2021-2022学年山东省乳山市银滩高级中学高一（下）6月物理试题含解析

乳山市银滩高级中学高一（下）6月物理试题物理试题

第Ⅰ卷(共40分)

一、选择题（1-8题有一个正确选项 每小题3分，9-12有多个正确选项每题4分，漏选2分）

1. 在干燥的冬天，人们身体常常会带有大量静电，当手接触金属门把手时，经常会有一种被电击的感觉。如图所示，带负电的手在缓慢靠近门把手还未被电击的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 门把手的右端感应出负电荷 B. 门把手左端电势低于右端电势

C. 门把手与手指之间场强逐渐增大 D. 门把手内部的场强逐渐变大

【答案】C

【解析】

【详解】A．放电前手指靠近金属门把手的过程中，门把手在手的影响下，发生静电感应，门把手的右端（近手端）感应出正电荷，故A错误；

BD．门把手处于静电平衡状态，所以其左端电势与右端电势相等，内部场强处处为零，故BD错误；

C．随着手的靠近，二者间距逐渐减小，将门把手与手之间看成一个电容器，可知当两者距离减小时，根据公式

联立可得

由于异种电荷相互吸引，手接近的过程中，感应电荷越来越接近手，门把手右端电荷密度越来越大，电荷分布的电荷密度变大，故门把手与手指之间场强逐渐增大，故C正确。

故选C。

2. 我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破，某公司生产的一种无人驾驶汽车的最大输出功率为，汽车在平直路面上由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，达到最大功率后汽车保持最大功率行驶，直到达到最大速度；已知汽车的总质量为m，汽车受到的阻力恒为f，则下列说法正确的是（　　）

A. 汽车的最大速度为

B. 汽车做匀加速运动的时间为

C. 在达到最大功率之前，汽车的牵引力逐渐增大

D. 在达到最大功率之后，汽车的牵引力保持不变

【答案】B

【解析】

【详解】A．当牵引力等于阻力时达到最大速度，此时

选项A错误；

B．做匀加速直线运动时，根据

P0=Fv

F=ma+f

可得匀加速能达到的最大速度为

汽车做匀加速运动的时间

选项B正确；

C．在达到最大功率之前，汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律

F-f=ma

可得

F=ma+f

牵引力F恒定，选项C错误；

D．当汽车达到最大功率之后，由于功率不变而速度增大，由

P0=Fv

可知牵引力F减小，选项D错误；

故选B。

3. 如图甲所示，点电荷Q固定于光滑绝缘水平面上的x轴上，x轴上M、N两点各放一正点电荷，它们受到Q的库仑力与电荷量的关系如图乙所示（取x轴的正方向为正），则（　　）

A. 点电荷Q带正电，位于M、N之间

B. M、N两点的电场强度大小之比为

C. 如果点电荷Q不固定，三个点电荷不可能静止

D. 点电荷Q到M、N两点的距离之比为

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图像可知M点处的正点电荷受力，沿x轴的正方向；N点处的正点电荷受力，沿x轴的负方向。故点电荷Q带负电，位于M、N之间，A错误；

B．由电场强度定义式可知，图像斜率为电场强度，故M、N两点的电场强度大小之比为

故B错误；

C．M、N处的电荷带正电，场源电荷带负电，由受力分析可知，适当调整Q位置，可以使三个点电荷均静止，满足“两大夹一小，两同夹一异”，C错误；

D．由点电荷场强表达式可知

D正确。

故选D。

4. 如图所示，足够长的水平传送带以的速度匀速前进，上方漏斗以每秒50kg的速度把煤粉均匀、竖直抖落到传送带上，然后随传送带一起运动。已知煤粉与传送带间的动摩擦因数为，欲使传送带保持原来的速度匀速前进，（g=10m/s2）则传送带的电动机应增加的功率为（　　）

