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天津市第五十五中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题
一、单选题
1．真空中有两个可看成点电荷的带电小球A、B，两小球除带电不同外其余均相同，A球带电量为，B球带电量为，两者相距为r，两球间的库仑力大小为F，现将两小球接触后再放回原位置，则两小球间的库仑力大小是（　　）
A． B． C． D．
2．物理学中，“质点”、“点电荷”这两个概念的建立所体现的共同的思想方法是（　　）
A．理想化模型法 B．比值法 C．等效替代法 D．控制变量法
3．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图虚线所示，由M点运动到N点，以下说法正确的是（　　）
A．粒子带负电
B．粒子在M点的场强大于它在N点的场强
C．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能
4．卡文迪许利用扭秤实验成功测出了万有引力常量 G，被人们称为第一个可以“称量”地球质量的人，那么利用引力常量 G 和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是( )
A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)
B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离
D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
5．地球静止卫星是在赤道上空相对地面静止的一种卫星，其公转周期与地球的自转周期相同。设地球静止卫星的轨道半径为r，运行速率为，向心加速度为；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为；地球的第一宇宙速度为，地球的半径为R，地球可视为质量均匀分布的规则球体。则下列表达式中正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
6．如图所示，A、B两点分别固定等量正点电荷，O为连线的中点，P点为AB中垂线CD上的一点。下列说法正确的是（　　）
A．O点的电场强度为零
B．O点的电势比P点的电势低
C．将一负试探电荷从O点沿直线移至P点的过程中，电场力做负功
D．将一负试探电荷从O点沿直线移至P点的过程中，试探电荷的电势能逐渐减小
7．把火星和地球都视为质量均匀分布的球体，已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍。由这些数据可推算出（　　）
A．地球表面和火星表面的重力加速度之比为5：2
B．地球表面和火星表面的重力加速度之比为10：1
C．地球和火星的第一宇宙速度之比为
D．地球和火星的第一宇宙速度之比为
8．航天技术中所说的“墓地轨道”是用于放置失效卫星的轨道，其高度为地球同步轨道上方300千米处的空间。如图所示，2022年1月26日，中国实践21号卫星利用捕获网成功将失效的北斗2号G2静止卫星拖到“墓地轨道”后，实践21号卫星又回到了地球同步轨道。若卫星在两个轨道上的运动均视为匀速圆周运动，则（ ）

A．G2卫星在地球同步轨道运行时，与地球赤道上物体的速度大小相同
B．实践21号卫星从“墓地轨道”返回到同步轨道，需要减速
C．G2卫星在“墓地轨道”运行的机械能大于同步轨道运行的机械能
D．G2卫星在“墓地轨道”的运行速度在至之间
9．竖直面内，一带电小球以一定的速度进入匀强电场中，如图所示，虚线为匀强电场的等差等势面，实线为带电小球的运动轨迹。下列说法正确的是（　　）
A．匀强电场的方向竖直向上
B．小球从到，电场力对其做负功，小球的电势能增加
C．小球从到与从到，其动能的变化量相同
D．小球从到，其重力势能减少，动能增加，机械能守恒
10．一个带电小球在空中从点运动到点的过程中，重力做功5 J，电场力做功2J，克服阻力做功1J。由此可判断下列有关能量变化的说法中正确的是（　　）
A．重力势能减少5 J B．电势能增大2 J
C．动能增大6 J D．机械能减少3 J
三、实验题
11．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
（1）用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为 cm。
（2）某次实验测得倾角，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为 ，系统的重力势能减少量可表示为 。（用题中字母M、m、b、t、g、d表示）
（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图像如图3所示，并测得，则重力加速度 。
12．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的 而增大，随其所带电荷量的 而增大．此同学在探究中应用的科学方法是 （选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。
四、解答题
13．如图，水平地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m的带电小球（大小可忽略）用轻质绝缘细线悬挂于O点，小球带电荷量为q，静止时细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为。（，）
（1）判断小球所带电性；
（2）求匀强电场的场强大小E；
（3）现将细线剪断，求小球落地前的加速度大小a。
14．如图所示，质量为0.2kg的物体带电量为+4×10-4C，从半径为0.3m的光滑的1/4圆弧的绝缘滑轨上端静止下滑到底端，然后继续沿水平面滑动．物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.4，整个装置处于E=103N/C的匀强电场中，求下列两种情况下物体在水平面上滑行的最大距离：
(1)E水平向左；
(2)E竖直向下．
15．如图所示为一弹射游戏装置，长度L=1m的水平轨道AB的右端固定弹射器，其左端B点与半径为r=0.2m的半圆形光滑竖直轨道平滑连接。已知滑块质量m=0.5kg，可视为质点。滑块与弹簧未拴接，压缩弹簧后，弹射器静止释放滑块且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块在A点弹出。滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.5，忽略空气阻力，每次游戏都要求滑块能安全通过半圆形轨道最高点C，g=10m/s2，求：
（1）滑块恰好能通过圆形轨道晸高点C时的速度大小vc；
