2023-2024学年山东省济宁市第一中学高一（下）月考物理试卷（6月）（含答案）

2023-2024学年山东省济宁市第一中学高一（下）月考物理试卷（6月）
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.如图，有一带电荷量为的点电荷与表面均匀带电圆形绝缘介质薄板相距为，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中点处的电场强度为零，则图中点处的电场强度大小是( )
A. B. C. D.
2.如图所示是羽毛球被击出后在空中飞行的频闪照片，、、三点分别是羽毛球在上升、到达最高点和下落阶段的位置。羽毛球在飞行过程中会受到重力、与运动方向相反的空气阻力的作用，则关于羽毛球在点所受合外力方向和速度方向的示意图，下列选项中正确的是( )
A. B. C. D.
3.静电喷涂技术在现代工业部件的制造中被广泛应用。如图是对某一工件的静电喷漆过程示意图，喷枪连接涂料管道与高压直流电源的负极连接，图中虚线表示电场线。下列说法正确的是( )
A. 涂料颗粒带正电
B. 工件附近的电场强度比喷枪嘴附近的电场强度大
C. 涂料颗粒被吸附的过程中，加速度保持不变
D. 涂料颗粒被吸附的过程中，电势能减小
4.地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的，它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的。已知木星的公转轨道半径约是地球公转轨道半径的倍，木星半径约为地球半径的倍，木星质量大于地球质量。某同学根据地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径与周期，作出如图所示图象已知万有引力常量为，地球的半径为。下列说法正确的是( )
A. 地球密度为 B. 木星密度为
C. 木星与地球的密度之比为 D. 木星与地球的密度之比为
5.在公路的拐弯处对汽车都有限速要求。某弯道处的设计限速是，汽车轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的倍。重力加速度取，若此处的路面是水平的，为保证汽车行驶安全，其弯道半径的最小值约为( )
A. B. C. D.
6.平行板电容器中存在如图所示的匀强电场，氕核和氘核从电容器左侧同一位置均以垂直于电场的方向进入极板，均能从极板右侧飞出。氕核入射的初速度为，沿电场方向的偏移距离为，氘核入射的初速度为，沿电场方向的偏移距离为，且，则二者进入电场时的初速度与之比为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，在匀强电场中，有边长为的正六边形，其六个顶点均位于同一个圆上，正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行，点为该正六边形的中心，、、三点电势分别为、、，下列说法正确的是( )
A. 将电子由点移到点，电子的电势能增加了
B. 电子在、两点电势能比较，在点电势能小于在点电势能
C. 匀强电场的电场强度大小为，方向由指向
D. 在正六边形外接圆的圆周上，电势最低点出现在点
8.某款电子秤的工作原理是靠改变内部电容器极板间距离来实现称重的，其原理图如图所示。其内部有平行板电容器，两极板之间用劲度系数为的绝缘轻弹簧相连，下极板固定在绝缘水平台面上，上极板接地，且可在竖直方向上移动并始终与下极板保持平行。已知上极板质量为，电容器充完电后与电源断开，极板间距为。不放重物时，两极板间电压为，轻轻放置重物并保持平衡时，电容器的电压为，不计极板间的相互作用力，重力加速度为，则所放重物的重力大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，长为的轻杆一端连着质量为的小球，另一端固定在水平转轴上，小球能在竖直面内做圆周运动，重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 小球通过最高点时，轻杆中弹力最小可以为零
B. 小球通过最高点时，轻杆中弹力最小不可以为零
C. 小球恰好通过最高点的情况下，轻杆在最低点对小球的弹力为
D. 小球恰好通过最高点的情况下，轻杆在最低点对小球的弹力为
10.年月日发生“木星冲日”现象，天文现象中的“木星冲日”是指木星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与木星之间，此时木星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和木星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，木星年绕太阳一周。则( )
A. 木星的运行速度比地球的运行速度小
B. 木星绕太阳的向心加速度比地球绕太阳的向心加速度大
C. 木星冲日现象时间间隔约为年
D. 下一次出现木星冲日现象是在年
11.在杭州亚运会蹦床比赛中，中国蹦床名将宋雪莹夺得女子个人冠军，实现奥运会、世锦赛、世界杯、亚运会“大满贯”。比赛中该运动员由最高点自由下落，从开始下落到最低点的过程中，位移时间图像如图所示，其中为运动员触网的时刻，为运动员运动到最低点的时刻。蹦床弹簧形变在弹性限度内，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 时间内运动员的动能一直在减小
B. 时间内运动员的机械能一直在减小
C. 时间内，运动员做加速度先减小后增大的减速运动
D. 图中段曲线为抛物线的一部分
12.如图所示，竖直平面内有一半径为的圆形光滑绝缘轨道，轨道的最高点为，最低点为，轨道所在空间存在匀强电场，电场强度大小为，电场强度的方向与水平面夹角为度，轨道内有一质量为、电荷量为的带正电小球，给小球一个沿轨道切线的初速度，使小球恰能沿轨道做完整的圆周运动，重力加速度为，忽略一切阻力，则小球在运动过程中
A. 在点的速率最小 B. 最大速率为
C. 对轨道的压力最大为 D. 电势能最小时，动能最大
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计。轮与轴之间的摩擦忽略不计。
实验时，该同学进行了如下操作：
用天平分别测出物块、的质量和的质量含遮光片；
将重物、用轻绳按图甲示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，之后释放重物使其由静止开始下落。已知遮光片的宽度，测得遮光片经过光电门的时间为，则重物速度的大小为_______，重物速度的大小为_______。
要验证系统重物、的机械能守恒，应满足的关系式为_______用质量、，重力加速度为，遮光片经过光电门的时间为，遮光片的宽度和距离表示。
14.某实验小组利用如图甲所示的电路来探究某电容器的充、放电规律。
开关接，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为( )
A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变
B.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到
C.迅速偏转到某一刻度后保持不变
D.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到
将开关接，电容器放电，在放电过程中电流大小为，电容器所带电荷量为，电容器两极板电势差为，电容器的电容为。下面关于、、、随时间的变化的图像，正确的是( )
A. ．
C. ．
图丙为电容器放电时的图像。已知电容器放电之前的电压为，图线与坐标轴围成的面积可以用所围小方格的总面积近似代替。数出小方格数为，据此则可求得电容器电荷量值为_______，该电容器的实测电容值为________。结果均保留位有效数字
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.如图所示，我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星，为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响，“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时，沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为的某块尘土无初速下落，经过时间落在地面上。已知引力常量为，火星可视为半径为、质量分布均匀的球体，忽略火星大气的影响。求：
火星的质量；
火星的第一宇宙速度。
16.图甲所示，一质量为的物块放在水平地面上，在外力的作用下从静止开始运动，地面对物块的摩擦力恒定，外力的功率与运动时间的关系图像如图乙所示。已知从时刻以后物块以恒定的速度做匀速运动，重力加速度取，求：
地面对物块的摩擦力大小；
到时间内物块的平均速度大小保留一位有效数字。
17.如图所示，在坐标平面的第一象限内分布着沿轴负向的匀强电场，轴上点的坐标为，轴上点的坐标为。质量为、电荷量为的带正电粒子以沿轴正向的速度从点射入电场，恰好能从点射出。求：
匀强电场的电场强度的大小；
粒子到达点时的速度；
若该粒子在轴上的不同位置，沿轴正向以不同大小的初速度射入电场，且均能从点射出，求满足条件的初速度的大小与入射位置的关系。
18.如图所示，在竖直面内，从距水平地面的高度处的点以水平速度未知抛出质量的小物块可视为质点，当物块运动至点时，恰好沿切线方向进入半径、圆心角的固定光滑圆弧轨道，轨道最低点与水平传送带最左端紧接，传送带右端与一平台紧接，圆弧轨道底端、传送带上表面及平台位于同一水平面，传送带长为，以的恒定速度沿顺时针匀速转动，物块与传送带间的动摩擦因数为。一轻弹簧放在平台上，弹簧右端固定在竖直墙上，弹簧处于原长，左端与平台上点对齐，长为，且物块与平台间的动摩擦因数为未知，平台点右侧光滑，重力加速度为。求：
水平速度的大小；
求小物块运动到圆弧轨道最底端时对轨道的压力大小；
若小物块第一次压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能是，求；
在第问的条件下，从小物块第一次向右滑上传送带到恰好第二次开始向右运动这一过程，小物块与传送带及平台间因摩擦而产生的热量是多少？
答案
1..
2..
3..
4..
5..
6..
7..
8..
9..
10..
11..
12..
13..

