湖北省新高考协作体2022-2023学年高一下学期5月联考物理试题（含答案）

湖北省新高考协作体2022-2023学年高一下学期5月联考
物理试卷
考试时间：2023年5月30日上午10:30-11:45
试卷满分：100分
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。
2、回答选择题时，选出每题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44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8-11题有多项符合要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。）
1.关于电场，下列说法正确的是（ ）
A.根据公式可知，电场强度跟放入电场中的试探电荷所受的静电力成正比，跟试探电荷的电荷量成反比
B.电场强度的方向总是跟静电力的方向一致
C.在点电荷的电场中，以该点电荷为圆心，r半径的球面上各点的电场强度相同
D.电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用
2.如图所示，轻绳一端固定在O点，另一端系一个质量为m，电荷量为q的带电小球，当整个空间存在某一匀强电场平衡时细绳与竖直方向夹角为θ，重力加速为g，则满足上述平衡时匀强电场E的最小值为（ ）
A. B. C. D.
3.如图所示，一小球从竖直固定轻质弹簧的上端某一高度P点自由下落，小球在A点与弹簧接触，B点到达最低点，重力加速度为g，则在小球在下落过程中说法正确的是（ ）
A.小球到达A点时能动最大
B.从P到B的过程中，小球的机械能守恒
C.如果增大P点到A的距离，则动能最大的位置下降
D.如果增大P点到A的距离，则小球下降的最低点的位置下降
4. 如图所示，在正四面体的A、B两点固定两等量异种点电荷，其中E、F、G分别为AB、BC、CD的中点，则关于C、D、E、F、G五点的场强和电势说法正确的是（ ）
A.C、D两点的电势相等，场强大小相等，方向不同
B.D、G两点的电势相等，场强大小不等，方向相同
C.E、G两点的电势不等，场强大小不等，方向相同
D.E、F两点的电势不等，场强大小相等，方向不同
5.如图所示，半径为r的四分之一竖直圆弧轨道AOB与水平轨道BC相切与B点，一质量为m的小物块从A点静止释放，经最低点B后最终停在C点，小球与轨道的摩擦因数处处相同，现在CB段给小球某一水平外力作用，使得小物块刚好能够回到A点，则关于外力做的功W说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示，一楼梯每级台阶的高均为0.225m，宽均为0.20m，现有一个弹珠从0号台阶左端正上方与4号台阶等高的地方以的速度水平抛出，要使弹珠直接击中2号台阶，重力加速度取10，空气阻力不计，则的可能值为（ ）
A. 0.9 B. 1.2 C. 1.8 D. 2.2
7.一个半径为R厚度不计的水平转盘置于光滑水平地面上绕中心转轴以角速度匀速转动，有两个可视为质点的小球A、B紧挨着锁定在圆盘边缘一起转动，某时刻A解除锁定脱离圆盘（小球脱离圆盘后做匀速直线运动），在A脱离圆盘的时间后B小球也解除锁定脱离圆盘，则在B球脱离圆盘后时间A、B两小球的间距为（ ）
A. B. C. D.
8.2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。“天宫二号”绕地球运动看做匀速圆周运动，引力常量G已知，由下面哪些数据，可以计算地球的质量（ ）
A.地球半径和“天宫二号”绕地球运动的周期
B.地球半径和“天宫二号”绕地球运动的线速度
C.“天宫二号”绕地球运动的线速度和周期
D.“天宫二号”绕地球运动的角速度和周期
9.倾角为的光滑斜面ABC固定在水平地面上，将一质量为m的物块从斜面的顶端由静止释放，以地面为零势能面，表示物块的动能，表示物块的重力势能，t表示物块运动的时间，则下列图像正确的是（ ）
A B C D
10.如图所示，一轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，A球质量为m，B球的质量是A球质量的2倍。开始时用手托住B球，使得轻绳刚好被拉紧，此时B球离地面的高度是h，A球静止于地面。现释放B球，若B球落地瞬间绳子断裂，定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g，以地面为零势能面。则下列说法正确的是（ ）
A.B球下降高度为时，A球的速度为
B.A球能上升的最大高度为
C.A球整个上升过程总时间为
D.B落地时合力对A做的功
11.如图所示，一匀强电场平行于平面，其中A点坐标，B点坐标，C点坐标，且已知A点电势为6V，B点电势为2V，C点电势4V.现将一电荷量为2e的带电粒子从O点沿AB方向以某一动能射入匀强电场，粒子刚好能经过C点，忽略带电粒子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A.坐标原点O的电势为8V
B.粒子一定带负电
C.粒子一定带正电
D.如果粒子的动能为12eV，则从O点朝某一方向射入电场，带点粒子可能会经过B点
二、实验题（满分15分，请将答案填写到答题卡相应位置）
12.（6分）某兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量物块与水平面间的动摩擦因数，其重力加速度为g，其实验步骤如下：
（I）按照图示安装相应实验装置，遮光条的宽度为d.
（II）将带有遮光条的小滑块在轨道上某点静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为，和小滑块离开光电门在水平面滑行的最大距离为x.
（III）改变释放点的高度，重复（II）实验步骤，得到其图像如图丙所示，其中图线的斜率为k.
（1）物块经过光电门时的速度为
（2）由图乙可得物块与水平面间的动摩擦因数______；（用d、、x、k、g表示）。
（3）如果考虑其遮光条的宽度，则其测量的结果______（选填“偏大、偏小、无影响”）
13.（9分）如图1所示是利用自由落体运动装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器连接50Hz的交流电。
图1 图2 图3
（1）关于本实验说法正确的是（ ）
A.选用较小密度材料制成的重锤
B.实验需要用天平测量物体的质量
C.将纸带沿竖直方向穿过限位孔
D.可以用计算瞬时速度
（2）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得、、，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物质量为1.0kg，，则OB段对应的重物重力势能的减少量=______J，重物的动能增加量=______J.（结果均保留三位小数）
（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其错误操作可能是：_________________；乙同学测出该图线的斜率为k，考虑到有阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“大于”“等于”或“小于”）。
三、解答题（本题共3小题，共41分，解答题时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
14.（12分）电视节目中有这样一个项目，选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上，已知选手的质量为m，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角为，绳子长度为R，摆动到最低点后放手平抛，最后到达平台。重力加速度为g，如图所示，不考虑空气阻力和绳的质量（选手可视为质点）。
（1）最低点时人对绳子的拉力大小。
（2）平台最左端在O点正下方距离2R处，为了保证人不飞出平台，平台至少需要多长？
15.（13分）如图所示，间距为的水平传送带以的速度顺时针匀速传动，在传送带的左端A点轻放一质量的有颜色小物块，当小物块与传送带共速时因某种原因传送带突然停止运动，最终物块恰好到达传送带的右端B点，重力加速度则：
（1）物块与传送带的动摩擦因数为多少？
（2）物块在传送带上留下的划痕为多少？
（3）物块与传送带因摩擦产生的热量Q为多少？
16.（16分）如图所示，倾角为60°的光滑斜面通过C处一小段可忽略的圆弧与半径为r，圆心为O的光滑半圆管相连接，C为圆管的最低点，D为最高点，在空间CD左侧存在大小未知方向水平向左的匀强电场，现将一质量为m电荷量为的绝缘小球从斜面顶端A点由静止开始下滑，运动到斜面底端C点进入细管内（圆管内径略大于小球的直径），经竖直半圆管最高点D后落到斜面的某点H，已知小球在C点时对圆管的压力为5mg，斜面C的长度，重力加速度为g，则：
（1）小球到达D点时的速度大小
（2）场强E的大小
（3）小球从D点到H点的时间
湖北省新高考协作体2022-2023学年高一下学期5月联考
物理答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D B D B C C D ABC BC BC AB
1、答案：D
解析：电场强度是描述电场力的性质的物理量，只与电场本身的性质有关，与试探电荷的受力和电荷量，以及放不放入试探电荷无关，A选项错误。
正电荷在静电场中所受静电力方向与电场方向相同，负电荷所受静电力方向与电场方向相反，B选项错误。
电场强度是矢量，在球面上各点电场强度大小相同，方向不同，C选项错误。
电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，且电荷之间的作用通过电场产生，D选项正确。
2、答案：B
解析：小球在重力，电场力以及绳子的拉力作用下平衡，且要保持绳子与竖直方向夹角θ不变，这三个力首尾相连可形成一个闭合三角形，当小球所受电场力方向垂直于绳子向上时，电场力最小，即，
故，B选项正确。
3、答案：D
解析：刚接触A时，，弹簧弹力增大，小球做加速度减小的加速运动，当时，速度达到最大，动能最大，即使增大P点到A的距离，仍然是时，小球动能最大，A、C选项错误。
小球从P到A过程中只重力做功，机械能守恒，从A到B点，对小球，弹簧的弹力相当于外力，弹簧弹力对小球做功，机械能不守恒。B选项错误。
小球从P点下落至最低点过程中：，若增大P点到A点的距离，则h增大，弹力做功增大，因此弹簧形变量增大，小球的最低点位置下降，D选项正确。
4、答案：B
解析：C、D、E、G四点处于等量异种电荷连线的中垂面，该平面为零势能面，且该平面上的点电场强度方向与该平面垂直，因此这四点电势能为零，且电场强度方向垂直中垂面。利用电场的矢量叠加易求各点电场强度大小。
C、D电场强度相同，方向也相同，A选项错误。
D、G两点场强大小不等，方向相同，电势均为0，B选项正确。
E、G两点电势相等，均为0，C选项错误。
E、F两点电势不相等，E电势为0，F点电势为负值，且两点场强大小不等，方向不同，D选项错误。
5、答案：C
解析：物块下滑过程中，在圆轨道上，由动能定理：①
B运动到C的过程中：②
物块在返回过程中：③
C到B过程中：④
由①③可知：，上滑过程中，轨道对物体的支持力大于下滑过程轨道对物块的支持力，因此，，选项C正确。
6、答案：C
解析：若要弹珠直接击中2号台阶，则其水平位移应满足：，下落高度，弹珠抛出后做平抛运动，，，故可得，C选项正确。
7、答案：D
解析：A、B随转盘转动的线速度均为：，脱离转盘后以该速度做匀速直线运动，各自脱离一段时间后距脱离位置位移为：，，A、B两点距离为：，D选项正确
8、答案：ABC
解析：“天宫二号”绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，，故A、B、C选项正确，若只知道角速度和周期，缺少条件，无法求出M，D选项错误。
9、答案：BC
解析：物块下滑过程中，，，对物块只有重力做功，则物块机械能守恒，（定值），，B、C正确。
10、答案：BC
解析：B球下降时，A球上升，对两球构成的系统，由动能定理：，故，A选项错误。
B球从释放至落地过程中，有动能定理：，可得：
B球下落至地面时绳子恰好断裂，绳子断裂前A、B以某一加速度a加速运动，此后A求以某一速度v向上做上抛运动，对B：，对A：，联立方程得：，又，，A上升最大高度，，B、C选项正确。
B落地时，合力对A做得功，D选项错误。
11、答案：AB
解析：电场中任意平行且相等的线段两端点电势差相等，故：，可得，A选项正确。
A、B中点D点电势为：，同理OC中点P的电势为：，则CD，AE为等势线，图示实线为电场线，一电荷沿AB方向射入电场恰能到达C点，大致轨迹如图，电荷受力指向凹侧，故必然带负电，B选项正确，C选项错误。，带电量为2e的粒子从O点射出后做曲线运动，从能量的角度来看该粒子可以运动到B点，但考虑实际运动，粒子不可能运动到B点。
12、答案：（1）（2分）（2）（2分）（3）偏小（2分）
解析：（1）略
（2）经过光电门后滑块做匀减速运动，，即，从而：，，可得：
（3）计算时实际速度为遮光条中间位移的速度，测量值为中间时刻速度，，因此偏小。
13、答案：（1）C（2）1.823；1.711（3）先释放重物，再接通打点计时器电源；大于
解析：（1）略
（2）势能减小量；
动能变化量
（3）图像不过原点，当时，速度不为零，说明操作时先释放纸带，后接通电源，当打点计时器开始打点时，重物已经下落了一段距离。
若考虑阻力影响，，则，
14（12分）（1）根据能量守恒定律，到最低点时速度
，
解得
在最低点，绳子拉力减重力提供向心力
解得
根据牛顿第三定律
人对绳子的拉力大小也为
（2）人在最低点之后平抛，
飞行时间
解得
水平方向位移满足 解得
故平台至少需要的长度
15（13分）（1）设物块与传送带的动摩擦因素为，则有
①
物块与传送带共速的时间为t，则有②
对物块由运动公式可得③
由①②③可得
（2）物块与传送的速度时间图像如图所示，则第一阶段的相对位移有：
第二阶段的相对位移有
因为第一阶段和第二阶段是重复的划痕，
故总的划痕为
（3）物块与传送带的相对路程，
则有功能关系可得
16、（1）小球在C点由牛顿定律可得 ①
小球从C点到D点由动能定理可得②
由①②可得
（2）小球从A点到D点的过程中由动能定理可得
③
由①③可得
（1）因物体水平方向与竖直方向所受力相等，由运动的合成与分解可得其水平位移x与竖直位移y相等，即，由几何关系可得④
在竖直方向有⑤
由④⑤可得