山西高三高中物理开学考试带答案解析

山西高三高中物理开学考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.关于自由落体运动，下列说法正确的是（）
A．物体做自由落体运动时，不受任何外力作用
B．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C．物体的质量越大，其做自由落体运动的加速度越大
D．物体刚开始做自由落体运动时，其速度和加速度都为零
2.如图所示，一条河岸笔直的河流水速恒定，甲、乙两小船同时从河岸的A点沿与河岸均为q角的两个不同方向渡河。

已知两小船在静水中航行的速度大小相等，则（）
A．甲先到过对岸B．乙先到达对岸
C．渡河过程中，甲的位移小于乙的位移D．渡河过程中，甲的位移大于乙的位移
3.—质点沿东西方向做直线运动，规定向东为正方向，若其速度随时间变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（）
A．质点在0〜3s内的加速度小于3s〜5s内的加速度
B．质点在3s〜5s内的位移大小为2m，方向向西
C．质点在3s〜7s内的位移大小为4m，方向向东
D．质点在3s〜8s内的平均速度大小为1m/s，方向向东
4.如图所示，在宇宙空间有两个天体P、Q，各有一颗卫星A、B环绕它们做匀速圆周运动。

已知卫星A和卫星B
的轨进半径相等，卫星A的周期T
A 是卫星B周期T
B
的2倍，下列判断正确的是（）
A. 卫星A、B运行的线速度大小之比1：2
B. 卫星A、B运行的向心加速度大小之比为1：2
C. 天体P、Q对卫星A、B的引力大小之比为4：1
D. 天体P、Q的质量之比为4：1
5.如图所示，物块放在光滑水平台面上，用一轻绳绕过小定滑轮将物块和长为L的直杆OP连接。

若使直杆OP从图示位置绕水平轴O以恒定的角速度w顺时针转动到水平位置（物块未碰到滑轮），则该过程中（）
A．物块做匀速运动
B．物块做匀变速直线运动
C．物块的最大速度小于wL
D．物块的速度先增大后不变
6.我国已经建成的北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS导航系统是由周期约为12h的卫星群组成的，而对地观测一般采用近地卫星。

关于近地卫星、北斗导航系统中的同步卫星以及GPS导航卫星，下列说法正确的
是（）
A．同步卫星的角速度最大
B．近地卫星、同步卫星和GPS导航卫星均处于完全失重状态
C．同步卫星能从我国上空经过，GPS导航卫星不能从我国上空经过
D．已知地球半径和地球表面的重力加速度，可以算出近地卫星的周期
7.随着我国航天技术的发展，国人的登月梦想终将实现。

若宇航员者陆月球后在其表面以一定的初速度竖直上抛一
小球（可视为质点），经时间t小球落回抛出点；然后宇航员又在离月面高度为h处，以相同的速度大小沿水平方
向抛出一小球，一段时间后小球落到月球表面，抛出点与落地点之间的水平距离为L。

已知月球的质量为M，引力常量为G，月球可看做质量分布均匀的球体。

下列判断正确的是（）
A．月球表面的重力加速度大小为
B．小球上抛的初速度大小为
C．月球的半径为
D．月球的第一宇宙速度大小为
二、多选题
如图所示，一小球（可视为质点）从斜面底端A正上方某一高度处的O点水平飞出，飞行一段时间t后撞在斜面
上的某点p。

已知小球飞行的水平距离为x，O、P间的高度差为h，小球刚要撞到P点时的竖直分速度大小为v
，
y 不计空气阻力的影响。

下列对该过程小球运动描述的图象中，可能正确的是（）
A．B．
C ．
D ．
三、实验题
1.图示为某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带的一部分，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz 。

（1）A 、B 、C 、D 是纸带上四个计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。

从图中可读出B 、C 两点间的距离s=_____cm ；打点计时器打下C 点时纸带的速度大小v C =_____m/s （结果保留两位有效数字）。

（2）该纸带运动的加速度大小a=_____m/s 2（结果保留两位有效数字）。

2.某同学利用图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，所用钩码的质量均为20g ，先将1个钩码挂在弹簧下端，稳定后用毫米刻度尺测出弹簧的长度x ，并将数据填入下表，以后每次增加一个钩码，重复实验。

当地的重力加速度大小g=9.80m/s 2。

（1）如图乙所示，刻度尺的示数为表中第5组情况下弹簧的长度，请将表中①、②两处数据补充完整_____、_____。

（2）在图丙中已描好五个点，请描好第5组数据所对应的点，并画出F －x 图线_____。

（3）根据所画出的F －x 图线，求出该弹簧的劲度系数为_____N/m （结果保留三位有效数字）。

四、简答题
1.某大雾天气，一小汽车和一大客车在平直公路的同一车道上同向行驶，小汽车在后，其速度大小v 1=30m/s ；大客车在前，其速度大小v 2=10m/s ．在小汽车和大客车相距x 0=25m 时两司机同时发现险情，此时小汽车司机马上以大小a 1=8m/s 2的加速度刹车，而大客车立即以大小a 2=2m/s 2的加速度加速前进。

请通过计算判断两车是否相撞。

2.如图所示，固定在竖直平面内的圆环的圆心为O 、半径为R ，一小球（可视为质点）从圆环最高点O ＇的正上方某一高度处的A 点水平抛出，结果恰好从圆环上的B 点沿圆环的切线飞过。

已知O 、B 两点的连线与竖直方向的
夹角q=60°，空气阻力不计，求小球抛出点A到O＇点的高度h。

3.如图甲所示，长为L的轻质细杆一端固定在水平转轴O上，另一端固定一小球（视为质点）。

让小球在竖直平
面内做圆周运动，小球通过最高点时的速度大小为v，此时小球受到杆的弹力大小为N，且N—v2的变化关系如图
乙所示（图中的a、b均为已知量）。

（1）请分析并判断表示小球受到的弹力竖直向下的是题图乙中的图线1还是图线2；
（2）求当地的重力加速度大小g以及小球的质量m。

山西高三高中物理开学考试答案及解析
一、选择题
1.关于自由落体运动，下列说法正确的是（）
A．物体做自由落体运动时，不受任何外力作用
B．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C．物体的质量越大，其做自由落体运动的加速度越大
D．物体刚开始做自由落体运动时，其速度和加速度都为零
【答案】B
【解析】自由落体运动的特点是初速度为零，只受重力的运动
A、物体做自由落体运动时，受到重力的作用，故A错误；
B、自由落体运动是初速度为零，加速度是重力加速度的匀加速直线运动，故B正确；
C、自由落体运动只受重力，轻重物体的加速度一样均为重力加速度，故C错误；
D、物体刚开始做自由落体运动时，其速度为零，加速度是重力加速度，故D错误。

点睛：自由落体运动的特点是初速度为零，只受重力的运动；同一地点，轻重物体的重力加速度一样。

2.如图所示，一条河岸笔直的河流水速恒定，甲、乙两小船同时从河岸的A点沿与河岸均为q角的两个不同方向渡河。

已知两小船在静水中航行的速度大小相等，则（）
A．甲先到过对岸B．乙先到达对岸
C．渡河过程中，甲的位移小于乙的位移D．渡河过程中，甲的位移大于乙的位移
【答案】C
【解析】两小船在静水中航行的速度大小相等，且与河岸夹角均为q，所以船速在垂直于河岸方向上的分速度相等；根据运动的独立性，船在平行于河岸方向上的分速度不影响过河时间，所以甲、乙两船同时到达对岸，AB均错误；
甲船在平行河岸方向上的速度为
乙船在平行河岸方向上的速度为
两船在平行河岸方向上的位移分别为，则
又两船在垂直河岸方向上的位移一样
综上，渡河过程中，甲的位移小于乙的位移即C正确D错误。

点睛：运动的合成与分解中要注意独立性的应用，两个分运动是相互独立，互不干扰的；但两者的合成决定了物体的实际运动。

3.—质点沿东西方向做直线运动，规定向东为正方向，若其速度随时间变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（）
A．质点在0〜3s内的加速度小于3s〜5s内的加速度
B．质点在3s〜5s内的位移大小为2m，方向向西
C．质点在3s〜7s内的位移大小为4m，方向向东
D．质点在3s〜8s内的平均速度大小为1m/s，方向向东
【答案】A
【解析】A、由图象得0〜3s内物体的加速度是
3s〜5s内物体的加速度是
加速度的正负表方向，所以物体在0〜3s内的加速度小于3s〜5s内的加速度，A正确；
B、速度时间图象与坐标轴围成面积表示对应时间内的位移，3s〜5s内围成面积在时间轴的上方表示位移沿规定的正方向，即向东，B错误；
C、3s〜7s速度时间图象与坐标轴围成面积，时间轴上方部分和下方部分表示的位移正好抵消，即3s〜7s物体的位移为0，C错误；
D、3s〜8s速度时间图象与坐标轴围成面积，时间轴上方部分表示的位移小于下方部分表示的位移，即3s〜8s物体的位移为负，所以质点在3s〜8s内平均速度方向向西，D错误。

点睛：分析图象类问题时要关注图象的斜率、面积对应的物理意义。

4.如图所示，在宇宙空间有两个天体P、Q，各有一颗卫星A、B环绕它们做匀速圆周运动。

已知卫星A和卫星B
的轨进半径相等，卫星A的周期T
A 是卫星B周期T
B
的2倍，下列判断正确的是（）
A. 卫星A、B运行的线速度大小之比1：2
B. 卫星A、B运行的向心加速度大小之比为1：2
C. 天体P、Q对卫星A、B的引力大小之比为4：1
D. 天体P、Q的质量之比为4：1
【答案】A
【解析】A、因为线速度，两卫星的轨道半径相等，卫星A的周期T
A 是卫星B周期T
B
的2倍，所以卫星A、
B运行的线速度大小之比1：2，A正确。

