河南省周口市项城市2023-2024学年高三上学期9月诊断考试物理试题（一）（ 含答案解析 ）

物理试卷考生注意：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。2．请将各题答案填写在答题卡上。3．本试卷主要考试内容：人教版必修第一、二册。第Ⅰ卷（选择题：共48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，有选错的得0分。1.中国古代的先哲们在认识自然的过程中提出了很多物理学观点，闪烁着智慧的光芒。下列观点中与你所学的物理学知识吻合的是（）A.《淮南子·齐俗训》中指出：“趋舍礼俗，犹室宅之居也，东家谓之西家，西家谓之东家，虽皋陶为之理，不能定其处。”就是说，如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这体现了位置描述的相对性B.《墨经》中指出：“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是维持物体运动的原因C.《论衡·效力篇》中指出：“机不能动发，鲁缟不能穿。”意思是说静止的物体没有惯性D.《韩非子·观行》中指出：“有乌获之劲，而不得人助，不能自举、”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消【答案】A【解析】【详解】A．位置具有相对性，“东家谓之西家，西家谓之东家”如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这体现了位置描述的相对性，故A正确；B．“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是改变物体运动状态的原因，而不能说明力是维持物体运动的原因，故B错误；C．惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与运动状态无关，故C错误；D．“有乌获之劲，而不得人助，不能自举、”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明相互作用力不是作用在同一个物体上的，作用效果不会抵消，故D错误。故选A。2.一七彩圆盘做匀速圆周运动，半径r=0.15m，在1s时间内转动了10圈，取π2=10，则圆盘边缘质点的向心加速度大小为（）A.400m/s2 B.500m/s2 C.600m/s2 D.550m/s2【答案】C【解析】【详解】圆盘在1s内转了10圈，则周期为圆盘的角速度为圆盘边缘质点的向心加速度的大小为故选C。3.下列关于重力的说法正确的是（）A.重力等于地球对物体的吸引力B.运动的物体不受重力作用C.同一物体在地球上不同位置受到的重力可能不同D.重力方向垂直向下【答案】C【解析】【详解】A．重力是因为地球的吸引而产生的，但重力只是地球对物体的吸引力的一部分，故A错误；B．运动的物体仍受重力作用，故B错误；C．同一物体在地球上不同位置，重力加速度大小可能不同，受到的重力可能不同，故C正确；D．重力方向竖直向下，故D错误。故选C。4.特种兵部队进行匍匐前进训练，从某时刻开始计时，特种兵A、B的速度随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（）A.在0~t3时间内，他们均做匀加速直线运动B.t3时刻两人相遇C.t1~t2时间内特种兵A处于静止状态D.t2~t3时间内A的加速度大于B的加速度【答案】D【解析】【详解】A．速度时间图像的斜率表示加速度，加速度恒定不变的直线运动才是匀变速直线运动，所以在0~t3时间内，B做匀加速直线运动，A做变加速直线运动，故A错误；B．t3时刻两人速度相等，故B错误；C．t1~t2时间内特种兵A处于匀速直线运动，故C错误；D．速度时间图像的斜率表示加速度，可知t2~t3时间内A的加速度大于B的加速度，故D错误。故选D。5.刘老师给小朋友演示飞机模型AS-6的起飞过程，小朋友们都集中精力认真观看。已知飞机模型AS-6在跑道上滑行的过程中获得的升力F跟速度的三次方v³成正比，跟模型的总质量m成反比。其表达式可写为那么k的单位是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】因为v的单位是m/s，m的单位是kg，F的单位是N，则根据题意k的单位应该是其中又因为所以k的单位可转化为故A正确，BCD错误。故选A。6.2016年10月19日凌晨，神舟十一号飞船与天宫二号对接成功，如图两者对接后一起绕地球运行的轨道可视为圆轨道，运行周期为T，已知地球半径为R，对接体距地面的高度为kR，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.对接后，飞船的线速度大小为B.对接后，飞船的加速度大小为C.地球的密度为D.对接前，飞船通过自身减速使轨道半径变大靠近天宫二号实现对接【答案】B【解析】【详解】A．对接后，轨道半径飞船的线速度选项A错误；B．在地球表面附近，根据重力等于万有引力得对接后，根据万有引力提供向心力有得选项B正确；C．根据万有引力提供向心力有得地球质量密度选项C错误；D．