2023年福建省高一5月诊断性联考
物理试题参考答案及评分细则
一、单项选择题:共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求
1．A
【详解】A．由万有引力表达式可以得到，加速度满足
可以求出
A正确；
B．航天员处于失重状态，受到空间站的作用力为0，B错误；
C．在同一轨道上，两个空间站的速度大小始终是相等的，故不会相撞，C错误；
D．由万有引力提供向心力，得
可以知道
则宇宙飞船的轨道半径越大，动能越小，D错误。
故选A。
2．D
【详解】在最高点，根据牛顿第二定律可得
在最低点，根据牛顿第二定律可得
从最高点到最低点过程中，机械能守恒，故有
联立解得
故选D。
【点睛】根据机械能守恒定律可明确最低点和最高点的速度关系；再根据向心力公式可求得小球在最高点和最低点时的压力大小，则可求得压力的差值。要注意明确小球在圆环内部运动可视为绳模型；最高点时压力只能竖直向下。
3．C
【详解】A．小球落到地面过程，根据动能定理有
可知，小球落地时动能等于，A错误；
B．小球在运动的全过程有
解得
B错误；
C．根据上述，整个过程中小球克服阻力做的功为
C正确；
D．小球陷入泥中的过程，根据动能定理有
解得
可知，小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功等于刚落到地面时的动能与减小的重力势能之和，D错误。
故选C。
4．A
【详解】A．球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力，对A分析，则
解得
A正确；
B．当球A转动到最低点时，整体法，则由动能定理
，
经求解，发现球A不可能运动到圆的最低点，则当A球速度为零时有
联立解得
则当A球速度为零时，对A球受力分析有
F垂 = mgsin30°
FA切－mgcos30° = ma
对B球受力分析有
FB切＋2mgcos30° = 2m 2a
其中
FA切 = 2FB切
则杆对球A的作用力大小为
B错误；
C．由A、B转动的角速度相同，则球A在最高点时，B的角速度为
C错误；
D．当球B转动到与O点等高的位置时，由整体法，设此时A的速度为，此时B的速度为，则
，，
解得
又由
得
杆对球B的作用力大小为
D错误。
故答案选A
二、多项选择题:共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求
5．AB
【详解】A．简谐横波的波长
P、Q两质点距离波源S的距离
距离波源的距离之差为半个波长的奇数倍，因此P、Q两质点运动的方向始终相反，A正确。
BCD．根据P、Q两质点距离波源S的距离可知，当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰的位置，Q在波谷的位置。当S恰好通过平衡位置向下运动时，P在波谷的位置，Q在波峰的位置，故B正确，CD错误。
故选AB。
6．CD
【详解】A．在真空中，a光的传播速度与b光一样大，A错误；
BC．由题可知，a在传播的过程中没有发生全反射，b发生全反射，故以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小，根据折射定律
可知a光的传播速度比b光大，C正确，B错误；
D．由题分析可知，a光的频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，由
可知，分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大，D正确。
故选CD。
7．BC
【详解】A．C在刚释放瞬间，水平方向受力平衡，竖直方向只受重力，故C在刚释放时的加速度为g，A错误；
B．设C的质量为M，对静止在虚线位置的C物体进行受力分析可知
解得
B正确；
C．C下落过程中A、B、C系统机械能守恒
解得
C正确；
D．对D应用动能定理可得
解得
D错误。
故选BC。
8．ACD
【分析】棒刚进磁场时，由法拉第电磁感应定律及安培力公式可知，此时导体棒受的安培力最大，对由共点力的平衡可得动摩擦因数的最小值；由法拉第电磁感应定律及电流的定义式及闭合电路欧姆定律联立解得电路的总电荷量，再由电路的结构确定定值电阻中的电荷量；棒进入磁场前后，分别对装置整体列动量定理，由此判断棒进入磁场前后整体装置的速度变化，由此解得棒刚进入磁场时的速度大小；棒进入磁场前后，分别对装置整体列功能关系解得整个电路的热量，再由电路的结构确定定值电阻产生的热量，由此得解。
本题主要考查电磁感应现象中动量定理、功能关系等的综合应用，有一定难度。
【详解】A.根据题意，金属棒在磁场中做减速运动，开始时速度最大，棒受到的安培力最大，由于法拉第电磁感应定律及安培力公式联立可得
由
解得金属棒与金属框间的动摩擦因数至少为
A正确；
B.在棒进入磁场前
所以
定值电阻与金属棒并联，通过定值电阻的电荷量为
B错误；
C.棒进入磁场前，对整体由动量定理得
则当棒刚进入磁场时对整体有
在棒进入磁场后，同样由动量定理得
该过程中对整体有
即
设棒刚进入磁场时的速度为，则
故
C正确；
D.金属棒进入磁场前，整体产生的焦耳热为