（2）在O点右侧有一个小盒子，盒子上开有小孔，孔口D点与圆轨道的圆心O等高，并与O点的水平距离为0.4m，要想让滑块能从D点掉入盒子中，求滑块在C点对轨道的压力大小FN及对应所需弹簧的弹性势能Ep？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D【详解】由题意，根据库仑定律有
两小球接触后电量先中和后平分，两球带电量同为，故重新放回原处后库仑力为
故选D。
2．A【详解】“质点”、“点电荷”都应用了理想化模型的研究方法。故选A。
3．D【详解】A．由粒子的运动轨迹可知，粒子的受力沿着电场线的方向，所以粒子带正电，A错误；
BC．电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，由图可知，N点的场强大于M点的场强的大小，粒子在N点的受力大于在M点的受力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，BC错误；
D．带正电的粒子沿着电场的方向运动，所以电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增加，所以粒子在M点的动能小于它在N点的动能，D正确。故选D。
4．D【详解】A：已知地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)，据，可求得地球质量．故A项能算出地球质量．
B：已知人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期，据和，可求得地球质量．故B项能算出地球质量．
C：已知月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离，据，可求得地球质量．故C项能算出地球质量．
D：已知地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离，据，可求得太阳质量．故D项能算出太阳质量，算不出地球质量．综上，不能计算出地球质量的是D项．
5．A【详解】AB．静止卫星的角速度和地球自转的角速度相等，物体的角速度也等于地球自转的角速度，所以地球静止卫星与物体的角速度相等，根据解得故A正确，B错误；
CD．对于卫星，根据万有引力等于向心力，得则得卫星的线速度
则故CD错误。故选A。
6．AC【详解】A．由等量同种电荷的电场线分布特点可知，O点的电场强度为零，故A正确；
BCD．将负试探电荷从O点沿直线移至P点的过程中，试探电荷受到的库仑力的合力一直沿CO方向，与位移方向相反，电场力做负功，故O点的电势比P点的电势高，试探电荷的电势能逐渐增大，故C正确，B错误，D错误。
故选AC。
7．AC【详解】AB．据万有引力等于重力，有得
由题意，地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍，则地球表面和火星表面的重力加速度之比为，故A正确，B错误；
CD．根据万有引力等于向心力，有得
则得地球和火星的第一宇宙速度之比为，故C正确，D错误。故选AC。
8．BC【详解】A．G2卫星在地球同步轨道运行时，与地球赤道上物体的角速度相同，由于圆周运动半径不同，由可知，速度大小不相同，故A错误；
B．实践21号卫星从“墓地轨道”返回到同步轨道，由高轨到低轨需要减速做向心运动，故B正确；
C．G2卫星从同步轨道到“墓地轨道”，需要经历两次加速过程，外力对G2卫星做正功，则可得G2卫星在“墓地轨道”运行的机械能大于同步轨道运行的机械能，故C正确；
D．卫星环绕地球做匀速圆周运动最大线速度不超过第一宇宙速度，即不超过，故D错误。
故选BC。
9．BC【详解】A．由题意可知，带电小球所受电场力指向轨迹凹侧，即受到竖直向上的电场力，但由于带电小球的电性未知，则匀强电场的方向未知，故A错误；
B．小球从到的过程中，电场力做负功，电势能增大，故B正确；
C．小球从到与从到，根据
可得电场力做的负功相同，又因为匀强电场的等差等势面是等间距的，可知重力做的正功相同，根据动能定理可知其动能的变化量相同，故C正确；
D．电场力与重力的合力竖直向上，因此小球从到，重力做正功，重力势能减少；合力做负功，动能减少；除重力以外的力为电场力且做负功，小球的机械能减少，故D错误。故选BC。
10．AC【详解】A．重力做功等于重力势能的减小量，重力做功5J，故重力势能减小5J，故A正确；
B．电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功2J，故电势能减小2J，故B错误；
C．合力做功等于动能的增加量，合力做功等于各个分力做的功，总功为
故动能增大6J，故C正确；
D．除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，除重力外，电场力做功2J，与克服空气阻力做功l J，故机械能增加1J，故D错误；故选AC。
11． 0.50 9.6
【详解】（1）[1]刻度尺的最小刻度为1mm，则宽度b的读数为0.50cm。
（2）[2][3]由于光电门的宽度b很小，故用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，则滑块通过光电门B速度为
滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为
系统的重力势能减少量可表示为
比较和，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。
（3）[4]根据系统机械能守恒有若M=m，则
作出图象，则图线的斜率则得
12． 减小 增大 控制变量法
【详解】[1]设悬线与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件可得
当距离减小时，θ增大，可以判断库仑力F增大，故随距离减小，库仑力增大；
[2]保持距离不变，q增大时，θ增大，根据上式可以判断库仑力F增大，故q增大，库仑力增大；
[3]在判断中先令一个量不变，判断令两个量之间的关系，这种方法是控制变量法。
13．（1）负电；（2）；（3）
【详解】（1）小球受到的电场力方向与电场强度方向相反，则小球带负电。
（2）根据受力平衡解得
（3）细绳剪断后，小球做匀加速直线运动，所受合力与静止时细绳拉力等大反向。所以
又根据牛顿第二定律解得
14．(1)0.4m（2）0.75m
【详解】当E水平向左时，物体在水平面滑动时要克服电场力和摩擦力做功，设物体在水平面上滑行的最大距离为x，由动能定理得到代入数据得
（2）当E竖直向下时，物体在水平面滑动时要克服摩擦力做功，设物体在水平面上滑行的最大距离为，由动能定理得到代入数据得
15．（1）；（2），
【详解】（1）根据解得
（2）根据平抛运动 ；解得则解得
根据牛顿第三定律
滑块从A运动到C过程，列动能定理根据题意解得
答案第1页，共2页

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