【开学考】2024年高二上学期开学摸底考试卷物理（新高考通用）01.zip

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（考试时间：100分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．如图所示，一根光滑轻绳两端固定于直杆上的A、B两点，轻绳穿过两个质量分别为、的小环，直杆与水平面夹角为，在杆上套有一光滑轻质小环，轻绳穿过轻环并使、在轻环两侧，系统处于静止状态时轻环、小环的连线与直杆的夹角为。则（ ）
A．B．
C．D．
2．云南昆明长水国际机场航站楼是中国面向东南亚、南亚和连接欧亚的第四大国家门户枢纽机场，航站楼行李处理系统其中的一段如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，一小行李箱以初速度滑上水平传送带，从A点运动到B点的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．小行李箱的初速度大小为2m/sB．传送带转动的速度大小为6m/s
C．A、B两点间的距离为6mD．小行李箱与传送带的相对位移大小为2m
3．运动员在一半球形的土坑上进行投掷练习，如图所示，半球形土坑的半径为r，圆心为O，A、B是水平直径，人站在土坑的边缘A点，将一个质量为m的小球（视为质点）从C点水平向右抛出，最终小球落到半圆弧上的D点。已知C、D两点的连线正好垂直圆弧在D点的切线，且CD与水平方向的夹角为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在D点的速度方向正好垂直圆弧在D点的切线
B．C、D两点的连线不一定经过圆心O
C．小球在空中运动的时间为
D．小球在C点抛出时的速度大小为
4．某同学将手机用充电线悬挂于固定点，拉开一定角度（小于45°）释放，手机在竖直面内沿圆弧往复运动，手机传感器记录速率v随时间t变化的关系如图所示。不计空气阻力。则手机（ ）
A．在A、C两点时，速度方向相反
B．在B点时，手机受到合力为零
C．在C点时，线中拉力最小
D．在B、D两点时，线中拉力相同
5．若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（ ）
A．火星表面的重力加速度大小为B．火星的第一宇宙速度大小为
C．火星的质量为D．火星的密度为
6．如图所示，水平地面上有一倾角为的传送带，以的速度逆时针匀速运行。将一煤块从的高台由静止开始运送到地面，煤块可看做质点，已知煤块的质量为，煤块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为，，，煤块由高台运送到地面的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运送煤块所用的时间为
B．煤块与传送带之间因摩擦产生的热量为32J
C．摩擦力对煤块做的功为
D．煤块的机械能减少了36J
7．如图甲所示，在一个点电荷Q的电场中，x轴与它的某一条电场线重合，已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m。现在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，得到其受到的静电力与电荷量的关系，如图乙所示，其中a、b为过坐标原点的直线。规定试探电荷所受静电力的正方向与x轴正方向相同，则（ ）
A．A、B两点的电场强度方向沿x轴负方向B．点电荷Q带负电
C．点电荷Q可能位于A、B之间D．点电荷Q所在位置的坐标
8．如图，在P板附近有电荷（不计重力）由静止开始向Q板运动，则以下解释正确的是（ ）
A．到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关
B．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越短，加速度越小
C．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越大
D．若加速电压与电量均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍
9．利用智能手机的加速度传感器可测量手机运动的加速度。将手机与弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在天花板上。用手握着智能手机，打开加速度传感器，时刻从静止释放手机，得到竖直方向加速度随时间变化的图像如图所示，已知手机设定竖直向上为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．初始时弹簧处于伸长状态B．内手机处于失重状态
C．内弹簧的弹力增大D．内手机向上运动
10．如图甲所示，水平地面上有一质量为1kg的物块，在时刻，物块在水平力F的作用下运动，2s时撤去水平力F，物块在0~6s的图像如图乙所示。物块受到的摩擦力恒定，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．水平力F为2.5N
B．0~6s，物块的位移大小为30m
C．物块与水平地面间的动摩擦因数为0.25
D．物块在2s末，速度方向和加速度方向均改变
11．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在光滑固定直杆A处质量为m的小球（可视为质点）相连。A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30°，OA＝OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长。小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球在C点时的动能B．小球通过B点时的加速度为
C．弹簧具有的最大弹性势能为D．小球下滑过程机械能守恒
12．如图平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，闭合开关K，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，则下列说法正确的是（ ）
A．油滴带负电
B．保持开关K闭合，减小两板间距离，电流计中电流方向a→b，油滴向上运动
C．保持开关K闭合，减小两板正对面积，电流计中电流方向b→a，油滴向下运动
D．将开关K打开，减小两板间距离，静电计指针张角变小，油滴静止不动
二、实验题：本题共2小题，共15分。
13．（8分）用如图所示的装置验证机械能守恒定律，并测量小钢球的质量。将拉力传感器固定在天花板上，一根轻质细线一端连接在传感器上，另一端连接直径为d的小钢球，悬点与小钢球之间的细线的长度为L（），在传感器的正下方安装一个光电门。现拉起小钢球从与悬点等高处由静止释放（细线伸直），小钢球做圆周运动，运动到最低点能通过光电门，测得小钢球通过光电门的时间为t，当地重力加速度大小为g，回答下列问题：
(1)小钢球通过光电门时的速度大小为 ，若L= （用g、d、t表示），则小钢球下落过程中机械能守恒。
(2)改变悬点与小钢球之间的细线的长度L，当小钢球运动到最低点时，读出拉力传感器的示数F，重复上面的实验过程，根据实验数据绘出的图像是一条过原点、斜率为k的倾斜直线。通过数据发现，悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最低点时，通过光电门的时间 （填“越长”“越短”或“不变”），拉力传感器的示数 （填“越大”“越小”或“不变”）。若某次实验时，拉力传感器的示数为F0，则小钢球的质量为 （用k、F0、d表示）。
14．（7分）(1)小明同学利用如图所示的电路研究电容器充、放电的规律，发现放电过程中电表的示数变化太快，来不及记录数据。下列操作能解决该问题的是（ ）
A．增大电阻R的阻值B．增加电容器的电容
C．换更大量程的电流表D．换更大量程的电压表
(2)在探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和半径r的关系时，某同学用向心力演示器进行实验，实验情境如甲、乙、丙三图所示。三个情境中，图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）正在探究向心力大小F与半径r的关系。在甲情境中，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则实验中选取的左、右两个变速塔轮的半径之比为 。
三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。
15．（11分）如图甲所示，质量m=1.0kg的物体静止在光滑水平地面上，从t=0时起，受到水平力F作用，力F与时间t的关系如图乙所示，取向右为正方向，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）物体在前2s时间内运动的加速度大小a1；
（2）物体在前2s内运动的位移大小x1；
（3）物体在第4s末的速度大小v。
16. （12分）如图所示，光滑硬质细圆弧轨道ABC被固定在竖直面内，、分别是水平、竖直半径，倾斜半径与竖直方向的夹角为（未知），另一个半径为r的光滑硬质细圆弧轨道CDE与ABC在C点平滑连接，也被固定在竖直平面内，半径与半径在同一条直线上，、分别是竖直、水平半径。质量为m的小环（视为质点）套在细圆弧轨道上，从B点由静止下滑到D点时，细圆弧轨道对其支持力是小环所受重力的4倍，重力加速度大小为g。
（1）求小环在D、E两点的速度大小；
（2）求小环在E点的加速度大小；
（3）若小环刚运动到C点还未离开细圆弧轨道ABC时刚好不受弹力的作用，求及细圆弧轨道ABC的半径。
17. （14分）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤并杀死靶细胞。“质子疗法”可简化为如图所示的模型，真空中的平行金属板A、B间的电压为U，平行金属板C、D之间的距离为d、金属板长也为d。质子源发射质量为m、电荷量为q的质子，质子从A板上的小孔进入（不计初速度）平行板A、B间，经加速后从B板上的小孔穿出，匀速运动一段距离后以平行于金属板C、D方向的初速度v0（大小未知）进入板间，质子射出平行金属板C、D时末速度方向与初速度方向的夹角θ=37°之后质子恰好击中靶细胞。已知平行金属板A、B之间，平行金属板C、D之间均可视为匀强电场，质子的重力和质子间的相互作用力均可忽略，取，求：
（1）质子从B板上的小孔穿出时的速度大小v0；
（2）质子射出金属板C、D间时沿垂直于板面方向偏移的距离y；
（3）平行金属板C、D间的电压大小U′。