湖北省金太阳2023-2024学年高一下学期5月联考物理试卷（含答案）

第第页湖北省金太阳2023-2024学年高一下学期5月联考物理试卷一、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．地球同步卫星（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．小鸟身上各处的电场强度为零 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．fs4．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．Ud B．Udsinθ C．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，且周期比地球同步卫星的周期小，则云海二号02组卫星的（）A．轨道半径比同步卫星的轨道半径小B．角速度比同步卫星的角速度小C．线速度比同步卫星的线速度小D．向心加速度比同步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．v2v1P B．v2v二、多选题：本大题共3小题，共12分。8．两点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线如图所示，其中A．Q2带正电 B．QC．Q1的电荷量大于Q2的电荷量 D．Q19．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gRC．杂技演员经过最低点时的速度大小为5gRD．杂技演员经过最低点时的速度大小为7gR10．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ω，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πD．从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为2π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．A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．他们分别进行了以下操作．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ΔEp=，重物动能的增加量ΔE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ω，双星间距为L，引力常量为G。（1）求双星的质量之和m总（2）若已知其中一颗恒星的质量为m1，求该恒星的线速度大小的v15．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。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A．卡文迪许首先通过实验测出了引力常量，牛顿发现万有引力定律。故A错误；B．重力是万有引力的一个分力，故B错误；C．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．地球同步卫星（相对地面静止）只能在赤道的正上方，根据GMm故选D。

【分析】卡文迪许首先通过实验测出了引力常量，牛顿发现万有引力定律。2．【答案】C【解析】【解答】金属鸟笼带电后属带电体，属等势体；此时电荷只分布在外表面，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。

【分析】任何起电过程中都不可能创生电荷。金属内和空腔内都无电场。3．【答案】D【解析】【解答】合力做功等于动能变化，由动能定理可得W发条的弹性势能等于弹力做功。E故选D。

【分析】由动能定理求解弹力做功，弹力做功等于发条的弹性势能4．【答案】B【解析】【解答】在匀强电场中有U=EdsinθE=故选B。

【分析】在匀强电场中电势差等于电场强度与沿着电场强度方向的距离的乘积。5．【答案】B【解析】【解答】A．电场线是人为引入的曲线，A错误；B．沿电场线的方向，电势降低，B正确；C．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，电场力对电子做负功，电势能增大，D错误。故选B。

【分析】沿电场线的方向，电势降低，电场线的疏密表示电场的强弱。电场力做负功，电势能增大。6．【答案】A【解析】【解答】A．GMmT=周期越小，半径越小，故A正确；B．根据GMmω=半径越大，角速度越小，故B错误；C．根据GMmv=半径越小，线速度越大，故C错误；D．根据GMma=云海二号02组卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度大，故D错误。故选A。

【分析】万有引力提供向心力，周期越小，半径越小，线速度越大，向心加速度大，半径越大，角速度越小。7．【答案】B【解析】【解答】设汽车受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律有F-f=maf=额定功率P解得P故选B。

【分析】对汽车受力分析，合力等于牵引力与阻力之差，额定功率等于摩擦阻力乘以最大速度。【解析】【解答】AB．Q1带负电，结合电荷电场线的特点可知，QCD．Q2周围的电场强度大于Q1周围的电场强度，E= kq 故选BD。

【分析】电场线从正电荷出发到负电荷终止，电场线越密，代表电场强度越大。【解析】【解答】AB．mg=mv12CD．根据机械能守恒定律有12解得v故C正确，D错误。故选BC。

【分析】杂技演员恰好通过最高点时，重力提供向心力，杂技演员运动过程中只有重力做功，机械能守恒。【解析】【解答】AB．近大远小，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．Gω'=2π=解得t=选项C错误、D正确。故选BD。

【分析】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。万有引力提供卫星运动的向心力。11．【答案】B；减小；kQq【解析】【解答】（1）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）根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，当Q、q一定，d不同时，由图可知，距离越大，作用力越小；（3）A与小球之间的库仑力：F=kQqd2，所以小球偏离竖直方向的角度的正切值：tanθ=Fmg12．【答案】（1）电火花计时器（2）h3−h1【解析】【解答】（1）减小实验误差，应优先选用电火花打点计时器；（2）B为AC的时间中点，v重物重力势能的减少量Δ重物动能的增加量ΔEk=113．【答案】解：（1）点电荷B受到A由B指向A的库仑力F1和C由B指向C的库仑力F2，根据库仑定律有F1=k由于F1>F2，故B所受库仑力的方向由B指向A。点电荷B所受库仑力的大小F=F1-F2解得F=（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k解得L=【解析】【分析】（1）点电荷B受到A由B指向A的库仑力F1和C由B指向C的库仑力F2，结合库仑定律求解库仑力大小。

（2）点电荷B不固定，则它只能在A、C之间的连线上静，根据受力平衡结合库仑定律求解。14．【答案】解：（1）根据万有引力提供向心力有GMmGMm又r联立可得双星的质量之和为m（2）若已知其中一颗恒星的质量为m1，设另一颗恒星的质量为mG又r'1可得r由v解得v【解析】【分析】（1）万有引力提供向心力，对两颗星球分别列出方程，联立方程求解；

（2）万有引力提供向心力，由（1）的总质量求解轨道半径以及线速度大小。15．【答案】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mgR=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F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=15N（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h=12g解得vC=3m/s因为vCμmg=ma根据匀变速