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江苏省苏州市苏州工业园区星海实验高级中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试卷

一、单选题

1. 2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（静止卫星），该卫星（　　）

A. 入轨后可以位于北京正上方

B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度

C. 发射速度大于第二宇宙速度

D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．由于卫星为静止卫星，所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内，故A错误；

B．由于第一宇宙速度为卫星绕地球运行的最大速度，所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；

C．由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力最小发射速度，所以卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度，故C错误；

D．将卫星发射到越高的轨道克服引力所作的功越大，所以发射到近地圆轨道所需能量较小，故D正确．

故选D。

2. 如图所示，在一负电荷周围有一空间，假定空间中有一假想的球，球壳上有、两点，、为假想球中一条半径上的两个点，则（    ）

A. 、两点的电场强度相等 B. 、两点的电场强度相等

C. 、两点的电势不相等 D. 、两点的电势不相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．由点电荷周围的场强大小，可知、两点的电场强度大小不相等，故A错误；

B．、两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误；

C．、两点在同一等势面上，电势相等，故C错误；

D．、两点的电势不相等，F点的电势高于G点的电势，故D正确。

故选D。

3. 在干燥的冬天，人的身体常常会带有静电。当带负电的手靠近金属门一定距离时，下列图中正确描绘手和金属门之间的电场线分布的是（    ）

A. B. C. D.

【答案】A

【解析】

【详解】手带负电，则电场线方向从金属门指向手指，且金属门表面是等电势的，所以电场线应该垂直于金属门表面。
故选A。

4. 如图所示，一物体在恒力F作用下沿斜面向上加速运动，已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，重力加速度为g，在物体移动距离x的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 斜面对物体的摩擦力大小为

B. 斜面对物体作用力的大小为

C. 斜面对物体的摩擦力做功为

D. 物体动能增加了

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据题意，对物体受力分析，如图所示

垂直斜面方向，由平衡条件有

沿斜面方向，由牛顿第二定律有

则摩擦力

斜面对物体作用力的大小为

故AB错误；

C．由做功公式可得，斜面对物体的摩擦力做功为

故C错误；

D．由动能定理有

由牛顿第二定律有

又有

联立可得物体动能增加了

故D正确。

故选D。

5. 真空中，点电荷a、b分别位于x轴上的处的P点和处的Q点，它们之间连线上电场强度E随位置x变化的图像如图所示。一带正电的粒子由处的M点静止释放，能通过处的N点。粒子仅受电场力，O为坐标原点，以下判断正确的是（　　）

A. a、b均带正电

B. a电荷量小于b电荷量

C. x轴上从P至Q电势先降低再升高

D. M、O间的电势差大于O、N间的电势差

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图像可知，从P到Q电场强度方向不变，带正电的检验电荷从M点由静止释放后能通过N点，说明a带正电、b带负电，故A错误；

B．a带正电、b带负电，合场强最小时，a、b在该点产生的场强相等，设合场强最小时横坐标为x，则有

，

可知

故B错误；

C．从P到Q电场强度方向不变，从正电荷指向负电荷，沿着电场线的方向电势降低，可知x轴上从P至Q电势逐渐降低，故C错误；

D．M、O间的平均电场强度大于O、N间的平均电场强度，M、O间距离和O、N间距离相等，根据

可知M、O间的电势差大于O、N间的电势差，故D正确。

故选D。

6. 平行板电容器两极板水平放置，与电源、电阻及开关S组成如图所示的电路，闭合开关，待电容器充电结束后，将一带电油滴置于两板之间，油滴处于静止状态。接着进行三步操作：第一步，断开开关；第二步，将N板向上平移一小段距离；第三步，再闭合开关S。关于三步操作过程及操作后的现象，下列说法正确的是（　　）

A. 第二步操作后，板间电场强度减少

B. 第二步操作过程中，油滴的电势能不变

C. 第三步操作后，中有向左的电流

D. 第三步操作后，油滴会向下运动

【答案】C

【解析】

【详解】AB．第一步，断开开关，则电容器所带电荷量保持不变；第二步，将N板向上平移一小段距离，则板间距离减小，根据

可知板间的电场强度不变；则带电油滴处于静止状态，带电油滴所处位置与N板距离减小，根据可知，带电油滴所处位置与N板间的电势差减小，则带电油滴所处位置电势降低；根据受力平衡可知，带电油滴受到的电场力竖直向上，油滴带负电，所以油滴的电势能增大，故AB错误；

CD．根据，

第二步操作后，电容器电容增大，极板间电势差减小，则第三步，再闭合开关S后，电容器再次被充电，中有向左的电流；随着电容器所带电荷量的增加，板间场强增大，油滴受到的电场力增大，油滴会向上运动，故C正确，D错误。

