2022-2023江苏省南通市海安市重点中学高一（下）月考物理试卷（6月）（含解析）

2022-2023学年江苏省南通市海安市重点中学高一（下）月考物理试卷（6月）
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. 电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值的变化，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法不正确的是( )
A. 甲图的传感器可以用来测量角度 B. 乙图的传感器可以用来测量液面的高度
C. 丙图的传感器可以用来测量压力 D. 丁图的传感器可以用来测量速度
2. 如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则当汽车在该弯道处( )
A. 车速低于时，车辆就向内侧滑动
B. 车速高于时，车辆就向外侧滑动
C. 路面结冰时，与未结冰时相比，值变小
D. 路面结冰时，与未结冰时相比，的值不变
3. 年月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过一系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是( )
A. 图中两阴影部分的面积相等
B. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变小
C. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大
D. 探测器在点的加速度小于在点的加速度
4. 起重机的钢索将重物由地面沿竖直方向吊到空中某个高度，其速度一时间图像如图甲所示，则钢索对重物的拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示，、、为三个完全相同的时钟，放在水平地面上，、分别放在以速度、向同一方向飞行的两枚火箭上，且，则地面的观察者认为走得最慢的钟为( )
A. B. C. D. 无法确定
6. 交警使用的某型号酒精测试仪如图左，其工作原理如图右所示，传感器电阻的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为、内阻为，电路中的电表均为理想电表，且当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是( )
A. 电压表的示数减小，电流表的示数减小
B. 电压表的示数增大，电流表的示数减小
C. 电源对外输出功率减小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
7. 如图甲所示，在某电场中有一条电场线与轴重合，取点电势为零，方向上各点的电势随轴坐标变化的关系如图乙所示，若在点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用．则( )
A. 沿方向电场强度先减小后增大 B. 电子所受电场力沿轴负方向
C. 电子的电势能将一直增大 D. 电子运动的加速度一直增大
8. 一质量为，带电量为的小球从水平放置的带正电圆环的轴线处点由静止释放，、关于点对称，下列判断正确的是( )
A. 小球在点处动能最大 B. 小球在点的加速度最大
C. 小球在点的电势能最小 D. 小球可能在、间往复运动
9. 如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨道不是抛物线，而是图中的“弹道曲线”，图中、高度相同，为弹道曲线最高点，则炮弹( )
A. 到达点时加速度竖直向下
B. 在下落过程中机械能增加
C. 炮弹在段的时间等于段的时间
D. 在段克服阻力做功大于段克服阻力做功
10. 如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能与水平位移关系的图象是( )
A. B.
C. D.
二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
11. 某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中：
正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度为___________，用螺旋测微器测得金属丝的直径为___________。

估算被测电阻丝的阻值，已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为，电源为干电池不宜在长时间、大功率状况下使用，电动势，内阻很小忽略不计，则以下电路图中___________电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏___________。此时测得电流为、电压为。

请根据第问中选择的电路图，补充完成图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏_________。

