广州市荔湾区2023-2024学年高二上学期9月学科综合素养评估
物理
满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1、开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、班级、考号等信息填写在答题卡指定区域内，用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考号。
2.选择题每小题选出答案后，用2B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；不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案须写在答题卡上各题目指定区域内的相应位置上，不得使用涂改液，不得使用计算器，不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。
一、单项选择题，本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1. M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为，下列判断正确的有（ ）
A. 摩擦前在M和N的内部没有任何电荷
B. 摩擦的过程中电子从N转移到M
C. N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为
D. M摩擦过程中失去个电子
2. 如图是梁同学做引体向上示意图。若每次完整的引体向上分为身体“上引”（身体由静止开始从最低点升到最高点）和“下放”（身体从最高点回到最低点的初始状态）两个过程，单杠在整个过程中相对地面静止不动。下列说法正确的是（ ）
A. 单杠对双手的弹力是由于单杠发生了弹性形变而产生的
B. “上引”过程单杠对双手的弹力大于双手对单杠的弹力
C. “下放”过程单杠对双手的弹力始终小于梁同学受到的重力
D. “下放”过程梁同学均处于失重状态
3. 如图1所示，“爬绳”是一项锻炼臂力的体育运动。一位同学看见体育场支架上竖直悬挂着的粗壮而均匀的爬绳，忽然来了兴致想估测一下爬绳的重量。他在绳的下端施加一个横向的力使绳缓缓偏离竖直方向，当绳的上端与竖直方向成角时使绳保持静止，此时力与水平方向恰好也成角斜向上且大小为，如图2所示。由此可知该绳的重量约为（ ）
A. B. C. D.
4. 如图，广州地铁3号线北延段使用了节能坡。若某次列车以64.8km/h（18m/s）的速度冲上高度为4m的坡顶车站时，速度减为7.2km/h（2m/s），则该过程节能坡的转化率（列车重力势能的增加量与其动能减小量之比）约为（ ）
A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 75%
5. 2023年5月10日21时22分，天舟六号货运飞船发射成功，并于次日5时16分成功与中国天宫空间站对接，为航天员送去所需的服装、食物、水、实验设备等物资。现将其发射对接过程作适当简化：如图所示，圆轨道1为中国天宫空间站的运行轨道，天舟六号在运载火箭的托举下沿轨道运动至点“船箭分离”，飞船进入与圆轨道1相切于点的椭圆轨道2运行，最后择机与空间站对接。下列相关说法中正确的是（ ）
A. 天舟六号飞船由点运动至点的过程中机械能持续增大
B. 天舟六号飞船沿椭圆轨道2的运行周期要小于空间站的运行周期
C. 天舟六号飞船由点运动至点的过程中，飞船内的物资始终处于超重状态
D. 天舟六号飞船沿椭圆轨道2的运行速度始终小于与空间站对接后在轨道1上的运行速度
6. 如图所示是某同学跳远的频闪模拟图，该同学身高168cm，体重52kg。假设助跑起跑前该生的机械能为零，图中辅助标线方格横竖比为2∶1，请你估算他在最高点时机械能最接近的值是（ ）
A. 8000J B. 800J
C. 80J D. 8J
7. 在光滑绝缘桌面上，带电小球A固定，带电小球B在A、B间库仑力作用下以速率v0绕小球A做半径为r的匀速圆周运动，若使其绕小球A做匀速圆周运动的半径变为2r，则B球的速率大小应变为( )
A. v0 B. v0 C. 2v0 D.
二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
8. 如图，足球场上，某运动员进行“边路突破”训练，沿边线将足球向前踢出，为控制足球，又向前追赶足球，下列和图像能大致反映此过程的是（ ）
A. B.
C. D.
9. 如图所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘细线系一带电小球，小球的质量为m，电荷量为q。为了保证当细线与竖直方向的夹角为60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小可能为（ ）
