精品解析：湖北省腾云联盟2023-2024学年高一下学期5月联考物理试卷B卷

2023-2024学年湖北省腾云联盟高一（下）联考物理试卷（5月）B卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. “雷火炼殿”是武当山三大奇观之一，但它在安装避雷针后消失了。下列关于避雷针的说法中，正确的是（　　） A. 避雷针避雷是利用静电屏蔽的原理 B. 避雷针避雷是利用尖端放电的原理 C. 避雷针避雷是不让电荷在云层中产生 D. 避雷针要安装在高大建筑物顶部，不能接地 【答案】B 【解析】 【详解】避雷针是建立通路把电荷放掉，不是屏蔽；避雷针是通过尖端放电从而中和云层中的异种电荷，或将电荷导入大地与大地所带电荷中和；避雷针要能发挥作用，与避雷针的形状、安装位置等都有关系，避雷针安装在高大建筑物顶部，且必需接地。 故选B。 2. 一质量为m物体做平抛运动，在先后两个不同时刻的速度大小分别为、，时间间隔为，不计空气阻力，重力加速度为g，则在时间内，以下说法不正确的是（　　） A. 速度变化的大小为 B. 动量变化的大小为 C. 动能变化为 D. 高度变化为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于物体做平抛运动，所以其加速度为g，则速度的变化量为 方向竖直向下，故A项正确，不符合题意； B．动量是矢量，由平行四边形定则有 方向竖直向下，由题意可知，和仅代表速度大小，所以由数学知识有 由动量定理得，动量变化量大小为 方向竖直向下，故B项错误，符合题意； C．物体的质量为m，初速度大小为，末速度大小为，动能变化为 故C项正确，不符合题意； D．平抛运动有 整理有 故D项正确，不符合题意。 故选B。 【点睛】解决本题时要明确平抛运动的加速度为g，动量是矢量，应根据平行四边形定则或动量定理求动量变化量大小。 3. 关于点电荷产生的电场，下列说法正确的是（　　） A. 电势降低的方向就是电场强度的方向 B. 沿着电场线的方向，电场强度越来越小 C. 取走电场中某点的试探电荷后，该点的电势变为零 D. 以点电荷为圆心、r为半径的球面上，各点的场强都不相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场中电势降低最快的方向才是电场强度的方向， 故A错误； B．正点电荷的电场与负点电荷的电场方向不同，沿着电场线的方向，电势都是越来越低，但只有电场线越来越稀疏，场强才越来越小，故 B错误； C．电场中某点的电势与试探电荷无关，只与场源电荷有关， 故C错误； D．点电荷产生的电场中，以点电荷为圆心， r为半径的球面上，各点的场强大小都相等，但方向不同，故场强不同， 故D正确。 故选D 4. 如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置。现让一小球从高于a位置的c点沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被小球压缩至最低位置d，其中经过位置b时弹力等于重力。不计空气阻力，关于小球下落运动过程，以下说法中正确的是（　　） A. c至a做匀加速运动，a至d做减速运动 B. 在d点时弹簧弹力等于小球重力的2倍 C. 小球经过b时的动能等于小球由c至b减小的重力势能 D. 弹簧由a至d增加的弹性势能等于小球由c至d减小的重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．c至a做自由落体运动，即做匀加速运动，经过位置b时弹力等于重力，则a至b阶段重力大于弹簧弹力，仍然做加速运动，故A错误； B．如果小球是从a位置释放的，则会做简谐运动，根据对称性，到最低点时加速度与刚释放时的加速度等大反向，对应弹簧弹力等于小球重力的2倍，如果重球释放点比 a点高，就会把弹簧压得更低，弹簧弹力必定大于小球重力的2倍，故B错误； C．下落过程中小球由c至b减小的重力势能转化为在b处的动能和弹簧的弹性势能，故C错误； D．根据能量守恒，弹簧由a至d增加的弹性势能等于小球由c至d减小的重力势能，故D正确。 故选D。 5. 用起重机将一个质量为m的物体竖直向上以加速度a匀加速提升H，已知重力加速度为g，在这个过程中（　　） A. 重力对物体做的功为mgH B. 拉力对物体做的功为mgH C. 物体的动能增加了maH D. 物体的机械能增加了maH 【答案】C 【解析】 【详解】A．重力对物体做的功为 故A错误； B．根据牛顿第二定律 拉力对物体做的功为 故B错误； C．物体动能的增加等于合外力做的功 故C正确； D．物体机械能的增加量为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为的点电荷从A点移到M板，电场力做功，把该点电荷从A点移到N板，电场力做功为，N板接地。则（　　） A. A点的电势 B. M点的电势 C. A与M的电势差 D. M与N的电势差 【答案】B 【解析】 【详解】A．A、N接地表示 则 又 得 故A错误； BCD．同理 可得 则 故CD错误，B正确。 故选B。 7. 