本实验中金属丝的电阻率为___________用上述直接测量的字母表示。
任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的选项有___________。
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
12. 万有引力定律清楚地向人们揭示，复杂运动隐藏着简洁的科学规律；它明确地向人们宣告，天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则；它可以计算两个质点间的万有引力，或球体之间的万有引力。已知地球的质量为视为质量分布均匀的球体，半径为，引力常量为。
不考虑地球的自转，求地球表面附近的重力加速度大小；
已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。求深度为的矿井底部的重力加速度大小。
13. 如图甲所示，长为的水平轨道与半径为的竖直半圆弧轨道在处平滑连接，有一质量为的滑块大小不计从处由静止开始受水平力作用而运动，随位移变化的关系如图乙所示水平向右为正，滑块与间的动摩擦因数为，与间的动摩擦因数未知，取。计算结果可含根号
求滑块到达处时的速度大小；
若到达点时撤去力，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点，求滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功。
14. 如图所示，空间存在着场强为方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为的绝缘细线，一端固定在点，另一端拴着质量为、电荷量为的小球．现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到最高点时，细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂．已知重力加速度为，求：
小球的电性；
细线能承受的最大拉力；
当细线断裂后，小球继续运动到与点水平方向距离为时，小球距点的高度．
15. 如图所示，质量均为小物块、通过一压缩轻弹簧锁定在一起，静止于光滑平台上，解除锁定后，、在弹簧弹力作用下以相等的速度分离。分离后向左运动，滑上半径的光滑半圆轨道；分离后向右运动，滑上速度的足够长的传送带，传送带与平台等高，传送带表面的动摩擦因数。取。
求弹簧锁定时的弹性势能；
通过计算说明能否通过半圆轨道的最高点；
求在传送带上滑动过程中产生的内能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
电容器的决定式，当电容器两极间正对面积变化时会引起电容的变化，其他条件不变的情况下成正比
本题考查了影响电容器电容的因素，如何改变电容器的容，电容传感器的特点．并明确电容器作为传感器在生产生活中的应用．
【解答】
A、图示电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容，可以用来测量角度，故A正确
B、图示电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，可以用来测量液面的高度，故B正确；
C、是通过改变极板间的距离，改变电容器的，可以用来测量压力，故C正确
D、可变电容器，通过改变电介质，改变电容，可以用来测量位移，故D错误；
本题选错误的；故选：．
2.【答案】
【解析】解：、汽车速度为恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，说明没有受到径向的静摩擦力，路面应建成外高内低，
此时重力和支持力的合力指向内侧，提供圆周运动向心力，
车速低于，所需的向心力减小，汽车有向内侧滑的趋势，此时摩擦力指向外侧，阻止汽车向内侧滑动，
车速高于，所需的向心力增大，汽车有向外侧滑的趋势，此时摩擦力指向内侧，阻止汽车向外侧滑动，故AB错误；
、当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，路面的倾角不变，则的值不变。故C错误，D正确。
故选：。
汽车拐弯处将路面建成外高内低，汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力．速率为时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零．根据牛顿第二定律进行分析．
解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．
3.【答案】
【解析】
【分析】
由开普勒第二定律得解；由开普勒第三定律判断两轨道上运动的周期大小关系；由卫星的变轨判断机械能的变化；火星探测器仅受万有引力，由此得解。
本题主要考查对开普勒定律的理解与应用，用时熟悉天体的变轨情况，知道万有引力提供合力是解题的关键，难度一般。
【解答】
A.由开普勒第二定律可知，天问一号火星探测器在两轨道上运动时，只有在相同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相才相等，故A错误；
C.由开普勒第三定律可知，由于从“调相轨道”进入“停泊轨道”，探测器运动轨道的半长轴变短，故其周期变小，故C错误；
B.从“调相轨道”进入“停泊轨道”，探测器需要减速变轨，故其机械能变小，故B正确；
D.天问一号火星探测器仅受万有引力，故由牛顿第二定律可得：，解得，由表达式可知，探测器离中心天体越远，则加速度越小，故探测器在点的加速度大于在点的加速度，故D错误。

4.【答案】
【解析】【详解】在内，重物匀加速上升，受力分析有
所以拉力的功率为
在内，重物匀速上升，受力分析有
所以拉力的功率为
在内，重物匀减速上升，受力分析有
所以拉力的功率为
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
狭义相对论有两个显著的效应，即钟慢和尺缩。可以通俗的理解为：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。
记住并理解狭义相对论的基本假设和几个基本结论是解决此题的关键，掌握时间的相对性的公式即可。
【解答】
如题图所示，地面上的观察者认为钟走得最慢，因为它相对于观察者的速度最大，根据公式可知，相对于观察者的速度越大，其上的时间进程越慢，所以走的最慢。
地面上的钟的速度，它所记录的两事件的时间间隔最大，即地面上的钟走得最快，故C正确，ABD错误。
故选C。

