精品解析：湖北省云学名校新高考联盟2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

2024年云学名校联盟高一年级5月联考 物理试卷（A卷） 考试时间：75分钟 满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一，是我国第一台高能加速器。一对正负电子可以湮灭成两个光子，光子不带电。判断光子不带电的理论依据是（　　） A. 电荷守恒定律 B. 机械能守恒定律 C. 能量守恒定律 D. 库仑定律 2. 下列关于物理学发展历史的说法正确的是（　　） A. “笔尖下发现的行星—海王星”的发现者是伽利略 B. 牛顿把太阳与行星之间的引力推广到自然界中任意两个物体之间 C. 开普勒分析卡文迪什观测数据，提出了关于行星运动的三大定律 D. 第谷利用扭秤实验对电荷之间的作用力进行研究，得出了库仑定律 3. 工业生产中的一种齿轮联动装置如图所示，齿轮甲转动，带动齿轮乙、丙、丁依次转动。关于甲、丙两个齿轮边缘的a、b两点，下列说法正确的是（　　） A. a、b的周期相等 B. a、b的角速度相等 C. a、b线速度大小相等 D. a、b的向心加速度大小相等 4. 某中学篮球队在赛前训练中，一队员用双手将篮球水平推出，篮球从离开双手到第一次落地的过程中，球心在水平方向的位移为，在竖直方向的位移为。不考虑空气阻力和篮球转动，则篮球落地前瞬间的速度方向与水平地面的夹角为（　　） A. B. C. D. 5. A、B两物体的质量之比为，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度v随时间t变化的图像分别如图所示，则在A、B各自的运动过程中，摩擦力做功的平均功率之比是（　　） A. B. C. D. 6. 地球赤道海平面的重力加速度大小为，北极的重力加速度大小为，若将地球处理为一个质量均匀分布的球体，则物体在赤道处的向心加速度大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，质量为的物块A静置在光滑水平桌面上，它通过水平轻绳和轻质滑轮竖直悬挂着质量为m的物块B，重力加速度大小为。由静止释放物块B后，下列说法正确的是（　　） A. 与A连接的细绳拉力大小为 B. 物块A、B的速度大小之比为 C. 当物块A前进位移时，B的速度大小为 D. 当物块A前进位移的过程中，轻绳对B做功为 8. 如图所示，A、B是两个电荷量都是（）的点电荷，相距，AB连线中点为O，在AB连线的中垂线上有一点C，距O为，则下列说法正确的是（　　） A. C处电场强度大小为 B. C处电场强度大小为 C. 若A的电荷量变为，其他条件都不变，则C处电场强度大小为 D. 若A的电荷量变为，其他条件都不变，则C处电场强度大小为 9. 如图所示，长的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆的中心O有一竖直方向的固定转动轴，小球A、B的质量分别为和。初始时系统处于静止状态，给小球A施加一个始终与杆垂直的水平力F，其大小恒为，不计杆和转轴间的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 小球转过一圈时角速度大小为 B. 小球转过一圈时角速度大小为 C. 当角速度达到时撤去力F，转轴受杆拉力的大小为 D. 当角速度达到时撤去力F，转轴受杆拉力的大小为 10. 近年来，中国建成了世界上最先进的超高速激波风洞。如图所示，某次测试时，将一质量为m小球从风洞地面上的A点以初速度竖直向上抛出，小球受到大小恒定的水平风力作用，到达最高点B时的速率为，小球最后落回到地面C点。重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 小球在空中的最小速度为 B. 小球在空中运动的加速度大小为 C. 小球从A点到C点的过程中合外力做功为 D. 小球从A点到B点的过程与从A点到C点的过程机械能增量之比为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 在“研究平抛运动”实验中，某同学用频闪照相方法拍摄的小钢球（可视为质点）做平抛运动的闪光照片如图所示，频闪光源的频率为，图中、、是平抛运动过程中在画布上留下的三个连续点迹，选取坐标原点后建立直角坐标系，、、的坐标分别为（，）（，）（，），请回答下列问题： （1）小球水平方向做____运动，竖直方向做____运动； （2）当地的重力加速度大小为____（结果保留三位有效数字）； （3）小球平抛的初速度大小为_____； （4）若由于某种原因频闪频率略大于，则重力加速度的测量值____真实值（填“大于”“等于”“小于”）。 12. 某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律，一根细线的一端系住钢球，另一端悬挂在铁架台上的O点，钢球静止于O点正下方的A点，O点到钢球球心的距离为L，光电门固定在A点的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条（质量不计）。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度，记录钢球释放时细线与竖直方向的夹角和计时器示数，计算并比较钢球从释放点摆至A点的过程中重力势能减少量与动能增加量，从而验证机械能是否守恒。 （1）用计算钢球重力势能的减少量，公式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离； A. 钢球在A点时的顶端 B. 钢球在A点时的球心 C. 钢球在A点时的底端 （2）用计算钢球动能的增加量。用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图（b）所示，其读数为____cm。某次测量中，计时器的示数为，则钢球的速度为v=____（结果保留2位小数）； （3）下表为该同学的实验结果： 5.04 10.09 15.12 20.05 29.85 520 10.38 15.55 20.61 30.39 分析发现，表中的总是大于，产生这种差异的原因是____； （4）改变的值，得出多组与挡光时间的实验数据，做出图像如图（c）所示，图线斜率的绝对值为k，则当地的重力加速度大小为____。 13. 2024年5月3日嫦娥六号探测器发射任务取得圆满成功，探测器将在月球背面南极附近的阿波罗盆地着陆，进行一系列科学考察项目。已知地球质量是月球质量的p倍，地球半径是月球半径的k倍，地球表面重力加速度大小为g，地球第一宇宙速度大小为，引力常量为G，不考虑天体的自转。求 （1）月球表面的重力加速度大小； （2）从月球上发射一枚卫星的最小发射速度。 14. 如图所示，质量的木块A叠放在质量的足够长的木板B上，木板B置于水平地面上，其右端通过水平轻绳与电动机连接，时在电动机带动下木板B由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动。已知A、B间动摩擦因数为，木板B与水平地面间动摩擦因数为，重力加速度大小为。在时间内，求 （1）B对A做的功； （2）木块A和木板B之间的摩擦生热； （3）电动机对木板B做的功。 15. 如图所示，轻质圆环A与质量为的小球B通过轻质弹簧连接，将其套在一个足够长的轻杆上，杆与轻环A之间的最大静摩擦力为，且滑动摩擦力等于最大静摩擦力，杆与B之间的摩擦忽略不计。已知弹簧的劲度系数为，当弹簧形变量为x时，弹性势能为，重力加速度大小为。初始时弹簧处于原长状态，现将二者一起由静止释放，在沿杆向下运动的过程中，（计算结果可以用根式表示） （1）弹簧形变量为多少时，小球B的速度达到最大？ （2）从初始位置开始小球B下降多少时轻环A开始运动，且此时B的速度为多少？ （3）从初始位置开始小球B能下降的最大高度是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年云学名校联盟高一年级5月联考 物理试卷（A卷） 考试时间：75分钟 满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一，是我国第一台高能加速器。一对正负电子可以湮灭成两个光子，光子不带电。判断光子不带电的理论依据是（　　） A. 电荷守恒定律 B. 机械能守恒定律 C. 能量守恒定律 D. 库仑定律 【答案】A 【解析】 【详解】一对正负电子可以湮灭成两个光子，光子不带电的其理论依据是电荷守恒定律。 故选A。 2. 下列关于物理学发展历史的说法正确的是（　　） A. “笔尖下发现的行星—海王星”的发现者是伽利略 B. 牛顿把太阳与行星之间的引力推广到自然界中任意两个物体之间 C. 开普勒分析卡文迪什的观测数据，提出了关于行星运动的三大定律 D. 第谷利用扭秤实验对电荷之间的作用力进行研究，得出了库仑定律 【答案】B 【解析】 【详解】A．“笔尖下发现的行星－海王星”的发现者是勒维耶和亚当斯，故A错误； B．牛顿把太阳与行星之间的引力推广到自然界中任意两个物体之间，故B正确； C．