A. B. C. D.
10. 发展新能源汽车是当前一项国家战略，更是世界发展的潮流。假设有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中的B点结束，所用的时间，10s后汽车做匀速运动。若汽车所受阻力始终不变，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车的功率 B. 图中A点对应的时刻为5s
C. 图中A点对应时刻汽车的加速度大小为4m/s2 D. 0~10s汽车通过的路程为128m
三、非选择题∶共54分。
（一）实验题：把答案填在答题卡对应横线上，本题共2题，共16分。
11. 某实验小组利用如图（a）所示的装置测量弹簧的劲度系数，毫米刻度尺的0刻度线与弹簧上端对齐，实验时通过改变弹簧下端悬挂的钩码数量，改变弹簧的弹力F，并利用刻度尺读出对应的弹簧长度l。
（1）关于本实验操作，下列说法正确的是____________。
A悬挂钩码后立即读数
B.钩码的数量可以任意增减
C.安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
（2）多次实验，记录数据后描点连线得到图像如图（b）所示，由此可知该弹簧的劲度系数______（保留三位有效数字）。
（3）若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到弹簧劲度系数将______（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
12. 如图（a）所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是___________。
A．精确测量出重物的质量
B．两限位孔在同一竖直线上
C．重物选用质量和密度较大的金属锤
D．释放重物前，重物离打点计时器下端远些
（2）纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，在选定的纸带上依次取计数点如图（b）所示，相邻计数点间的时间间隔为T，那么纸带的___________（选填“左”或“右”）端与重锤相连。设重锤质量为m，根据测得的、、、，在打B点到D点的过程中，重锤动能增加量的表达式为___________。
（3）根据纸带上的数据，算出重锤在各位置的速度v，量出对应位置下落的距离h，并以为纵轴、h为横轴画出图像，则在下列A、B、C、D四个图像中，若在误差允许范围内，重锤在下落过程中机械能守恒，则图像可能是___________；若重锤在下落过程中所受到逐渐增大的阻力作用，则图像可能是___________（均填写选项字母符号）。
（二）计算题：本题共3题，共38分。按题目要求在答题卡的指定区域内作答，超出答题框的不给分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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. 运动员沿水平冰面推动冰壶滑行时的情景如图（a）所示，此过程可建立如图（b）所示的模型∶冰壶质量，运动员施加的推力，方向与水平方向夹角为，冰壶在推力作用下做匀速直线运动，取，，。
（1）求冰壶与冰面间的动摩擦因数；
（2）若运动员以的速度沿冰面将冰壶掷出，求冰壶在冰面上滑行的最远距离。
14. 研究表明，适当运动可以提高免疫力，抵御新冠状病毒。如图所示，某次活动中甲同学在距离地面高处将排球水平击出，排球的初速度大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后瞬间排球的速度大小不变，垫起后排球速度的方向与水平方向夹角为。已知，，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前运动的水平位移x；
（2）垫起后排球上升离地最大高度。
15. 如图所示，在光滑水平面AB和粗糙水平面CD之间连接一长度为的传送带，传送带以的速率顺时针方向转动，CD长度，圆心为、半径为的竖直光滑半圆轨道DEG与水平面CD在点平滑连接，其中FG段为光滑圆管，和圆心等高，。可视为质点的小物块从点以的初速度向右滑动，已知小物块与传送带、水平面CD间的动摩擦因数均为，重力加速度取。
（1）求小物块第一次运动到点所用的时间；
（2）通过计算判断小物块在半圆轨道DEG滑动时是否会脱离轨道？
广州市荔湾区2023-2024学年高二上学期9月学科综合素养评估
物理 答案解析
满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1、开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、班级、考号等信息填写在答题卡指定区域内，用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考号。
2.选择题每小题选出答案后，用2B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；不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案须写在答题卡上各题目指定区域内的相应位置上，不得使用涂改液，不得使用计算器，不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。
一、单项选择题，本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1. M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为，下列判断正确的有（ ）
A. 摩擦前在M和N的内部没有任何电荷
B. 摩擦的过程中电子从N转移到M
C. N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为
D. M在摩擦过程中失去个电子
【答案】C
【解析】
【详解】A．摩擦前两物体内部正、负电荷相等，物体不显电性，A错误；
B．互相摩擦后M带正电，则摩擦的过程中电子从M转移到N，B错误；
C．N在摩擦后得到电子而带负电，电荷量为，C正确；
D．M在摩擦过程中失去个数为
D错误。
故选C。
2. 如图是梁同学做引体向上的示意图。若每次完整的引体向上分为身体“上引”（身体由静止开始从最低点升到最高点）和“下放”（身体从最高点回到最低点的初始状态）两个过程，单杠在整个过程中相对地面静止不动。下列说法正确的是（ ）
A. 单杠对双手的弹力是由于单杠发生了弹性形变而产生的
B. “上引”过程单杠对双手的弹力大于双手对单杠的弹力
C. “下放”过程单杠对双手的弹力始终小于梁同学受到的重力
D. “下放”过程梁同学均处于失重状态
【答案】A
【解析】
【详解】A．单杠对双手的弹力是由于单杠发生了弹性形变要恢复原状而产生的，故A正确；
B．单杠对双手的弹力和双手对单杠的弹力是一对相互作用力，大小相等，故B错误；
CD．“下放”向下减速过程，加速度向上，处于超重状态，单杠对双手的弹力大于梁同学受到的重力，故CD错误；
故选A。
3. 如图1所示，“爬绳”是一项锻炼臂力的体育运动。一位同学看见体育场支架上竖直悬挂着的粗壮而均匀的爬绳，忽然来了兴致想估测一下爬绳的重量。他在绳的下端施加一个横向的力使绳缓缓偏离竖直方向，当绳的上端与竖直方向成角时使绳保持静止，此时力与水平方向恰好也成角斜向上且大小为，如图2所示。由此可知该绳的重量约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对整条绳子进行受力分析，绳子受重力、外力F与悬点对绳的拉力T，竖直方向列平衡方程
水平方向列平衡方程
联立解得绳的重力为
故选B。
4. 如图，广州地铁3号线北延段使用了节能坡。若某次列车以64.8km/h（18m/s）的速度冲上高度为4m的坡顶车站时，速度减为7.2km/h（2m/s），则该过程节能坡的转化率（列车重力势能的增加量与其动能减小量之比）约为（ ）
A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 75%
【答案】B
【解析】
【详解】该过程列车重力势能的增加量与其动能减小量之比为
故选B。
5. 2023年5月10日21时22分，天舟六号货运飞船发射成功，并于次日5时16分成功与中国天宫空间站对接，为航天员送去所需的服装、食物、水、实验设备等物资。现将其发射对接过程作适当简化：如图所示，圆轨道1为中国天宫空间站的运行轨道，天舟六号在运载火箭的托举下沿轨道运动至点“船箭分离”，飞船进入与圆轨道1相切于点的椭圆轨道2运行，最后择机与空间站对接。下列相关说法中正确的是（ ）
A. 天舟六号飞船由点运动至点的过程中机械能持续增大
B. 天舟六号飞船沿椭圆轨道2的运行周期要小于空间站的运行周期
C. 天舟六号飞船由点运动至点的过程中，飞船内的物资始终处于超重状态
D. 天舟六号飞船沿椭圆轨道2的运行速度始终小于与空间站对接后在轨道1上的运行速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．飞船由P点到B点过程中的A点到B点段，飞船只受万有引力，只有引力做功，机械能守恒，故A错误；
B．由开普勒第三定律
可知轨道半长轴越小，周期越小，飞船在轨道2的半长轴比轨道1的小，所以飞船在轨道2运动的周期比在空间站的运动周期小，故B正确；
C．飞船由P点到A点，飞船获得外界提供的动力，加速上升，处于超重状态，到飞船从A点到B点，只受地球对其的万有引力，处于完全失重状态，故C错误；
D．飞船在轨道2运动到B点要经历点火加速才能进入轨道1运动，所以飞船在轨道2的B点运动速度比与空间站对接后在轨道1上的运行速度要大，故D错误；
故选B。
6. 如图所示是某同学跳远的频闪模拟图，该同学身高168cm，体重52kg。假设助跑起跑前该生的机械能为零，图中辅助标线方格横竖比为2∶1，请你估算他在最高点时机械能最接近的值是（ ）
A. 8000J B. 800J
C. 80J D. 8J
