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江苏省苏州市苏州实验中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题
一、单选题
1．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为（　　）
A．14J B．10J C．2J D．-2J
2．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿提出了万有引力定律，并测出了万有引力常量
B．丹麦天文学家第谷坚持对天体进行系统观测20余年，发现了行星运动定律
C．英国物理学家卡文迪什应用“放大法”的方法较精确的测出了万有引力常量
D．由功率的定义式P=可知，功率P与功W成正比，与做功时间t成反比
3．关于下列四幅图的说法错误的是（　　）

A．图甲为静电除尘原理的示意图，带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上
B．如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的电荷
C．图丙为静电喷漆的原理图，涂料微粒在电场力作用下沿电场线运动到电极上
D．如图丁所示，高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷计的原理为尖端放电
4．2024年5月3日17时27分，长征五号遥八运载火箭顺利将嫦娥六号探测器送入预定轨道，开启了首次月背采样任务。嫦娥六号的飞行轨迹可以简化为如图所示：首先进入近地圆轨道I，在P点进入椭圆轨道II，到达远地点Q后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月轨道，近地圆轨道I的半径为，周期为，椭圆轨道II的半长轴为a，周期为，环月轨道III的半径为，周期为。忽略地球自转，忽略太阳引力的影响。下列说法正确的是（　　）
A．
B．嫦娥六号在轨道I上运行速度大于第一宇宙速度
C．嫦娥六号在椭圆轨道II上P点的加速度等于在圆轨道I上P点的加速度
D．嫦娥六号沿椭圆轨道II从P点向Q点飞行的过程中速度逐渐增大
5．如图所示，一个绝缘的金属球壳内放置一个带正电的小球B，球壳外用绝缘细线悬挂一个带正电的检验电荷A。a、b分别位于球壳内外。下列说法正确的是（　　）

A．电场强度 B．电势
C．电荷A向右偏离竖直方向 D．球壳内表面各点电势相等
6．游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目，静止时的状态可简化为如图所示。左边绳长大于右边绳长，左边人与飞椅的总质量大于右边人与飞椅的总质量。当匀速转动时，下列四幅图可能的状态为（　　）
A．B．C．D．
7．静电透镜是电子透镜中的一种，通过静电透镜产生的静电场可使电子束聚焦和成像，被广泛应用于电子器件中（如阴极射线示波管等）。如图所示，虚线为静电透镜产生的电场的等差等势面，某电子仅在电场力的作用下由向运动，其运动轨迹如图中实线所示，是轨迹上的三点，下列说法正确的是（　　）
A．电子在点时受到的电场力方向垂直于等势面斜向下
B．电子在点的加速度比在点的加速度小
C．电子在点的速度比在点的速度大
D．点的电势小于点的电势
8．一种计算机键盘采用电容式传感器，每个键下面由相互平行的活动极板和固定极板组成，如图甲所示，其内部电路如图乙所示。按键前两极板间距为d，按下某键，只有该键的电容改变量不小于原电容的40%时，键盘才有感应，下列说法正确的是（　　）
A．按键的过程中，电容器的电荷量不变
B．按键的过程中，图乙电流计中电流从a流向b
C．要使传感器有感应，至少要将按键按下
D．要使传感器有感应，至少要将按键按下
9．如图所示，平直木板AB倾斜放置，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B均匀增大，小物块从A点由静止释放，恰好可以到达B点，小物块的加速度a、动能、重力势能和机械能（取地面为零势能面）随下滑位移x变化的图像可能正确的是（　　）

A． B． C． D．
10．如图所示，两个小球A、B固定在长为2L的轻杆上，球A质量为2m，球B质量为m。两球绕杆的端点O在竖直面内做匀速圆周运动，B球固定在杆的中点，A球在杆的另一端，不计小球的大小，当小球A在最高点时，OB杆对球B的作用力恰好为零，重力加速度为g。若两小球经过O点正下方时，B的速度大小为，重力加速度为g，轻杆AB段和OB段的拉力大小之比为（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，A、B、C、D为一绝缘圆环上的4等分点，圆弧均匀带正电，圆弧不带电，圆心为O。M、N是和的中点，已知M、N电势分别为和，O点电场强度大小为E。现撤去圆弧段的电荷，则（　　）