设、间定值电阻产生的热量为，则
解得
金属棒进入磁场后整体产生的焦耳热为
设、间定值电阻产生的焦耳热为，则
解得
所以整个过程中、间定值电阻产生的焦耳热为
D正确。
故选ACD。
三、实验题:共2小题，共24分。
9． A D C
【详解】（1）[1]在这两个装置中，控制半径，角速度不变，只改变质量，来研究向心力与质量之间的关系，故采用的控制变量法，故A正确，BCD错误；故选A；
（2）[2]由图可以知道，图中的两个小球的材料不同，在小球的大小相等的条件下可以知道小球的质量不同，所以该图是控制半径和角速度不变，只改变质量，来研究向心力与质量之间的关系，故D正确，ABC错误；
故选D；
（3）[3]通过控制变量法，得到的结果为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故C正确，ABD错误；
故选C。
10． BC/CB mgL 1.02
【详解】（1）[1]A．小车在砂和砂桶的拉动下，做匀加速直线运动，故轻绳的拉力小于砂和砂桶的重力，A项错误；
D．本实验的目的为探究力做功与动能变化之间的关系，也就不需要使砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M，D项错误；
B．探究的对象为砂桶（包括砂）及小车组成的整体，分析砂和砂桶重力做的功与系统动能变化量之间的关系，不能有其他力做功，故需要平衡摩擦力，B项正确；
C．如果轻绳与长木板不平行，则在不同的位置小车的受到的阻力不同，将会影响实验效果，故C项正确；
故选BC。
（2）[2][3]此过程中砂和砂桶重力做的功为
WG=mgL
系统动能的增量为
（3）[4]由逐差法计算加速度
其中，代入数据得
11．（1）；（2）
【详解】（1）设地球的质量为M,空间站与微小卫星的速度大小为
解得
（2）微小卫星刚弹射出去时速度的大小为v
释放机构将微小卫星弹射出去的过程中做的功
解得
四、计算题:共3小题，共36分。
11．（1）；（2）
【详解】（1）设地球的质量为M,空间站与微小卫星的速度大小为
解得
（2）微小卫星刚弹射出去时速度的大小为v
释放机构将微小卫星弹射出去的过程中做的功
解得
12．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对夯锤由静止提起到四人松手的过程中，由动能定理得有
解得
（2）对夯锤由静止提起到最高点的过程中，由动能定理得
解得
（3）对夯锤由静止提起到最后落地的过程中，由动能定理得
解得
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据牛顿第二定律得
解得
（2）设B恰好不下滑时的角速度为ω3，根据牛顿第二定律得
根据平衡条件得
解得
设A恰好不上滑时的角速度为ω4，根据牛顿第二定律得
根据平衡条件得
解得
两物块能够分别在a、b两个位置与金属杆相对静止一起转动时，杆转动的角速度范围是绝密★启用前
2023 年福建省高一 5 月诊断性联考
物 理 试 题
（考试时间：75 分钟； 满分：100 分）
注意事项：1. 选择题用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑
2. 非选择题用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答。
3．在本试卷上作答无效。
一、单项选择题:共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项
符合题目要求
1．2022 年 11 月 30 日，搭载中国航天员费俊龙、邓清明和张陆的神舟十五号，在距离地球
表面约 400km 的轨道上与空间站进行对接。而目前还处在工作状态的国际空间站也大约在距
离地球表面 400km 的轨道上运行。为什么都大约在 400km 的轨道上呢？一种观点认为低于
100km（卡门线）不能满足微重力的实验条件，高于 1000km 受到来自太阳辐射的粒子伤害比
较大，再加上安全和发射成本以及技术等因素，科学界普遍认为飞行高度设置在 400km 附近
是最为稳妥的。已知地球半径为 6400km。下列相关说法中正确的是
A．宇宙飞船处在卡门线轨道和空间站轨道做匀速圆周运动的加速度大小之比约为 1：1
B．航天员所受空间站的作用力大小等于地球的吸引力大小
C．若两个空间站在同一轨道上，则经过足够长的时间两个空间站会撞上
D．宇宙飞船在卡门线轨道上运行的动能小于在离地 1000km 的轨道上运行的动能
2．如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为 m 的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知
小球在最低点时对轨道的压力大小为 N1，在高点时对轨道的压力大小为 N2。重力加速度大小
为 g，则 N1–N2的值为
A．3mg
B．4mg
C．5mg
D．6mg
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姓名： 准考证号：