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知该同学的身高约为3个方格的高度，近似取每个方格的高度为
h=0.5m
他在最高点时重心相对起跑前上升了约
2h=1.0m
对从最高点下落的过程，有
解得
则他在最高点时机械能
与800J最接近。
故选B。
7. 在光滑绝缘桌面上，带电小球A固定，带电小球B在A、B间库仑力作用下以速率v0绕小球A做半径为r的匀速圆周运动，若使其绕小球A做匀速圆周运动的半径变为2r，则B球的速率大小应变为( )
A. v0 B. v0 C. 2v0 D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】半径为r时，对B球
半径为2r时，对B球
解得
v＝v0
故选A。
二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
8. 如图，足球场上，某运动员进行“边路突破”训练，沿边线将足球向前踢出，为控制足球，又向前追赶足球，下列和图像能大致反映此过程的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．运动员将足球向前踢出，由于地面有阻力作用，足球做匀减速运动，运动员向前追赶做加速运动，故A正确，B错误；
CD．图像的斜率表示速度，足球做减速运动，运动员做加速运动，且踢球时两者在同一位置，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘细线系一带电小球，小球的质量为m，电荷量为q。为了保证当细线与竖直方向的夹角为60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】当电场力方向与细绳垂直时，电场力最小，场强最小，则
解得最小值为
则场强大小可能为ACD。
故选ACD。
10. 发展新能源汽车是当前一项国家战略，更是世界发展的潮流。假设有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中的B点结束，所用的时间，10s后汽车做匀速运动。若汽车所受阻力始终不变，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车的功率 B. 图中A点对应的时刻为5s
C. 图中A点对应时刻汽车的加速度大小为4m/s2 D. 0~10s汽车通过的路程为128m
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．汽车以恒定功率启动，由图像可得
故A正确；
B．汽车以额定功率启动，作出v-t图像如下
根据图像可知当速度为时直线对应的时间恰好等于5s，而曲线对应的时间应小于5s，故B错误；
C．在B点
在A点根据牛顿第二定律
解得
故C正确；
D．0~10s汽车通过的路程为s，根据动能定理可得
解得
故D正确。
故选ACD。
三、非选择题∶共54分。
（一）实验题：把答案填在答题卡对应横线上，本题共2题，共16分。
11. 某实验小组利用如图（a）所示装置测量弹簧的劲度系数，毫米刻度尺的0刻度线与弹簧上端对齐，实验时通过改变弹簧下端悬挂的钩码数量，改变弹簧的弹力F，并利用刻度尺读出对应的弹簧长度l。
（1）关于本实验操作，下列说法正确的是____________。
A.悬挂钩码后立即读数
B.钩码的数量可以任意增减
C.安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
（2）多次实验，记录数据后描点连线得到图像如图（b）所示，由此可知该弹簧的劲度系数______（保留三位有效数字）。
（3）若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到弹簧劲度系数将______（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
【答案】 ① C ②. 200 ③. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1] 悬挂钩码后应等示数稳定后再读数；应在弹簧的弹性限度范围内进行测量，所挂钩码重力不能超过弹性限度，钩码的数量不可以任意增减；安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态；故C正确AB错误。
故选C。
（2）[2] 根据图像斜率可知，该弹簧的劲度系数
（3）[3] 若实验中刻度尺没有完全竖直，则测得的长度变化量偏大，因此得到的劲度系数偏小。
12. 如图（a）所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是___________。
A．精确测量出重物的质量
B．两限位孔在同一竖直线上
C．重物选用质量和密度较大的金属锤
D．释放重物前，重物离打点计时器下端远些
