.5 0.080 2.4 0.100 2.6 0.120 3.0 (3)由图象得出x与s的关系式为 ;由实验得到弹簧弹性势能关系式为_____。 【答案】 (1).

(2)见下图 (3)

与弹簧压缩量x之间的

【解析】（1）小球从桌子边缘水平飞出，做平抛运动，有压缩弹簧将小球向左推，由能量守恒可得

，

，；

高三上学期期中考试物理试题

联立上述式子得；

（2根据给出的数据利用描点法可得出对应的图像如图所示

（3）由图象得出x与s的关系式为之间的关系式为

；实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x

三、计算题：本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。 17. （10分）一物体由静止开始运动，其运动的加速度——时间图像如图所示。求： （1）第2s末物体的速度大小； 物体从第6s末到第10s末的位移。

【答案】(1)4m/s (2)40m 【解析】（1）根据

图像的意义可得，图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，在

，物体从静止开始运动，所以第2s末物体的

内物体速度的变化量速度大小

；

（2）同理6S末的速度，

物体从第6s末到第10s末做匀减速运动，物体从第6s末到第10s末的位移

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18. （10分）大家做过得惯性演示实验：将小木块置于桌面上的薄板上，用较大的水平拉力F将薄板迅速从小木块下面抽出，小木块落到桌面上，水平方向上的一段很小，几乎观察不到，如图所示。已知小木块和木板的质量分布为

和

，各接触面间

。

的动摩擦因数均为μ=0.1，小木块到薄木板左端的距离d=0.1m，重力加速度为g=10要使小木块相对薄木板运动，求水平拉力F的大小应满足的条件； 若小木块向右运动卫衣不超过l=0.002m，水平拉力F至少多大？

【答案】(1)1.2N (2)11.2N

【解析】（1）设小木块的加速度为a1，薄木板的加速度为a2， 对小木块对木板

要使小木块相对薄木板运动需要a2＞a1 解得

，

（2）薄木板抽出前小木块运动的距离薄木板运动距离

又因为代入数据联立得

19. （12分）如图所示，光滑的轨道ABO的AB部分与水平部分BO相切，轨道右侧是一个半径为R的四分之一的圆弧轨道，O点为圆心，C为圆弧上的一点，OC与水平方向的夹角为37°。现将一质量为m的小球从轨道AB上某点静止释放。已知重力加速度为g，不计空气阻力。

(1)若小球恰能击中C点，求刚释放小球的位置距离BO平面的高度 (2)改变释放点的位置，求小球落到轨道时动能的最小值。

高三上学期期中考试物理试题

【答案】(1) (2)

，从O点到C点做平抛运动，则有

【解析】（1）设小球经过O点的速度为

从A点到O点，由动能定理得

；

联立上述几式，刚释放小球的位置距离BO平面的高度

（2）设小球落地点与O点的连线与水平方向的夹角为，小球做平抛运动，

小球从O点到落地点，由动能定理得解得当

时，小球落到轨道时动能的最小值，最小值为

20. （12分）位于竖直平面内的直角坐标系xOy，，x轴沿水平方向，第一象限的角平分线OA的上方存在有界匀强电场，场强

，方向竖直向下，第二象限内有另一匀强电场

，电场方向与x轴正方向成45°角斜向上，如图所示。有一质量为m、电量为+q的带电小球在水平细线的拉力作用下恰好静止在坐标（-l，6l）处。现剪断细线，小球从静止开始运动，先后经过两电场后，从A点进入无电场区域，，最终打在x轴上D点，已知重力加速度为g，试求: (1)电场

的场强；

(2))A点的位置坐标； (3)到达D点时小球的动能。

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【答案】(1) (2) (2l,2l) (3)19mgl

【解析】（1）小球在第二象限内静止，则有

解得

，在在第二象限内由动能定理可得

（2）设进入第一象限的初速度为

解得

设A点的坐标为（x，y），由于A点在象限角平分线上，则有y=x 小球进入电场，做类平抛运动，

由以上各式可得

A点的位置坐标（2l ，2l）

（3）从P到D全过程运用动能定理得