山东省乳山市银滩高级中学2021-2022学年高一(下)6月物理试题(解析版)

2021-2022学年度高一级部六月份模块考试

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

八sS

C---------

4兀kd

E

"d

C=F

联立可得

E."kQ

eS

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

为玲，汽车在平直路面上由静止开始做加速度为。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〃?，汽车受到的阻力恒为了,则下列说法正确的是

()

P..

A.汽车的最大速度为一匕

ma+j

P.

B.汽车做匀加速运动的时间为7---------

yma+j)a

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

v;空

f

选项A错误；

B.做匀加速直线运动时、根据

Po=Fv

F=ma+f

可得匀加速能达到的最大速度为

ma+f

汽车做匀加速运动的时间

I——―----------

a(ma+f)a

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/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

Po=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。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。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。带正电，位于M、N之间

B.M、N两点的电场强度大小之比为石：1

C.如果点电荷。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0>0,沿x轴的正方向；N点处的正点电荷受力

&<0,沿x轴的负方向。故点电荷。带负电，位于M、N之间，A错误；

F

B.由电场强度定义式E=一可知，/-4图像斜率为电场强度，故M、N两点的电场强度大小之比为

q

EM_tan60"

ENtan30"

故B错误；

C.例、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。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£=A:g可知

rM_件,=1

r

NVEM6

D正确。

故选D。

4.如图所示，足够长的水平传送带以u=2m/s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。己知煤粉与传送带间的动摩擦因数为0.2,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.200WB.100WC.50WD.20W

【答案】A

【解析】

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

关系得

fs=^A/77V2

煤粉在摩擦力作用下加速前进，因此有

0+vvt

s=-----1=一

22

传送带的位移为

s传=vt

相对位移为

Av=s传一s=s

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

12

Q=/As=—Amv

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△石为

△E=(zW+。=&加=5()x2?J=200J

皮带机应增加的功率为

p="=迎W=200W

t1

所以BCD错误；A正确;

故选Ao

5.如图甲所示，两平行金属板4、B水平放在真空中，板间距为让金属板长2d,00'为板间中线，AB

板间的电势差U随时间f的变化情况如图乙所示。有一个质量为，小电荷量为g的带电小球，f=0时刻从

O点以丫。的速度水平沿O。'射入。T时刻小球恰好从0'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（)

八UAB

AII------1

II

II

•I

•I

O-----------——-O'•I

Bl=oTTt

2

甲乙

A.小球所受的电场力大小等于重力大小

B.板间电压。=也%

q

T5

C.f=不时，小球速度大小为一w

24

D.f=7'时，小球速度大小为w

【答案】C

【解析】

【详解】AB.取竖直向下为正方向，在0〜二时间内，小球在竖直方向上做自由落体运动，竖直位移大小

2

为

工〜T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

2

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，设一〜T时间内小球的加速度大小为4,

2

根据牛顿第二定律有

U

竖直位移为

TT13

g------a(-y

T时刻小球恰好到达0'点时，则有

y+%=o

联立解得

a=3g

盘=4mg

q

故AB错误；

C.设•时速度大小为%,根据题意则有

2工+马上

2262

v{)T=2d

联立得到

3

1％

所以，4时，速度大小为

v=Jv：+*=j%

故C正确;

D.1=7时，小球竖直分速度为

，T、T.3

]

%=g--^g--=-gT=--v()

所以速度大小

M=£=浮丫。

故D错误；

故选C。

6.如图所示，矩形的四个顶点。、b、c、d为匀强电场中的四个点，而=2bc=lm,电场线与矩形所

在的平面平行。已知。点电势为16V,。点电势为8V,c点电势为4V。一带电粒子从〃点以速度

%=1000m/s射入电场，％与出?边的夹角为45。，一段时间后粒子经过边的中点e。不计粒子的重

力，下列判断正确的是（）

A.4点电势为14V

B.电场强度的大小为8V/m

C.粒子从。点到e点，其电势能增大

D.粒子从。点到e点所用的时间为也xlO-s

【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

七一物=。,,一"

解得

内=12V

所以A错误；

B.如图所示，”与e点的电势相等，则电场线如图所示，有

^Hv/m=8>/2V/m

彳

所以B错误;

C.粒子从〃点到e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a点到e点,电场力的方向沿场强方向，粒子做类平抛运动，沿及方向粒子做匀速直线运动,

则有

亚

X-is

%1000

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间跨步距离为心电线触地点。流入

大地的电流为/,大地的电阻率为p,ON间的距离为R,电流在以。点为圆心、半径为r的半球面上均匀

分布，其电流密度为一二，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。

2乃广

放在真空中。点处产生的电场强度。下列说法正确的是（）

A.越靠近。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。的电荷量为旦-（左为静电力常量）

2兀k

D.若“、N、。三点在一条直线上，图中两脚MN间跨步电压等于上!

2兀K

【答案】C

【解析】

【详解】A.高压电线落地，电线触地电流从。点流入大地的，0点电势最高，越靠近。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。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

2兀k

故c正确；

D.N点处电流密度为二为，由于MN间的电场是非匀强电场，电场强度越靠近。点越大，则知MN间

2兀片

的场强大于一二，则两脚MN间跨步电压大于上耳，故D错误。

ITTR-2TTR-

故选C。

8.硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辐、显影装置、粉仓和清洁装置构成，工作中充电

辑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

为一。的点电荷，对称均匀地分布在半径为R的圆周上，若某时刻圆周上尸点的一个点电荷的电量突变成

+4，则圆心。点处的电场强度为（）

A.空，方向沿半径指向P点B.空，方向沿半径背离尸点

R2R2

C.吧，方向沿半径指向尸点D.强,方向沿半径背离P点

R2R2

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】当P点的电荷量为一4时，根据电场的对称性，可得在。点的电场强度为0,当P点的电荷为+4

时，可由-4和+2q两个电荷等效替代，故。点电场可以看做均匀带电圆环和+24产生的两个电场的叠

加，故。点的电场强度为

E=0+四

R2

电场方向为+2q在。点的电场方向，即方向沿半径背离。点，故B正确，ACD错误。

故选Bo

9.如图甲所示，轻绳一端固定在。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心测得小球在最高点时轻绳的拉力大小尸，得到图像如图乙

所示，已知图线的延长线与纵轴交点坐标为（0,-6）,不计空气阻力，重力加速度为g,则下列说法正确的

是（）

Z7

B.小球运动的轨道半径为三

2g

C.图线与横轴的交点表示小球所受的合外力为零

D.当Q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

V2

r+mg-m—

解得

结合图像可知

mg-b

即

b

m=­

g

斜率

m,

y=K

解得

mba

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

华Q

kg

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，〃、6、c、4为等势面上的点，八6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、，/两点的电场强度不相同

C.人两点的电势差Uab=-3mV

D.从。到”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

6为两电荷连线上对称的两点，所以。、。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、”两点的电场强度大小与方向也相同，故B错误：

C.4、力两点的电势差

U“b=Q-”=3mV

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200千米高度的楠圆轨道，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200千米高度的楠圆轨道，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

T2~

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〃z=01kg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凡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g=10m/s2,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凡恒力厂对小球做负功，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

Ep=tngh

可知小球开始降落初始位置距地面高度为

〃=0.7m

由图乙图线②可知，小球下落0.5m时，弹簧开始被压缩，则弹簧原长为

x=0.7m—0.5m=0.2m

故B正确；

D.由图乙可知，当小球下落0.6m时，此时小球距地面高度为0.1m,重力势能为0.1J,此时弹簧的弹

性势能最大为0.54J,根据功能关系有

-FX=J\E

代入数据解得

F=0.1N

故D正确;

C.由图乙可知，当小球下落（）.5m时与弹簧接触，设此时小球的速度为V,由动能定理有

mgx2-FX2=；加丫2

解得

u=3m/s

故C正确；

故选BCDo

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、8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。

_________喷雾剂

4油海:承u

（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有。

A.油滴质量巾B.两板间的电压UC.两板间的距离”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:

油滴%0矶%%%纵

带电量（xlO-19C）3.24.86.48.011.29.617.612.8

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.ABC②・竿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e=1.6xl（）T9c④.AC

【解析】

【详解】（1）口］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

mg=qE斤=Rqu

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

（2）⑵根据

mg=qEk=—qu

a

可得

幽

u

（3）13］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

e=1.6xlO-l9C

（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

E上

d

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

4兀kd

可知电容C变小，根据

C=W

U

可知电压U增大，根据

E"

d

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

C=-^—

4兀kd

可知电容C变大，根据

可知电压U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

csS

C=-----

471kd

及

c=2

u

再根据

E"

d

得

4^2

LL-

ES

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）用保护电阻飞、用、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E=2.5V

（电流传感器内阻和电源电动势内阻相较于R?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，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〃、电容器电荷量为g,充电时间为r,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）；

【答案】①.为零@.37.1③.AD

【解析】

【详解】（1）”]先将单刀双掷开关接1后断开，其目的是让电容器通过R1放电，使其初始电量为零;

⑵根据q=〃可知，i-f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

%=0.02Ax40s=0.8C

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

<2=116x0.8c=92.8C

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

C=2=2B37.1F

UE

[3JAB.根据电容的定义C=幺可得

u

1

u-—q

C

电容。保持不变，则比-4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C=2xl（）yF，极板A、B之间可以看成匀强电场，场强

E=1.2xlO3V/m.极板间距离为L=5cm,电场中c点到A极板、"点到8极板的距离均为0.5cm,8极

板接地。求：

（1）8极板所带电荷量。；

（2）d点处的电势9”；

（3）将电荷量q=-5xl（y6c的负点电荷从“移到,,静电力的功W-

【答案】（1）1.2x10-2。⑵-6V；（3）一2.4xl（）Tj

【解析】

【详解】（1）8A间的电势差为

=£L=1200x0.05V=60V

B极板所带电荷量。为

Q=CU8A=2x1（T*X60C=L2x10-2c

（2）8极板与d之间的电势差为

UBd=ELBd=1200x0.005V=6V

1点处的电势

（Pd=-6V

（3）d、c之间的距离为

*2

Ldc=0.05m-2x0.5x10m=0.04m

c两点间的电势差为

U#=EL*=48V

静电力做的功

Wdc=2a=-5x10-6*48J=-2.4x1（尸J

16.如图所示，C为固定的、电荷量为Q的正点电荷，A、8两点在C的正上方，它们与C的距离分别为

4〃和0.25〃。将另一质量为〃八电荷量未知的正点电荷D从A点由静止释放，运动到8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,静电力常量为左，求:

（1）点电荷D所带的电荷量%

（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"。

♦A

0.25/z

CI

【答案】（1）4=爵-;（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

FR-mg=mxl5g

又

F-kQq

B（0.25/z）2

解得

meh2

q--------

kQ

（2）当点电荷D所受合外力为0时，速度最大，有

k丝=mg

公

解得

%=h

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如已知：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