故选C。

7. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g，则小球运动过程中绳子的最大拉力为（　　）

A. B. C. D.

【答案】D

【解析】

【详解】小球静止时细线与竖直方向成θ角，由平衡条件得电场力和重力的合力，即细线拉力

小球在速度最小的点由合力提供向心力，大小等于F。则

分析可知，在初位置拉力最大，设速度为，则

由速度最小的点到初位置，由动能定理得

联立解得

故选D。

8. 如图所示，半径为R的球体均匀分布着电荷量为Q的正电荷，球心位于xOy坐标系的O点。在处放置一正点电荷，处的电场强度恰好为零。当截去右半球后不影响球体内电荷的分布情况，处的电场强度大小为；已知静电力常量为k，则截去右半球后，处的电场强度大小为（　　）

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

【详解】设在处放置正点电荷的电荷量为q，球体可以等效为放置在球心处的点电荷Q，正点电荷q和带电球体Q在处的合场强恰好叠加为零，即根据库仑定律

可得

依题意结合挖补法，截去右半球后，处的电场强度大小为可知截去的右半球在处产生的电场强度大小等于根据对称性可知，余下的左半球在处的电场强度大小等于方向沿x轴负方向，而处的正点电荷q在处的电场强度大小为

方向沿x轴负方向，故处的电场强度大小为

故选C。

9. 如图，在直角坐标系中有四点，c点坐标为。现加上一方向平行于平面的匀强电场，三点电势分别为，将一电荷量为的点电荷从a点沿移动到d点，下列说法正确的是（　　）

A. 电场强度的大小为

B. 坐标原点O的电势为

C. 该点电荷在a点的电势能小于在b点的电势能

D. 该点电荷从a点移到d点过程中，电场力做的功为

【答案】A

【解析】

【详解】B．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，故

代入数据解得

故B错误；

A．将Oc连接，并通过b作Oc的垂线交于f，如图所示

根据几何关系可得

解得

根据几何关系可得

因

故沿cO每1cm电势降低5V，

根据几何关系可得

可得

根据

可得

所以为等势线，电场线方向沿方向，电场强度为

故A正确；

C．根据沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，则沿x轴方向分析，可知a点的电势为，故a点的电势小于b点的电势，根据负电荷在电势越小处，电势能越大，可知该点电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，故C错误；

D．该点电荷从a点移到d点的过程中，电场力做的功为

故D错误。

故选A。

10. 某汽车在一条平直的道路上等交通信号灯，司机看到红灯熄灭后立即以恒定的牵引力F启动汽车，时刻达到额定功率后保持功率不变继续行驶，在运动时间t内汽车牵引力做的功为W，其图像如图所示。已知汽车的质量为m，汽车在行驶过程中受到的阻力恒定，下列说法正确的是（　　）

A. 汽车的额定功率为P

B. 时间内，汽车的平均功率为

C. 汽车在行驶过程中受到的阻力为

D. 汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．汽车匀加速运动时

可得

由图像可知

可得

可得

选项A错误；

B．在时间内，汽车位移

牵引力做功

平均功率为

选项B错误；

C．根据

其中

解得

选项C错误；

D．当牵引力与阻力相等时加速度为零，此时速度最大，则汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为

选项D正确。

故选D。

二、实验题

11. 小新同学利用图甲装置验证机械能守恒定律。

（1）下列器材中，不必要的是________；

A. 电压适当的交流电源 B. 秒表 C. 刻度尺 D. 重锤线

（2）小新同学先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个清晰的计数点A、B、C，AB和BC之间还各有一个计时点。测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的频率为f。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量________，动能增加量________；

（3）通过比较发现在误差允许范围内与近似相等，但比略小些。小新做了如下误差分析，其中正确的是________；

A. 适当增加配重，可以消除空气阻力的影响

B. 用电火花计时器替换电磁打点计时器，可以减小阻力

C. 动能偏小的原因之一是未考虑纸带质量

D. 若测量过程中，交流电源频率略大于50Hz，则将使速度测量值偏小

（4）小新同学对实验做了深入研究，他通过纸带上的计时点找出重物下落的时间t，通过纸带计算出重物下落的加速度为当地重力加速度g的k倍，按纸带计算出下落t时的重物速度为v，不考虑阻力之外的其他误差，则下列关系正确的是________。

A. B.

C. D.

【答案】（1）B    （2）    ①.     ②.     （3）BD    （4）AD

【解析】

【小问1详解】

A．打点计时器的工作电源为交流电源，故A正确，与题意不符；

B．根据打点计时器打出的纸带可以求出重锤的运动时间，不需要秒表，故B错误，与题意相符；

C．处理实验数据时，需要刻度尺测量重锤下落的高度，故C正确，与题意不符；

D．实验过程中，重锤线用来调整打点计时器限位孔是否竖直，减小误差，故D正确，与题意不符。

本题选不必要，故选B。

【小问2详解】

[1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量

[2]依题意，纸带上打点间隔为

相邻计数点的时间间隔为

则纸带上打B点时，重锤的速度大小为

从打O点到打B点的过程中，动能增加量

联立，解得

【小问3详解】

A．配重无法产生大于g的加速度，不能消除阻力影响，故A错误；

B．选用电火花计时器可减小打点阻力，故B正确；

C．质量可约掉，本来就未考虑，故C错误；

D．若频率偏大，则周期偏小，仍按原周期计算，将使速度偏小，故D正确。

故选BD

【小问4详解】

A．由动能定理可得

故A正确；

B．动能增加量为

故B错误；

CD．重力势能减少量为

故C错误、D正确。

故选AD。

三、解答题

12. 平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图所示，两板间距离是5cm，两板间的电压是60V，则

（1）两板间的场强是多大？

（2）电场中有P₁和P₂两点，P₁点离A板0.5cm，P₂点离B板也是0.5cm，P₁和P₂两点间的电势差多大？

（3）若B板接地，P₁和P₂两点的电势各是多少？

【答案】(1)1200V/m；(2)48V；(3)54V，6V

【解析】

【分析】

【详解】(1)两板间是匀强电场，由

求解两板间的场强

(2)P₁、P₂两点沿场强方向的距离

则

(3)B板接地，即B板电势为零，则

电场中某点的电势就等于这点与B板的电势差。所以

则P₁和P₂两点的电势分别为54V、6V。

13. 在天文观测中，观测到质量相等的三颗星始终位于边长为L的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动，如图所示。已知引力常量为G，不计其他星球对它们的影响。

（1）求每颗星的质量m；

（2）若三颗星两两之间的距离均增大为原来的2倍，求三颗星稳定运动时的线速度大小v。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由受力分析可知，三颗星要稳定的运动，每颗星受到的合力一定指向圆心，由几何关系可知，轨道半径

它们两两之间的万有引力大小

每颗星的向心力由另两颗星对它的万有引力的合力提供，则

解得

（2）由万有引力提供向心力可知

可知

又

，

解得

14. 如图所示，小车右端有一半圆形光滑轨道BC相切车表面于B点，一个质量为m=1.0kg可以视为质点的物块放置在A点，随小车一起以速度=5.0m/s沿光滑水平面上向右匀速运动.劲度系数较大的轻质弹簧固定在右侧竖直挡板上.当小车压缩弹簧到最短时，弹簧自锁(即不再压缩也不恢复形变)，此时，物块恰好在小车的B处，此后物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C.已知小车的质量为M=1.0kg，小车的长度为=0.25m，半圆形轨道半径为R=0.4m，物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g取10m/s².求:

(1)物块在小车上滑行时的加速度a；

(2)物块运到B点时的速度；

(3)弹簧在压缩到最短时具有的弹性势能以及弹簧被压缩的距离.

【答案】(1)2m/s²；(2) ；(3)14.5J ； 1m

【解析】

【详解】(1)物块在小车上滑行时，由牛顿第二定律

解得

a=2m/s²；

(2)据题，物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C，由重力提供向心力，则有

物块从B运动到C的过程，由机械能守恒定律得

联立解得 

(3)根据能量守恒定律得：

解得

 E_p=14.5J

从开始接触弹簧到弹簧压缩到最短时，滑块A相对地面的位移

则小车的位移

即弹簧被压缩的距离为1m

15. 中科院高能物理研究所利用电场约束带电粒子的运动，其简化模型如图1所示，一粒子发射源固定在坐标原点O，该装置可以沿x轴正方向连续发射质量为m、电荷量为的粒子P，粒子的初速度均为。在平面内的第一象限和第四象限加一沿y轴正方向的匀强电场，（未知），粒子刚好能过第一象限内的M点，已知M点坐标为，不计重力及粒子间的相互作用。

（1）求匀强电场的场强大小；

（2）若将原来的匀强电场替换为另一交变电场，如图 2 所示，场强为正值时表示电场方向沿y轴正方向，题干中其他条件均不变，时刻从坐标原点射出的粒子P仍能过M点，求图2中与的比值；

（3）在（2）问的条件下, 在处放置一垂直于x轴、可吸收带电粒子的挡板，挡板长度为，挡板中心在x轴上。求在至时间内发射的粒子，哪个时间范围内发射能打到挡板上。

【答案】（1）    

（2）4    （3）

【解析】

【小问1详解】

粒子在电场中做类平抛运动，有

根据牛顿第二定律有

联立可得

【小问2详解】

换成交变电场后，粒子P运动至M点的运动时间仍为

结合题图2可知，交变电场在此期间经历了两个周期，粒子P沿y轴的分速度随时间变化的图像如图所示

所以整个运动过程其在y轴方向运动的距离为

可解得

故

【小问3详解】

粒子P运动至M点的运动时间仍为

设时刻发射出的粒子，在时间内，沿y轴正方向做初速度为0的匀加速，沿y轴方向的位移大小

根据对称性可知，粒子在时间内，沿y轴正方向减速为0。

时间内，粒子沿y轴负方向做初速度为0的匀加速，沿y轴方向的位移大小

由对称性可知，粒子时间内，沿y轴负方向匀减速至0，因此=T时间内，粒子沿y轴正方向的运动距离

若粒子恰好打在挡板上沿，则

解得

若粒子恰好打在挡板下沿，则

解得

可知在时间范围内射出的粒子能打到挡板上。