A. 200W B. 100W C. 50W D. 20W

【答案】A

【解析】

【详解】在1s内落到传送带上煤粉的质量为；这部分煤粉由于摩擦力f的作用被传送带加速，由功能关系得

煤粉在摩擦力作用下加速前进，因此有

传送带的位移为

相对位移为

由此可知煤粉的位移与煤粉和传送带的相对位移相同，因此摩擦生热为

传送带需要增加的能量分为两部分：第一部分为煤粉获得的动能，第二部分为传送带克服摩擦力做功保持传送带速度。所以传送带1s内增加的能量为

皮带机应增加的功率为

所以BCD错误；A正确；

故选A。

5. 如图甲所示，两平行金属板A、B水平放在真空中，板间距为d，金属板长2d，OO＇为板间中线，AB板间的电势差U随时间t的变化情况如图乙所示。有一个质量为m，电荷量为q的带电小球，t＝0时刻从O点以v0的速度水平沿OO＇射入。T时刻小球恰好从O＇点射出，小球运动过程中恰好未B与极板相碰。已知重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球所受的电场力大小等于重力大小

B. 板间电压

C. 时，小球速度大小为v0

D. 时，小球速度大小为v0

【答案】C

【解析】

【详解】AB．取竖直向下为正方向，在时间内，小球在竖直方向上做自由落体运动，竖直位移大小为

时间内，在竖直方向上，小球先向下做匀减速直线运动，速度减至零后向上做匀加速直线运动，加速度恒定，将这段时间内小球的运动看成一种匀减速直线运动，设时间内小球的加速度大小为，根据牛顿第二定律有

竖直位移为

时刻小球恰好到达点时，则有

联立解得

故AB错误；

C．设时速度大小为，根据题意则有

联立得到

所以时，速度大小为

故C正确；

D．时，小球竖直分速度为

所以速度大小

故D错误；

故选C。

6. 如图所示，矩形的四个顶点、、、为匀强电场中的四个点，，电场线与矩形所在的平面平行。已知点电势为，点电势为，点电势为。一带电粒子从点以速度射入电场，与边的夹角为45°，一段时间后粒子经过边的中点。不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　）

A. d点电势为

B. 电场强度的大小为

C. 粒子从点到点，其电势能增大

D. 粒子从点到点所用的时间为

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据匀强电场中平行等距的两线段电势差相等，则有

解得

所以A错误；

B．如图所示，d与e点的电势相等，则电场线如图所示，有

所以B错误；

C．粒子从点到点，电场力的方向沿场强方向，则电场力做正功，其电势能减小，所以C错误；

D．粒子从点到点，电场力的方向沿场强方向，粒子做类平抛运动，沿de方向粒子做匀速直线运动，则有

所以D正确；

故选D。

7. 高压电线落地可能导致行人跨步触电，如图所示，设人的两脚MN间跨步距离为d，电线触地点O流入大地的电流为I，大地的电阻率为ρ，ON间的距离为R，电流在以O点为圆心、半径为r的半球面上均匀分布，其电流密度为，已知电流密度乘以电阻率等于电场强度，该电场强度可以等效成把点电荷Q放在真空中O点处产生的电场强度。下列说法正确的是（　　）

A. 越靠近O点，电势越低

B. 两脚间距离越大，跨步电压一定越大

C. 等效点电荷Q的电荷量为（k为静电力常量）

D. 若M、N、O三点在一条直线上，图中两脚MN间跨步电压等于

【答案】C

【解析】

【详解】A．高压电线落地，电线触地电流从O点流入大地的，O点电势最高，越靠近O点，电势越高，故A错误；

B．当两脚位于同一等势线上时即两脚到O点的距离相等时，跨步电压为零，故B错误；

C．根据题意有

可得

故C正确；

D．N点处电流密度为，由于MN间的电场是非匀强电场，电场强度越靠近O点越大，则知MN间的场强大于，则两脚MN间跨步电压大于，故D错误。

故选C。

8. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉仓和清洁装置构成，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。我们可以用下面的模型模拟上述过程：电荷量均为的点电荷，对称均匀地分布在半径为R的圆周上，若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电量突变成，则圆心O点处的电场强度为（　　）

