【物理】江苏省百校联考2024-2025学年高一下学期5月月考试题（解析版）

这是一份【物理】江苏省百校联考2024-2025学年高一下学期5月月考试题（解析版），共16页。
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号除黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案与在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题（共11小题，每题4分，共计44分。每小题仅一个选项符合题意）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量
B. 由可知，当趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C. 开普勒总结出了太阳系中行星运动的规律
D. 天王星是人类第一颗通过万有引力定律算出来的行星
【答案】C
【解析】A．牛顿发现了万有引力定律，但引力常量G是由卡文迪许通过扭秤实验测得的，故A错误；
B．万有引力公式仅适用于质点或均匀球体。当r趋近于零时，物体不能视为质点，万有引力定律不再适用，故B错误；
C．开普勒通过分析第谷的观测数据，总结出行星运动的三大定律，正确描述了太阳系行星的规律，故C正确；
D．通过万有引力定律计算发现的是海王星，不是天王星，故D错误。
故选C。
2. 关于功与能的概念，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体所受合力做功零，机械能一定守恒
B. 物体做匀速圆周运动，机械能一定变化
C. 力对物体没有做功，物体位移一定为0
D. 某个力对物体做功越快，它的功率一定越大
【答案】D
【解析】A．合力做功为零时，可能存在非保守力（如摩擦力）做功，导致机械能变化。例如物体匀速上升时合力为零，但重力势能增加，机械能不守恒，故A错误。
B．匀速圆周运动中动能不变，若仅有向心力（不做功）作用且无其他力做功，机械能守恒。例如水平匀速圆周运动，机械能不变，故B错误。
C．力不做功可能是力与位移方向垂直（如向心力），此时位移不为零，故C错误。
D．功率是描述做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故D正确。
故选D。
3. 科学家研究发现，蜘蛛在没有风的情况下也能向上“起飞”如图，当地球表面带有负电荷，空气中有正电荷时，蜘蛛在其尾部吐出带电的蛛丝，在电场力的作用下实现向上“起飞”下列说法错误的是（ ）
A. 蜘蛛往电势高处运动B. 电场力对蛛丝做正功
C. 蛛丝的电势能增大D. 蛛丝带的是负电荷
【答案】C
【解析】AD．由题意可知，蛛丝在电场力的作用下向上“起飞”，因此蛛丝受到向上的电场力，空气中正电荷和地球负电荷形成的电场与蛛丝受到电场力的方向相反，故蛛丝带的是负电荷，往电势高的地方运动，AD正确，不符题意；
BC．结合上述分析可知，电场力对蛛丝做正功，蛛丝电势能减小，B正确，不符题意，C错误，符合题意。
故选C。
4. 质量相同的六个小球固定在正六边形轻质框架的六个顶点上，小球绕正六边形的中心O点在竖直面内匀速转动，不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 每个小球机械能守恒
B. 每个小球速度不变
C. 每个小球的机械能始终相等
D. 六个小球与框架构成的系统机械能守恒
【答案】D
【解析】A．每个小球在竖直面内匀速转动，则动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项A错误；
B．每个小球速度大小不变，但方向不断变化，选项B错误；
C．每个小球的动能始终相等，但是重力势能不一定相等，则机械能不是始终相等，选项C错误；
D．六个小球动能之和不变，六个小球的重心始终在O点，则重力势能始终不变，则六个小球与框架构成的系统机械能守恒，选项D正确。
故选D。
5. 一卫星在离地面一定高度处绕地心做匀速圆周运动。为了让卫星上升到更高的轨道，开动卫星的小发动机喷气，以调整高度。若变轨前、后卫星运行的速率分别为、，设变轨过程发动机对卫星做功为，卫星克服地球引力做功为，则下列说法正确的是（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】B
【解析】当卫星于圆轨道运行时，根据
的其运行速率
式中代表轨道半径，若卫星上升至更高轨道（），则其速率必定减小，即
对卫星，根据动能定理有
可知。
故选B。
6. 如图所示，一块无限大，厚度为0.2m的金属板垂直电场线放在水平向右的匀强电场中，电场强度大小为，以板左侧点为坐标原点、水平向右为正方向建立轴，取板右侧面为零势能面，点到板左侧的距离为0.2m，则轴上场强、电势分布图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由静电屏蔽知识可知，金属板内的电场强度为0，因金属板是一个等势体，图像的斜率表示电场强度大小，则金属板左右两侧直线的斜率相同，即电场强度相同，且与轴交点的电势相等。
故选C。
7. 汽车以速度在平直路面上匀速行驶，发动机的输出功率为。某时刻起将汽车发动机的输出功率瞬间减为，设汽车行驶过程中受到的阻力不变，输出功率减小后（ ）
