精品解析：山东省淄博市第十一中学2024-2025学年高一下学期6月月考物理试题

山东省淄博市第十一中学2024-2025学年高一下学期6月月考物理试题 一、单选题 1. 某同学发现万有引力和库仑力的表达形式高度相似，于是他做了以下思考，其中正确的是（　　） A. 这两种力都是吸引力 B. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许精确地测出了引力常量 C. 库仑发现了库仑定律，并精确地测出了元电荷的数值 D. 根据公式和可知，当两带电物体的距离趋近于零时，库仑力和万有引力都将趋向无穷大 2. 如图所示，小球甲在真空中做自由落体运动，另一同样的小球乙在黏性较大的油液中由静止开始下落，它们都由高度为的位置下落到高度为的位置。在这两种情况下，下列说法正确的是（　　） A. 甲球的重力势能变化大 B. 甲球的末动能大 C. 乙球的机械能守恒 D. 乙球重力的平均功率大 3. 如图所示，平行板A和B之间相距10cm，其间匀强电场的场强，方向由A指向B。已知距离B板2cm的P点电势为4V，则距离A板3cm的Q点电势为（　　） A. 16V B. 14V C. 10V D. 6V 4. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊等装置构成，如图1所示．工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷。我们可以用图2模拟带电的感光鼓：电荷量均为的点电荷，均匀对称地分布在半径为的圆周上．若某时刻圆周上点的一个点电荷的电量突变成 ，则圆心点处的电场强度为（　　） A. ，方向沿半径背离点 B. ，方向沿半径指向点 C. ，方向沿半径背离点 D. ，方向沿半径指向点 5. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度从管口射入，则小球（　　） A. 速度先增大后减小再增大 B. 受到的库仑力先做负功后做正功 C. 受到的库仑力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为 6. 某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图甲所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、电流表等构成如图乙所示的电路，闭合开关S，电路稳定后，若增大溶液浓度，则（ ） A. 溶液的相对介电常数增大 B. 电容器的电容增大 C. 电容器所带的电荷量减小 D. 溶液浓度增大过程中电流方向为N→M 7. 如图所示，置于竖直面内的光滑矩形框ABCD，一个带孔的小球穿在竖直边BC上，并与一根细绳相连，细绳另一端固定于上边AB的中点O。矩形框绕竖直对称轴匀速转动，则（　　） A. 细绳的拉力可能为零 B. 竖直边BC对小球的弹力可能为零 C. 转速越大，细绳的拉力越大 D. 转速越大，竖直边BC对小球的弹力越大 8. 在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h，与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变，水泵输出能量的倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为 ，水管内径的横截面积为S，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则水泵的输出功率约为（ ） A. B. C. D. 二、多选题 9. 2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道3上运行的速度大于第一宇宙速度 B. 飞船从②轨道到变轨到③轨道需要在Q点点火加速 C. 飞船在①轨道的动能一定大于天和核心舱在③轨道的动能 D. 若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的时间为 10. 如图所示为一电场等势面的分布情况。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B为轨迹上的两点，则（　　） A. 带电粒子带正电 B. 带电粒子在A点的加速度小于B点的加速度 C. 带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能 D. 若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿等势面d运动 11. 电动汽车以其环保节能、加速快等优点越来越受到消费者的欢迎，为使汽车既有良好的加速性能，又能控制汽车的最大速度，电动汽车的车载智能系统介入汽车行驶过程。如图所示为某品牌汽车在一次起步时汽车牵引力与速度的关系，汽车的速度达到时电动机功率达到最大值。此后车载智能系统逐渐降低电动机功率，当电动机功率降至最大功率的50%时，汽车达到最大速度。已知汽车及乘员的总质量为，汽车行驶过程中受到的阻力与速度的关系为（），则汽车在起步直至达到最大速度的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 汽车的加速度始终在减小 B. 汽车的加速度先不变后减小 C. 该汽车能达到的最大速度是 D. 汽车速度为时的加速度为 12. 