A. ，方向沿半径指向P点 B. ，方向沿半径背离P点

C. ，方向沿半径指向P点 D. ，方向沿半径背离P点

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】当P点的电荷量为时，根据电场的对称性，可得在O点的电场强度为0，当P点的电荷为时，可由和两个电荷等效替代，故O点电场可以看做均匀带电圆环和产生的两个电场的叠加，故O点的电场强度为

电场方向为在O点的电场方向，即方向沿半径背离P点，故B正确，ACD错误。

故选B。

9. 如图甲所示，轻绳一端固定在O点，另一端固定一小球（可看成质点），让小球在竖直平面内做圆周运动。改变小球通过最高点时的速度大小v，测得小球在最高点时轻绳的拉力大小F，得到F-图像如图乙所示，已知图线的延长线与纵轴交点坐标为，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 该小球的质量为bg

B. 小球运动的轨道半径为

C. 图线与横轴的交点表示小球所受的合外力为零

D. 当时，小球的向心加速度为2g

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．小球在最高点时受到拉力为F，根据牛顿第二定律可知

解得

结合图像可知

即

斜率

解得

故A错误；B正确；

C．图线与横轴的交点表示小球所受的拉力为零，即合外力等于重力时的情况，故C错误；

D．根据向心加速度公式知

故D正确。

故选BD。

10. 某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，则（　　）

A. a、b两点的电场强度相同

B. c、d两点的电场强度不相同

C. a、b两点的电势差Uab=3mV

D. 从c到d的直线上电场强度先变大后变小

【答案】AD

【解析】

【详解】A．该瞬时电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，等量异种电荷的电场线分布如图

a、b为两电荷连线上对称的两点，所以a、b两点的电场强度大小、方向相同，故A正确；

B．c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，c、d两点的电场强度大小与方向也相同，故B错误：

C．a、b两点的电势差

故C错误；

D．根据等势线的密程度可判断出从c到d的直线上电场强度先变大后变小，故D正确。

故选AD。

11. 天舟二号货运飞船是中国空间站货物运输系统的第一次应用性飞行，在距地面400千米高空精准对接于天和核心舱后向端口，为空间站送去6.8吨补给物资。为避免占用轨道资源，已于北京时间2022年3月31日18时40分采用分次控制的方式，依次从400千米高度的圆轨道变至近地点为200千米高度的椭圆轨道，然后将近地点变至大气层高度90千米以下，受控再入大气层烧蚀销毁，展现了中国航天的责任和担当，树立了负责任大国形象。下列说法正确的是（　　）

A. “天舟二号”需要与天和核心舱在同一高度轨道上加速以实现对接

B. “天舟二号”对接天和核心舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小

C. “天舟二号”从400千米高度的圆轨道变至近地点为200千米高度的椭圆轨道，周期变小

D. “天舟二号”从400千米高度的圆轨道变至近地点为200千米高度的椭圆轨道，机械能减少

【答案】CD

【解析】

【详解】A．若“天舟二号”需要与天和核心舱在同一高度轨道上，“天舟二号”加速做离心运动，将无法完成对接，所以“天舟二号”需要较低轨道上加速以实现对接，故A错误；

B．根据

可得

可知“天舟二号”对接天和核心舱后，轨道半径将不变，故B错误；

C．对围绕同一中心天体运动的物体，根据开普勒第三定律

可知“天舟二号”从400千米高度的圆轨道变至近地点为200千米高度的椭圆轨道，周期变小，故C正确；

D．“天舟二号”从400千米高度的圆轨道变至近地点为200千米高度的椭圆轨道，需要减速做近心运动，除了万有引力的其他力对“天舟二号”做负功，“天舟二号”机械能减少，故D正确。

故选CD。

12. 如图甲所示，一质量的小球位于竖直轻弹簧的正上方，弹簧固定在地面上，某时刻小球由静止开始下落，下落过程中小球始终受到一个竖直向上的恒力F。以小球的初始位置为坐标原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能面，在小球下落的全过程中，小球的重力势能随小球位移变化的关系如图乙中的图线①，弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度大小，则（    ）

A. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒

B. 弹簧的原长为0.2m

C. 小球刚接触弹簧时的速度大小为3m/s

D. 小球受到的恒力F大小为0.1N

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．下落过程中小球始终受到一个竖直向上的恒力F，恒力对小球做负功，则小球和弹簧组成的系统机械能不守恒，故A错误；

