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江苏省南通市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．能源是人类社会活动的基础，节约能源应成为公民的行为习惯．下列说法中正确的是（    ）

A．太阳能转化为电能过程中能量增加 B．能量耗散过程中能量在不断减少

C．能量耗散会降低能源的利用品质 D．能量转化在宏观上没有方向性

【答案】C

【知识点】能源与环境

【详解】A．太阳能转化为电能过程中能量总和不变，故A错误；

B．能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，但总量不会减少，故B错误；

C．能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，可利用的品质降低了，故C正确；

D．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，故D错误。

故选C。

2．引体向上可以强健体魄．一同学做引体向上时，在向上拉升过程中（    ）

A．重力对人做正功 B．横杠对人做正功

C．人的重力势能增大 D．人的机械能减小

【答案】C

【知识点】判断某个力是否做功，做何种功、重力做功计算、重力做功与重力势能的关系、机械能的组成

【详解】A．在向上拉升过程中，重力方向向下，而人重心向上移动，所以重力对人做负功，故A错误；

B．横杠对人有力作用，但力的作用点位移为零，所以横杠对人不做功，故B错误；

C．在向上拉升过程中，人的重心升高，则人的重力势能增大，故C正确；

D．在向上拉升过程中，人的速度先增大后减小，即人的动能先增大后减小，而人的重力势能始终在增加，所以在加速上升阶段，人的机械能增加，故D错误。

故选C。

3．某小组利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验，小球释放后，通过光电门1和2，实验中不是必须测量的物理量是（    ）

A．小球的质量 B．小球的直径

C．两光电门间的距离 D．小球分别通过两光电门的时间

【答案】A

【知识点】验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理

【详解】小球通过光电门的速度

，

小球通过两光电门过程，根据机械能守恒定律有

解得

可知，必须测量的物理量有小球的直径、两光电门间的距离与小球分别通过两光电门的时间，不是必须测量的物理量是小球的质量。

故选A。

4．如图所示，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关S，向右移动滑片P，则（    ）

A．灯泡L变亮 B．灯泡L亮度不变

C．的功率变大 D．的功率不变

【答案】C

【知识点】根据串反并同判断电阻电压和电流的变化

【详解】向右移动滑片P，则电阻的阻值变小，根据“串反并同”，则与串联的的电流、电压、电功率变大；与并联的灯泡L的电流、电压、电功率变小，即亮度变暗。

故选C。

5．如图所示，ABCD为正方形，两等量异种点电荷分别固定在AD和BC的中点，则（    ）

A．A、B两点电场强度相同 B．A、C两点电场强度相同

C．A、B两点电势相等 D．A、C两点电势相等

【答案】B

【知识点】异种等量点电荷电场线分布、等量异种电荷周围电势的分布

【详解】A．根据等量异种电荷周围电场的对称性可知，A、B两点电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；

B．两点电荷在A、C两点产生的电场强度方向如下图所示

根据可知，正点电荷在A点产生的场强与负点电荷在C点产生的场强相同，正点电荷在C点产生的场强与负点电荷在A点产生的场强相同，则根据平四边形定则可知，A、C两点电场强度相同，故B正确；

CD．在等量异种电荷的电场中，电场线从正电荷发出终止于负电荷，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点电势高于B点和C点的电势，故CD错误。

故选B。

6．如图所示，电瓶车在水平路面上以功率匀速行驶．某时刻将电瓶车的功率增大为并保持不变．则功率变化前后电瓶车的速度v随时间t变化的图像可能是（    ）

A． B．

C． D．

【答案】A

【知识点】机车以额定功率启动的过程及v-t图像

【详解】设地面的摩擦力为，电瓶车在水平路面上以功率P₁匀速行驶，则有

,某时刻将电瓶车的功率增大为并保持不变，则有

根据牛顿第二定律

所以汽车做加速运动，由于速度增加，所以变小，加速度随之减小，故速度v随时间t变化的图像的斜率变小，故选A。

7．一些航天器在其使命结束后会进入“垃圾轨道”做圆周运动，这类轨道位于地球同步轨道之上200～300公里．则处于“垃圾轨道”的航天器（    ）

A．周期比地球自转周期小 B．运行速度比地球第一宇宙速度大

C．加速度比地球静止卫星的小 D．加速度比地球表面的重力加速度大

【答案】C

【知识点】地球同步卫星与其他卫星的对比、不同轨道上的卫星各物理量的比较

【详解】A．根据万有引力提供向心力

解得

航天器的轨道半径大于地球同步轨道半径，即航天器的周期大于地球静止卫星的周期，即航天器的周期大于地球自转的周期，故A错误；

B．根据万有引力提供向心力

解得

地球第一宇宙速度为卫星在地面表面轨道运行时的速度，为卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，可知航天器的线速度小于第一宇宙速度，故B错误；

