江苏省无锡市锡山高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷(实验班)（原卷版+解析版）

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1. 2024年4月，我国鹊桥二号卫星发射成功。鹊桥二号到达月球后，进入环月大椭圆冻结轨道，如图，其中A为近月点，B为远月点，则卫星从B运动到A的过程中（ ）
A. 机械能减小
B. 机械能增大
C. 动能减小
D. 动能增大
2. 如图，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极，B附近的空气分子被电离，电子碰到烟气中的煤粉，使其带负电，并被吸附到A上。由此可知 （ ）
A. 离B越近，场强越大，电势越低
B. 离B越近，场强越大，电势越高
C. 离B越近，场强越小，电势越低
D. 离B越近，场强越小，电势越高
3. 如图为电容式话筒的原理图，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为电容器两金属极板。人对着P说话，P振动而Q不动。在P、Q间距离减小的过程中（ ）
A. 电容器电容减小
B. Q极板的带电量变大
C. 电容器两极板间电压增大
D. R中有从M流向N的电流
4. 某同学做电容器的放电实验，用电压为U的电源给电容器充完电后转换开关，通过电流传感器观察其放电电流的变化如图中虚线a所示；该同学又换用一个电容C更大的电容器完成实验，不改变其它元件，重复上述操作，其放电曲线为实线b，下图能正确反应两次实验结果的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量m＝2kg的另一物体B（可看成质点）以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，则该过程中系统损失的机械能为（g取10 m/s2）（ ）
A ΔE = 1JB. ΔE = 2J
C. ΔE = 3JD. ΔE = 4J
6. 如图所示，不计重力质子（+q，m）和α粒子（+2q，4m）先后从同一位置由静止经同一水平加速电场加速，然后进入同一竖直匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，则在整个运动过程中，α粒子和质子相比 （ ）
A. 质子的出射动能较小B. 质子的竖直偏移量较小
C. 质子出射时速度的偏向角较小D. 质子的出射速度较小
7. 某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如图所示，ON=OP，OA=OB。取O点的电势为零，则（ ）

A. A、B的电势相等
B. 从N到O的过程中，电势一直增大
C. 电子从N移到P的过程中，电势能先增大后减小
D. 电子从N移到O和从O移到P的过程中，电场力做功相等
8. 一弯成“L”形的硬质轻杆可在竖直面内绕O点自由转动，已知两段轻杆的长度均为l，轻杆端点分别固定质量为m、2m的小球A、B（均可视为质点），先让OA杆竖直而OB杆水平，如图甲，从静止释放，运动到OB杆竖直（如图乙）的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. B球运动到最低点时的速度为
B. 系统的重力势能一直减小
C. B球的动能先增加后减小
D. B球的机械能先减小后增加
9. 如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。则小球a（ ）
A. 从N到P的过程中，速率一直增大
B. 从N到Q的过程中，电势能一直增加
C. 从N到Q过程中，机械能一直增大
D. 从N到Q的过程中，库仑力先增大后减小
10. 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.
二、实验题∶（本题共有1题，共计15分。 请将解答填写在答题卡相应的位置）
11. 某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，钢球直径为D，当地的重力加速度为g。
（1）要验证机械能守恒定律，只要比较____________；
A. 与gh是否相等
B. 与2gh是否相等
C. 与gh是否相等
D. 与2gh否相等
（2）该小组成员用自制卡尺测量小球直径如图所示，钢球直径________ cm；
（3）下列做法中，可以减小“验证机械能守恒定律”实验误差的是_____。
A. 选用质量大体积小的球
B. 减小小球下落初位置与光电门A的高度差
C. 适当减小两光电门的高度差h
（4）实际钢球通过光电门的平均速度____________（选填“大于”或“小于”） 钢球球心通过光电门的瞬时速度，此误差____________（选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小；
三、解答题：（本题共4 小题，共计45分。请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
12. 剩余离子电偏转系统的原理如图所示，让混合粒子束经过偏转电场，带电离子发生偏转被极板吞噬，中性粒子继续沿原有方向运动。若粒子束中的带电离子的电荷量均为q，质量均为m，动能都是Ek，两极板板长为L，间距为d。要使带电离子都被极板吞噬，求：
（1） 离子在电场中运动的最小加速度；
（2） 两极板上所加的最小电压。
13. 皮带式传送带是物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。如图传送带的倾角为，以的速度向上匀速运行，将质量为的货物（可视为质点）由静止释放从底端运送到顶端。若传送带顶端的高度，货物与传送带间的动摩擦因数为，g取10 m/s2，则：
（1）一件货物由底端到顶端运动的过程中，摩擦力对该货物做的功是多少？
（2）运送完成一个货物，电动机需多提供多少电能？
14. 如图，一倾角为θ = 6°（sin6° = 0.1）的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d = 10m，减速带的宽度远小于d；一质量为m = 4000kg的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第30个减速带后，每次刚通过减速带后的速度都相同，且该速度为v = 4m/s。已知重力加速度大小为g = 10m/s2。
（1）求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能；
（2）若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则L应满足什么条件？

15. 如图(a)，竖直平行正对金属板A、B接在恒压电源上。极板长度为L、间距为d的平行正对金属板C、D水平放置，其间电压随时间变化的规律如图（b）。位于A板处的粒子源P不断发射质量为m、电荷量为q的带电粒子，在A、B间加速后从B板中央的小孔射出，沿C、D间的中心线射入C、D板间。已知t=0时刻从O点进入的粒子恰好在t=T0时刻从C板边缘射出。不考虑金属板正对部分之外的电场，不计粒子重力和粒子从粒子源射出时的初速度。求：
(1)金属板A、B间的电压；
(2)金属板C、D间的电压；
(3)其他条件不变，仅使C、D间距离变为原来的一半（中心线仍为），则时刻从O点进入的粒子能否射出板间？若能，求出离开时位置与的距离；若不能，求到达极板时的动能大小。