真空中存在平行于x轴方向的电场，一试探电荷在x轴各点的电势能随x的分布如图所示。根据图像可知（　　） A. 处的电场强度大于0 B. 处的电势大于处的电势 C. 处的电场强度大于处的电场强度 D. 试探电荷从处运动至处的过程中，电场力做功为 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据电场力做功与电势能变化的关系可知 图像斜率的绝对值表示电场力的大小，电场力越大表示电场强度越大，由图可知，处的斜率为零，处的斜率大于处的斜率，故处的电场强度等于零，处的电场强度大于处的电场强度，故A错误，C正确； B．因为试探电荷的电性未知，所以由图像不能判断出沿 x轴方向电势的升降，故B错误； D．试探电荷从处运动至处的过程中，电势能增加，电场力做负功为，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 利用电容传感器可检测矿井渗水，从而发出安全警报，避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小。下列关于该仪器的说法中，正确的有（　　） A. 该仪器中电容器电极分别是金属芯线和导电液体 B. 金属芯线外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大 C. 如果指示器显示电容减小，则表明容器中液面升高 D. 如果指示器显示电容增大，则表明容器中液面升高 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电容器的两个电极是可以导电的，分别是金属芯柱和导电液，故A正确； B．芯柱外套的绝缘层越厚，金属芯柱和导电液之间距离越大，由可知电容减小，故B错误； CD．如果指示器显示出电容减小了，由可知金属芯柱和导电液正对面积减小了，说明容器中液面降低了。如果指示器显示出电容增大了，金属芯柱和导电液正对面积增加了，说明容器中液面升高了，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示，两个等量同种电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上。一个电荷量、质量的小球在该平面上从a点由静止释放，沿PQ中垂线运动到两电荷连线中点O，其图像如图乙中图线①所示，其中b点处为图线切线斜率最大的位置，图中②为过b点的切线，则下列说法正确的是（　　） A. P、Q带正电荷 B. 小球由a运动到O点电势能减小 C. b点的电场强度为E=10V/m D. a、b两点间的电势差为90V 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带正电的小球从a点由静止释放，向上做加速运动可知，受到向上的电场力，则 aO线上的电场竖直向上，故两电荷带负电，故A错误； B．由图像乙可知，小球速度一直增大，电场力一直做正功，故电势能一直减小，运动到 O点时电势能最小，故 B正确； C．图像上斜率表示加速度b点可得 根据牛顿第二定律得 联立解得 E=30V/m 故C错误； D．在ab由动能定理得 由图乙可得 代入解得 故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，水平传送带保持的速度运行，两端AB水平距离，把一质量的一个物块轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，不计物块的大小。则把物块从A端传送到B端的过程中（　　） A. 摩擦力对物块做的功为4J B. 摩擦力对传送带做的功为16J C. 物块与传送带摩擦生热为4J D. 全过程中摩擦力对物块做功的平均功率为 【答案】ACD 【解析】 【详解】物块在传送带上先匀加速运动 用时 有 则摩擦力对物块做的功为 摩擦力对传送带做的功为 物块与传送带摩擦生热为 然后物块在传送带上做匀速运动，用时 全过程的总时间为 摩擦力对物块做功的平均功率为 故选ACD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 电流传感器可以捕捉到电流的瞬间变化，将它与计算机相连还能用计算机显示出电流随时间变化的图像。图示电路中，直流电源电动势为，内阻可忽略；C为电容器，先将单刀双掷开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成；然后把开关S与2相连，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，计算机将实时获取保留两位有效数字的电流值并记录，为与计算机显示的信息一致，本题计算结果保留位与计算机相同，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图所示。 （1）根据图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为__________C； （2）通过实验数据，计算出电容器的电容为__________F； （3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时曲线与横轴所围成的面积将__________（填“增大”“不变”或“减小”）：充电时间将__________（填“变长”“不变”或“变短”）。 