3．如图所示，质量为m的小球，从离地面高H处由静止开始释放，落到地面后继续陷入泥
中 h深度而停止，不计空气阻力，重力加速度为 g，则下列说法正确的是
A．小球落地时动能等于mg (H h )
mgH
B．小球在泥土中受到的平均阻力为
h
C．整个过程中小球克服阻力做的功等于mg (H h )
D．小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功等于刚落到地面时的动能
4．如图所示，轻杆长 3L，在杆两端分别固定质量为 m的球 A
和质量为 2m 的球 B，光滑水平转轴过杆上距球 A 为 L 的 O 点。
外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球 A运
动到最高点时，杆对球 A恰好无作用力。忽略空气阻力，重
力加速度为 g，则球 A 在最高点时
A．球 A 转动的线速度大小为 gL
B．当球 A 转动到最低点时，杆对球 A 的作用力大小为 6mg
g
C．球 B 转动的角速度大小为
L
D．当球 B 转动到与 O 点等高的位置时，杆对球 B 的作用力大小为 5 mg
二、多项选择题:共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符
合题目要求
5．由波源 S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为 20 Hz，波速为
16 m/s。已知介质中 P、Q两质点位于波源 S的两侧，且 P、Q和 S的平衡位置在一条直线
上，P、Q的平衡位置到 S的平衡位置之间的距离分别为 7.8 m、6.6 m。P、Q开始振动后，
下列判断正确的是
A．P、Q两质点运动的方向始终相反
B．当 S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰
C．当 S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D．当 S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波谷
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6．ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面图，
AB⊥BC，由 a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直
AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直 BC射出，且在 CD、
AE边只有 a光射出，光路如图所示，则 a、b两束光
A．在真空中，a光的传播速度比 b光大
B．在棱镜内，a光的传播速度比 b光小
C．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
7．打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物 A、B 和 C 通过不可伸长
的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C 与滑轮等高（图中实线位置）时，C 到两
定滑轮的距离均为 L。重物 A 和 B 的质量均为 m，系统可以在如图虚线位置保持静止，此时
连接 C 的绳与水平方向的夹角为 60°。某次打桩时，用外力将 C 拉到图中实线位置，然后由
3 gL
静止释放。设 C 与正下方质量为 2m的静止粧 D 碰撞后，D获得竖直向下速度 v ，
2 5
L
竖直向下运动 距离后静止（不考虑 C、D 再次相碰）。A、B、C、D 均可视为质点，不计空
10
气阻力，则
A．C 在刚释放时的加速度为 0
B．C 的质量为 3m
4gL
C．C 到达虚线位置时的速度大小为 3 2 3
28
D．若 D 在运动过程中受到的阻力 F可视为恒力，其大小为 mg
5
8．如图所示，U形金属框CDEF 长2L、宽 L，放置在光滑绝缘水平面上，左侧接一个阻值
为 R的定值电阻，其总质量为m。金属框右端和中间位置放有两根相同的细金属棒MN和
PQ，两金属棒质量均为m、电阻均为 R，两金属棒跟金属框接触良好，假设最大静摩擦力
等于滑动摩擦力，金属框电阻不计。金属框右侧有宽为 2L的匀强磁场区域，磁场方向竖直
向下，磁感应强度大小为 B。已知金属框和两金属棒共同以初速度 v0进入匀强磁场，最终MN
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棒恰好没从磁场中穿出，整个过程中两金属棒与U形金属框均保持相对静止。重力加速度
为 g。下列说法正确的是
2B2L2v
A．金属棒与U形金属框间的动摩擦因数至少为 0
3mgR
2BL2B．在 PQ棒进入磁场前，通过D、 E间定值电阻的总电荷量为
3R
C． PQ
1
棒刚进入磁场时的速度为 v
2 0
7
D．整个过程中D、 E 2间定值电阻产生的焦耳热为 mv
16 0
三、实验题:共 2 小题，共 24 分。
