2024学年第二学期高一年级5月四校联考
物理学科 试题卷
考生须知：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号(填涂)；
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
选择题部分
一、选择题Ⅰ (本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1.下列说法正确的是（ ）
A.运载“嫦娥五号”探月卫星的火箭发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
B.航天员在“天和核心舱”里可以用弹簧测力计测物体重力
C.某带电粒子带电量可能等于
D.合力对物体不做功，则物体机械能守恒
2.如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为 mg、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”(月球表面重力加速度为地球表面的 )的感觉，若将人视为质点，工作人员和球心的连线与竖直方向的夹角为30°，则此时工作人员（ ）
A.受到的重力大小为 mg
B.受到的合力大小为 mg
C.对球面的作用力大小为mg
D.对球面的压力大小为
3.在一次科学晚会上，某教师表演了一个“魔术”。在一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片，把它们分别跟静电起电机的两极相连，如图甲。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。图乙为塑料瓶内俯视图。起电机摇动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.起电机使金属片和锯条带电的原理是感应起电
B.瓶内形成的电场为匀强电场
C.与锯条附近相比，金属片附近的气体分子更容易被电离
D.若锯条接电源负极，金属片接正极，粉尘会被吸附到金属片上
高一物理试题卷 第1页 共7页
4.2024年4月26日，神舟十八号载人飞船与中国天宫空间站天和核心舱对接形成组合体，可近似认为天宫空间站在距离地面的高度约为400km的圆轨道上做匀速圆周运动。神舟十八号飞船3名航天员在轨驻留192天，期间进行了2次出舱活动，出舱活动期间，航天员相对天宫空间站处于静止状态。11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十八号飞船飞行任务取得圆满成功。已知地球半径为6400km，不考虑地球自转，地球表面的重力加速度约为9.8m/s ，则下列说法正确的是（ ）
A.出舱活动期间，航天员受到的合外力为0
B.空间站运行速度大小为8.0km/s
C.空间站运行的向心加速度大小约为8.7m/s
D.空间站的线速度小于位于地球表面赤道上物体的线速度
5.如图甲所示，O、M、N为一条电场线上的三个点，已知OM =MN。一正电荷从O点由静止释放，仅在电场力作用下沿直线经M点向N点运动，该电荷运动过程中动能E 随移动距离x的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是
A.该电场可能是匀强电场
B. M点的电势高于N点电势
C.该电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
D.在OM段与在MN段电场力对该电荷做的功相等
6.图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则（ ）
A.极板间电势差减小
B.电容器的电容增大
C.极板间电场强度增大
D.电容器储存能量增大
7.如图为竖直面内一半径为R的固定半圆轨道，AC为直径，B为轨道的最低点。一质量为m的小物块从A 点沿轨道无初速度滑下，经过 B 点时的速度大小为 ，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则小物块（ ）
A.运动到B 点时加速度指向圆心
B.从A 点到 B 点的过程中机械能守恒
C.经过B 点时处于失重状态
D.经过B 点时对轨道的压力大小为2mg
8.如图所示，带箭头的线为电场线，与之垂直的线是一组等差等势线，相邻等势线间的电势差为20V，电子以60eV 的初动能从B 点开始运动，若规定A 点所在的等势线的电势为0，电子运动过程能经过C点，下列说法正确的是（ ）
A.电子一定能经过A 点所在等势线
B.电子运动到 C 点时的动能为40eV
C.电子在A点的加速度小于 B 点的加速度
D.电子从B 点运动到 C点电场力做功20eV
高一物理试题卷 第2页 共7页
9.一种新车从研发到正式上路，要经过各种各样的测试，其中一种是在专用道上进行起步过程测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程速度随时间变化规律图像，如图所示，其中除5~55s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，5s后发动机的输出功率保持不变。该车总质量为 所受到的阻力恒为2.0×10 N，则下列说法正确的是（ ）
A.该车的最大速度为50m/s
B.该车起步过程的加速度一直改变
C.该车的额定功率为
D.前55s内通过的位移大小为2200m
10.如图所示，在原点O和x轴负半轴上坐标为-x 处分别固定两点电荷Q 、Q (两点电荷的电荷量和电性均未知)。一带负电的试探电荷从坐标为x 处以一定的初速度沿x轴正方向运动，其电势能的变化情况已在图中绘出，图线与x轴交点的横坐标为x ，图线最高点对应的横坐标为x ，不计试探电荷受到的重力，则下列判断正确的是（ ）
A.点电荷Q 的电量可能大于 Q
B.-x 左侧的电场强度沿x轴负方向
C.试探电荷在x ~x 之间受到的静电力沿x轴负方向
D.试探电荷在x>x 区间运动时，机械能随位置坐标的变化率先减小后增大
二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分)
11.如图甲，一轻质弹簧的一端拴在倾角θ=30°的固定光滑斜面的底端。两相同物块P、Q紧靠但不粘连，一起置于斜面并压缩弹簧，整个系统处于静止状态，此时弹簧的长度L=6cm。现对物块P施加一沿斜面向上的力 F，使物块P沿斜面向上做加速度大小为2m/s 的匀加速直线运动，力F随位移x的变化规律如图乙所示,g 取 10m/s 。则
A.物块P的质量为2kg
B.物块 P的质量为1kg
C.弹簧劲度系数为20N/m
D. 弹簧原长为16cm
12.“风洞实验”常用于研究飞行器的空气动力学特性，在某风洞中，将一小球从M点竖直向上抛出，小球在大小恒定的水平风力作用下，运动轨迹如图所示。其中M、N两点在同一水平线上，O点为轨迹的最高点，小球经过 M点时的动能为9J，经过O点时的动能为4J。下列说法正确的是
A.小球所受的重力和风力大小之比为3：2
B.上升和下降过程，小球的机械能变化量之比为2：3
C.从M点运动到O点的过程，小球的动能一直减小
D.小球经过N点时的动能为25J
13.如图所示，氘( )、氚()的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，下列说法正确的是
A.两种原子核在偏转电场中的位移偏转量之比为3：2
B.两种原子核打在屏上的动能为1：1
C.经过加速电场的过程中，电场力对氘 ( )、氚()做功之比为3:2
D.两种原子核从开始加速到打在屏上所花的时间之比为
高一物理试题卷 第3页 共7页
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题，共58分)
14. 实验题 (I、II、III三题共14分)
14-I(4分)某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮转动，槽内的钢球就做圆周运动。横臂的挡板对钢球(铝球)的压力提供向心力，钢球(铝球)对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格数之比显示出两个钢球所受向心力的比值。左右两侧塔轮半径自上而下的半径之比分别为1：1、2：1、3：1，钢球的质量是铝球的2倍。
(1)在探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系主要用到了
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.演绎法
(2)如1图所示，两个相同的钢球分别置于左右两边的短槽内，则要探究的是
A.向心力与角速度的关系
B.向心力与质量的关系
C.向心力与半径的关系
(3)通过探究得出向心力F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系后，如图2所示情景，皮带套在两侧塔轮自上而下的第2层，钢球置于长槽、铝球置于短槽，加速转动手柄过程，观察到左、右标尺上红白相间的等分格数之比为
14-II(4分)(1)甲同学用如图3所示实验装置验证机械能守恒定律，天平称量得到重锤质量m=0.3kg，当地重力加速度 ，打点计时器工作频率为50Hz，正确操作后得到如图4所示纸带。取打点计时器在纸带上打第1个点时重锤所在的位置为零势能面，则打“4”号点时重锤的重力势能为 __J，打“3”号点时重物的速度大小 m/s(均保留2位有效数字)
(2)乙同学进行实验后，通过对纸带数据的测量、计算，发现从打“0”号到打“n”号点过程，重锤重力势能减少量△Ep，总是小于“n”号点动能E ，则原因可能是 (多选)
A. 阻力(空气阻力及纸带与限位孔阻力)太大
高一物理试题卷 第4页 共7页
14-Ⅲ(6分)探究电容器充、放电过程，设计了图5所示的实验电路。器材如下：电容器C，直流电源E(输出电压6V)，电阻R阻值未知， 为电流传感器， 为电压传感器，单刀双掷开关S，导线若干。
如图5所示，电容器原来不带电，单刀双掷开关接1 瞬间，传感器记录电流值为 则电阻
R=_______Ω;
(2)在图5所示电路中，从电容器开始放电到放电结束(极板电量为0)的过程，下列说法正确的是 ____ (多选)
A.极板电势差 始终小于0
B.极板电势差 Uab随时间均匀减小
C.电路中电流方向为逆时针
D.电容器储存的电场能转化为电路中的其他能量
(3)电容器原来不带电，充电过程I-t曲线如图6所示，根据图象求出该电容器的电容 (保留2位有效数字)
15.(9分)我国无人机目前应用广泛。春播时节，携带农药的无人机可在田间执行喷洒药剂的任务。一总质量为m=25kg的无人机悬停在农田上空，某时刻起，竖直向下做匀加速运动，4s后速度达到10m/s, 接着匀速运动3.4s, 再以 的加速度做匀减速直线运动，最终悬停在农田上方3m处，然后水平飞行喷洒药剂。若无人机下降过程中受到的空气阻力恒为自身重力的 取 求：
(1)无人机初始位置离农田的高度；
(2)无人机匀加速运动时竖直升力的大小；
(3)无人机下降的全过程中升力的平均功率(结果保留一位小数)。
高一物理试题卷 第5页 共7页
16.(10分)如图为神舟十五号的发射与交会对接过程示意图，图中Ⅰ为近地圆轨道，其轨道半径可认为等于地球半径R，Ⅱ为椭圆变轨轨道，Ⅲ为天和核心舱所在轨道，其轨道半径为nR，P、Q分别为轨道Ⅱ与I、Ⅲ轨道的交会点。已知神舟十五号的质量为m，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。神舟十五号距地心为r时，其引力势能表达式为 (式中M(未知)为地球质量，G为引力常量)。求：
(1) 地球质量M;
(2)神舟十五号在轨道Ⅱ运动时的周期；
(3)要使神舟十五号从轨道Ⅰ迁移到轨道Ⅲ，所要提供的最小能量。
17.(12分)如图所示，是处于竖直平面内某探究装置的示意图，它由水平弹射装置Q、圆心角为α= 的光滑圆弧轨道AB、水平轨道BC、水平传送带MN、光滑水平轨道DE和倾角为 的光滑且足够长的斜面EF组成。弹射装置Q距离水平轨道BCDE的高度 B点位于圆弧轨道圆心O点的正下方，BC、 MN、DE位于同一水平面上，各处光滑连接。已知可视为质点的滑块质量 圆弧轨道AB的半径 ，轨道BC长度 传送带MN长度 滑块与轨道BC间的动摩擦因数为 与传带MN间的动摩擦因数为 其它摩擦和阻力均不计， 滑块在弹射装置作用下以某一速度离开平台 P做平抛运动，恰好可以沿切线方向进入圆弧轨道AB，传送带以一定的速度 逆时针转动，取 求：
(1)水平弹射装置对滑块做的功；
(2)滑块第一次运动到B 处时，对圆弧轨道的压力；
(3)滑块最终静止在轨道BC时的位置距B的距离x与传送带速度ν的关系。
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18.(13分)如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v 进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集率η。当( 时η为81%(即离下板0.81d 范围内的尘埃能够被收集)。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。
(1)求收集率为100%时，两板间距的最大值为
(2)求收集率η与两板间距d的函数关系；
(3)若单位体积内的尘埃数为n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量 与两板间距d的函数关系，并定性绘出图线(标出关键参数)。2024学年第二学期高一年级5月四校联考物理答案
一、选择题部分(1-10题每题3分，11-13题每题4分，漏选得2分，错选0分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 A C D C B D D B C C AD AD BD
二、非选择题部分
14-I、(1)C (1分) (2) A (1分) (3)1:1 (2分)
Ⅱ、(1)0.54J (1分) 1.67m/s(1分) (2)BC (2分)
Ⅲ、(1)400 (2分) (2) CD (2分) (3) - 4.7 × 10- 3 (2分)
(9分)(1)无人机向下做匀加速运动高度为h ，则 , v=10m/s, t =4s (1分)
匀速下降的高度 ，其中
向下做匀减速运动下降的高度为h ，则 其中 (1分)
高度 其中 解得H=67m (1分)
(2)无人机匀加速下降过程，有 (1分)
设无人机做匀加速运动时竖直升力大小为F，
牛顿第二定律得mg-F-f=ma 其中f=0.2mg (1分)
解得F=137.5N (1分)
(3)对无人机下降全过程由动能定理有W+ fh-mgh=0 (1分)
匀减速下降时间 ，又
下降全过程升力的平均功率为 (1分)
解得 (1分)
16.(10分)(1)地球表面物体重力等于万有引力： (1分)
所以 (1分)
(2)神舟十五号在Ⅰ轨道上有 (1分)
(1分)
根据开普勒第三定律有 (1分)
轨道2的周期 (1分)
(3)在Ⅰ轨道上有 (1分)
在Ⅲ轨道上有 (1分)
神舟十五号从Ⅰ迁移到轨道Ⅲ过程中，飞船增加的机械能即神舟十五号所要提供的最小能量为
(2分)
17.(12分)(1)滑块运动到A 点平抛运动，竖直方向 解得t=0.6s
A点竖直分速度为 (1分)
在A点 解得 (1分)
根据动能定理水平弹射装置对滑块做的功为 (1分)
(2) A点速为
A 点到B点，动能定理 (1分)
设滑块支持力为N，则根据牛顿第二定律 (1分)
根据牛顿第三定律， (少牛顿第三定律扣1分) (1分)
(3)滑块第一次运动到D点时，动能定理 (1分)
得 根据运动的对称性，第二次运动到D点时的速度仍为
在传送带上的加速度为
①假设滑块在传送带上一直加速，则
解得 所以假设不成立。
②假设滑块在传送带上一直减速，则 解得
若传送带速度0设距B的距离为x，动能定理 解得x=2m - (1分)
若传送带速度6m/s≥v>2m/s，则滑块出传送带时速度等于传送带速度v。
若滑块恰好停在B点，则 解得 (1分)
若传送带的速度 则 解得 (1分)
若传送带的速度 则滑块第三次经过B点后
解得 (1分)
综上，若传送带的速度0若传送带的速度
18. (13分)
(1)收集效率η为81%，即离下板0.81d 的尘埃恰好到达下板的右端边缘，
水平方向 - (1分)
竖直方向 - (1分)
收集效率恰好为100%时，设两板间距为 dm，正好最上方的尘埃达到极板。
竖直方向有 - (1分)
联立得 (1分)
(2) 当d≤0.9d 时, 收集效率η为100% ; --- (1分)
当d>0.9d 时，设离下板x处的尘埃恰好到达下板的右端边缘，有 - (1分)
根据题意，收集效率为 ---- (1分)
联立得 ---- (1分)
稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量
(1分)
当d≤0.9d 时, η=1, 因此
当 时， 因此
(2分)