6.【答案】
【解析】解：、设电压表的示数为，电流表的示数为。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻的电阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知电流表的示数变大，根据闭合电路欧姆定律得：，知变小。
根据数学知识可知，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比，保持不变，故AB错误，D正确；
C、酒精气体浓度越大时，传感器电阻的电阻值越小，当外电阻等于内电阻时输出功率最大，由于开始，当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时减小、外电阻减小，电源的输出功率一直增大，故C错误。
故选：。
当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，分析阻值的变化情况，根据闭合电路欧姆定律列式，分析两电表示数变化关系；当酒精气体浓度越大时，传感器电阻的电阻值越小，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化，根据内外电阻的关系分析电源输出功率的变化情况。根据闭合电路欧姆定律分析电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比变化情况。
本题是信息给予题，要搞清传感器电阻的特性，分析其阻值的变化情况，要知道相当于可变电阻，根据闭合电路欧姆定律分析两电表示数变化的关系。
7.【答案】
【解析】解：、图象切线斜率表示电场强度，可知，电场强度先减小后增大，电子受到的电场力也是先减小后增大，加速度先减小后增大，故A正确，D错误；
B、电子由静止释放仅受电场力作用沿方向运动，故电子受电场力沿方向，故B错误；
C、因电子只受电场力，电子沿轴正方向运动，所以电场力做正功，故电子电势能一直减小，故C错误。
故选：。
根据电子的运动方向确定电场力方向。根据电场力做功情况分析电势能变化情况。通过图象的斜率可以判断出电场强度的变化，从而判断加速度的变化情况。
解决本题的关键要知道图线的斜率表示场强、电荷释放后自发运动时，电场力一定做正功。
8.【答案】
【解析】
【分析】
由带电小球的受力情况及力做功的情况判断得解。
本题主要考查带电小球在复合场中的受力及运动情况，熟悉带正电圆环在轴线上各点的场强方向及大小强弱变化是解题的关键，难度一般。
【解答】
带正电圆环在轴线上点上方各点产生的电场方向沿轴线向上，在轴线上点下方各点产生的电场方向沿轴线向下，由电场的叠加可知，其在点的场强为零。由此可知，带电量为的小球从点由静止释放时，其受重力、及竖直向下的电场力，故合力向下，故小球向下加速，到点时，只受重力，方向向下，继续向下加速；到点下方，其受的电场力方向向上，若在某点，其受的重力大小等于其在该点受的电场力，则在该点小球受的合力为零，加速度为零，速度达到最大，故AB错误；
C.由以上分析可知，小球在点上方从静止释放后，向下运动过程中，电场力先对其做正功，过点后，由于受的电场力方向反向，故电场力开始对其做负功，故由静电力做功与其电势能的关系可知，小球在点的电势能最小，故C正确；
D.由以上分析可知，在点下方某点，带电小球受的重力与其电场力等大、反向，在该点，小球的速度最大，过该点后，由于圆环产生的电场逐渐变弱，故小球受的重力大于电场力，故其继续向下加速，故不会在、间往复运动，故D错误。

9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查了曲线运动的分析方法为运动的合成与分解，抓住在最高点时的运动和受力，关键是分析在上升和下降运动过程中的受力，结合运动学公式即可判断。根据冲量的定义进行判断重力的冲量大小，根据能量守恒得出机械能的变化。
【解答】
A.炮弹在最高点竖直方向上的速度为零，水平方向上的速度不为零，在最高点受空气阻力与水平速度方向相反，水平方向的加速度方向向左，设为，则最高点的加速度大小为，加速度大于，方向向左下方，故A错误；
B.炮弹在下降过程中，空气阻力做负功，则机械能减小，故B错误；
C.从到的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，即，解得，
在从到的过程中，在竖直方向，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，即，解得，故，
根据逆向思维，两个阶段的运动可看做为从点向点和从点向点运动的类平抛运动，竖直位移相同，加速度越大，时间越小，所以炮弹由点运动到点的时间小于由点运动到点的时间，故C错误；
D.由于空气阻力一直做负功，所以机械能减小，而在两点时重力势能相同，故经点时的动能大于点时的动能，由能量守恒可得在段克服阻力做功大于段克服阻力做功，故 D正确。
10.【答案】
【解析】设斜面倾角为，小物块的质量为，物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为，小物块由静止开始在斜面上运动的过程中，当水平位移为时，由动能定理得：
整理得小物块的动能与水平位移关系为：
在水平面上运动的过程中，由动能定理得：
所以小物块的动能与水平位移关系的图象两端均为直线，故A正确，BCD错误。
故选：。
把小物块的运动过程分成沿斜面向下运动和水平方向上的运动，然后分过程应用动能定理列方程，推导出小物块的动能与水平位移的函数关系即可。
本题考查的是动能定理与图象相结合的问题，解决本题的关键是要求同学们能够熟练应用动能定理推导出小物块的动能与水平位移的函数关系。
11.【答案】 小
【解析】【详解】游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，故所测金属丝的长度为
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，故所测金属丝的直径为
由于分压式接法中，在相同条件下通过电源的电流太大，根据题意可知电源不宜在长时间、大功率状况下使用，所以滑动变阻器采用限流接法，被测电阻的阻值约为，而电流表内阻约几欧，电压表内阻约，电压表的内阻远大于金属丝的内阻，所以电流表选用外接法。
故选A。
由于本实验中电压表的分流作用使得测得的电流表示数偏大，由欧姆定律
可知用此最佳电路测量的结果会比真实值偏小；
根据电路图连接实物图如图所示

由电阻定律和欧姆定律有
联立可得
用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故A错误；
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故B错误；
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确；
D.用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差，故D正确。
故选CD。
12.【答案】解：不考虑地球的自转，在地球表面附近
，
解得：；
设地球平均密度为，则，
在矿井底部，
而，
深度为的矿井底部的重力加速度大小。

【解析】本题考查了万有引力定律这个知识点；
根据在地面附近，万有引力等于重力，即可求解；
分析深处的万有引力，结合对应的质量求解即可。
13.【答案】解：滑块从到的过程，由动能定理得：，其中 ，
代入数据解得：
滑块恰好能到达最高点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：
滑块从到的过程，设克服摩擦力做功为，
由动能定理得：
代入数据解得：，即克服摩擦力做的功为
【解析】应用动能定理可以求出滑块到达处时的速度大小。
滑块恰好到达点，在点重力提供向心力，应用牛顿第二定律求出滑块到达点时的速度大小，从到过程，对滑块应用动能定理可以求出克服摩擦力做的功。
本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理，并与圆周运动相结合，综合性较强，要注意正确受力分析，明确物理过程，应用动能定理与牛顿第二定律解题。
14.【答案】解：
由小球运动到最高点可知，小球带正电．
设小球运动到最高点时速度为，对该过程由动能定理有
，
在最高点对小球进行受力分析，由圆周运动和牛顿第二定律得
，
解得
小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为，则
，
设小球在水平方向运动位移为的过程中，所经历的时间为，则

设竖直方向上的位移为，则
，
解得

所以小球距点的高度为


【解析】本题考查带电粒子在电场中的应用，熟悉圆周运动知识是解题的关键。
根据题设判断电场力的方向，结合电场强度方向即可判断出电性；
根据动能定理求出最高点时的速度，根据牛顿第二定律和向心力公式可求出细线所承受的最大拉力；
细线断裂后小球做类平抛运动，结合类平抛运动规律列方程即可求出。
15.【答案】解：解除弹簧锁定后弹簧的弹性势能转化为物块的动能，由能量守恒定律得：
；
物块恰好通过半圆最高点时重力提供向心力，由牛顿第二定律得：
代入数据解得，
设物块能通过半圆最高点，到达半圆最高点时速度为，
物块从半圆最低点到最高点过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：
代入数据解得：，物块恰好能通过半圆轨道最高点；
在传送带上先做匀减速运动，后做匀速直线运动，由牛顿第二定律得；
代入数据解得，加速度大小：
在传送带上相对滑行时间：
，
减速运动的位移，
在此时间内传送带的位移，
物块相对传送带滑行的距离，
在传送带上滑动过程中产生的内能：
；
答：弹簧锁定时的弹性势能是；
能通过半圆轨道的最高点；
在传送带上滑动过程中产生的内能为。
【解析】弹簧解除锁定后弹簧的弹性势能转化为物块的动能，应用能量守恒定律可以求出弹簧锁定时的弹性势能；
物块恰好通过半圆轨道最高点时重力提供向心力，应用牛顿第二定律求出物块恰好通过最高点时的速度，物块在半圆轨道上运动过程只有重力做功，机械能守恒，应用机械能守恒定律分析判断物块能否通过半圆最高点；
物块滑上传送带后先做减速运动，当物块与传送带速度相等后它们一起做匀速运动，求出物块在传送带上相对滑行的距离，然后求出在传送带上滑动过程产生的内能。
本题是一道力学综合题，根据题意分析清楚物块的运动过程是解题的前提，应用能量守恒定律、牛顿第二定律、运动学公式与机械能守恒定律即可解题。
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