9．某实验小组通过实验探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
如图所示，他们把两个质量不同的小球分别放在长槽和短槽上，调整塔轮上的皮带和小球位
置，使两球的转动半径和角速度都相同。转动手柄，观察实验，得出结论。
（1）本实验采用的科学方法是__________。
A．控制变量法 B．累积法 C．微元法 D．放大法
（2）图示情境正在探究的是__________。
A．向心力大小与半径的关系 B．向心力大小与线速度大小的关系
C．向心力大小与角速度大小的关系 D．向心力大小与物体质量的关系
（3）通过本实验，实验小组可以得到的结论是__________。
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与加速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
10．为了探究力做功与物体动能变化的关系，某学习小组设计了如图甲所示的实验装置，其
中 M为小车总质量，m为砂和砂桶的总质量。已知重力加速度大小为 g。
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（1）为了探究外力对小车和砂桶（包括砂）组成的系统做功与系统动能变化的关系，实验
时，以下操作属于必要的或者说法正确的是_________。
A．轻绳对小车的拉力等于砂和砂桶的总重量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．实验前，需要调节定滑轮的高度，直到小车与滑轮间的轻绳拉直后平行于长木板
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量 m远小于小车的总质量 M
（2）在满足实验条件下，对实验中打出的一条纸带进行数据处理，得到纸带中相距较远的
两点间的距离为 L，两点间的初速度为 v1，末速度为 v2，则系统所受外力做的功
W=_________，系统动能的变化量ΔE=___。（用题中所给的物理量表达）
（3）一同学用此实验装置测匀变速运动的加速度，得到如图乙所示的一条纸带，纸带上标
出了相邻计数点间的距离（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器所接交
流电的频率为 50Hz，则可求出小车的加速度大小为_________m/s2。（结果保留三位有效数
字）
四、计算题:共 3 小题，共 36 分。
11．梦天实验舱成功发射后运行在距地球表面高度为 h的圆轨道上，实验舱拥有一项特别“炫
酷”的功能—在轨释放微小卫星。航天员把微小卫星装入释放机构，释放机构再像弹弓一样，
在很短的时间内把微小卫星沿空间站前行方向弹射出去。若某个质量为 m的微小卫星被弹
射后恰能脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零。已知质量分别为
m Gm、m 的两个质点相距为 r时，它们间的引力势能为 E 1
m2
1 2 P （ r ，引力势能为 0）。r
地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，引力常量为 G。求：
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（1）微小卫星与实验舱在轨运行时的速度；
（2）释放机构弹射微小卫星过程中做的功。
12．上个世纪德州市的农村盖房，为夯实地基，需要用夯锤打夯。如图所示，夯锤固定有四
个把手，打夯时四个人分别握住一个把手，同时向上用力将夯锤提起，经一定时间后同时松
手，夯锤落至地面将地基夯实。某次打夯时，设夯锤的质量为75kg，将夯锤由静止提起时，
每个人都对夯锤施加竖直向上的恒力，大小均为 250N，夯锤离开地面0.9m后四人同时松手，
夯锤落地时将水平地面砸出0.1m深的一个凹痕，重力加速度 g 10m / s 2。求：
（1）松手时夯锤获得的速度大小；
（2）夯锤到达最高处时离地面的高度；
（3）穷锤落地时地面对夯锤的平均作用力的大小。
1
13．如图所示，半径 R 1m的圆弧形金属杆（ 圆弧）可绕竖直方向的虚线轴在水平面转
3
动，圆弧形杆关于转轴对称，在杆上穿着一个物块（可看成质点），若杆光滑，当金属杆以
某一角速度ω1匀速转动时，物块可以在杆上的 a位置与杆相对静止一起转动，a位置与圆弧
杆圆心的连线与竖直方向的夹角为 30°，当金属杆以另一角速度ω2转动时，物块可以在杆上
的 b位置与杆相对静止一起转动，b位置与圆弧杆圆心的连线与竖直方向的夹角为 60°。重
力加速度 g 10m/s2 。
（1）求ω1与ω2的比值；
1
（2）若杆粗糙，有 A、B 两个完全相同的物块，两物块与杆间的动摩擦因数均为
2 3
，杆转动时，两物块是否能够分别在 a、b两个位置与金属杆相对静止一起转动，若能，求
出杆转动的角速度范围；若不能说明理由。（答案保留根号）
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