A. 汽车运动的平均速度为
B. 汽车所受的牵引力先逐渐增大后不变
C. 汽车先做匀减速直线运动，最终以匀速运动
D. 汽车先做加速度增大的减速运动，最终以匀速运动
【答案】B
【解析】A．根据P=fvm可知，汽车最终匀速时的速度为，但减速过程中速度从逐渐降低到，平均速度应大于，故A错误；
B．功率减为后，初始牵引力
小于阻力。随着速度减小，牵引力
逐渐增大，直到时匀速，牵引力先增大后不变，故B正确；
C．匀减速要求加速度恒定，但牵引力随变化，合力逐渐减小，加速度减小，故C错误；
D．加速度由
增大导致减小，故加速度是减小的，而非增大，故D错误。
故选B。
8. 静电透镜是由带电导体所产生的静电场来使电子束聚焦和成像的装置，它广泛应用于电子器件（如阴极射线示波管）和电子显微镜中。如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场，其中虚线为等势线，任意两条相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场的中心轴线。一电子从其左侧以某一初速度进入聚焦电场，仅在电场力作用下运动，实线为电子运动的轨迹，A、B、C为其轨迹上的三点。下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的电场强度相同
B. 各点电势高低的关系为φA＜φB＜φC
C. 该电子从A点到B点过程中动能先增大后减小
D. 该电子从A点到B点过程中电势能一直增大
【答案】B
【解析】A．根据等势线与电场线垂直，可知A、B两点的电场强度方向不同，故A、B两点的电场强度不同，故A错误；
B．电子仅在电场力作用下从A点运动到C点，由于合力方向指向轨迹的内侧，电子带负电，所受电场力方向与电场方向相反，电场力方向与等势线垂直可知，电场线方向整体从右侧指向左侧，又由于沿电场线方向电势降低，可知各点电势高低关系为
故B正确；
CD．结合上述可知，从A到B的运动过程中，电子所受电场力做正功，电子的电势能一直减小，电子的动能一直增大，故CD错误。
故选B。
9. 甲是地球赤道上的一个物体，乙是某个宇宙飞船（周期约90分钟），丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是（ ）
A. 它们运动的向心加速度大小关系是
B. 它们运动的线速度大小关系是
C. 已知乙运动的周期及轨道半径，可计算出地球质量
D. 已知甲运动的周期，可计算出地球的密度
【答案】C
【解析】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据
可得，，
同步卫星丙的周期为24h，大于乙的周期，则丙的轨道半径大于乙的轨道半径，根据线速度、加速度与轨道半径的关系，可知，
又因为甲，丙的角速度相等，根据、可知，，
综上分析可得，
故AB错误；
C．根据
可得
故C正确；
D．因为甲的周期与贴近星球表面做匀速圆周运动的周期不同，根据甲的周期无法求出地球的密度，故D错误。
故选C。
10. 如图所示，正方体，在和处放置电量分别为的点电荷，则下列说法正确的是（ ）
A. 点电势高于点电势
B. 、两点电场强度大小的比值为
C. 由对称性可知、两点处电场强度相同
D. 将一正试探电荷沿棱从点移动到点，电势能变大
【答案】B
【解析】A．BD两点均在等量异种电荷连线的中垂面上，则电势均为零，即B点电势等于D点电势，选项A错误；
B．设立方体边长为a，则两电荷在D点的场强大小相等且互成120°角，则
D1点的场强
D、D1两点电场强度大小的比值为，选项B正确；
C．由对称性可知A、C两点处电场强度大小相同，但是方向不同，选项C错误；
D．因B点和B1点都是等量异种电荷中垂面上的点，可知两点电势相等，则将一正试探电荷沿棱从点移动到点，电势能不变，选项D错误。
故选B。
11. 一长木板静止于光滑水平面上，一小物块（可视为质点）从左侧以某一速度滑上木板，最终和木板相对静止一起向右做匀速直线运动。在物块从滑上木板到和木板相对静止的过程中，物块的位移是木板位移的4倍，设板块间滑动摩擦力大小不变，则（ ）
A. 物块动能的减少量等于木板动能的增加量
B. 摩擦力对木板做的功大于木板动能的增加量
C. 因摩擦而产生的内能是木板动能增量的3倍
D. 因摩擦而产生的内能等于物块克服摩擦力所做的功
【答案】C
【解析】A．根据能量守恒可知，物块动能减少量等于木板动能增加量与因摩擦产生的内能之和，故A错误；
B．根据动能定理可知，摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量，故B错误；
CD．设物块与木板之间的摩擦力为，木板的位移为，则物块的位移为；物块克服摩擦力所做的功为
对木板，根据动能定理可得木板动能增加量为
因摩擦产生内能为
可知因摩擦而产生的内能小于物块克服摩擦力所做的功；因摩擦而产生的内能是木板动能增量的3倍；故C正确，D错误。
故选C。
二、非选择题（共5小题，共计56分。解答题请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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）
12. 某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质量均为。钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直（重力加速度取）。
（1）开启电动机，待电动机以角速度匀速转动后，将P、K、Q系统由静止释放，Q落地前，激光在细钢柱K上留下感光痕迹，取下K，测出感光痕迹间的距离如图（b）所示：。感光痕迹间的时间间隔=________，激光束照射到点时，细钢柱速度大小为___________。经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过点，在段，系统动能的增加量___________J，重力势能的减少量___________J，比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（该小问除第一空外，其余计算结果均保留3位有效数字）
（2）选取相同的另一感光细钢柱K，若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图（c）所示的规律变化，图像斜率为，记录下如图（d）所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为。当满足___________即可证明系统在运动过程中机械能守恒。（用含字母、、、的表达式表示）
【答案】（1）0.05 1.20 0.288 0.294 （2）
【解析】
【小问1解析】
感光痕迹间的时间间隔
激光束照射到点时，细钢柱速度大小为
在段，系统动能的增加量
重力势能的减少量
【小问2解析】
从初始时激光笔对准K上某点开始选取连续的n段，根据时间关系有，
根据运动学公式有
系统在运动过程中机械能守恒，则有
联立解得
13. 2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为，引力常量为G。试求
（1）月球的质量M；
（2）“嫦娥三号”卫星离月球表面的高度h。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）月球表面处引力等于重力
得
（2） “嫦娥三号”卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力，得
卫星周期
轨道半径
联立解得“嫦娥三号”卫星离月球表面的高度为
14. 如图所示，位于纸面内的菱形为边上的高，为边的中点。整个区域有平行纸面方向的匀强电场。将电荷量为的正点电荷从点移到点，克服电场力做的功为。已知菱形的边长两点的电势分别为、。求：
（1）点的电势；
（2）匀强电场的场强。
【答案】（1） （2），沿BA方向
【解析】
小问1解析】
根据电场力做功与电势差的关系有
代入数据解得
【小问2解析】
根据匀强电场中平行且相等的线段间电势差相等，可得，
解得
故连线为等势线，根据电场线与等势线垂直且由高电势指向低电势，可知场强沿方向，大小为
15. 如图所示，在直角坐标系平面内，以为圆心，半径为的圆分别与坐标轴相交于、两点，是圆上的一点，的正切值为，分别在M、N两点固定正、负等量异种点电荷，带电量为的正检验点电荷在点所受电场力大小为，静电力常量为。求：
（1）点电场强度的大小；
（2）若点的电势为，将电荷量为的正检验点电荷由点移至坐标原点电场力所做的功（取无穷远处电势为零）；
（3）固定在、处电荷电量的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
点电场强度的大小
【小问2解析】
由题意可知原点电势为零，则
【小问3解析】
由力的合成得
的正切值为，则
由库仑定律知
可得
得
根据
得
解得
16. 如图所示，一游戏装置由倾斜角为的光滑轨道、水平传送带、半径为的光滑竖直圆形轨道、倾角为斜面组成，为圆弧轨道的圆心，、四点在同一水平面上。游戏时，小滑块从倾斜轨道不同高度处静止释放，经过传送带后沿圆形轨道运动，最后由点平抛后落在不同的区间获不同的奖次。已知小滑块与传送带的动摩擦因数长为是圆轨道上与圆心等高的点，距水平地面的高度，小滑块经处时速度大小不变，小滑块可视为质点，其余阻力均不计，取，传送带开始处于静止状态，求：
（1）若小滑块质量为，释放的高度，求小滑块通过点时对轨道的压力；
（2）为了使小滑块进入圆轨道且不脱离圆轨道DEF，求小滑块释放高度的范围；
（3）若小滑块释放的高度，同时调节传送带以不同速度顺时针转动，为了保证小滑块不脱离圆轨道又能从点水平飞出，试写出小滑块第1次落点（不反弹）与点的水平距离与传送带速度的关系。
【答案】（1）4N，方向水平向右 （2）见解析 （3）见解析
【解析】
【小问1解析】
A到E，由动能定理得
在点，由牛顿第二定律得
联立得
由牛顿第三定律得，方向水平向右
【小问2解析】
滑块恰好到进入圆轨道，由动能定理得
解得
使小滑块进入圆轨道，则
①滑块恰好到点，由动能定理得
解得
使小滑块进入圆轨道且不脱离圆轨道，则
②滑块恰好到点，由动能定理得
在点，由牛顿第二定律得
解得
要使小滑块进入圆轨道且不脱离圆轨道，则
【小问3解析】
由题意可知，滑块过最高点，则到，由动能定理得
联立得
即滑块过最高点，必须满足
滑块从点水平飞出，恰好落在点。则，
解得：
①当时，落点均在斜面上，则
解得
②当时，
③当时，