[物理]广东省佛山市三水区9校2023-2024学年高一下学期月考第2次诊断测试试卷(解析版)

这是一份[物理]广东省佛山市三水区9校2023-2024学年高一下学期月考第2次诊断测试试卷(解析版)，共18页。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题
1. 周末的下午阳光明媚，好学、精进、志高、行远四位同学相约游乐场共度美好时光，在坐过山车的时候不由想起几天前刚刚学过的曲线运动知识，但是对于曲线运动的特点却产生了分歧，对于四位同学各自的观点，下列四位同学的说法正确的是（ ）
A. 好学：物体只有在受到变力的情况下，才会做曲线运动
B. 精进：物体的加速度为0时，也可能做曲线运动
C. 志高：做曲线运动的物体，加速度和速度的方向可能是垂直的
D. 行远：物体运动状态发生改变，说明物体一定在做曲线运动
【答案】C
【解析】ABC．物体做曲线运动条件为：初速度不为0，合外力不为0，初速度与合外力不共线，若合外力为恒力，则做匀变速曲线运动，若合外力为变力，则做非匀变速曲线运动，故AB错误；
C．做匀速圆周运动的物体，其加速度方向与速度方向始终垂直，故C正确；
D．做匀变速直线运动的物体，其速度大小发生改变，即运动状态发生改变，但不是曲线运动，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，将两小沙包a、b以不同的初速度分别从A、B两处先后相差0.5s水平相向抛出，同时落在水平面同一处，且速度方向与竖直方向夹角相等。两小沙包a、b视为质点，并在同一竖直面内运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A. A处比B处高1.25m
B. 若将两沙包同时水平抛出，落地前可能会相遇
C. 若已知B处高度和沙包b的下落时间，可求出A、B的水平距离
D. 若已知A处高度和沙包a的初速度，可求出A、B的水平距离
【答案】D
【解析】A．设沙包a下落时间为，则沙包b下落时间为，处比处高为
由此可知
故A错误；
B．根据平抛运动的轨迹可知，在落地前两沙包不会相遇，故B错误；
CD．由于速度方向与竖直方向夹角相等，则
、的水平距离为
由此可知，需要已知沙包的下落时间和初速度，平抛运动的下落时间与高度有关，故C错误；D正确。
故选D。
3. 静电除尘器可用于消除燃烧煤所产生的废气中的颗粒粉尘。如图所示为静电除尘器示意图，其外壳接地，中心导线接高压电源的负极，脏气体自下部入口进入，粉尘清除后清洁气体自上部出口排入大气中。已知高压电源的电压为60kV，对于在负极附近的某一带负电粉尘（因俘获电子而带电），若其所带电荷量为，则该带电粉尘（ ）
A. 向外壳做匀速运动
B. 向外壳做匀变速运动
C. 向外壳运动过程中，电场力对其做的功约为
D. 向外壳运动过程中，其机械能一定减少
【答案】C
【解析】AB．则该带电粉尘在电场力作用下，向外壳做加速运动，但由于电场不是匀强电场，所以不是做匀变速运动，故AB错误；
CD．该带电粉尘向外壳运动过程中，电场力做正功，其机械能增加；电场力对其做的功为
故C正确，D错误。
故选C。
4. 利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。如图所示，初始时无电场，喷嘴处的球形液滴保持静止；随着高压电场逐渐增强，液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”）；当电压增至某个临界值时（假设此后电压保持不变），液滴从尖端喷出，在非匀强电场的作用下向下方运动，M、N为直线路径上的两点。以下说法正确的是（ ）
A. 喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下只受重力
B. 液滴从M到N的过程做匀加速直线运动
C. 液滴从M到N的过程电场力做负功
D. 液滴向下做螺旋运动时电势能减小
【答案】D
【解析】A．喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下受重力和表面张力，A错误；
B．液滴在非匀强电场中运动，电场力是变力，则加速度是变化的，所以液滴从到的过程做变加速直线运动，B错误；
C．液滴带正电，从到的过程中电场力方向竖直向下，与位移方向相同，则电场力做正功，C错误；
D．液滴向下做螺旋运动时电场力做正功，电势能减小，D正确。
故选D。
5. 1月17日，中国载人航天工程2024年第一次发射任务，最强“天空快递”天舟七号货运飞船满载春节大礼包，为神舟十七号航天员乘组送去补给物资和新春祝福。天舟七号货运飞船采用3小时快速交会对接方案，大大缩短了对接时间。下列关于天舟七号的说法正确的是（ ）