B．由图乙图线①，根据

可知小球开始降落初始位置距地面高度为

由图乙图线②可知，小球下落时，弹簧开始被压缩，则弹簧原长为

故B正确；

D．由图乙可知，当小球下落时，此时小球距地面高度为，重力势能为，此时弹簧的弹性势能最大为，根据功能关系有

代入数据解得

故D正确；

C．由图乙可知，当小球下落时与弹簧接触，设此时小球的速度为，由动能定理有

解得

故C正确；

故选BCD。

二、实验题(共2小题，共14分。把答案直接填在答题纸的横线上)

13. 美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。

（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有________。

A.油滴质量m    B.两板间的电压U    C.两板间的距离d    D.两板的长度L

（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________（已知重力加速度为g）。

（3）密立根仔细观察油滴的运动，经过反复实验得出大量数据，得到如下表所示数据：

你从密立根所测得的大量数据中可得出的结论是：___________。

（4）若要使原本静止的油滴落到下极板，则下列做法可以达到目的的有________。

A.保持两极板电压不变，把下极板向下移    B.断开电源，把下极板向右移

C.断开电源，在两极板间插入电介质    D.断开电源，把下极板向上移

【答案】    ①. ABC    ②.     ③. 油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷，其值为    ④. AC

【解析】

【详解】（1）[1]平行金属板板间存在匀强电场，液滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有

所以需要测出的物理量有油滴的质量，两板间的电压，两板间的距离，故ABC正确，D错误；

（2）[2]根据

可得

（3）[3]由表格中数据可得，发现油滴所带电荷量不同，但是都是某个最小电荷量的整数倍这个最小电荷量被认为是元电荷，其值为

（4）[4]若要使原本静止的油滴落到下极板，则减小电场力即可，即减小电场强度：

A．保持两极板电压不变，把下极板向下移，则极板间的距离增大，根据

可知电场强度减小，那么电场力减小，即可落到下极板，故A正确；

B．断开电源，极板电荷量不变，当把下极板向右移，根据

可知电容变小，根据

可知电压增大，根据

可知电场强度增大，在电场力增大，油滴将向上移动，故B错误；

C．断开电源，极板电荷量不变，在两极板间插入电介质，根据

可知电容变大，根据

可知电压变小，根据

可知电场强度变小，在电场力变小，油滴将向下移动，能落到下极板，故C正确；

D．断开电源，极板电荷量不变，把下极板向上移，根据

及

再根据

得

可知电场强度与极板间距离无关，电场强度不变，则电场力不变，则不能落到下极板，故D错误。

14. 超级电容器也称电化学电容器，因其存储能量大，质量轻，可多次充放电而成为一种新型的储能装置。某探究小组的同学想研究某超级电容的充电现象。

（1）用保护电阻、、电流传感器和其他器材设计如图甲所示的电路，已知电源的电动势（电流传感器内阻和电源电动势内阻相较于足够小，可忽略不计）。

①先将单刀双掷开关接1后断开，其目的是让电容器初始电量______；

②再将单刀双掷开关接2，并将此时刻记为。通过电流传感器（与计算机相连）观测得充电过程中电流传感器示数i随充电时间t变化的图像如图乙中Ⅰ曲线所示，请估算该实验中所用超级电容的电容C约为______F（保留到小数点后一位）；

③在充电过程中，电容器两端电压为u、电容器电荷量为q，充电时间为t，则下列图像中它们之间的关系可能正确的是______（填正确答案标号）；

A.         B.

C.     D.

【答案】    ①. 为零    ②. 37.1    ③. AD

【解析】

【详解】（1）[1]先将单刀双掷开关接1后断开，其目的是让电容器通过放电，使其初始电量为零；

[2]根据可知，图中图线与坐标轴围成面积表示电容器储存的电量，由图可知每一小格表示的电荷量为

计算曲线下方格数时，大于或等于半格记为一个计数格，小于半格不计数，由图可知，曲线下的计数格约为116格，则电容器储存的电荷量为

稳定后电容器两端的电压等于电源电动势，故电容器的电容为

[3]AB．根据电容的定义可得

电容保持不变，则图为过原点的一条斜线，A正确，B错误；

CD．电容器开始充电时，电容器电荷量增加，电路稳定后电压保持不变，电容器的电荷量也保持不变，C错误，D正确。

故选AD。

三、计算题(共4小题，共46分。把答案直接填在答题纸上)