对接前，飞船如果减速，在原轨道上万有引力大于所需要的向心力，做近心运动，轨道半径变小，不能实现对接，选项D错误。故选B。7.从地面以初速度v0竖直向上抛出一小球A，与此同时，在该小球上抛能到达的最高处有另外一个小球B以初速度2v0竖直向下抛出。忽略空气阻力，则两球相遇时的速度之比vA：vB为（）A.1：2 B.5：9 C.3：5 D.5：13【答案】D【解析】【详解】小球A能达到的最大高度为两球相遇时有解得两球相遇时的速度之比故选D。8.如图所示，一根绳的两端分别固定在两座山的A、B处，A、B两点间的水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m。质量为8kg的猴子抓住套在绳上的光滑轻质滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子（看成质点）在滑行过程中的重力势能最小值约为（绳处于拉直状态）（）A-1.2×103J B.-5.6×102J C.-8.0×102J D.-2.0×102J【答案】B【解析】【详解】重力势能最小的点为最低点，在最低点两侧，绳子与水平方向的夹角相同，设为，右边绳长为，两侧绳的拉力大小相同，由几何关系得解得猴子在滑行过程中的重力势能最小值约为故选B。9.一辆汽车在豫州大道以5m/s的初速度做匀加速直线运动，2s内的位移为20m，则下列关于汽车的说法正确的是（）A.汽车行驶的加速度为5m/s2 B.汽车在2s内的平均速度为6m/sC.汽车在2s末的瞬时速度为15m/s D.汽车第2s内的位移为10m【答案】AC【解析】【详解】A．已知初速度为5m/s，且2s内的位移为20m，由位移公式得故A正确；B．汽车在2s内的平均速度故B错误；C．汽车在2s末的瞬时速度故C正确；D．汽车在第一秒的位移汽车第2s内的位移为故D错误。故选AC。10.小孩特别喜欢的一种玩具电陀螺如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了“魔法”一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动的模型，如图乙所示，在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，陀螺沿轨道外侧做完整的圆周运动，受到圆轨道的强磁性引力始终指向圆心，且大小恒为陀螺所受重力的8倍，已知陀螺质量为m，重力加速度大小为g，不计摩擦阻力，则下列关于陀螺运动的说法正确的是（）A.小孩玩陀螺过程中陀螺做匀速圆周运动B.要使陀螺做完整的圆周运动，则陀螺在A点的速度不能超过C.若陀螺能做完整的圆周运动，则陀螺对A、B两点的压力差恒为6mgD.若陀螺恰好做完整的圆周运动，则其运动到A点时对轨道的压力为零【答案】CD【解析】【详解】A．对陀螺进行受力分析可知，陀螺在做圆周运动过程中，受重力和磁性引力作用，合力不始终与速度垂直，所以陀螺不做匀速圆周运动，故A错误；BD．质点恰好能完成圆周运动，则在A点时正好与轨道之间不产生压力，根据牛顿第二定律得解得则陀螺在A点的速度不超过时，陀螺可以做完整的圆周运动，故B错误，D正确；C．质点要能完成圆周运动，在A点时根据牛顿第二定律得其中根据牛顿第三定律可知在B点，根据牛顿第二定律有其中根据牛顿第三定律可知从A点到B点过程，根据机械能守恒定律可知联立解得故C正确；故选CD。11.如图所示，A、B两物块的质量分别为和mB=1kg，静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦因数μ1=0.4，B与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。现对A施加一水平拉力F，则下列说法正确的是（）A.当F=2.1N时，A、B一定都相对地面静止B.当F=21N时，A、B的加速度大小均为6m/s2C.当F=15N时，A的加速度大小为4m/s2D.无论F多大，A的加速度大小都不会超过5m/s2【答案】AC【解析】【详解】A．A、B间的最大静摩擦力力为B与地面间的最大静摩擦力力为故当F=2.1N时，A、B一定都相对地面静止，故A正确；B．若A、B保持相对静止，B的最大加速度为解得对A受力分析可得，A、B保持相对静止时有解得A、B保持相对静止时水平拉力的最大值为当时，A、B发生相对滑动，对A受力分析有解得故当F=21N时，A的加速度大小为，B的加速度大小为，故B错误；C．当时，A、B保持相对静止，对A、B受力分析有解得故C正确；D．由上述分析可知，当时，A的加速度大小超过5m/s2，故D错误。故选AC。12.燃油汽车过多不仅污染环境，还严重影响到我国的能源安全，大力发展新能源汽车是国家突破能源困局的重要举措。一辆电动汽车测试时的v-t图像如图所示，PH为图像上P点的切线，该车加速至t0时刻后功率达到最大值P0，加速至3t0时刻后速度达到最大。已知该款车的质量约为驾驶员质量的31倍，关于该电动汽车，下列说法正确的是（）A.该款车在加速过程中牵引力的最大值为B.该款车在0~3t0时间内运动的位移为4v0t0C.该车的质量为D.该款车在0~t0时间内克服阻力做的功为【答案】AD【解析】【详解】A．根据图像可知，车先做匀加速运动，再做加速度减小的变加速运动，最后匀速，则匀加速时的牵引力最大，由于加速至P点速度后功率达到最大值P0，则解得牵引力最大值A正确；C．PH为图像上P处的切线，根据图像可知，车的最大速度解得当速度最大时牵引力最小，且牵引力与阻力平衡，则有在匀加速过程中，由牛顿第二定律有又由于M=31m，解得整备质量C错误；B．根据图乙可知，匀加速的位移令变加速过程位移为，由动能定理有解得B错误；D．该款车在0~t0时间内克服阻力做的功为D正确故选AD。第Ⅱ卷（非选择题：共52分）二、非选择题：共5小题，共52分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题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。13.在“探究平抛运动的特点”实验中：（1）如图甲所示，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的______。A．球左端B．球的右端C．球心（2）在此实验中，下列操作不必要的是______。A．斜槽轨道必须光滑B．记录的点应适当多一些C．y轴的方向根据重垂线确定D．用平滑曲线把记录点连接起来（3）图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断造成该图像的原因是______。A．斜槽末端切线不水平B．释放小球时初速度不为0C．释放小球的初始位置不同【答案】①.C②.A③.A【解析】【详解】（1）[1]坐标原点应选在抛出点O的位置，O点为小球在斜槽轨道末端时的球心位置。故选C。（2）[2]A．实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故A符合题意要求；BD．记录点应适当多一些，把偏离较远的点舍去，用平滑曲线把记录点连接起来，故BD不符合题意要求；C．y轴方向需要根据重垂线确定，故C不符合题意要求。故选A。（3）[3]由图可知小球做斜抛运动，是因为斜槽末端切线不水平，才会造成斜抛运动。故选A。14.“张衡”学习小组探究“互成角度的二力合成规律”，同学操作如下：①将橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的自然长度为EF（如图甲所示）；②用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点静止，橡皮条伸长的长度为FO（如图乙所示）；③撤去F1、F2，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点静止，拉力为F0（如图丙所示）；④力F0单独作用与力F1、F2共同作用的效果相同，即力F0是力F1、F2的合力。同学以F1、F2为邻边画平行四边形，画出对角线F3，与F0比较，如图丁所示。⑤多次重复操作①②③④，同学总结出结论。请回答：（1）经过多次实验，该学习小组的同学总结出的结论应该是______。（2）图丁中，______（填“F3”或“F0”）一定与EO共线。（3）小组同学又进行了这样的操作：如图戊所示，保持小圆环的位置O点不变，拉力F1的方向不变，且原来F1和F2的夹角小于90°，现使F2的方向逆时针旋转至水平位置（OK方向），此过程中F1、F2的大小变化情况是______。A．F1、F2都增大B．F1、F2都减小C．F1先增大后减小，F2增大D．F1增大，F2先减小后增大【答案】①.在误差允许的范围内，互成角度的二力合成遵循平行四边形定则②.F0③.D【解析】【详解】（1）[1]在误差允许的范围内，互成角度的二力合成遵循平行四边形定则；（2）[2]F3是通过作图法得到的理论值，F0是用一根弹簧测力计测出的实际合力，所以F0一定与EO共线；（3）[3]合力与分力遵循平行四边形定则（或三角形定则），根据图解法可得如图所示的受力分析图可知F1增大，F2先减小后增大。故选D15.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系、物块的速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示。取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）物块的质量m；（2）物块与地面之间的动摩擦因数μ。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）物体做匀速直线运动，可知摩擦力大小为物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有物体的加速度为解得物块的质量为（2）物块与地面之间的动摩擦因数16.如图所示，等腰三角形基座固定在水平地面上，其两腰长为L，底角θ为30°，表面光滑，在顶点B的正上方L处有一光滑定滑轮，细绳绕着定滑轮缓慢拉着物体，定滑轮大小不计，物体可看作质点，已知物体的质量为m，重力加速度大小为g，当物体从基座底端到中点C时，求：（1）细绳的拉力F；（2）细绳的拉力对物体做的功W。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设AB与BC的夹角为，AC与斜面的夹角为，则对物体C进行受力分析，如图所示可得，根据余弦定理可得则根据