2023-2024學年上海市青浦高級中學高一（下）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年上海市青浦高級中學高一（下）期末物理試卷一、無人機種樹（14分）1.近日，在河北省井陘縣長峪村山腳下的造林現(xiàn)場，工作人員操控六旋翼無人機，將樹苗運送到200m高的山上，實施雨季荒山造林。該無人機凈重10kg，采用大容量電池進行供電，續(xù)航時間可達2?以上。在運送大質量樹苗容器時還可以2～4臺無人機協(xié)同運載。

(1)某次植樹時，無人機一次攜帶20棵樹苗，工作人員控制無人機勻速上升，將樹苗運送到200m高的山上，在此過程中______。

A.無人機的動能和重力勢能均增加

B.無人機的動能不變，重力勢能增加

C.無人機的機械能增加約10000J

D.樹苗的機械能增加約30000J

(2)無人機在電池電量耗盡的時候可以快速充電。如圖是無人機電池電量從0%～100%充滿過程中充電功率P和充電時間t的關系圖像，設充電過程中電池兩端電壓恒為15V，不計其他能量損耗，則______。

A.充電過程的平均功率為400W

B.充電過程的平均功率為600W

C.該電池的容量是30000mA?

D.該電池的容量是45000mA?

(3)使用無人機植樹時，為保證樹種的成活率，將種子連同營養(yǎng)物質包進一個很小的莢里，假設播種時，在離地面10m高處，以15m/s的速度水平勻速飛行的無人機中，播種器利用空氣壓力把莢以5m/s的速度(相對播種器)豎直向下射出，莢進入地面下10cm深處完成一次播種。已知莢的總質量為20g，不考慮其所受空氣阻力及進入土壤后重力的作用，g取10m/s2。求：

①離開無人機后，莢在空中運動的時間為多少？

②射出莢的過程中，播種器對莢做的功為多少？二、天宮課堂（17分）2.“天宮課堂”是為發(fā)揮中國空間站的綜合效益，推出的首個太空科普教育品牌?？臻g站繞地球一圈約90min，駐留期間，航天員進行了“天宮課堂”授課。

(1)神舟十三號與空間站對接過程中，______(選填“可以”或“不可以”)把神舟十三號看作質點。

(2)“天宮課堂”中，航天員擲出的“冰墩墩”近似勻速直線前進，這一過程中“冰墩墩”受到______。

A.萬有引力

B.向心力

C.離心力

(3)空間站繞地球運行的角速度約為______rad/s。(保留2位有效數字)

(4)2022年10月12日，中國航天員首次在問天實驗艙內進行授課。已知中國空間站離地高度為?，運行周期為T，地球半徑為R，引力常量為G。求：

①地球的質量；

②地球的第一宇宙速度。三、機械能守恒（10分）3.某同學利用DIS驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示。保持擺錘釋放器在P點位置不變，由靜止釋放擺錘，分別利用傳感器(圖中未畫出)測出擺錘經過A、B、C、D四個位置的擋光時間t。已知擺錘的直徑d=0.008m，質量m=0.008kg。取D所在水平面為零勢能面，A、B、C三點相對于零勢能面的高度如圖所示，實驗獲取的數據如表：位置?/cmt/sv/mA150.0078261.022B100.0055981.429C50.004607▲D00.0039982.001

(1)本實驗使用的是______傳感器。

(2)表格中“▲”所代表的物理量的值為______m/s。

(3)實驗中該同學發(fā)現(xiàn)傳感器所測的位置略低于A點，則他經過計算機獲得的速度數據與真實值比，______。(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)

(4)該同學認為，如果分析t與?的關系，也能驗證機械能守恒定律。所以該同學將數據進一步處理，作出“1t2??”圖，圖線如圖所示。根據圖線和相關數據，可以推算出小擺錘的機械能E=______J(保留到小數點后第3位)四、“高分十三號”衛(wèi)星（17分）4.2020年10月12日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“高分十三號”衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道。其軌道與地球赤道在同一平面內，從地面上看，衛(wèi)星在一定高度處靜止不動。已知地球半徑為r1，“高分十三號”衛(wèi)星軌道半徑為r2。