如图甲所示，倾角θ=37o的光滑固定斜杆底端固定一电荷量为Q=×10-4C的正点电荷A，将一带正电的绝缘小球B（可视为点电荷）从斜杆的底端（与A未接触）由静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图像如图乙所示，其中图线a为重力势能随位移变化的图像，图线b为动能随位移变化的图像，取杆上离底端3m处为电势零点，重力加速度g=10m/s2，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，则（　　） A. 小球B的质量为2kg B. 小球B的电荷量为2×10-4C C. 当小球B运动到s=1m处时具有的电势能为13J D. 斜杆底端至小球B速度最大处由电荷A形成的电场的电势差为2.35×105V 三、实验题 13. 工业生产中经常会用到需要避光储存的绝缘液体原料，为了方便测量其深度，某同学设计了如下装置。在储存液体原料的桶的外侧底部，放置一个与桶底形状相同、面积为S的金属板，桶内有一面积为S的轻质金属箔板，漂浮在液体表面上。圆桶由绝缘材料制成，桶壁厚度可忽略不计，使用时需要进行如下操作： （1）将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“2”接线柱，电流传感器记录下电流随时间的变化关系如图。可知电容器充满电后的电荷量__________C。 （2）再将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“3”接线柱，电压传感器的示数为。可根据的大小得出液体的深度；改变深度，电压传感器示数随之改变。根据所学知识判断电压传感器示数和液体的深度成__________关系（填“线性”、“非线性”）。 （3）由于工作过程中电荷量会有一定的损失，将导致深度的测量结果___________（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）。 14. 图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验主要步骤有： A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B．测出挡光条的宽度d； C．分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m； D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离L； E．由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F．改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t。已知重力加速度为g，请回答下列问题： （1）本实验中_____（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。 （2）若某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t，滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了_____；若系统机械能守恒，应满足_____。（用实验步骤中各测量量符号表示） （3）多次改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t，作出L随的变化图像如图所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为g=_____时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。（用题中已知量和测得的物理量符号表示） 四、解答题 15. 2024年5月，嫦娥六号探测器在我国文昌成功发射，之后进入地月转移轨道，5月8日探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，做周期为T的匀速圆周运动，之后登陆月球，完成月球背面采样任务后成功返回。若探测器登陆月球后，采集的质量为m的土壤静置在月球表面的水平压力传感器上，传感器的示数为F。已知月球半径为r，引力常量为G，求： （1）月球表面的重力加速度及月球质量； （2）环月轨道距月球表面的高度。 16. 如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场，场强为E．一根绝缘细线长为L，一端固定在图中的O点，另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球，O点距离地面的高度为H，将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放．求： （1）小球运动到O点正下方B点时的速度大小 （2）此刻细线对B点处的小球的拉力大小 （3）若小球通过B点时，细线恰好断开，求小球落地点与O点的水平位移x． 17. 如图所示，在竖直平面内的斜面AB与水平传送带的左端平滑连接，水平传送带的右端与竖直面内圆心角为 的光滑圆弧轨道CD在最低点C处平滑连接，整个装置固定。斜面高为 、倾角为 ，传动带BC长为 ，以的速度逆时针转动，圆弧轨道的半径。将质量m为 的小物块P从斜面上静止释放，小物块与斜面和传送带的动摩擦因数 均为0.2。取重力加速度。求： （1）若P从斜面高 处释放，P滑至B处的速度大小； （2）若P从斜面高 处释放，物体P运动到D处的过程中摩擦力做功的大小； （3）若P从斜面高的不同位置释放，以D点为坐标原点，P从D射出后，这些轨迹的最高点构成什么形状？ 18. 研究电子在电场中运动的装置，简化模型如图甲所示，在xoy平面内有Ⅰ和Ⅱ两个相邻的、边长均为d的正方形区域OABC和CDEO，Ⅰ区域内有沿着x轴正方向的匀强电场，Ⅱ区域内有沿着y轴正方向的匀强电场。