A．O点电场强度方向水平向右 B．O点电场强度大小为
C．M点电势变为 D．N点电势变为
二、实验题
12．某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。
(1)如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。
a.下列实验操作和数据处理正确的是 。
A．实验中必须测量重物的质量
B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直
C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物
D．测量纸带上某点的速度时，可由公式计算
b.图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足 则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。
(2)某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d的小球通过细线系在固定点上，使小球可以在竖直平面内做圆周运动。调节小球的释放位置，记录小球释放时球心到光电门中光信号的竖直高度h，并将其无初速度释放。当小球经过光电门时，光电门可以记录小球遮挡光信号的时间t。改变小球的释放位置，重复上述步骤，得到多组竖直高度h和对应时间t的数据。
a.若小球向下摆动的过程中机械能守恒，则描绘以h为横坐标、以 为纵坐标的图像，在误差允许范围内可以得到一条倾斜的直线。该图线的斜率k= （用d、g表示）。
b.该同学利用上述方案验证机械能守恒定律时，得到图像的斜率总是略大于a问中的k。请分析说明其中的原因，并提出合理的解决办法 。
三、解答题
13．最近，詹姆斯韦布望远镜发现了离地球133光年的地外行星系统。未来中国航天员星际旅行到达此类地行星。假设探测器距该行星表面的高度为h，（h远小于行星半径）航天器绕行星星做匀速圆周运动的周期为T，该行星的半径为R，引力常量为G，忽略其它天体对探测器的引力作用，求：
(1)该行星的平均密度；
(2)该行星的第一宇宙速度。
14．在平直的公路上汽车由静止开始做直线运动，运动过程中，汽车器件的摩擦损耗功率恒为3kW（发动机功率为输出功率与损耗功率之和）。图中曲线1表示汽车运动的速度和时间的关系，折线2表示汽车的发动机功率和时间的关系，汽车全程阻力不变，16s末恰好达到最大速度。
（1）汽车受到的阻力和牵引力最大值；
（2）汽车的质量；
（3）汽车从静止到匀速运动的总位移。
15．做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。例如重力场和电场。某势场的势随的分布可简化为如图所示的折线，图中和为已知量。一个质点在该势场中，仅在场力的作用下，在场中以为中心，沿轴方向做周期性运动。已知质点的质点为，受到的场力方向平行于轴，其势能可表示为（为不变量），动能与势能之和恒为。
（1）求质点的最大速率；
（2）求质点的运动区间；
（3）试论证质量在该势场中所受场力的大小不变，并求质点的运动周期。
16．如图1所示，两个分别以A、D和B、C为端点且半径均为R=0.25m的半圆形光滑管道固定在同一竖直平面内，A、B间和C、D间均为长度L=2m的固定水平面，P、Q分别为AB和CD的中点，两个完全相同的物块甲、乙分别静置于P、Q处。已知CD和PB段水平面光滑，物块与AP间的动摩擦因数μ随物块到A点的距离x变化的关系如图2所示。已知甲、乙两物块的质量均为m=100g，两物块均可视为质点，管道内径不计，不考虑两物块与管道内部的碰撞，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，甲、乙两物块发生碰撞后速度交换，即碰撞后，原来运动的物块静止，原来静止的物块以原来运动物块的速度运动。现给物块甲一水平向右的初速度v0=7m/s，求：
（1）物块甲第一次与物块乙碰撞后瞬时，物块乙的动能；
（2）物块乙第一次到达P点时的动能；
（3）最终物块甲、乙各自的位置。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D【详解】物体克服力F2做功8J，则力F2对物体做功-8J；合力对物体做功等于各分力做功的代数和，为
故选D。
2．C【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什测出了万有引力常量，故A错误；
B．丹麦天文学家第谷坚持20余年对天体的系统观测，获得了大量的精确资料；他的弟子德国天文学家开普勒提出了行星运动定律，故B错误；
C．英国的物理学家卡文迪什通过扭秤实验，同时应用微小量放大法的物理学方法测得了引力常量G的值，故C正确；
D．由功率的定义式P=是比值定义式，在相同时间内做功越多，功率P越大，做相等的功，所用时间越少，功率P越大，故D错误。故选C。
3．C【详解】A．图甲为静电除尘原理的示意图，根据电荷间的相互作用力可知，异种电荷相互吸引，因此带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上，故A正确；
B．给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其原理是导走人身的静电，故B正确；
C．图丙为静电喷漆的原理图，因为电场线是曲线，涂料微粒在电场力作用下不会沿电场线运动，故C错误；
D．高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为尖端放电，故D正确。
本题选错误的，故选C。
4．C【详解】A．开普勒第三定律适用于同一个中心天体，则有故A错误；
B．第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，可知，嫦娥六号在近地圆轨道I上运行时，其速度不可能大于第一宇宙速度，故B错误；
C．由牛顿第二定律可得解得
可知，嫦娥六号在椭圆轨道II上P点的加速度等于在圆轨道I上P点的加速度，故C正确；
D．嫦娥六号沿椭圆轨道II从P点向Q点飞行的过程中，万有引力与速度方向夹角为钝角，万有引力对卫星有减速的效果，可知，速度减小，故D错误。故选C。
5．D【详解】A．a处电场线较密，故电场强度，故A错误；
B．沿电场线方向电势降低，故电势，故B错误；
C．正电荷在金属球壳外产生水平向左的电场，故电荷A向左偏离竖直方向，故C错误；
D．球壳处于静电平衡，球壳内表面各点电势相等，故D正确。故选D。
6．A【详解】对飞椅和人整体受力分析可知解得
由于左边绳长大于右边绳长，则有左边角度大，即有故选A。
7．B【详解】A．根据曲线运动的条件可知，电子在b点时受到的电场力方向垂直于等势面斜向上，故A错误；
B．等差等势面越密，电场强度越大，图像可知a处电场强度小于c处的电场强度，电子在a点的电场力小于在c点的电场力，故电子在点的加速度比在点的加速度小，故B正确；
C．电子从b点运动到c点的过程中，电场力方向与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，电子在b点的速度比在c点的速度大，故C错误；
D．根据电场线的方向与等势面垂直，且电子带负电可知，题图中电场线的方向大体沿右下方，沿着电场线的方向电势越来越低，所以b点的电势大于c点的电势，故D错误。故选B。
8．D【详解】AB．按键的过程中，电容器两板间距减小，根据
可知电容C变大，两板电压U一定，根据Q=CU可知，电容器的电荷量增加，电容器充电，则按键的过程中，图乙电流计中电流从b流向a，故AB错误；
CD．根据，解得
则要使传感器有感应，至少要将按键按下故C错误，D正确。故选D。
9．B【详解】A．根据题意，小物块从A向B是先加速后减速运动，加速度先向下后向上，方向发生了变化，所以A错误；
B．设斜面的长度为L，则小物块的重力势能可以表示为B选项正确；
C．下滑过程中，小物块的动能先增大后减小，但是其图线的斜率表示其所受的合力，根据题意可以判断合力是变力，与图像不符，所以C错误；
D．根据功能关系，机械能的减小量等于小物块克服摩擦力所做的功，图像的斜率表示摩擦力，根据题意摩擦力逐渐增大，与图像不符，所以D错误。故选B。
10．B【详解】A在最低点时，A与B角速度一样，则A的速度为2，对A
对B 解得 故选B。
11．C【详解】AB．根据对称性可知，圆弧段的电荷与圆弧段的电荷在O点电场强度的矢量和为0，则圆弧段的电荷在O点电场强度为E，由于AD、AB、BC完全相同，则三部分各自在O点产生的电场强度大小均为E，若撤去圆弧段的电荷，根据矢量合成原理可知，O点电场强度方向水平向左，大小为
故AB错误；
CD．根据对称性可知，圆弧段的电荷、圆弧段的电荷在M点的电势相等，且等于圆弧段的电荷在N点的电势，令大小均为，圆弧段的电荷、圆弧段的电荷在N点的电势相等，且等于圆弧段的电荷在M点的电势，令大小均为，则有，
撤去圆弧段的电荷，则有，
解得故C正确，D错误。故选C。
12．(1) BC (2) 小球通过光电门的过程中，若因细线形变等原因导致圆心划过轨迹的最低点略高于或低于光信号的高度，会使遮挡光信号的宽度小于实验过程中测量的小球直径d。由可知，斜率的测量值将总会略大于k的理论值。则可将小球换为质量分布均匀的金属小圆柱体，可避免遮挡光信号的宽度d′小于实验过程中测量的小球直径d带来的误差。
【详解】（1）[1]A．由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要用天平测量重物的质量，故A错误；
B．为了减小纸带与打点计时器的摩擦，打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直，故B正确；
C．为了充分利用纸带，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误；
D．不能利用公式来求解瞬时速度，因为这样直接认为加速度为重力加速度，失去了验证的意义，故D错误。
故选BC。
[2]打B点时的速度
打O点到打B点的过程中，增加的动能为
打O点到打B点的过程中，减少的重力势能为
若机械能守恒，则有整理得
（2）[1][2]当小球经过光电门时速度大小
从释放到经过光电门过程，小球增加的动能为减少的重力势能为
若机械能守恒，则有整理得
可知图像为过原点的一条倾斜直线，故纵坐标为，可知图像斜率。
[3]小球通过光电门的过程中，若因细线形变等原因导致圆心划过轨迹的最低点略高于或低于光信号的高度，会使遮挡光信号的宽度小于实验过程中测量的小球直径d。由可知，斜率的测量值将总会略大于k的理论值。则可将小球换为质量分布均匀的金属小圆柱体，可避免遮挡光信号的宽度d′小于实验过程中测量的小球直径d带来的误差。
13．(1)(2)
【详解】（1）设火星的质量为M，平均密度为，探测器的质量为m，火星对探测器的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，有解得
因此火星的平均密度可知
（2）设火星的第一宇宙速度为，则可得
14．（1），；（2）；（3）
【详解】（1）由图像可知当汽车速度达到最大时，速度为
此时发动机输出功率为
此时牵引力等于阻力，则有
汽车做匀加速直线运动时的牵引力最大，由图像可知，时结束匀加速，则有
（2）由速度与时间图像可得汽车做匀加速阶段的加速度为
由牛顿第二定律可得解得
（3）汽车做匀加速运动的位移
汽车在变加速运动中，由动能定理可得解得
汽车从静止到匀速运动的总位移为
15．（）；（）；（）
【详解】（1）当物体经过x=0的位置时，电势为零，则电势能为零，动能和速度最大，则有
解得
（）如图所示
设物体的运动区间为，当物体运动到处时，其势能最大，动能为零，则有
即
又因为，
又所以即物体的运动区间为
（3）由题意可知，场力的势能表示为
则质点在场中的势能可表示为因为所以可得
根据牛顿第二定律，质点加速度的大小为运动时间
所以质点的运动周期
16．（1）1.95J；（2）2.05J；（3）
【详解】（1）设物块甲第一次沿管道到达点时的动能为，对物块甲，由动能定理有
由题知，物块甲、乙第1次碰撞后瞬时，物块甲动能变为0，物块乙的动能
代入数据可得
（2）由图2可知，甲、乙两物块与间的动摩擦因数
因此，甲、乙两物块与间的滑动摩擦力
可得图像，如图所示
由图像可知，物块每次从A点运动到点过程中，摩擦力对物块做功
因此，物块甲、乙第1次碰撞后，物块乙到达A点时的动能
物块乙到达点时的动能
（3）由可知，物块乙可以通过半圆形管道，与物块甲发生第2次碰撞物块甲、乙第2次碰撞后，物块甲到达点时的动能
以此类推……同理可知：物块甲、乙第次碰撞后，其中一物块到达点时的动能
当，即时，该物块将不能通过管道到达平面与另一物块发生碰撞因此，物块甲、乙发生碰撞的次数为5次，当时，即物块甲、乙发生第5次碰撞后，物块甲最终静止在Q点，物块乙向右运动到达点时的动能
由且可知，之后物块乙将先向右滑上管道（未到达点），又向左滑下管道，然后向左滑上管道（未到达点），再向右滑下管道，最终停在之间；物块乙最后一次向右经过A点时的动能
设最终物块乙到A点的距离为，结合图像，可得
联立解得
即物块乙最终静止在之间、距离A点的位置。
答案第1页，共2页

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