【答案】 ①. ②. ③. 不变 ④. 变短 【解析】 【详解】（1）[1]根据图像围成的面积可估算电容器在整个放电过程中释放的电荷量。根据图乙知纵坐标每个小格为0.2mA，横坐标每小格为0.2s，则每小格所代表的电荷量为 曲线下包含的小格的个数大约为40个，所以电容器全部释放的电荷量约为 （2）[2]由电容的定义可知，该电容器的电容为 （3）[3][4]由电容的定义式可得 可知电容器储存的电荷量与电阻无关，如果不改变电路其它参数，只减小电阻，充电时曲线与横轴所围成的面积将不变；减小电阻，则电阻对电流的阻碍作用变小，充电电流变大，所以充电时间将变短。 12. 某同学查阅资料得知：若弹簧劲度系数为k，弹性形变为x，则其弹性势能。据此设计了如图甲所示的的实验装置来验证系统的机械能守恒：铁架台上竖直悬挂一个轻弹簧，弹簧下端连接一质量为m的小钢球，小钢球平衡时的位置记为O，在 O处安装一光电计时器， O正下方桌面设置位移传感器。现把小钢球竖直托高到弹簧刚好处于原长的位置A点，由静止释放，光电计时器测出第一次下落过程中小钢球挡光时间，同时由位移传感器在计算机上得到小钢球相对O点的位移—时间图像如图乙所示，从图像中可读出的数值。用刻度尺测得小钢球的直径为D，D远小于AO之间的距离，重力加速度为 g，弹簧始终处于弹性限度内且不能对光电门造成有效挡光。问： （1）弹簧的劲度系数为______。 （2）小钢球第一次通过O点的速度为______。 （3）小钢球第一次由A到O的过程中，系统势能（包括重力势能和弹性势能）的减小量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______，如果在误差许可范围内，有ΔEP=ΔEk成立，就可以认为系统机械能守恒。（用前文中的字母符号表达） （4）如果小钢球的释放位置略高于A点位置，则实验结果表现为ΔEP______ΔEk。（填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】（1） （2） （3） ①. ②. （4）小于 【解析】 【小问1详解】 小钢球在O点受力平衡，根据平衡条件有 解得 【小问2详解】 根据光电门的测速原理，小钢球第一次通过O点的速度为 【小问3详解】 [1]结合上述，小钢球由A到O过程中，系统势能（包括重力势能和弹性势能）的减小量为 [2]小钢球由A到O过程中，动能的增加量为 【小问4详解】 若小钢球的释放位置比A点偏高了d，由位移传感器得到的图像中变大为 测量者仍然认为小钢球从弹簧处于原长时释放，此时测量者认为 此时计算出系统的势能减小量为 结合上述解得 而光电门此时测得的是小钢球的释放位置比A点偏高时的实际运动速度，则有 其中 解得 可知，此时的实验结果表现为小于。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图甲所示，一带正电的滑块放在绝缘水平面上，整个空间加水平向右的电场，其电场强度的大小随时间的变化规律如图乙所示，滑块在电场力的作用下运动的速度随时间的变化规律如图丙所示，已知滑块所带的电荷量为，重力加速度为。求：滑块的质量以及滑块与水平面间的动摩擦因数。 【答案】， 【解析】 【详解】由图乙可知，的时间内电场强度为 的时间内电场强度为 由图丙可知，内滑块的加速度大小为 对滑块由牛顿第二定律 对滑块由平衡条件 代入数据解得 ， 14. 一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，质量分别是和。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是， A球静止于地面，如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，且A离滑轮足够高，重力加速度为。现释放B球，求： （1）B球刚落地时，A球的速度大小； （2）B球下落过程中，轻绳对A球做的功； （3）A球能达到的最大高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）B下落过程中， A、B系统机械能守恒，有 得 对A用动能定理 得 （3）B落地后，A竖直上抛，机械能守恒 得 故A能达到的最大高度为 15. 如图所示，光滑水平面AB和竖直面内光滑四分之一圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为 R。质量为m带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过 B点时的速度大小为，之后沿轨道BO运动。以O为坐标原点建立直角坐标系xOy，在区域有方向与x轴夹角为的匀强电场，进入电场后小球受到的电场力大小为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为 g。求： （1）小球经过O点时对轨道的压力大小； （2）小球过O点后运动的轨迹方程； （4）若在第一象限放置一个以O为圆心，半径为的四分之一圆弧形挡板。改变小球的释放位置，小球从 O点飞出后，碰到挡板上时的动能具有最小值，求此最小动能值。 【答案】（1），方向水平向右；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球从B到O过程，根据动能定理有 由牛顿第二定律有 由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力 解得 方向水平向右。 （2）小球运动至O点时速度竖直向上，受电场力和重力作用，将电场力分解到x轴和y轴，则x轴方向有 竖直方向有 解得 ， 说明小球从O点开始以后的运动为x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，y轴方向做匀速直线运动，即做类平抛运动，则有 ， 联立解得小球过O点后运动的轨迹方程为 设小球平抛类初速度为，结合上述斜坡运动的规律可以解得 则落到曲面上时动能为 根据数学函数规律，当时，动能取最小值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年湖北省腾云联盟高一（下）联考物理试卷（5月）B卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. “雷火炼殿”是武当山三大奇观之一，但它在安装避雷针后消失了。下列关于避雷针的说法中，正确的是（　　） A. 避雷针避雷是利用静电屏蔽的原理 B. 避雷针避雷是利用尖端放电原理 C. 避雷针避雷是不让电荷在云层中产生 D. 避雷针要安装在高大建筑物顶部，不能接地 2. 一质量为m的物体做平抛运动，在先后两个不同时刻的速度大小分别为、，时间间隔为，不计空气阻力，重力加速度为g，则在时间内，以下说法不正确的是（　　） A. 速度变化的大小为 B. 动量变化的大小为 C. 动能变化为 D. 高度变化 3. 关于点电荷产生电场，下列说法正确的是（　　） A. 电势降低的方向就是电场强度的方向 B. 沿着电场线的方向，电场强度越来越小 C. 取走电场中某点的试探电荷后，该点的电势变为零 D. 以点电荷为圆心、r为半径的球面上，各点的场强都不相同 4. 如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置。现让一小球从高于a位置的c点沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被小球压缩至最低位置d，其中经过位置b时弹力等于重力。不计空气阻力，关于小球下落运动过程，以下说法中正确的是（　　） A. c至a做匀加速运动，a至d做减速运动 B. 在d点时弹簧弹力等于小球重力的2倍 C. 小球经过b时的动能等于小球由c至b减小的重力势能 D. 弹簧由a至d增加的弹性势能等于小球由c至d减小的重力势能 5. 用起重机将一个质量为m的物体竖直向上以加速度a匀加速提升H，已知重力加速度为g，在这个过程中（　　） A. 重力对物体做功为mgH B. 拉力对物体做的功为mgH C. 物体的动能增加了maH D. 物体的机械能增加了maH 6. 如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为的点电荷从A点移到M板，电场力做功，把该点电荷从A点移到N板，电场力做功为，N板接地。则（　　） A. A点的电势 B. M点的电势 C. A与M的电势差 D. M与N的电势差 7. 真空中存在平行于x轴方向的电场，一试探电荷在x轴各点的电势能随x的分布如图所示。根据图像可知（　　） A. 处的电场强度大于0 B. 处的电势大于处的电势 C. 处的电场强度大于处的电场强度 D. 试探电荷从处运动至处的过程中，电场力做功为 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 利用电容传感器可检测矿井渗水，从而发出安全警报，避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小。下列关于该仪器的说法中，正确的有（　　） A. 该仪器中电容器的电极分别是金属芯线和导电液体 B. 金属芯线外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大 C 如果指示器显示电容减小，则表明容器中液面升高 D. 如果指示器显示电容增大，则表明容器中液面升高 9. 如图甲所示，两个等量同种电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上。一个电荷量、质量的小球在该平面上从a点由静止释放，沿PQ中垂线运动到两电荷连线中点O，其图像如图乙中图线①所示，其中b点处为图线切线斜率最大的位置，图中②为过b点的切线，则下列说法正确的是（　　） A. P、Q带正电荷 B. 小球由a运动到O点电势能减小 C. b点的电场强度为E=10V/m D. a、b两点间的电势差为90V 10. 如图所示，水平传送带保持的速度运行，两端AB水平距离，把一质量的一个物块轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，不计物块的大小。则把物块从A端传送到B端的过程中（　　） A. 摩擦力对物块做的功为4J B. 摩擦力对传送带做的功为16J C. 物块与传送带摩擦生热为4J D. 全过程中摩擦力对物块做功的平均功率为 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 电流传感器可以捕捉到电流的瞬间变化，将它与计算机相连还能用计算机显示出电流随时间变化的图像。图示电路中，直流电源电动势为，内阻可忽略；C为电容器，先将单刀双掷开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成；然后把开关S与2相连，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，计算机将实时获取保留两位有效数字的电流值并记录，为与计算机显示的信息一致，本题计算结果保留位与计算机相同，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图所示。 （1）根据图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为__________C； （2）通过实验数据，计算出电容器的电容为__________F； （3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时曲线与横轴所围成的面积将__________（填“增大”“不变”或“减小”）：充电时间将__________（填“变长”“不变”或“变短”）。 12. 某同学查阅资料得知：若弹簧劲度系数为k，弹性形变为x，则其弹性势能。据此设计了如图甲所示的的实验装置来验证系统的机械能守恒：铁架台上竖直悬挂一个轻弹簧，弹簧下端连接一质量为m的小钢球，小钢球平衡时的位置记为O，在 O处安装一光电计时器， O正下方桌面设置位移传感器。现把小钢球竖直托高到弹簧刚好处于原长的位置A点，由静止释放，光电计时器测出第一次下落过程中小钢球挡光时间，同时由位移传感器在计算机上得到小钢球相对O点的位移—时间图像如图乙所示，从图像中可读出的数值。用刻度尺测得小钢球的直径为D，D远小于AO之间的距离，重力加速度为 g，弹簧始终处于弹性限度内且不能对光电门造成有效挡光。问： （1）弹簧的劲度系数为______。 （2）小钢球第一次通过O点的速度为______。 （3）小钢球第一次由A到O的过程中，系统势能（包括重力势能和弹性势能）的减小量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______，如果在误差许可范围内，有ΔEP=ΔEk成立，就可以认为系统机械能守恒。（用前文中的字母符号表达） （4）如果小钢球的释放位置略高于A点位置，则实验结果表现为ΔEP______ΔEk。（填“大于”、“小于”或“等于”） 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图甲所示，一带正电的滑块放在绝缘水平面上，整个空间加水平向右的电场，其电场强度的大小随时间的变化规律如图乙所示，滑块在电场力的作用下运动的速度随时间的变化规律如图丙所示，已知滑块所带的电荷量为，重力加速度为。求：滑块的质量以及滑块与水平面间的动摩擦因数。 14. 一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，质量分别是和。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是， A球静止于地面，如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，且A离滑轮足够高，重力加速度为。现释放B球，求： （1）B球刚落地时，A球的速度大小； （2）B球下落过程中，轻绳对A球做的功； （3）A球能达到的最大高度。 15. 如图所示，光滑水平面AB和竖直面内光滑四分之一圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为 R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过 B点时的速度大小为，之后沿轨道BO运动。以O为坐标原点建立直角坐标系xOy，在区域有方向与x轴夹角为的匀强电场，进入电场后小球受到的电场力大小为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为 g。求： （1）小球经过O点时对轨道的压力大小； （2）小球过O点后运动的轨迹方程； （4）若在第一象限放置一个以O为圆心，半径为的四分之一圆弧形挡板。改变小球的释放位置，小球从 O点飞出后，碰到挡板上时的动能具有最小值，求此最小动能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$