已知Ⅰ区域内的电场强度大小为，Ⅱ区域内的电场强度大小为，电子的质量为m、电荷量为，可忽略电子的重力。 （1）若一个电子从AB边的中点由静止释放，求电子通过y轴时的速度v； （2）在第（1）问条件下，求电子离开Ⅱ区域时位置坐标； （3）若Ⅱ区域内的电场强度大小不变，方向调整为沿x轴负方向，如图乙所示，让电子从O点以的速度与y轴正方向成角斜向上进入Ⅰ区域内，求电子进入电场后第二次通过y轴时的位置和电子离开电场时在电场中运动的总时间（最终结果用已知量d、e、m、表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省淄博市第十一中学2024-2025学年高一下学期6月月考物理试题 一、单选题 1. 某同学发现万有引力和库仑力的表达形式高度相似，于是他做了以下思考，其中正确的是（　　） A. 这两种力都是吸引力 B. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许精确地测出了引力常量 C. 库仑发现了库仑定律，并精确地测出了元电荷的数值 D. 根据公式和可知，当两带电物体的距离趋近于零时，库仑力和万有引力都将趋向无穷大 【答案】B 【解析】 【详解】A．万有引力是吸引力，库仑力可能是吸引力，也有可能是排斥力，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验精确地测出了引力常量，故B正确； C．库仑发现了库仑定律，密立根精确地测出了元电荷的数值，故C错误； D．两带电物体的距离趋近于零时，两物体已经不能够看为点电荷与质点，此时，公式和已经不成立，可知，当两带电物体的距离趋近于零时，不能够认为库仑力和万有引力都将趋向无穷大，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，小球甲在真空中做自由落体运动，另一同样的小球乙在黏性较大的油液中由静止开始下落，它们都由高度为的位置下落到高度为的位置。在这两种情况下，下列说法正确的是（　　） A. 甲球的重力势能变化大 B. 甲球的末动能大 C. 乙球的机械能守恒 D. 乙球重力的平均功率大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，由重力势能表达式可知，重力势能的变化量为 可知，下落过程中，甲球he 乙球重力势能变化相同，故A错误； B．根据题意，由动能定理可得，甲球的末动能为 乙球的末动能为 可知，甲球的末动能大，故B正确； C．乙球下落过程中，阻力做功，机械能不守恒，故C错误； D．根据题意，由牛顿第二定律可知，乙球下落过程中有阻力，加速度小，则下落相同高度所用时间长，由公式可知，由于下落过程中，甲球和乙球的重力做功相同，则乙球重力的平均功率小，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，平行板A和B之间相距10cm，其间匀强电场的场强，方向由A指向B。已知距离B板2cm的P点电势为4V，则距离A板3cm的Q点电势为（　　） A. 16V B. 14V C. 10V D. 6V 【答案】B 【解析】 【详解】由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得 由电势差与电势的关系，可得 可得 解得 则有 可有 解得 ACD错误，B正确。 故选B。 4. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊等装置构成，如图1所示．工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷。我们可以用图2模拟带电的感光鼓：电荷量均为的点电荷，均匀对称地分布在半径为的圆周上．若某时刻圆周上点的一个点电荷的电量突变成 ，则圆心点处的电场强度为（　　） A. ，方向沿半径背离点 B. ，方向沿半径指向点 C. ，方向沿半径背离点 D. ，方向沿半径指向点 【答案】D 【解析】 【详解】当点的点电荷为时，根据电场的对称性，可得在圆心点处的电场强度为零，当点的点电荷为 时，可由和两个电荷等效替代，故圆心点处的电场强度可以看成均匀带电圆环和产生的两个场强叠加，故圆心点处的电场强度为 电场方向为在点处的电场方向，即方向沿半径指向点。 故选D。 5. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度从管口射入，则小球（　　） A. 速度先增大后减小再增大 B. 受到的库仑力先做负功后做正功 C. 受到的库仑力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程，电场力与细管对其弹力始终平衡，合力为零，小球做匀速直线运动，故速度不变；故A错误； B．小球有下落过程中，库仑力与速度方向垂直，则库仑力不做功；故B错误； C．在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为 根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为，因此电荷量为+q的小球受到最大库仑力为，故C正确； D．结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为，故D错误。 故选C。 6. 某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图甲所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、电流表等构成如图乙所示的电路，闭合开关S，电路稳定后，若增大溶液浓度，则（ ） A. 溶液的相对介电常数增大 B. 电容器的电容增大 C. 