B、因为向心加速度，两卫星的轨道半径相等，卫星A的周期T
A 是卫星B周期T
B
的2倍，卫星A、B运行
的向心加速度大小之比为1：4，B错误。

C、天体对卫星引力充当卫星的向心力，两卫星的轨道半径相等，卫星A的周期T
A 是卫星B周期T
B
的
2倍，两卫星的质量关系不知道，天体P、Q对卫星A、B的引力大小之比不好确定，C错误。

D、天体对卫星的引力充当卫星的向心力，所以，两卫星的轨道半径相等，卫星A的周期T
A
是卫星B周期T
B
的2倍，天体P、Q的质量之比为1：4，D错误。

5.如图所示，物块放在光滑水平台面上，用一轻绳绕过小定滑轮将物块和长为L的直杆OP连接。

若使直杆OP从
图示位置绕水平轴O以恒定的角速度w顺时针转动到水平位置（物块未碰到滑轮），则该过程中（）
A．物块做匀速运动
B．物块做匀变速直线运动
C．物块的最大速度小于wL
D．物块的速度先增大后不变
【答案】D
【解析】将P点速度分解如图，设绳所在线与杆之间所成锐角是θ，则P点沿绳方向速度分量，在直杆OP从图示位置绕水平轴O以恒定的角速度w顺时针转动到水平位置（物块未碰到滑轮）的过程中θ先增大到90o
然后减小，又，故先增大到wL再减小；开始时物体在绳的牵引下运动物体的速度与P点沿绳方向的速度
分量相等，所以物体的速度先增大到wL，由于物体在光滑水平面上速度不会减小故当θ从90o减小时，P点沿绳
方向速度分量减小但物体的速度不变；即物体的速度先增大后不变。

ABC错误选D
点睛：绳或杆连接的物体，一般在沿绳(杆)方向的速度分量相等。

6.我国已经建成的北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS导航系统是由周期约为12h的卫星群组成的，而对地观测一般采用近地卫星。

关于近地卫星、北斗导航系统中的同步卫星以及GPS导航卫星，下列说法正确的
是（）
A．同步卫星的角速度最大
B．近地卫星、同步卫星和GPS导航卫星均处于完全失重状态
C．同步卫星能从我国上空经过，GPS导航卫星不能从我国上空经过
D．已知地球半径和地球表面的重力加速度，可以算出近地卫星的周期
【答案】BD
【解析】A、同步卫星的周期(24h)最大，同步卫星的角速度最小，故A错误。

B、近地卫星、同步卫星和GPS导航卫星受到的万有引力完全充当向心力，故近地卫星、同步卫星和GPS导航卫
星均处于完全失重状态，B正确。

C、同步卫星只能在赤道的上方，故同步卫星不能从我国上空经过，C错误。

D、对近地卫星，故，即已知地球半径和地球表面的重力加速度，可以算出近地卫星
的周期，D正确。

点睛：地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道平面在赤道平面，决定了它的高度和线速度。

7.随着我国航天技术的发展，国人的登月梦想终将实现。

若宇航员者陆月球后在其表面以一定的初速度竖直上抛
一小球（可视为质点），经时间t小球落回抛出点；然后宇航员又在离月面高度为h处，以相同的速度大小沿水
平方向抛出一小球，一段时间后小球落到月球表面，抛出点与落地点之间的水平距离为L。

已知月球的质量为M，引力常量为G，月球可看做质量分布均匀的球体。

下列判断正确的是（）
A．月球表面的重力加速度大小为
B．小球上抛的初速度大小为
C．月球的半径为
D．月球的第一宇宙速度大小为
【答案】AD
【解析】AB：在月球表面以一定的初速度竖直上抛一小球（可视为质点），经时间t小球落回抛出点，则；
然后宇航员又在离月面高度为h处，以相同的速度大小沿水平方向抛出一小球，一段时间后小球落到月球表面，
抛出点与落地点之间的水平距离为L，则：综上故A正确B错误。

CD：已知月球的质量为M，引力常量为G，月球可看做质量分布均匀的球体，则可得
故C错误D正确。

二、多选题
如图所示，一小球（可视为质点）从斜面底端A正上方某一高度处的O点水平飞出，飞行一段时间t后撞在斜面
上的某点p。

已知小球飞行的水平距离为x，O、P间的高度差为h，小球刚要撞到P点时的竖直分速度大小为v
，
y 不计空气阻力的影响。

下列对该过程小球运动描述的图象中，可能正确的是（）
A．B．
C．D．
【答案】ABD
【解析】AB：一小球（可视为质点）从斜面底端A正上方某一高度处的O点水平飞出，飞行一段时间t后撞在斜
面上的某点p
故故AB正确
CD：故故C错误，D正确
三、实验题
1.图示为某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带的一部分，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz。