（2）纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，在选定的纸带上依次取计数点如图（b）所示，相邻计数点间的时间间隔为T，那么纸带的___________（选填“左”或“右”）端与重锤相连。设重锤质量为m，根据测得的、、、，在打B点到D点的过程中，重锤动能增加量的表达式为___________。
（3）根据纸带上的数据，算出重锤在各位置的速度v，量出对应位置下落的距离h，并以为纵轴、h为横轴画出图像，则在下列A、B、C、D四个图像中，若在误差允许范围内，重锤在下落过程中机械能守恒，则图像可能是___________；若重锤在下落过程中所受到逐渐增大的阻力作用，则图像可能是___________（均填写选项字母符号）。
【答案】 ①. BC##CB ②. 左 ③. ④. C ⑤. A
【解析】
【详解】（1）[1]A．因为本实验是比较动能的增加量和重力势能的减少量的大小关系，故质量可以约去，不需要测量重物的质量，精确测量重物的质量对减小实验误差没有影响，A错误；
B．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，两限位孔必须在同一竖直线上，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，B正确；
C．实验供选择的重物应该是相对质量较大、体积较小的物体，这样能减小空气阻力的影响，从而减小实验误差，C正确；
D．实验时，先接通打点计时器的电源再松开纸带，为更有效的利用纸带，则重物离打点计时器下端近些，D错误。
故选BC。
（2）[2]纸带上的点迹从左向右间距逐渐变大，则纸带的左端与重物相连。
[3]打点计时器打B点时的速度为
打点计时器打D点时的速度为
在打B点到D点的过程中，重锤动能增加量的表达式为
（3）[4]若在误差允许范围内，重锤在下落过程中机械能守恒，则
化简可得
以为纵坐标，以为横坐标，画出的图像为图中过原点的直线，故选C。
[5]重锤在下落过程中所受到逐渐增大的阻力作用，则
化简可得
因为阻力逐渐增大，斜率逐渐减小，故选A。
（二）计算题：本题共3题，共38分。按题目要求在答题卡的指定区域内作答，超出答题框的不给分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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. 运动员沿水平冰面推动冰壶滑行时的情景如图（a）所示，此过程可建立如图（b）所示的模型∶冰壶质量，运动员施加的推力，方向与水平方向夹角为，冰壶在推力作用下做匀速直线运动，取，，。
（1）求冰壶与冰面间的动摩擦因数；
（2）若运动员以的速度沿冰面将冰壶掷出，求冰壶在冰面上滑行的最远距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）冰壶做匀速直线运动，根据平衡条件有
其中
联立解得
（2）冰壶做匀减速直线运动，设加速度为，由牛顿第二定律
解得
设冰壶滑行的最远距离为，由运动学公式
解得
14. 研究表明，适当运动可以提高免疫力，抵御新冠状病毒。如图所示，某次活动中甲同学在距离地面高处将排球水平击出，排球的初速度大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后瞬间排球的速度大小不变，垫起后排球速度的方向与水平方向夹角为。已知，，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前运动的水平位移x；
（2）垫起后排球上升的离地最大高度。
【答案】（1）；（2）4m
【解析】
【详解】（1）排球被击出后做平抛运动过程，竖直方向满足
水平方向满足
联立解得
（2）排球被垫起前瞬间竖直方向的分速度大小为
合速度大小为
排球被垫起后瞬间，竖直方向的分速度大小为
竖直方向上升的最大高度为
垫起后排球上升的离地最大高度为
联立解得
15. 如图所示，在光滑水平面AB和粗糙水平面CD之间连接一长度为的传送带，传送带以的速率顺时针方向转动，CD长度，圆心为、半径为的竖直光滑半圆轨道DEG与水平面CD在点平滑连接，其中FG段为光滑圆管，和圆心等高，。可视为质点的小物块从点以的初速度向右滑动，已知小物块与传送带、水平面CD间的动摩擦因数均为，重力加速度取。
（1）求小物块第一次运动到点所用的时间；
（2）通过计算判断小物块在半圆轨道DEG滑动时是否会脱离轨道？
【答案】（1）；（2）不会
【解析】
【详解】（1）假设物块到达点前与传送带共速，且共速前的位移为，由动能定理有
解得
因为，所以物块到达点时恰好与传送带些速，故有
解得
（2）假设物块第一次滑上半圆轨道能到达点，则从到，由动能定理
解得
因为
所以物块恰好能通过点，又因
所以物块不能到达点。设物块返回点时的速度为，则从开始到返回，由动能定理有
解得
设物块再次滑上传送带到速度减为0通过的位移为，由动能定理有
解得
因为且，所以物块在传送带上速度减为0后反向加速至第三次通过点时的速度
设物块第二次滑上半圆轨道速度减为0时上升高度为，则有
解得
因为，所以物块第二次滑上半圆轨道不能到达点。综上可知，小物块在半圆轨道滑动时不会脱离轨道。