14..

15..尘土做自由落体运动有
在火星表面
联立解得 ；
在火星表面有 或
解得火星的第一宇宙速度大小 。
16..从 时刻以后物块做匀速运动
解得
到 时间内，设物块的位移为 ，由动能定理
解得
17..粒子在电场中做类平抛运动，则
解得
到达点的竖直速度
到达点的速度
水平方向
竖直方向
整理可得

18..设 点与 点的竖直高度差为 ，有
解得
点的竖直速度为 ，由
解得
物块经过 点时有
代入解得
物块运动到点时速度为
从点运动到圆弧轨道最底点的过程中，根据机械能守恒有
解得
在圆弧轨道最底端时
求得
根据牛顿第三定律可知，在圆弧轨道最底端时物块对轨道的压力大小为 。
设物块从 点离开圆弧在传送带上减速到共速 ，位移为 ，有
得到
故先减速到共速，再匀速到 点， 点的速度为
从 到弹性势能最大，由能量守恒定律得
解得
设小物块从 点向右运动到压缩弹簧最短再次回到 点速度为 ，由动能定理有
解得
此过程摩擦生热为
在传送带上由 到 过程中至共速 ，时间为 ，有
解得
皮带位移为
此过程摩擦生热为
返回到传送带上由 向 运动过程中速度减速到零时间为 ，有
小物块位移为 ，皮带位移为 ，有
所以小物块 与传送带及平台间因摩擦而产生的热量 为
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