C．根据牛顿第二定律

解得

航天器的轨道半径大于地球同步轨道半径，所以航天器的加速度小于地球同步的加速度，故C正确；

D．在地球表面根据牛顿第二定律

解得

航天器的轨道半径大于地球半径，所以航天器的加速度小于地球的重力加速度，故D错误。

故选C。

8．一电场中电势在x轴上的分布如图所示，一点电荷由O点静止释放，仅在电场力作用下沿方向运动，则该电荷（    ）

A．在处的加速度为零 B．在处的速度为零

C．在O到间往复运动 D．在O到间匀加速运动

【答案】D

【知识点】ψ-x图像的物理意义

【详解】A．根据可知，图象的斜率表示电场强度，则在处的场强不为零，根据牛顿第二定律可知，该电荷在处的加速度不为零，故A错误；

BCD．由于图象的斜率不变，则该电荷的加速度不变，该电荷做匀加速直线运动，所以在处的速度不为零，故BC错误，D正确。

故选D。

9．如图所示，小球通过细线悬挂于车厢内的O点，在车厢内左右摆动，车厢始终水平向右匀速运动，小球从左侧最高点运动到最低点过程中，以地面为参考系，则（    ）

A．细线对车厢不做功 B．细线对车厢做正功

C．细线对小球不做功 D．细线对小球做正功

【答案】D

【知识点】判断某个力是否做功，做何种功

【详解】对小球和车厢的受力分析如答图所示，其中为细线对车厢的拉力，为细线对小球的拉力。以地面为参考系，小球从左侧最高点运动到最低点过程中，与车厢运动方向的夹角始终为钝角，则细线对车厢做负功；与小球运动方向的夹角始终为锐角，则细线对小球做正功。

故选D。

10．如图所示，长木板A静置在光滑水平桌面上，小木块B静置在A的左端，用水平恒力F拉动B，B从A上滑离时，A的动能为，该过程中系统产生的内能为Q．若仅减小B的质量，则（    ）

A．不变 B．减小 C．Q不变 D．Q增大

【答案】B

【知识点】受恒定外力的板块问题、常见力做功与相应的能量转化

【详解】AB．设A、B间的摩擦因数为，对A和B分析，根据牛第第二定律有

可得A、B的加速度分别为

，

可知，若减小B的质量，则A的加速度减小，B的加速度增大，从开始到离开有

可知在A的板长L一定时，B在A上的运动时间t减小，则此过程中A的加速时间t减小，根据

可知，离开时A的速度减小，所以A的动能为减小，故A错误，B正确；

CD．该过程中系统产生的内能为

若减小B的质量，则该过程中系统产生的内能Q减小，故CD错误。

故选B。

11．如图所示，均匀带正电荷的圆环水平放置，x轴为圆环的中轴线，圆心O为坐标原点，A、B为坐标轴上关于O点对称的两点．一带负电小球从A点由静止释放，不计空气阻力，则小球从A运动到B的过程中动能、机械能E随x变化的图像可能正确的是（    ）

A． B． C． D．

【答案】D

【知识点】常见力做功与相应的能量转化、利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化

【详解】AB．小球从A运动到O的过程中，重力和电场力都做正功，动能增加。而小球从O运动到B的过程中，重力做正功，电场力做负功。根据对称性可知，小球从A运动到O的过程与从O运动到B的过程中，电场力做功大小相等，所以小球从A运动到B的过程中，电场力做功之和为零，而重力始终做正功，则根据动能定理可知，小球在B位置时动能不为零，故AB错误；

CD．根据功能关系可知，电场力做功等于小球机械能的变化量，小球从A运动到O的过程中，电场力做正功，机械能增加。小球从O运动到B的过程中，电场力做负功，机械能减小。而根据对称性可知，小球从A运动到O的过程与从O运动到B的过程中，电场力做功大小相等，所以小球从A运动到B的过程中，电场力做功之和为零，所以小球从A运动到B的过程中，小球增加的机械能等于减小的机械能，过C错误，D正确。

故选D。

二、实验题

12．某实验小组研究额定电压为的小电风扇的电动机工作特性．

(1)实验中，为使电动机的电压从零开始增大，应选择电路          （选填“甲”或“乙”）。

(2)正确选择电路后，请用笔画线代替导线，将图丙中实物电路补充完整          ；图丙中闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于          （选填“左”或“右”）端。

(3)缓慢移动滑片P，记录电压表示数U和对应的电流表示数I，描出相应的点如图丁所示。

由图丁可知，该电动机的内阻约为          （保留两位有效数字）；由于电流表和电压表不是理想电表，电动机内阻的测量值与真实值相比          （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。

(4)将电动机直接接在一电源两端，已知该电源的电动势，内阻，电动机内阻阻值不变，则电动机的机械功率约为          W（保留两位有效数字）。

【答案】(1)乙

(2)          左

(3)     3.0     偏大

(4)0.32

【知识点】伏安特性曲线在求用电器实际功率时的应用、测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验目的、原理、器材、描绘小灯泡伏安特性曲线的实验步骤和数据处理、描绘小灯泡伏安特性曲线的注意事项和误差分析