A. 对接后天舟七号的向心加速度大于它发射前在地面处的向心加速度
B. 整个发射过程中，天舟七号内的货物都处于完全失重状态
C. 只要先将天舟七号发射到神舟十七号的轨道上，再通过加速即可实现对接
D. 对接后天舟七号的运行周期可能小于1小时
【答案】A
【解析】A．根据万有引力提供向心力
可知
对接后的天舟七号的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，而天舟七号发射前在地面上等于地球自转角速度，根据
可知，发射前向心加速度小于同步卫星加速度，故对接后天舟七号的向心加速度大于它发射前在地面处的向心加速度，故A正确；
B．天舟七号在发射的过程中有向上的加速度，所以处于超重的状态，故B正确；
C．天舟七号在神舟十七号的轨道上加速时会做离心运动，无法追上同一轨道的神舟十七号，故C错误；
D．公转周期最小的地球卫星是近地卫星，其周期约为85min大于1小时，对接后天舟七号的运行周期不可能小于1小时，故D错误。
故选A。
6. 过山车是游乐场中常见的设施，一种过山车可以简化为图2模型：过山车质量m，沿倾斜轨道由静止开始向下运动，在最低点附近做圆周运动，然后再沿轨道上升。设过山车在半径为r的圆周轨道的最高点C处的速度大小为v，过山车在从C到B的运动过程中，阻力不可忽略，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 过山车在最低点时，轨道对车的支持力大小等于mg
B. 过山车在最低点时，轨道对车的支持力大小等于
C. 过山车从最高点到最低点的过程中，重力做功等于动能的变化量
D. 过山车从最高点到最低点的过程中，重力做功大于动能的变化量
【答案】D
【解析】A．过山车在最低点时，令速度为，对车进行分析有
解得
可知，过山车在最低点时，轨道对车的支持力大小大于mg，故A错误；
B．结合上述可知，车从B到C过程，重力势能增大，动能减小，即最低点的速度大于最高点的速度
结合上述可知，过山车在最低点时，轨道对车的支持力大小大于，故B错误；
C．由于过山车在从C到B的运动过程中，阻力不可忽略，车将克服阻力做功，有内能产生，可知，过山车从最高点到最低点的过程中，重力做功等于动能的变化量与克服阻力做功之和，故C错误；
D．结合上述可知，过山车从最高点到最低点的过程中，重力做功大于动能的变化量，故D正确。
故选D
7. 一辆汽车以恒定功率分别在甲、乙两平直路面上启动后，其图像如图所示．设两次汽车行驶时所受阻力恒定，则在甲、乙两路面上汽车所受阻力大小之比为（ ）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当汽车做匀速运动时，汽车受到的牵引力等于阻力，则有
可得在甲、乙两路面上汽车所受阻力大小之比为
故选B。
8. 如图所示为密立根油滴实验示意图，初始时开关处于闭合状态。喷雾器将细小的油滴喷人极板上方空间，油滴因摩擦带负电。某颗油滴经板上的小孔进入下方的电场后最终静止在距小孔的点，已知电源电压为，该油滴带电量为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 该过程中电场力对该油滴做的功为
C. 保持开关闭合，仅将板向上平移少许，该油滴将向上运动并最终静止在点上方
D. 断开开关，仅将板向上平移少许，该油滴将静止在点下方
【答案】A
【解析】A．油滴静止时受力平衡
解得
故A正确；
B．极板与点之间的电势差为，该过程中电场力对该油滴做的功为
故B错误；
C．保持开关闭合，仅将板向上平移少许，两板间电场强度增大，电场力大于重力，油滴不可能静止，故C错误；
D．断开开关，仅将板向上平移少许，根据
解得
可知不变，油滴受力不变，油滴仍将静止在点，故D错误。
故选A。
二、多选题
9. 如图，一带正电的粒子从靠近A金属板的K点处由静止出发，经A、B金属板间加速电压加速后，沿直线运动打在光屏上的Q点；现再在金属板C、D间加上一偏转电压，粒子将打在光屏Q点正下方的P点。下列说法正确的是（ ）
A. A板带负电，C板带正电
B. 若只把B板稍微右移，粒子经过B板时的速度不变
C. 若只把B板稍微右移，粒子在AB板间运动的时间变长
D. 若只把D板下移，粒子将打在P点下方
【答案】BC
【解析】A．粒子由于带正电，要AB板间加速，电场方向水平向右，A板带正电，在CD板向下偏转，电场方向向下，C板带正电，A项错误；
B．粒子在AB板间加速运动，根据动能定理有
解得
速度大小只与加速电压有关，B项正确；
C．根据
解得
只把B板稍微右移，粒子在AB板间运动的时间变长，C项正确；
D．粒子在CD板间偏转，水平方向有
射出时偏角满足
d变大，变小，粒子将打在P点上方，D项错误。
故选BC。
10. 一种利用电容器原理制作的简易“液体深度指示计”，如图所示，P是外层包裹着绝缘电介质的金属电极，将它带上一定电量后与一个静电计的全属球用导线相连，静电计的外壳接地。然后将P放入装有导电液体的容器中，金属导线将导电液体与大地相连。下列有关描述中，正确的是（ ）
A. 电容器的两极分别是金属电极P和导电液体
B. 金属电极P的内部和表面会分别带上等量异种电荷
C. 若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，电容器的电容值不变
D. 若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，静电计指针的偏角将增大
【答案】AD
【解析】AB．由图可知，导电液体与金属电极构成了电容器，电容器的两极分别是金属电极P和导电液体。故A正确，B错误；
CD．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，两板间距离不变，正对面积变小，两极板电荷量不变。根据
可知电容器的电容值变小。根据
可知两极板电势差增大，静电计指针的偏角将增大
故C错误，D正确。
故选AD。
11. 如图所示，一半径为r的圆形转盘放在水平放置的圆形餐桌上，转盘中心为O，在离转盘中心处放置一质量为m的碟子（可视为质点）。现使转盘绕中心点O由静止开始转动，缓慢增加转盘转动的角速度，当转盘的角速度达到时，碟子开始相对转盘滑动。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则（ ）
A. 碟子随转盘一起转动时，碟子受到的摩擦力方向与速度方向相反
B. 碟子与转盘间的摩擦因数为
C. 若将碟子放在转盘边缘，当转盘转动的角速度为时，碟子开始相对转盘滑动
D. 将两个这种相同的碟子叠在一起放在离转盘中心处，使碟子相对转盘开始滑动的角速度为
【答案】BC
【解析】A．碟子随转盘一起转动时，碟子受到的摩擦力提供碟子做圆周运动的向心力，故摩擦力方向指向圆心，A错误；
B．当转盘的角速度达到时，碟子开始相对转盘滑动，则
解得
B正确；
C．若将碟子放在转盘边缘，碟子开始相对转盘滑动时，设转盘角速度为，则
代入得
C正确；
D．将两个这种相同的碟子叠在一起放在离转盘中心处，使碟子相对转盘开始滑动的角速度为，则
代入得
D错误；
故选BC。
三、实验题
12. 如图所示，向心力演示仪的挡板A，C到转轴距离为R，挡板B到转轴距离为2R，塔轮①④半径相同，①②③半径之比为1：2：3，④⑤⑥半径之比为3：2：1.现通过控制变量法，用该装置探究向心力大小与角速度、运动半径，质量的关系。
（1）当质量和运动半径一定时，探究向心力的大小与角速度的关系，将传动皮带套在②④塔轮上，应将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A”、“B”或“C”中的两个）；
（2）当质量和角速度一定时，探究向心力的大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在___________塔轮上（选填①②③④⑤⑥中的两个）；
（3）将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在①④两个塔轮上，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为3：1，则铁球与橡胶球的质量之比为___________。
【答案】（1）AC （2） ①④ （3）3：1
【解析】（1）需要控制两小球做圆周运动的半径相同，故应选择到转轴距离都为R的AC两处；
（2）两个变速轮塔靠皮带传送，即皮带套在的塔轮上线速度相同，若控制角速度相同，则两塔轮的半径相同，故应将皮带套在①④塔轮上；
（3）由题意可得，两球转动的半径和角速度相同，即两个小球向心力之比即为两个小球质量之比，故为3：1。
13. 两个实验小组在验证机械能守恒定律的实验中，分别采用了以下两种方案：
（1）第一组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。所用电源的周期为，经正确操作得到如图乙所示的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出连续点A、B、C与O点之间的距离分别是19.20cm、23.23cm、27.64cm。重物质量为，重力加速度。根据以上数据可知，从O点到B点，重物的重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J；（计算结果保留3位有效数字）

（2）第二小组利用如图丙所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别m和2m，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。
①实验操作按照下面步骤进行
i．按图丙装配好定滑轮和光电门
ii．A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B
iii．测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
iv．先接通光电门的电源，后释放B
v．记录挡光片经过光电门的时间
②挡光片通过光电门时的速度为______（用题中的物理量表示）。
③如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为______（用题中的物理量表示）。
【答案】（1） 0.455 0.445 （2）② ③
【解析】（1）从O点到B点，重物的重力势能的减少量为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有
从O点到B点，重物的动能增加量为
（2）②挡光片通过光电门时的速度为
③如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为
联立可得
四、解答题
14. 电动汽车由于其节能环保、低噪声、提速快等优点，越来越受消费者青睐。如图所示，平直公路上A点左边路段为柏油路面，右边路段为水泥路面。某电动汽车在平直柏油路面上维持额定功率水平向右做匀速直线运动，从A点进入水泥路面后汽车仍以额定功率行驶。已知电动汽车在柏油路面行驶时和在水泥路面行驶时受到的阻力均为恒力，且前者大于后者。简要分析该电动汽车刚进入水泥路面时做什么运动，并分析之后汽车的受力和运动情况。
【答案】见解析
【解析】电动汽车在平直柏油路面上维持额定功率水平向右做匀速直线运动，由题知，阻力均为恒力，且前者大于后者，进入水泥路面后受阻力减小，功率不变，牵引力大于水泥路面阻力，根据
则电动汽车刚进入水泥路面时加速度不为0，随速度增加，加速度减小，故电动汽车从柏油路面进入水泥路面时做加速度减小的加速运动。
电动汽车进入水泥路面后汽车牵引力大于水泥路面阻力，后速度增加，牵引力减小，电动汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力减小至等于阻力时合力为0，电动汽车速度达到最大值，后做匀速直线运动。
15. 如图所示，放射源能不断将质子以一定的初速度发射出来，每个质子的初动能均为E0，若射出的质子射线通过一组偏转极板后恰好能从极板边缘射出。已知质子的电荷量为q，极板的长度和板间距均为d，在极板右侧2d处放置一块能接收质子的接收屏。不计质子的重力，试求：
（1）极板间所加的偏转电压的大小；
（2）质子射出极板时的动能；
（3）质子打在接收屏上的点与屏中心O点间的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）
根据
得
解得
（2）根据动能定理
解得
（3）
则
则
设质子打在接收屏上的点与屏中心O点间的距离为L，则
解得
故可知
16. 在某闯关节目中，参赛选手需要根据比赛要求在最短时间内穿过设有重重障碍的赛道才能获得比赛的胜利. 如图所示为该闯关节目中的一段赛道，斜面AB与平台BC平滑连接，斜面AB光滑，平台BC粗糙，平台与选手间的动摩擦因数为，平台BC长度为，斜面CE为倾角45°的荆棘区，高度H=1. 25m，EF为着陆区. 为简化起见，将选手看成质点，选手从斜面AB上距离平台BC高为h=1. 2m的A点由静止开始下滑，经过平台BC后从C点水平飞出（）.
（1）求选手运动到平台BC右端C处时的速度大小；
（2）若使选手能够跳离荆棘区，在着陆区EF安全着陆，则选手从斜面上下滑时的位置距BC的最小高度是多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）从A→C，根据动能定理得
解得
（2）斜面CE的高度，倾角为，根据几何关系得
若选手恰好落在E点，由平抛运动公式有
，
解得
t=0. 5s，
根据动能定理得
解得