电容器所带的电荷量减小 D. 溶液浓度增大过程中电流方向为N→M 【答案】C 【解析】 【详解】A．由甲图可知，增大溶液浓度，溶液的相对介电常数减小。故A错误； B．根据 可知电容器的电容减小。故B错误； C．根据 可知极板上电压保持不变，电容器所带的电荷量将减小。故C正确； D．综上所述，溶液浓度增大过程中，电容器处于放电状态，电流方向为M→N。故D错误。 故选C。 7. 如图所示，置于竖直面内的光滑矩形框ABCD，一个带孔的小球穿在竖直边BC上，并与一根细绳相连，细绳另一端固定于上边AB的中点O。矩形框绕竖直对称轴匀速转动，则（　　） A. 细绳的拉力可能为零 B. 竖直边BC对小球的弹力可能为零 C. 转速越大，细绳的拉力越大 D. 转速越大，竖直边BC对小球的弹力越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球随矩形框在水平面内做匀速转动时，小球受合外力提供向心力，竖直边BC光滑，小球在竖直方向受力平衡，即细绳在竖直向上方向的分力大小等于重力，因此细绳的拉力不可能是零，A错误； B．小球在水平面内做匀速转动，受合外力提供向心力，当转动的角速度较小时，竖直边BC对小球的弹力向外，细绳在水平方向的分力与竖直边BC的弹力的合力提供向心力，当角速度较大时，竖直边BC对小球的弹力向里，细绳在水平方向的分力与竖直边BC的弹力的合力提供向心力，因此当角速度合适时，竖直边BC对小球的弹力可能是零，B正确； CD．由于细绳在竖直方向的分力大小等于小球的重力，即小球在竖直方向保持平衡，因此细绳的拉力不变。设细绳与竖直转轴间的夹角为α，转动半径为r，若光滑矩形框做匀速转动的转速ω较小，则竖直边BC对小球的弹力方向垂直BC向外，如图所示，在水平方向上，由牛顿第二定律可得 解得 可知，转速ω变大，其它量不变，则有竖直边BC对小球的弹力FN变小，CD错误。 故选B。 8. 在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h，与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变，水泵输出能量的倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为 ，水管内径的横截面积为S，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则水泵的输出功率约为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设水从出水口射出的初速度为，取时间内的水为研究对象，该部分水的质量为 根据平抛运动规律 解得 根据功能关系得 联立解得水泵的输出功率为 故选B。 【点睛】 二、多选题 9. 2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道3上运行的速度大于第一宇宙速度 B. 飞船从②轨道到变轨到③轨道需要在Q点点火加速 C. 飞船在①轨道的动能一定大于天和核心舱在③轨道的动能 D. 若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，飞船绕地球运行的速度小于第一宇宙速度，选项A错误； B．飞船从②轨道变轨到③轨道，飞船将由近心运动变成圆周运动，所以需要在Q点点火加速，选项B正确； C．虽然在①轨道的速度大于③轨道的速度，但由于飞船和核心舱的质量未知，故无法判断他们动能的大小，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知 可得 飞船在②轨道从P到Q的时间为，故等于，选项D正确。 故选BD。 10. 如图所示为一电场等势面的分布情况。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B为轨迹上的两点，则（　　） A. 带电粒子带正电 B. 带电粒子在A点的加速度小于B点的加速度 C. 带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能 D. 若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿等势面d运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，带电粒子运动轨迹向低电势方向弯曲，即粒子受到向低电势方向的电场力，电场力方向与电场方向相同，可知带电粒子带正电，故A正确； B．等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大，则有 带电粒子在A点受的电场力大于在B点受的电场力，因此带电粒子在A点的加速度大于B点的加速度，故B错误； C．带电粒子带正电，在高电势位置的电势能大，在低电势位置电势能小，因此带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能，故C正确； D．若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿低电势方向运动，不会在等势面d运动，故D错误。 故选AC。 11. 电动汽车以其环保节能、加速快等优点越来越受到消费者的欢迎，为使汽车既有良好的加速性能，又能控制汽车的最大速度，电动汽车的车载智能系统介入汽车行驶过程。如图所示为某品牌汽车在一次起步时汽车牵引力与速度的关系，汽车的速度达到时电动机功率达到最大值。此后车载智能系统逐渐降低电动机功率，当电动机功率降至最大功率的50%时，汽车达到最大速度。已知汽车及乘员的总质量为，汽车行驶过程中受到的阻力与速度的关系为（），则汽车在起步直至达到最大速度的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 汽车的加速度始终在减小 B. 