开普勒分析第谷的观测数据，提出了关于行星运动的三大定律，故C错误； D．库仑利用扭秤实验对电荷之间的作用力进行研究，得出了库仑定律，故D错误。 故选B。 3. 工业生产中的一种齿轮联动装置如图所示，齿轮甲转动，带动齿轮乙、丙、丁依次转动。关于甲、丙两个齿轮边缘的a、b两点，下列说法正确的是（　　） A. a、b周期相等 B. a、b的角速度相等 C. a、b的线速度大小相等 D. a、b的向心加速度大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】AC．由题图是一种齿轮联动装置可知，齿轮边缘在相等时间内转过相等的齿数，则有齿轮边缘的线速度大小相等，即甲、丙两个齿轮边缘的a、b两点线速度大小相等，由周期与线速度的关系公式可得 由于甲、丙两个齿轮的半径不相等，则有a、b的周期不相等，A错误，C正确； B．由于甲、丙两个齿轮边缘的a、b两点的线速度大小相等，由线速度与角速度关系公式可知，甲、丙两个齿轮的半径不相等，a、b的角速度不相等，B错误； D．由向心加速度公式可知，甲、丙两个齿轮边缘的a、b两点线速度大小相等，甲、丙两个齿轮的半径不相等，则a、b的向心加速度大小不相等，D错误。 故选C。 4. 某中学篮球队在赛前训练中，一队员用双手将篮球水平推出，篮球从离开双手到第一次落地的过程中，球心在水平方向的位移为，在竖直方向的位移为。不考虑空气阻力和篮球转动，则篮球落地前瞬间的速度方向与水平地面的夹角为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设篮球下落的时间为t，则 解得 则落地瞬间，竖直方向的分速度大小为 水平方向的分速度大小为 设篮球落地前瞬间的速度方向与水平地面的夹角为，则 解得 故选C。 5. A、B两物体的质量之比为，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度v随时间t变化的图像分别如图所示，则在A、B各自的运动过程中，摩擦力做功的平均功率之比是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由动能定理可知摩擦力功 根据速度时间的图像可知A、B两物体的初速度大小相同，mA：mB=4：1，所以摩擦力做功之比 根据 可得 故选B 6. 地球赤道海平面的重力加速度大小为，北极的重力加速度大小为，若将地球处理为一个质量均匀分布的球体，则物体在赤道处的向心加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设地球质量为M，半径为R，物体的质量为m，物体在赤道处的向心加速度大小为a，物体在赤道处所受的万有引力为 物体在赤道处随地球自转所需要向心力由万有引力的一小部分提供，由牛顿第二定律可得 在北极万有引力等于重力，则有 联立可得 解得 故选A。 7. 如图所示，质量为的物块A静置在光滑水平桌面上，它通过水平轻绳和轻质滑轮竖直悬挂着质量为m的物块B，重力加速度大小为。由静止释放物块B后，下列说法正确的是（　　） A. 与A连接的细绳拉力大小为 B. 物块A、B的速度大小之比为 C. 当物块A前进位移时，B的速度大小为 D. 当物块A前进位移的过程中，轻绳对B做功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设绳子的拉力为T，对A有 对B有 且 解得 故A错误； B．由动滑轮的绳子位移运动特点可知，A、B运动的速度大小之比为2:1，故B错误； C．当物块A前进位移x时，B的位移 根据速度位移公式 解得 故C正确； D．当物块A前进位移x的过程中，轻绳对B做功为 故D错误。 故选C。 8. 如图所示，A、B是两个电荷量都是（）的点电荷，相距，AB连线中点为O，在AB连线的中垂线上有一点C，距O为，则下列说法正确的是（　　） A. C处电场强度大小为 B. C处电场强度大小为 C. 若A的电荷量变为，其他条件都不变，则C处电场强度大小为 D. 若A的电荷量变为，其他条件都不变，则C处电场强度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设BC与OC夹角为θ，则两点电荷在C点的场强为 C处电场强度大小为 选项A错误，B正确； CD．若A的电荷量变为，其他条件都不变，则C处电场强度大小为 选项C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图所示，长的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆的中心O有一竖直方向的固定转动轴，小球A、B的质量分别为和。初始时系统处于静止状态，给小球A施加一个始终与杆垂直的水平力F，其大小恒为，不计杆和转轴间的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 小球转过一圈时角速度大小为 B. 小球转过一圈时角速度大小为 C. 当角速度达到时撤去力F，转轴受杆拉力的大小为 D. 当角速度达到时撤去力F，转轴受杆拉力的大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设小球转过一圈时角速度大小为，由动能定理可得 其中 解得 A错误，B正确； CD．当角速度达到时撤去力F，对小球A由牛顿第二定律可得转轴对杆的拉力大小是 由牛顿第三定律可知转轴受杆拉力的大小是。对小球B转轴对杆的拉力大小是 由牛顿第三定律可知转轴受杆拉力的大小是，对转轴，由于两力方向相反，则有合力大小是 C错误，D正确。 故选BD。 10. 近年来，中国建成了世界上最先进超高速激波风洞。如图所示，某次测试时，将一质量为m小球从风洞地面上的A点以初速度竖直向上抛出，小球受到大小恒定的水平风力作用，到达最高点B时的速率为，小球最后落回到地面C点。重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 小球在空中的最小速度为 B. 小球在空中运动的加速度大小为 C. 小球从A点到C点的过程中合外力做功为 D. 小球从A点到B点的过程与从A点到C点的过程机械能增量之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．在最高点竖直方向速度为0，设从A到B需要时间t，则 解得 小球运动的加速度大小为 小球在重力和风力作用下做类斜抛运动，当小球速度方向与重力和风力的合力方向垂直时，速度最小，方向与合力方向夹角正切值即与加速度夹角的正切值为 最小速度 故A正确，B错误； C．在水平方向，在C点时的速度 小球从A点到C点的过程中根据动能定理 其中 解得 故C错误； D．小球从A点到B点的过程与从A点到C点的过程机械能增量之比即为水平风力在小球从A点到B点的过程与从A点到C点的过程的做功之比，风力大小不变 故D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 在“研究平抛运动”实验中，某同学用频闪照相方法拍摄的小钢球（可视为质点）做平抛运动的闪光照片如图所示，频闪光源的频率为，图中、、是平抛运动过程中在画布上留下的三个连续点迹，选取坐标原点后建立直角坐标系，、、的坐标分别为（，）（，）（，），请回答下列问题： （1）小球在水平方向做____运动，竖直方向做____运动； （2）当地的重力加速度大小为____（结果保留三位有效数字）； （3）小球平抛的初速度大小为_____； （4）若由于某种原因频闪频率略大于，则重力加速度的测量值____真实值（填“大于”“等于”“小于”）。 【答案】（1） ①. 匀速直线 ②. 自由落体 （2）9.76 （3）0.9 （4）小于 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意可知，、、三点的水平距离相等，且小球在水平方向上不受力，所以小球在水平方向上做匀速直线运动； [2]、、三点的竖直距离差恒定，小球在竖直方向上做匀加速直线运动，又因为小球在竖直方向上只受到重力的作用，所以小球在竖直方向上做自由落体运动。 【小问2详解】 频闪照相的周期为 根据 解得 【小问3详解】 小球平抛的初速度大小为 【小问4详解】 若频闪频率略大于20Hz，则实际频闪照相的周期小于0.05s，根据 可知，重力加速度的测量值偏小。 12. 某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律，一根细线的一端系住钢球，另一端悬挂在铁架台上的O点，钢球静止于O点正下方的A点，O点到钢球球心的距离为L，光电门固定在A点的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条（质量不计）。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度，记录钢球释放时细线与竖直方向的夹角和计时器示数，计算并比较钢球从释放点摆至A点的过程中重力势能减少量与动能增加量，从而验证机械能是否守恒。 （1）用计算钢球重力势能的减少量，公式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离； A. 钢球在A点时的顶端 B. 钢球在A点时的球心 C. 钢球在A点时的底端 （2）用计算钢球动能的增加量。用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图（b）所示，其读数为____cm。某次测量中，计时器的示数为，则钢球的速度为v=____（结果保留2位小数）； （3）下表为该同学的实验结果： 5.04 10.09 1512 20.05 29.85 5.20 10.38 15.55 20.61 30.39 分析发现，表中的总是大于，产生这种差异的原因是____； （4）改变的值，得出多组与挡光时间的实验数据，做出图像如图（c）所示，图线斜率的绝对值为k，则当地的重力加速度大小为____。 【答案】（1）B （2） ①. 1.50 ②. 1.50 （3）遮光条到悬点的距离大于球心到悬点的距离，测得速度比球心处真实速度大 （4） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，小球下落的高度h是初末位置球心之间的高度差，故AC错误，B正确。 故选B。 【小问2详解】 [1]用刻度尺测量遮光条宽度，读数为d=1.50cm。 [2]某次测量中，计时器的示数为，则钢球的速度为 【小问3详解】 表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，动能增加量大于重力势能减少量，存在这种差异的可能原因是遮光条到悬点的距离大于球心到悬点的距离，测得速度比球心处真实速度大，导致动能增加量测量值偏大。 【小问4详解】 由机械能守恒定律得 整理得 解得 13. 2024年5月3日嫦娥六号探测器发射任务取得圆满成功，探测器将在月球背面南极附近的阿波罗盆地着陆，进行一系列科学考察项目。已知地球质量是月球质量的p倍，地球半径是月球半径的k倍，地球表面重力加速度大小为g，地球第一宇宙速度大小为，引力常量为G，不考虑天体的自转。求 （1）月球表面的重力加速度大小； （2）从月球上发射一枚卫星的最小发射速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在星球表面时有 整理有 整理有 由于地球质量是月球质量的p倍，地球半径是月球半径的k倍，地球表面重力加速度大小为g，解得 （2）在地球第一宇宙速度有 整理有 而第一宇宙速度也是卫星发射的最小速度，所以有 整理有 整理有 解得 14. 如图所示，质量的木块A叠放在质量的足够长的木板B上，木板B置于水平地面上，其右端通过水平轻绳与电动机连接，时在电动机带动下木板B由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动。已知A、B间动摩擦因数为，木板B与水平地面间动摩擦因数为，重力加速度大小为。在时间内，求 （1）B对A做的功； （2）木块A和木板B之间的摩擦生热； （3）电动机对木板B做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对A根据牛顿第二定律 解得，A的加速度为 2s时A的速度大小为 A的位移为 B对A做的功为 （2）B的位移为 则，木块A和木板B之间的摩擦生热为 （3）对B，根据牛顿第二定律 解得 电动机对木板B做的功为 15. 如图所示，轻质圆环A与质量为的小球B通过轻质弹簧连接，将其套在一个足够长的轻杆上，杆与轻环A之间的最大静摩擦力为，且滑动摩擦力等于最大静摩擦力，杆与B之间的摩擦忽略不计。已知弹簧的劲度系数为，当弹簧形变量为x时，弹性势能为，重力加速度大小为。初始时弹簧处于原长状态，现将二者一起由静止释放，在沿杆向下运动的过程中，（计算结果可以用根式表示） （1）弹簧的形变量为多少时，小球B的速度达到最大？ （2）从初始位置开始小球B下降多少时轻环A开始运动，且此时B的速度为多少？ （3）从初始位置开始小球B能下降的最大高度是多少？ 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）当B的加速度为零时，速度由最大值，假设A不动，设此时B下落，此时弹力为 所以，假设成立，解得 （2）设从初始位置开始小球B下降时轻环A开始运动，根据平衡条件 解得 B与弹簧构成的系统机械能守恒，即 解得 （3）设B向下运动速度减为零时，小球A下滑的距离为L，此时弹簧的伸长量为，根据能量守恒定律可得 其中 小球B能下降的最大高度是 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $