文档内容
2024 年新高二开学摸底考试卷 01（全国通用）
物理
（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．
【答案】A
【解析】由于杆上的小环为轻环，重力不计，故该轻环受两边细线的拉力的合力与杆垂直，且细绳拉力大
小相等，该环与m 之间的细绳与竖直方向的夹角为 ，环与m 之间的细绳与竖直方向的夹角为
2 1
，A点与m 之间的细绳与竖直方向的夹角也为 ，m 与B点之间的细绳与竖直方向的
1 2
夹角为 ，根据平衡条件，对m，有
1
对m，有
2
联立可得
故选A。
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
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司带，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/s B．传送带转动的速度大小为6m/s
C．A、B两点间的距离为6m D．小行李箱与传送带的相对位移大小为2m
【答案】D
【解析】AB．由v－t图像可知，小行李箱开始做匀减速直线运动，后与传送带一起匀速运动，则小行李箱
的初速度v 为6m/s，而传送带转动的速度v大小为2m/s，故AB错误；
0
C．根据v－t图像，小行李箱在前3s内运动的距离为
则A、B两点间的距离为8m，故C错误；
D．根据v－t图像，在前3s内传送带传动的路程为
所以小行李箱与传送带的相对位移大小为
故D正确。
故选D。
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
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司D．小球在C点抛出时的速度大小为
【答案】D
【解析】AB．根据平抛运动规律可知，速度夹角的正切值等于位移夹角的正切值的两倍，已知C、D两点
的连线正好垂直圆弧在D点的切线，故CD过圆心，根据几何关系可知小球在D点的速度方向不与圆弧在
D点的切线垂直，故AB错误；
C．根据几何关系可知CD的竖直高度为
则根据
解得
故C错误；
D．CD的水平位移为
解得
故D正确。
故选D。
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
【答案】A
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司【解析】A．手机在一个周期内，两次经过最低点，所以在A、C两点时，速度方向相反，故A正确；
B．在B点时，手机速度为零，加速度不为零，合力不为零，故B错误；
C．在C点时，根据牛顿第二定律可得
在C点速度最大，线中拉力最大，故C错误；
D．在B、D两点手机处于左右侧最高点，线中拉力大小相等，方向不同，故D错误。
故选A。
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
【答案】B
【解析】A．根据平衡条件得
解得
A错误；
B．根据牛顿第二定律得
解得
B正确；
C．根据黄金代换
解得
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司C错误；
D．根据密度公式得
解得
D错误。
故选B。
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
【答案】C
【解析】A．煤块刚放上传动带时，受到的滑动摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律得
解得
则煤块从0加速到与传送带共速需要
煤块的位移为
由于
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司可知煤块与传送带共速后继续做匀加速运动，摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律得
解得
根据
解得
共计
故A错误；
B．第一个过程传送带的位移为
煤块与传送带的相对位移为
第二个过程传送带的位移
相对位移
第一个过程摩擦生热为
第二个过程摩擦生热为
故总产热量为
故B错误；
C D．摩擦力大小为
第一个过程摩擦力对煤块做功
第二个过程摩擦力对煤块做功
故全程摩擦力对煤块做功为 ，煤块的机械能减少了4J，故C正确，D错误。
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司故选C。
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
【答案】D
【解析】由图像可知
由于离点电荷越近电场强度越大，且两点场强均为正，所以Q在A左侧且带正电
根据
解得
x=0.15m
即点电荷Q所在位置的坐标
故选D。
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
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司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
【答案】D
【解析】A．根据动能定理得
到达Q板的速率为
可知到达Q板的速率只与加速电压有关，与板间距离无关，故A错误；
BC．根据运动学公式
由牛顿第二定律
可知两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越小，故BC错误；
D．到达Q板的速率为
故若加速电压 、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，故D正确。
故选D。
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
【答案】AD
【解析】A．由图可知，初始时手机加速度竖直向上，根据牛顿第二定律
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司可知弹簧处于伸长状态。故A正确；
B．由图可知， 内手机加速度竖直向下，处于失重状态， 内手机加速度竖直向上，处于超
重状态。故B错误；
C． 内，有
由图可知，加速度逐渐增大，弹力减小。故C错误；
D．根据a-t图像中图线与横轴所围面积表示速度变化，可知 内手机加速向上运动，速度值逐渐增大，
内手机向上减速运动，在t=1s时刻，速度恰好减为零。故D正确。
故选AD。
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
【答案】BC
【解析】AB．根据动能定理可得
由乙图可知
解得
故A错误，B错误；
C．物块与水平地面间的动摩擦因数为
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司故C正确；
D．物块在2s末，速度仍为正值，故速度方向不变，但乙图图像的斜率表示加速度，故加速度的方向发生
变化，故D错误。
故选BC。
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
【答案】AB
【解析】A．小球在A点和C点时，弹簧的长度相同，即弹簧的形变量相同，具有相同的弹性势能，全程弹
簧的弹力做功为零，则小球从A点到C点的过程，根据动能定理
即
故A正确；
B．因在B点时弹簧在原长，则到达B点时的加速度为
故B正确；
C．弹簧形变量最大时弹性势能最大，即小球在A点时，弹簧具有最大的弹性势能，小球由A点到B点过程
中，根据能量守恒
解得
故C错误；
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司D．小球下滑过程中，除了小球重力做功外，还有弹簧的弹力做功，所以小球下滑过程机械能不守恒，故D
错误。
故选AB。
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
【答案】AD
【解析】A．对油滴受力分析可知，油滴受到的电场力竖直向上，与板间场强方向相反，则油滴带负电，故
A正确；
B．保持开关K闭合，极板间电压保持不变，减小两板间距离，根据
，
可知电容器电容增大，电容器所带电荷量增大，则电流计中电流方向b→a，根据
可知板间场强变大，油滴受到的电场力变大，油滴向上运动，故B错误；
C．保持开关K闭合，极板间电压保持不变，减小两板正对面积，根据
，
可知电容器电容减小，电容器所带电荷量减小，则电流计中电流方向a→b，根据
可知板间场强不变，油滴受力不变，油滴静止不动，故C错误；
D．将开关K打开，可认为电容器所带电荷量不变，减小两板间距离，根据
，
可知电容器电容增大，极板间电压变小，则静电计指针张角变小，根据
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司可知板间场强不变，油滴受力不变，油滴静止不动，故D正确。
故选AD。
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F，则小钢球的质量为 （用k、F、d表示）。
0 0
【答案】(1)
(2) 越短 不变
【解析】（1）[1]小钢球通过光电门时的速度大小为
[2]根据机械能守恒定律得
解得
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司若 ，则小钢球下落过程中机械能守恒。
（2）[1]根据 得
悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最低点时，通过光电门的时间越短；
[2]最低点根据牛顿第二定律得
根据机械能守恒定律得
解得
悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最低点时，拉力传感器的示数等于3mg不变；
[3] 根据 得
斜率为
解得
根据题意得
解得
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（ ）
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司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 。
【答案】(1)AB
(2) 丙
【解析】（1）充电稳定时，根据
可知，电容器极板所带电荷量一定，电表的示数变化太快，表明放电时，回路的电流过大，为了减小回路
的电流，可以增大电阻R的阻值，故A正确；
B．充电稳定时，根据
若增加电容器的电容，则极板所带电荷量增大，由于极板之间最大电压等于电源电动势，则最大电流不变，
则极板放电时间变长，电流变化变平缓，故B正确；
CD．结合上述可知，电流的变化与电表的量程无关，故CD错误；
故选AB。
（2）[1]探究向心力大小F与半径r的关系时，需要保持小球质量与角速度不变，改变小球圆周运动的半径，
甲图中轨道半径相同，不符合要求，乙图中两小球的质量不相同，不符合要求，丙图符合要求。
[2]甲情境中，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，表明
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司甲图中半径、质量相等，则有
，
其中
解得
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a；
1
（2）物体在前2s内运动的位移大小x；
1
（3）物体在第4s末的速度大小v。
【答案】（1）2m/s2；（2）4m；（3）2m/s
【解析】（1）物体在前2s时间内，由牛顿运动定律
由图可知前2s内
解得
（2）物体在前2s内，由运动学规律
解得物体在前2s内运动的位移大小为
（3）2s后物体向前做匀减速运动，水平力 大小为
2s后物体的加速度
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司由运动学规律
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。
【答案】（1） ， ；（2） ；（3） ，
【解析】（1）小环在D点，由向心力公式有
结合
解得
小环从D点运动到E点，由机械能守恒定律有
解得
（2）小环在E点的向心加速度大小
小环在E点的加速度大小
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司解得
（3）设细圆弧轨道ABC的半径为R，把小环在C点的重力分别沿着 与垂直 分解，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，则重力沿着 方向的分力充当向心力，由向心力公
式有
小环从B点运动到C点，由动能定理有
解得
小环从B点运动到D点，由动能定理有
解得
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v（大小未知）进入板间，质子射出平行金属板C、D时末速度方
0
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v；
0
（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′。
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】（1）质子在平行金属板A、B间做加速运动，有
解得
（2）质子在平行金属板C、D间做类平抛运动，平行于金属板方向上有
射出金属板C、D间时有
沿垂直于板面方向偏移的距离
解得
， ，
（3）质子在平行金属板C、D间运动时有
根据牛顿第二定律有
解得
学学学学 科科科科 网网网网 （（（（ 北北北北 京京京京 ）））） 股股股股 份份份份 有有有有 限限限限 公公公公 司司司司