（1）A、B、C、D是纸带上四个计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。

从图中可读出B、C两点间的距
=_____m/s（结果保留两位有效数字）。

离s=_____cm；打点计时器打下C点时纸带的速度大小v
C
（2）该纸带运动的加速度大小a=_____m/s2（结果保留两位有效数字）。

【答案】 0.90 0.10 0.20
【解析】（1）由图中可读出B、C两点间的距离(注意估读到分度值的下一位)
打点计时器打下C点时纸带的速度大小
每相邻两计数点间还有四个点未画出则
（2）该纸带运动的加速度大小
每相邻两计数点间还有四个点未画出则
2.某同学利用图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，所用钩码的质量均为20g，先将1个钩码挂在弹簧下端，稳定后用毫米刻度尺测出弹簧的长度x，并将数据填入下表，以后每次增加一个钩码，重复实验。

当地
的重力加速度大小g=9.80m/s2。

（1）如图乙所示，刻度尺的示数为表中第5组情况下弹簧的长度，请将表中①、②两处数据补充完整_____、
_____。

（2）在图丙中已描好五个点，请描好第5组数据所对应的点，并画出F－x图线_____。

（3）根据所画出的F－x图线，求出该弹簧的劲度系数为_____N/m（结果保留三位有效数字）。

【答案】 10.70 0.980 14.7（14.5-15.0均可给分）
【解析】（1）如图乙所示，刻度尺的示数为(注意估读到分度值的下一位)；
此时弹力大小
（2）如图所示:
（3）根据所画出的F －x 图线，该弹簧的劲度系数为
（14.5-15.0均可给分）
点睛：仪器读数时要注意读数法则，计算时要关注题目中要求的有效数字位数。

四、简答题
1.某大雾天气，一小汽车和一大客车在平直公路的同一车道上同向行驶，小汽车在后，其速度大小v 1=30m/s ；大客车在前，其速度大小v 2=10m/s ．在小汽车和大客车相距x 0=25m 时两司机同时发现险情，此时小汽车司机马上以大小a 1=8m/s 2的加速度刹车，而大客车立即以大小a 2=2m/s 2的加速度加速前进。

请通过计算判断两车是否相撞。

【答案】不会
【解析】本题是避碰问题，关键分析清楚两小车的运动情况，然后根据运动学公式列式求解或者画出速度时间图象进行分析。

设两车不会相撞．且减速时间为t 时两车的速度相同．有：
解得：t=2s
该过程中小汽车和大客车前进的距离分别为：
， 由于，故两车不会相撞．
点睛：追及避碰类问题，关注速度相等时，是否追及和碰撞。

2.如图所示，固定在竖直平面内的圆环的圆心为O 、半径为R ，一小球（可视为质点）从圆环最高点O ＇的正上方某一高度处的A 点水平抛出，结果恰好从圆环上的B 点沿圆环的切线飞过。

已知O 、B 两点的连线与竖直方向的夹角q=60°，空气阻力不计，求小球抛出点A 到O ＇点的高度h 。

【答案】
【解析】 本题考查平抛运动和曲线运动速度方向有关知识，分析清AB 段的运动特点，借助B 点速度方向分解列式求解。

设小球从A 点运动到B 点的时间为t ，在竖直方向上有：
设小球从A 点拋出的速度大小为．有：
小球飞过B 点时沿竖直方向的分速度大小为：
又：
解得
3.如图甲所示，长为L 的轻质细杆一端固定在水平转轴O 上，另一端固定一小球（视为质点）。

让小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点时的速度大小为v ，此时小球受到杆的弹力大小为N ，且N —v 2的变化关系如图
乙所示（图中的a、b均为已知量）。

（1）请分析并判断表示小球受到的弹力竖直向下的是题图乙中的图线1还是图线2；
（2）求当地的重力加速度大小g以及小球的质量m。

【答案】（1）图线2 （2）
【解析】本题考查杆问题最高点物体的受力情况，对物体受力分析后列出表达式再按速度范围进行讨论即可求解。

（1）在最高点时．若小球受到杆的弹力方向竖直向下，有：
解得
结合题图乙可知．其N—v2的变化关系如图线2所示．
（2）由题图乙可知．当N=0时．有：解得：
设在最高点时．小球受到杆的弹力方向竖直向上．有：
解得：
结合图乙可知．其N—v2的变化关系如图线1所示．当v=0时，有：b=mg（2分）
解得：
点睛：杆问题、绳问题的最高点(拱形桥的最高点)受力情况及速度特点必须作为模型加以分析理解并记忆。