15. 如图所示的平行金属板电容器的电容，极板A、B之间可以看成匀强电场，场强，极板间距离为L=5cm，电场中c点到A极板、d点到B极板的距离均为0.5cm，B极板接地。求：

（1）B极板所带电荷量Q；

（2）d点处的电势φd；

（3）将电荷量的负点电荷从d移到c，静电力的功Wdc。

【答案】（1）C；（2）-6V；（3）

【解析】

【详解】（1）BA间的电势差为

V

B极板所带电荷量Q为

C

（2）B极板与d之间的电势差为

d点处的电势

（3）d、c之间的距离为

d、c两点间的电势差为

静电力做的功

16. 如图所示，C为固定的、电荷量为Q的正点电荷，A、B两点在C的正上方，它们与C的距离分别为4h和0.25h。将另一质量为m、电荷量未知的正点电荷D从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零。已知重力加速度大小为g，点电荷D在B点处的加速度大小为15g，静电力常量为k，求：

（1）点电荷D所带的电荷量q；

（2）点电荷D从A点下落到B点的过程中速度最大的位置离C点电荷的竖直距离。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对点电荷D在B点时受力分析，根据牛顿第二定律有

又

解得

（2）当点电荷D所受合外力为0时，速度最大，有

解得

17. “神舟十三号”载人飞船于2021年10月16日从酒泉卫星发射中心发射升空，随后与“天和”核心舱对接形成组合体，3名航天员进驻核心舱，进行了为期6个月的驻留，北京时间2022年4月16日09时56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。关于“神舟十三号”载人飞船的几个关键点，可以简化如下：发射的最初阶段做加速度为a=3.5g的匀加速直线运动，与“天和”核心舱对接后做匀速圆周运动，返回舱进入大气层后接近地面时做匀减速直线运动。设航天员翟志刚的质量为m，已知：地球半径为R，地球表面附近的重力加速度为g，“天和”核心舱离地面的高度为H，引力常量为G，不考虑地球自转的影响。试求：

（1）在发射的最初阶段航天员翟志刚对水平躺椅的压力是其重力的几倍？

（2）“天和”核心舱做匀速圆周运动的加速度；

（3）“神舟十三号”与“天和”核心舱对接形成组合体做圆周运动的线速度。

【答案】（1）4.5；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）在发射的最初阶段对航天员翟志刚由牛顿第二定律可知

则

（2）“天和”核心舱做匀速圆周运动的向心力等于地球的引力，则

其中

解得

（3）对组合体

解得

18. 现在水上乐园不仅仅有漂流游泳，还有各种惊险刺激的项目，某游乐设施的项目如下；人坐小船被加速到一定的速度抛出，滑入竖直圆轨道最终滑上大船，一起向前运动。该游乐设施可以简化如下：半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M=4.0kg，上表面与C点等高。质量为的物块（可视为质点）从空中A点以某一速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向以5m/s进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数，取。求：

（1）物块在A点时的平抛速度；

（2）物块经过C点时对轨道的压力；

（3）若木板足够长，物块与木板由于摩擦产生的热量。

【答案】（1）3m/s；（2）47N，方向竖直向下；（3）74J

【解析】

【详解】（1）设物体在B点的速度为，在C点的速度为，从A到B物体做平抛运动，由

得

（2）从B到C，根据动能定理有

由牛顿第二定律，C点有

联立解得

由牛顿第三定律得，物体对轨道的压力为

沿OC方向，竖直向下

（3）物块在木板上相对滑动过程中，由于摩擦力作用，最终将一起共同运动经过时间t达到共同运动速度v，则

根据能量守恒定律有

解得