【详解】（1）本实验中要求使电动机电压从零开始调节，故应采用分压接法，故电路图应选择乙；

（2）[1]按照电路补充实物电路如下

[2]为防止电动机因电压过高而损坏，且为了使其电压从零开始增大，滑动变阻器的滑片P应置于左端；

（3）[1]电动机转动前是纯电阻电路，根据图丁可得电动机的内阻约为

[2]由于电流表不是理想电表，会分走一部分电压，导致电压表测得的电动机电压偏大，导致测得的内阻偏大；

（4）如下图所示做出电源伏安特性曲线，根据交点可得电风扇正常工作时的电流约为0.4A，电压为2V，其电动机工作时的热功率为

电动机工作时的总功率为

则电动机正常工作时的机械功率约为

三、解答题

13．2024年6月4，嫦娥六号完成世界首次月球背面采样，采样后返回时先进入近月圆轨道Ⅰ．再进入椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的Q点与返回器对接，图中P、Q分别为椭圆轨道的近月点和远月点．已知月球半径为R，嫦娥六号在轨道Ⅰ运行周期为T，Q点离月球表面的高度为h，万有引力常量为G。求：

（1）月球的质量M；

（2）嫦娥六号第一次从P点飞行到Q点的时间t。

【答案】（1）；（2）

【知识点】开普勒第三定律、根据已知量计算出天体的质量

【详解】（1）根据万有引力周期公式

解得

（2）嫦娥六号第一次从P点飞行到Q做椭圆运动，其时间恰为椭圆周期的一半，利用开普勒第三定律

其中

解得

所以

14．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值为R，电容器的电容为C。闭合开关S，电容器开始充电。

（1）当电容器充电结束时，求电容器所带电荷量Q；

（2）在电容器充电过程中，某时刻电流传感器示数为，求此时电阻R中的电流．

【答案】（1）；（2）

【知识点】含容电路中有关电荷量及其变化的计算、计算含容电路的电流和电压

【详解】（1）当电容器充电结束时，电容器支路无电流，根据闭合电路欧姆定律可得，电阻R的电流为

则电容器此时的电压为

则电容器所带电荷量为

（2）当电流传感器示数为时，根据闭合电路欧姆定律可得

解得，此时电阻R中的电流为

15．如图所示，第一象限内存在沿方向的匀强电场，电场强度大小为E，第二象限内存在沿方向的匀强电场，电场强度大小为。一电子从点以初速度沿方向射入电场，已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子重力。求：

（1）电子从P点第一次到达y轴的时间t；

（2）电子运动过程中离开y轴的最大距离d；

（3）电子第8次经过y轴时位置的纵坐标Y。

【答案】（1）；（2）；（3）

【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算

【详解】（1）电子在第一象限中做类平抛运动，沿x轴方向做加速运动，根据牛顿第二定律

解得

根据运动学公式

解得

（2）电子进入第二象限时，沿x轴方向的分速度为

电子进入第二象限后，沿x轴方向做匀减速运动，根据牛顿第二定律

解得

当电子沿x轴方向分速度为0时，电子离开y轴的距离最大，所用时间为

最大距离为

（3）电子的运动轨迹如图

电子第8次经过y轴时所用的总时间为

电子沿y轴方向一直做匀速直线运动，所以电子第8次经过y轴时位置的纵坐标为

16．如图所示，左端固定的轻弹簧可以锁定在不同的压缩状态，质量的小滑块静止于光滑水平面并紧靠弹簧右端，水平面的右端与倾角的传送带平滑连接．已知滑块滑上传送带前已经做匀速运动，传送带两转轴间的距离，滑块与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度，弹簧始终处于弹性限度内，，．

（1）传送带不动，弹簧解除锁定后滑块恰能滑至传送带顶端，求弹簧锁定时的弹性势能；

（2）若传送带以恒定速率顺时针转动，解除锁定时弹簧的弹性势能，解除锁定后滑块滑至传送带顶端，求电动机因传送滑块多做的功W；

（3）若传送带以恒定速率顺时针转动，为使滑块能滑至传送带顶端，求弹簧锁定时弹性势能的最小值．

【答案】（1）；（2）；（3）

【知识点】物块在倾斜的传送带上运动分析、用动能定理解决物体在传送带运动问题、弹簧类问题机械能转化的问题

【详解】（1）根据能量守恒

解得

（2）若弹簧的弹性势能为

设滑块滑上传送带前的速度为，根据能量守恒

解得

因为，所以滑块在传送带上减速运动，根据牛顿第二定律

解得

设滑块在传送带上运动时间为，则

解得

滑块到达传送带顶端时的速度

则滑块与传送带的相对位移为

根据能量守恒

（3）假设滑块滑上传送带时的速度等于传送带的速度，则滑块能上升的最大距离为

所以假设不成立。滑块滑上传送带时的速度大于传送带的速度，且在减速到等于传送带的速度之前的位移为

滑块滑上传送带时的速度大于传送带的速度时，根据牛顿第二定律

解得

根据运动学公式

解得

所以，弹簧锁定时弹性势能的最小值为