汽车的加速度先不变后减小 C. 该汽车能达到的最大速度是 D. 汽车速度为时的加速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．汽车的速度达到前的过程，根据牛顿第二定律可得 可知随着汽车速度的增大，汽车的加速度逐渐减小；汽车的速度达到到最大速度的过程中，根据牛顿第二定律可得 可知随着汽车速度的增大，牵引力的减小，汽车的加速度继续逐渐减小；故A正确，B错误； C．设汽车能达到的最大速度为，此时牵引力等于阻力，电动机功率降至最大功率的50%时，则有 解得 故C错误； D．汽车速度为时，根据牛顿第二定律可得 又 联立解得 故D正确。 故选AD。 12. 如图甲所示，倾角θ=37o的光滑固定斜杆底端固定一电荷量为Q=×10-4C的正点电荷A，将一带正电的绝缘小球B（可视为点电荷）从斜杆的底端（与A未接触）由静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图像如图乙所示，其中图线a为重力势能随位移变化的图像，图线b为动能随位移变化的图像，取杆上离底端3m处为电势零点，重力加速度g=10m/s2，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，则（　　） A. 小球B的质量为2kg B. 小球B的电荷量为2×10-4C C. 当小球B运动到s=1m处时具有的电势能为13J D. 斜杆底端至小球B速度最大处由电荷A形成的电场的电势差为2.35×105V 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据重力势能随位移的变化关系有 根据图像可知当小球上升3m时，重力势能为60J，则小球的质量为 故A错误； B．由图线2可知，当位移为s=1m时，小球的动能达到最大值，电场力与重力沿杆的分力相等，则有 解得 故B正确； C．从 到最高点的过程中，根据能量守恒可知减少的电势能和减少的动能全部转化为重力势能，则有 代入数据解得当小球运动到处时具有的电势能为 故C正确； D．斜杆底端至小球速度最大处，由能量守恒可知 代入数据解得 故D正确。 故选BCD。 三、实验题 13. 工业生产中经常会用到需要避光储存的绝缘液体原料，为了方便测量其深度，某同学设计了如下装置。在储存液体原料的桶的外侧底部，放置一个与桶底形状相同、面积为S的金属板，桶内有一面积为S的轻质金属箔板，漂浮在液体表面上。圆桶由绝缘材料制成，桶壁厚度可忽略不计，使用时需要进行如下操作： （1）将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“2”接线柱，电流传感器记录下电流随时间的变化关系如图。可知电容器充满电后的电荷量__________C。 （2）再将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“3”接线柱，电压传感器的示数为。可根据的大小得出液体的深度；改变深度，电压传感器示数随之改变。根据所学知识判断电压传感器示数和液体的深度成__________关系（填“线性”、“非线性”）。 （3）由于工作过程中电荷量会有一定的损失，将导致深度的测量结果___________（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）。 【答案】（1） （2）线性 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 I-t图像与坐标轴围成的面积表示电量，一小格的电量为 图中总共约14小格，所以电容器充满电的电荷量为 【小问2详解】 根据 ， 联立，解得 可知电压传感器示数和液体的深度成线性关系。 【小问3详解】 由于工作过程中电荷量会有一定的损失，则极板间电压随之减小，将导致深度的测量结果偏小。 14. 图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验主要步骤有： A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B．测出挡光条的宽度d； C．分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m； D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离L； E．由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F．改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t。已知重力加速度为g，请回答下列问题： （1）本实验中_____（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。 （2）若某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t，滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了_____；若系统机械能守恒，应满足_____。（用实验步骤中各测量量符号表示） （3）多次改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t，作出L随的变化图像如图所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为g=_____时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。（用题中已知量和测得的物理量符号表示） 【答案】（1）不需要 （2） ①. mgL ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 本实验中不需要用mg替代绳的拉力，所以不需要满足m远小于M。 【小问2详解】 [1]若某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t，滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了mgL； [2]根据机械能守恒定律得 ， 解得 若系统机械能守恒，应满足 【小问3详解】 根据，解得 根据图像得 解得 四、解答题 15. 2024年5月，嫦娥六号探测器在我国文昌成功发射，之后进入地月转移轨道，5月8日探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，做周期为T的匀速圆周运动，之后登陆月球，完成月球背面采样任务后成功返回。若探测器登陆月球后，采集的质量为m的土壤静置在月球表面的水平压力传感器上，传感器的示数为F。已知月球半径为r，引力常量为G，求： （1）月球表面的重力加速度及月球质量； （2）环月轨道距月球表面的高度。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 质量为m的土壤在月球上的重力 月球表面的重力加速度 对月球表面的物体 【小问2详解】 对环月轨道上的物体 环月轨道距月球表面的高度 16. 如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场，场强为E．一根绝缘细线长为L，一端固定在图中的O点，另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球，O点距离地面的高度为H，将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放．求： （1）小球运动到O点正下方B点时的速度大小 （2）此刻细线对B点处的小球的拉力大小 （3）若小球通过B点时，细线恰好断开，求小球落地点与O点的水平位移x． 【答案】（1）（2）3（mg+qE）（3） 【解析】 【详解】（1）从A到B过程，由动能定理得： 小球到达B点时的速度为： （2）在B点，由牛顿第二定律得：，解得：； （3）对小球在绳断开后的类平抛运动： 由牛顿第二定律有： 竖直方向上有： 水平方向上有：，联立解得：． 点睛：本题考查了动能定理以及牛顿第二定律，知道小球做圆周运动沿半径方向上的合力提供向心力，注意类平抛运动的处理方法． 17. 如图所示，在竖直平面内的斜面AB与水平传送带的左端平滑连接，水平传送带的右端与竖直面内圆心角为 的光滑圆弧轨道CD在最低点C处平滑连接，整个装置固定。斜面高为 、倾角为 ，传动带BC长为 ，以的速度逆时针转动，圆弧轨道的半径。将质量m为 的小物块P从斜面上静止释放，小物块与斜面和传送带的动摩擦因数 均为0.2。取重力加速度。求： （1）若P从斜面高 处释放，P滑至B处的速度大小； （2）若P从斜面高 处释放，物体P运动到D处的过程中摩擦力做功的大小； （3）若P从斜面高的不同位置释放，以D点为坐标原点，P从D射出后，这些轨迹的最高点构成什么形状？ 【答案】（1） ；（2）8J；（3）从D点射出后的最高点构成一条直线。 【解析】 【详解】（1）若P从斜面高 处释放，小物块P在斜面下滑过程中，由动能定理有 解得P滑至B处的速度大小为 （2）物块在传送带上向右减速运动，加速度大小为 设小物块可以通过C点，根据运动学公式可得 解得小物块到达C处的速度大小为 则小物块从释放到C处的过程中根据动能定理有 可知物体P运动到D处的过程中摩擦力做功的大小为 J （3）当P从斜面高 处释放时，假设小物块可以到达D点，根据动能定理可得 解得 当释放时，小物块会从 处射出，射出后做斜抛运动，全程有 解得D处的速度为 从D到最高处的时间为 以D为坐标原点，斜抛运动最高点时，水平坐标为 竖直坐标为 根据数学关系可得 故从D点射出后的最高点构成一条直线。 18. 研究电子在电场中运动的装置，简化模型如图甲所示，在xoy平面内有Ⅰ和Ⅱ两个相邻的、边长均为d的正方形区域OABC和CDEO，Ⅰ区域内有沿着x轴正方向的匀强电场，Ⅱ区域内有沿着y轴正方向的匀强电场。已知Ⅰ区域内的电场强度大小为，Ⅱ区域内的电场强度大小为，电子的质量为m、电荷量为，可忽略电子的重力。 （1）若一个电子从AB边的中点由静止释放，求电子通过y轴时的速度v； （2）在第（1）问条件下，求电子离开Ⅱ区域时位置坐标； （3）若Ⅱ区域内的电场强度大小不变，方向调整为沿x轴负方向，如图乙所示，让电子从O点以的速度与y轴正方向成角斜向上进入Ⅰ区域内，求电子进入电场后第二次通过y轴时的位置和电子离开电场时在电场中运动的总时间（最终结果用已知量d、e、m、表示）。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）根据题意，电子在Ⅰ区域内，由动能定理有 解得 （2）假设电子从边飞出Ⅱ区域，竖直方向上有 ， 解得 水平方向上有 假设成立，则电子离开Ⅱ区域时位置坐标。 （3）根据题意可知，电子进入Ⅰ区域内做类斜抛运动，沿电场方向有 ， 解得 由对称性可知，电子以速度与y轴正方向成角斜向上进入Ⅱ区域内，沿 轴运动的距离为 进入Ⅱ区域内，沿电场方向有 解得 则有 沿 轴方向有 则电子进入电场后第二次通过y轴时的位置为 综上所述可知，当电子再次进入Ⅰ区域内后返回 轴时恰好从 点离开电场，则电子离开电场时在电场中运动的总时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $