精品解析：湖北省金太阳2023-2024学年高一下学期5月联考物理试卷

2023-2024学年湖北省金太阳高一（下）联考物理试卷（5月） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 牛顿首先通过实验测出了引力常量 B. 地面附近的物体受到的重力就是万有引力 C. 当两个物体紧挨在一起时，两物体间的引力无穷大 D. 地球静止卫星（相对地面静止）只能在赤道的正上方，且到地心的距离是一定的 2. 如图所示，金属鸟笼内的小鸟站在金属架上，某同学用起电机使鸟笼带电。下列说法正确的是（　　） A. 小鸟会带电 B. 该同学起电过程中创生了电荷 C. 小鸟身上各处电场强度为零 D. 小鸟与鸟笼间有很高的电势差 3. 如图所示，一玩具小汽车上紧发条（弹簧）后在水平地面上由静止释放，小汽车沿直线滑行距离s后停下。若小汽车滑行时受到的阻力大小恒为f，则当小汽车由静止释放时，发条的弹性势能为（　　） A 4fs B. 3fs C. 2fs D. fs 4. 如图所示，匀强电场中，P、Q两点间的距离为d，PQ与垂直电场线方向的夹角为θ。若P、Q两点间的电势差为U，则该匀强电场的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 图示为某电场中的一根电场线，电场线上有A、B、C三点且AB=BC，一电子从A点出发经B点运动到C点。下列说法正确的是（　　） A. 该电场线是客观存在的 B. 在A、B、C三点中，A点的电势最高，C点的电势最低 C. 在A、B、C三点中，A点的电场强度最大，C点的电场强度最小 D. 在A、B、C三点中，电子在A点的电势能最大，在C点的电势能最小 6. 2024年3月21日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于大气环境要素探测、空间环境监测、防灾减灾和科学试验等领域。若云海二号02组卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，且周期比地球静止卫星的周期小，则云海二号02组卫星的（ ） A. 轨道半径比静止卫星的轨道半径小 B. 角速度比静止卫星的角速度小 C. 线速度比静止卫星线速度小 D. 向心加速度比静止卫星的向心加速度小 7. 质量为m的汽车行驶在平直的公路上，在运动过程中所受阻力不变。当汽车的加速度大小为a，速度大小为v1时，发动机的功率为 P。若汽车以额定功率行驶的最大速度为 v2，则汽车的额定功率为（ ） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 两点电荷、产生的电场的电场线如图所示，其中带负电。根据电场线的分布情况，下列判断正确的是（　　） A. 带正电 B. 带负电 C. 的电荷量大于的电荷量 D. 的电荷量小于的电荷量 9. 杂技演员骑摩托车在圆形大铁环内进行刺激而惊险的表演。如图所示，半径为R 的铁环竖直固定，杂技演员（包括摩托车）以一定速度经过最低点时关闭引擎，杂技演员（包括摩托车）在竖直平面内做圆周运动，刚好能通过最高点。认为铁环内壁光滑，将杂技演员（包括摩托车）视为质点，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 杂技演员经过最高点时的速度大小为零 B. 杂技演员经过最高点时的速度大小为 C. 杂技演员经过最低点时的速度大小为 D. 杂技演员经过最低点时的速度大小为 10. 如图所示，甲、乙两卫星在同一平面内绕地球同向做匀速圆周运动，其中乙运行周期为1天，甲在半径为r的轨道上，图示时刻两卫星恰好相距最近。地球的质量为M，地球自转的角速度大小为，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 甲运行的周期大于1天 B. 甲运行的周期小于1天 C. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为 D. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素： 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）该实验采用的方法是___________（填正确选项前的字母） A．理想实验法 B．控制变量法 C． 等效替代法 （2）实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而___________（填“增大” 减小”或“不变”） （3）若物体A的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示、质量用m表示，物体A与小球间的距离用d表示，静电力常量为k，重力加速度为g，可认为物体A与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为___________。 12. 学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，当地的重力加速度大小为g。 （1）实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，为减小实验误差，应优先选用__________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。 （2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C为依次打下的点，根据纸带上的数据，打点计时器打B点时，重物的速度大小为__________;从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量__________，重物动能的增加量__________。若在实验误差允许的范围内满足，则机械能守恒定律得到验证。 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 在真空中的某直线上依次固定三个点电荷A、B、C，所带电荷量分别为-q、2q、-3q（q>0），A、B两点电荷之间的距离为d，B、C两点电荷之间的距离为2d。静电力常量为k。 （1）求点电荷B所受库仑力的大小与方向； （2）若点电荷B不固定，仅改变点电荷B的位置，结果点电荷B在点电荷A、C的库仑力作用下保持静止，求点电荷B静止时与点电荷A 之间的距离L。 14. 天体运动中，将两颗彼此相距较近的恒星称为双星，它们在万有引力作用下间距始终保持不变，并沿半径不同的同心轨道做匀速圆周运动。某双星系统运动的角速度大小为，双星间距为L，引力常量为G。 （1）求双星的质量之和； （2）若已知其中一颗恒星的质量为，求该恒星的线速度大小的。 15. 某全自动传送带如图所示，AB为半径R=0.2m的四分之一固定光滑圆弧轨道，A点和圆心O等高，圆弧轨道与水平传送带相切于B点，传送带以大小v=4m/s的速度顺时针匀速运行。一质量m=0.5kg的滑块（视为质点）从A点由静止滑下，并从传送带的右端C飞出。已知滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，C点距水平地面的高度h=0.2m，滑块从 C点飞出后水平位移大小x=0.6m。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）滑块到达圆弧轨道底端B时对圆弧轨道压力大小F； （2）B、C两点的距离L； （3）滑块与传送带间因摩擦产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年湖北省金太阳高一（下）联考物理试卷（5月） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 牛顿首先通过实验测出了引力常量 B. 地面附近的物体受到的重力就是万有引力 C. 当两个物体紧挨在一起时，两物体间的引力无穷大 D. 地球静止卫星（相对地面静止）只能在赤道的正上方，且到地心的距离是一定的 【答案】D 【解析】 【详解】A．卡文迪许首先通过实验测出了引力常量，故A错误； B．重力是地球附近的物体由于地球的万有引力而产生的，是万有引力的一个分力，故B错误； C．当两个物体紧挨在一起时，两个物体不能看作质点，万有引力计算公式不适用，故C错误； D．地球静止卫星相对地面静止只能在赤道的正上方，根据可知且到地心的距离是一定的，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，金属鸟笼内的小鸟站在金属架上，某同学用起电机使鸟笼带电。下列说法正确的是（　　） A. 小鸟会带电 B. 该同学起电过程中创生了电荷 C. 小鸟身上各处的电场强度为零 D. 小鸟与鸟笼间有很高的电势差 【答案】C 【解析】 【详解】金属鸟笼带电后属带电体，带电体在静电平衡状态时，属等势体；此时电荷只分布在外表面，金属内和空腔内都无电场，可见小鸟不会带电，小鸟身上各处的电场强度为零，小鸟与鸟笼间无电势差，该同学起电过程中并没有创生电荷。 故选C。 3. 如图所示，一玩具小汽车上紧发条（弹簧）后在水平地面上由静止释放，小汽车沿直线滑行距离s后停下。若小汽车滑行时受到的阻力大小恒为f，则当小汽车由静止释放时，发条的弹性势能为（　　） A. 4fs B. 3fs C. 2fs D. fs 【答案】D 【解析】 【详解】小汽车由静止释放到沿直线滑行距离s后停下，由动能定理可得 由功能关系可得，发条的弹性势能是 故选D。 4. 如图所示，匀强电场中，P、Q两点间的距离为d，PQ与垂直电场线方向的夹角为θ。若P、Q两点间的电势差为U，则该匀强电场的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据电场强度与电势差的关系有 U=Edsinθ 解得 故选B。 5. 图示为某电场中的一根电场线，电场线上有A、B、C三点且AB=BC，一电子从A点出发经B点运动到C点。下列说法正确的是（　　） A. 该电场线是客观存在的 B. 在A、B、C三点中，A点的电势最高，C点的电势最低 C. 在A、B、C三点中，A点的电场强度最大，C点的电场强度最小 D. 在A、B、C三点中，电子在A点的电势能最大，在C点的电势能最小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线是假想的曲线，不是客观存在的，A错误； B．沿电场线的方向，电势降低，A点的电势最高，C点的电势最低。B正确； C．电场线的疏密表示电场的强弱，一条电场线无法比较疏密，所以无法比较强弱。C错误； D．电子带负电，受力与电场方向相反，电场力对电子做负功，电势能增大，D错误 故选B。 6. 2024年3月21日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于大气环境要素探测、空间环境监测、防灾减灾和科学试验等领域。若云海二号02组卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，且周期比地球静止卫星的周期小，则云海二号02组卫星的（ ） A. 轨道半径比静止卫星的轨道半径小 B. 角速度比静止卫星的角速度小 C. 线速度比静止卫星的线速度小 D. 向心加速度比静止卫星的向心加速度小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据，得 云海二号02组卫星的轨道半径比静止卫星的轨道半径小，故 A 正确； B．根据，得 云海二号02组卫星的角速度比静止卫星的角速度大，故B错误； C．根据，得 云海二号 02组卫星的线速度比静止卫星的线速度大，故C错误； D．根据，得 云海二号 02组卫星的向心加速度比静止卫星的向心加速度大，故D错误。 故选A 7. 质量为m的汽车行驶在平直的公路上，在运动过程中所受阻力不变。当汽车的加速度大小为a，速度大小为v1时，发动机的功率为 P。若汽车以额定功率行驶的最大速度为 v2，则汽车的额定功率为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对汽车受力分析，设汽车受到阻力大小为f，根据牛顿第二定律有 F-f=ma 又P=Fv1，解得 额定功率 解得 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 两点电荷、产生的电场的电场线如图所示，其中带负电。根据电场线的分布情况，下列判断正确的是（　　） A. 带正电 B. 带负电 C. 的电荷量大于的电荷量 D. 的电荷量小于的电荷量 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据电场线特点：电场线从正电荷出发到负电荷终止，带负电，结合电荷电场线的特点可知，负电荷，故A错误，B正确。 CD．由电场线的特点：电场线越密，代表电场强度越大，可知周围的电场强度大于周围的电场强度，结合点电荷的电场强度的公式：可知，的电荷量小于的电荷量，故D正确，C错误。 故选BD。 9. 杂技演员骑摩托车在圆形大铁环内进行刺激而惊险的表演。如图所示，半径为R 的铁环竖直固定，杂技演员（包括摩托车）以一定速度经过最低点时关闭引擎，杂技演员（包括摩托车）在竖直平面内做圆周运动，刚好能通过最高点。认为铁环内壁光滑，将杂技演员（包括摩托车）视为质点，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 杂技演员经过最高点时的速度大小为零 B. 杂技演员经过最高点时的速度大小为 C. 杂技演员经过最低点时的速度大小为 D. 杂技演员经过最低点时的速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．杂技演员通过最高点时，有，解得 故A 错误，B 正确； CD．对杂技演员从最低点运动至最高点的过程，根据机械能守恒定律有 2R 解得 故 C 正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，甲、乙两卫星在同一平面内绕地球同向做匀速圆周运动，其中乙运行的周期为1天，甲在半径为r的轨道上，图示时刻两卫星恰好相距最近。地球的质量为M，地球自转的角速度大小为，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 甲运行的周期大于1天 B. 甲运行的周期小于1天 C. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为 D. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因为乙运行的周期为1天，所以甲运行的周期小于1天，选项A错误，B正确； CD．根据 可得甲的角速度大小 设从题中图示时刻起，甲，乙再一次相距最近所需的最短时间为t，有 解得 选项C错误、D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素： 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）该实验采用的方法是___________（填正确选项前的字母） A．理想实验法 B．控制变量法 C． 等效替代法 （2）实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而___________（填“增大” 减小”或“不变”） （3）若物体A的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示、质量用m表示，物体A与小球间的距离用d表示，静电力常量为k，重力加速度为g，可认为物体A与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为___________。 【答案】 ①. B ②. 减小 ③. 【解析】 【详解】（1）[1]此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小，所以是采用了控制变量的方法，故选B； （2）[2]实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小； （3）[3]对物体A由平衡条件可得 12. 学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，当地的重力加速度大小为g。 （1）实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，为减小实验误差，应优先选用__________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。 （2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C为依次打下的点，根据纸带上的数据，打点计时器打B点时，重物的速度大小为__________;从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量__________，重物动能的增加量__________。若在实验误差允许的范围内满足，则机械能守恒定律得到验证。 【答案】（1）电火花计时器 （2） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 相同情况下，电火花计时器与纸带间的阻力比电磁打点计时器纸带间的阻力小，则为减小实验误差，应优先选用电火花打点计时器； 【小问2详解】 [1]B为AC的时间中点，则打点计时器打B点时重物的速度 [2]从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量 [3]重物动能的增加量 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 在真空中的某直线上依次固定三个点电荷A、B、C，所带电荷量分别为-q、2q、-3q（q>0），A、B两点电荷之间的距离为d，B、C两点电荷之间的距离为2d。静电力常量为k。 （1）求点电荷B所受库仑力的大小与方向； （2）若点电荷B不固定，仅改变点电荷B的位置，结果点电荷B在点电荷A、C的库仑力作用下保持静止，求点电荷B静止时与点电荷A 之间的距离L。 【答案】（1），由B 指向 A；（2） 【解析】 【详解】（1）A点电荷对B点电荷的F1，方向由B指向A；C点电荷对对B点电荷的库仑力F2，由B指向C 的，根据库仑定律有 ， 由于，故B 所受库仑力的方向由B 指向 A 。 取由B指向A为正，点电荷 B 所受库仑力的大小 解得 （2）经分析可知，若点电荷B不固定，则它只能在 A、C之间的连线上静止，有 解得 14. 天体运动中，将两颗彼此相距较近的恒星称为双星，它们在万有引力作用下间距始终保持不变，并沿半径不同的同心轨道做匀速圆周运动。某双星系统运动的角速度大小为，双星间距为L，引力常量为G。 （1）求双星的质量之和； （2）若已知其中一颗恒星的质量为，求该恒星的线速度大小的。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据万有引力提供向心力有 又 联立可得双星的质量之和为 （2）若已知其中一颗恒星的质量为，设另一颗恒星的质量为，则有 又 ， 可得 由 解得 15. 某全自动传送带如图所示，AB为半径R=0.2m的四分之一固定光滑圆弧轨道，A点和圆心O等高，圆弧轨道与水平传送带相切于B点，传送带以大小v=4m/s的速度顺时针匀速运行。一质量m=0.5kg的滑块（视为质点）从A点由静止滑下，并从传送带的右端C飞出。已知滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，C点距水平地面的高度h=0.2m，滑块从 C点飞出后水平位移大小x=0.6m。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）滑块到达圆弧轨道底端B时对圆弧轨道的压力大小F； （2）B、C两点的距离L； （3）滑块与传送带间因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）15 N；（2）125 m；（3）0.75 J 【解析】 【详解】（1）设滑块通过 B点时的速度大小为vB，对滑块从A点滑至B 点的过程，根据机械能守恒定律有 解得 vB=2m/s 设滑块通过B点时所受圆弧轨道的支持力大小为F'，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律有 F=F' 解得滑块到达圆弧轨道底端B时对圆弧轨道的压力大小 F=15 N （2）设滑块从C点飞出时的速度大小为vc，滑块离开C点后在空中运动的时间为t，有 ，x=vCt 解得 vC=3m /s 因为，所以滑块在传送带上一直做匀加速直线运动，设运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有 μmg=ma 根据匀变速直线运动的规律有 解得 L=1.25 m （3）设滑块从 B 点滑至C 点的时间为t′，有 解得 t'=0.5s 在时间t'内，传送带转动的距离 x'=vt' 解得 x'=2m 经分析可知 Q=μmg(x'-L) 解得 Q=0.75 J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$