(1)地球自轉的周期為T1，“高分十三號”衛(wèi)星運動的周期為T2，則______。

A.T2=14T1

B.T2=12T1

C.T2=T1

D.T2=2T1

(2)赤道上某點隨地球自轉的線速度大小為v1，“高分十三號”衛(wèi)星運動的線速度大小為v2，則v1v2為______。

A.r1r2

B.r2r1

C.r12r22

D.r22r12

(3)場是一種客觀存在的物質，衛(wèi)星與地球之間的萬有引力是通過引力場發(fā)生的。與電場強度類似，可以引入引力場強度來描述引力場的強弱。若地球質量為M，衛(wèi)星質量為m，則“高分十三號”衛(wèi)星在運動過程中，所經各點的引力場強度的大小______。

A.與M、m都有關

B.與M有關，與m無關

C.五、平行板電容器（17分）5.如圖所1示，已知平行板電容器兩極板間距離d=4mm，充電后兩極電勢差為UAB=120V，若它的電容為3μF，且P到A板距離為1mm。

(1)若電子電量為?1.60×10?19C，電容器充電后極板間的電場可視作勻強電場，則：

①每一極板帶電量______C。

②一個電子在P點具有的電勢能______J。

③兩板間的電場強度______V/m。

(2)電容器作為一種新型儲能裝置，具有充放電速度快、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點。關于電容器，下列說法正確的是______。

A.電容表征電容器容納電荷的本領大小，不同的電容器容納電荷的本領一般不同

B.當電容C不變時，由C=QU可知，只要Q不斷增加，則U可無限制地增大

C.電容越大的電容器所帶電荷量也一定越多，電容器不帶電時其電容為零

D.電容器在充電過程中充電電流恒定，在放電過程中電容器電容減小

(3)如圖所示實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側極板和靜電計外殼接地，電容器右側極板與靜電計金屬球相連，使電容器帶電后與電源斷開。

①上移左極板，電容器的電容______，可觀察到靜電計指針偏轉角______。(均選填“變大”“變小”或“不變”)

六、帶電粒子在電場中的運動（25分）6.在現(xiàn)代科學實驗和技術設備中，常常利用電場來控制帶電粒子的運動。利用電場使帶電粒子加速就是其中一種情況。一般情況下電子、質子、離子等不用考慮重力，帶電顆粒，如塵埃、液滴、小球等，一般要考慮重力。

(1)如圖1，兩種不同的正離子(不計重力)垂直射入偏轉電場，從偏轉電場射出時具有相同的偏轉距離y和偏轉角θ(偏轉電壓U保持不變)，則兩種離子進入偏轉電場前需要滿足的條件是______。

A.速度相同

B.動能相同

C.比荷相同

D.由靜止經同一加速電場加速

(2)如圖2，有三個質量相等的粒子，分別帶正電、帶負電和不帶電，從兩水平放置的金屬板左側中央以相同的水平初速度先后射入電場中，最后落在正極板上的A、B、C三處，則______。

A.落到A處的粒子帶負電，落到C處的粒子帶正電

B.三種粒子在電場中的運動時間相同

C.三種粒子到達正極板時的速度相同

D.三種粒子到達正極板時落在A、C處的粒子機械能增大，落在B處的粒子機械能不變

(3)如圖3，質量為m、帶電量為+q的微粒以初速度v0豎直向上射入兩帶電平行極板間，兩極板間的電場強度為E，微粒垂直打到右極板c處。已知ab=bc，a為兩極板的中點，則微粒打到右極板時的速率vc=______，兩極板的電勢差為______。

(4)如圖4，以O為圓心，半徑為R的圓形區(qū)域內有豎直向下的勻強電場。質量為m、電量為q的帶正電粒子在紙面內自圓周上M點先后以不同的速率沿水平方向進入電場。其中速率為v0的粒子，可從直徑MN上的N點穿出。直徑MN與水平方向的夾角α=