2022-2023学年湖北省荆门市校盟高一（下）联考物理试卷（5月）

2022-2023学年湖北省荆门市校盟高一（下）联考物理试卷（5月）
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 在电场中的某点放入电荷量为的负电荷时，测得该点的电场强度为，若在该点放入电荷量为的正电荷，此时测得该点的电场强度为( )
A. 大小为，方向和相同 B. 大小为，方向和相反
C. 大小为，方向和相同 D. 大小为，方向和相反
2. 如图所示，两小球、从同一高度分别以和的初速度水平抛出，都落在了倾角的斜面上的点，其中小球垂直打到斜面上，、两个小球打到斜面上时的速度大小分别为和，忽略空气阻力，，则( )
A. B. C. D.
3. 嘉兴某高中开设了糕点制作的选修课，小明同学在体验糕点制作的“裱花”环节时，如下图所示，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径英寸的蛋糕，在蛋糕边缘上每隔“点”一次奶油，蛋糕随圆盘转一周后均匀“点”上了次奶油，则下列说法正确的是( )
A. 圆盘转动的转速约为
B. 圆盘转动的角速度大小约为
C. 蛋糕边缘的奶油的线速度大小约为
D. 圆盘转动的周期约为
4. 如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为，所带电荷量为，现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向成角，取，，，则( )
A. 小球受到的拉力大小为
B. 电场强度大小为
C. 改变场强方向，仍使小球静止在原位置，则电场强度的最小值为
D. 剪断轻绳，带电小球将做类平抛运动
5. 如图所示，轻弹簧水平固定在墙上，一小球以初速度沿光滑水平面向左运动，在小球向左压缩弹簧的过程中
A. 小球做匀减速运动
B. 小球和弹簧组成的系统机械能不守恒
C. 小球克服弹力做功，机械能减少
D. 小球和弹簧刚接触时速度最大，加速度最大
6. 如图所示，在两个等量异种点电荷的电场有、、、、、各点，其中、之间的距离与、之间的距离相等，、之间的距离与、之间的距离相等，位于两电荷连线的中点，两条虚线互相垂直，那么关于各点电场强度和电势的叙述错误的是( )
A. 、两点电势相等 B. 、两点电场强度相同
C. 、两点电势相等 D. 、两点电场强度相同
7. 如图，在竖直平面内有一“”形槽，其底部是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽分别相切，相切处、位于同一水平面上．一小物体从右侧斜槽上距平面高度为的处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距面高度为的点，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则( )
A. 小物体恰好滑回到处时速度为零
B. 小物体尚未滑回到处时速度已变为零
C. 小物体能滑回到处之上，但最高点要比点低
D. 小物体最终一定会停止在圆弧形槽的最低点
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
8. 如图所示，小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，则( )
A. 小球通过最高点的最小速度为
B. 小球通过最高点的速度可能为零
C. 小球通过最高点时一定受到内管壁向上的支持力
D. 小球通过最低点时一定受到外管壁向上的压力
9. 如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为，杆上的点与定滑轮等高，杆上的点在点下方距离为处．现将环从处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )
A. 环到达处时，重物上升的高度
B. 环到达处时，环与重物的速度大小相等
C. 环从到，环减少的机械能等于重物增加的机械能
D. 环能下降的最大高度为
10. 如图所示，平行直线表示匀强电场的等势线，电荷量为的粒子只受电场力作用，由点移到点，动能变化了，若点电势高于点电势，其中点电势为，则( )
A. 粒子的运动轨迹是轨迹 B. 粒子的运动轨迹是轨迹
C. 点的电势为 D. 此过程中粒子的动能增加了
11. 如图所示，恒星、构成的双星系统绕点做顺时针方向的匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，。为的卫星，绕做逆时针方向的匀速圆周运动，周期为，忽略与之间的引力，且与之间的引力远大于与之间的引力。引力常量为，则以下说法正确的是( )
A. 若知道的轨道半径，则可求出的质量
B. 恒星的质量为
C. 若也有一颗运动周期为的卫星，则其轨道半径一定小于的轨道半径
D. 设、、三星由图示位置到再次共线的时间为，则
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18分）
12. 某同学利用图所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图所示图中未包括小球刚离开轨道的影像。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图中标出。
完成下列填空：结果均保留位有效数字
小球运动到图中位置时，其速度的水平分量大小为__________，竖直分量大小为___________；
根据图中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。
13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤带夹子、天平、毫米刻度尺、交流电源。
如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________选填“甲”“乙”“丙”或“丁”；
某同学用正确的方法获得了一条纸带，以起点为计数点，后隔一段距离，取连续点为计数点、、、、、、，如图所示。已知重锤的质量为，则电磁打点计时器打下点时，重锤减少的重力势能____，重锤增加的动能_____重力加速度取，计算结果保留三位有效数字，重锤增加的动能与减少的重力势能的大小关系为________选填“大于”“小于”或“等于”。
长度
四、计算题（本大题共3小题，共38分）
14. 如图所示，轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，。求：
小球所受静电力的大小；
小球的质量；
剪断细绳后末，小球的速度的大小。
15. 如图甲所示，传送带以的速度逆时针传动，一可视为质点的、质量为的物体以水平向右的速度冲上传送带。从物体冲上传送带开始计时，物体在内受到水平向左的外力，在内水平外力大小不变，但方向反向，物体的对地速度与时间的关系图像如图乙所示，取。求：
传送带与物体之间的动摩擦因数；
内物体与传送带摩擦产生的热量。
16. 如图所示，竖直平面内的一半径的光滑圆弧槽，点与圆心等高，一水平面与圆弧槽相接于点。质量的小球从点正上方高处的点自由下落，由点进入圆弧槽轨道，从点飞出后落在水平面上的点，间的距离，球从点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度，取，不计空气阻力，求：
小球经过点时轨道对它的支持力大小；
小球经过最高点的速度大小；
点与圆心的高度差。
答案和解析
1.【答案】
【解析】电场强度是描述电场强弱的物理量，是试探电荷所受的电场力与试探电荷所带的电荷量的比值，是由电场本身决定的，故与试探电荷的有无、电性、电荷量均无关。故在该点放入电荷量为的试探电荷时电场强度为，改放电荷量为的试探电荷时电场强度仍为，且方向和相同，故A正确。
2.【答案】
【解析】、两球抛出后都做平抛运动，两球从同一高度抛出落到同一点，它们在竖直方向的位移相等，
小球在竖直方向做自由落体运动，由于竖直位移相等，据可得其运动时间
对于小球，有，解得：
对于小球，其垂直打在斜面上，则有，解得：
则，故，故B正确，A错误；
、小球落到斜面上的速度大小，小球落到斜面上的速度大小，则，故CD错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道周期和角速度的关系，通过时间间隔求出周期是关键，基础题。
【解答】
由题意可知，圆盘转一周所需的时间为，因此周期为，转速为，AD错误；
B.由角速度与周期的关系可得，B正确；
C.转动半径，蛋糕边缘的奶油的线速度大小为，C错误；
故选：。
4.【答案】
【解析】A.以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受到重力、绳子的拉力和电场力的作用，受力如图所示
根据平衡条件有，小球受到的拉力大小为，故A错误；
B.由几何关系得，得，故B错误；
C.当电场强度的方向与轻绳方向垂直时，电场强度最小，有，解得，故C正确；
D.剪断轻绳，带电小球将沿重力和电场力的合力方向做初速度为的匀加速直线运动，故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】A.小球向左压缩弹簧，弹簧形变量越来越大，故弹力越来越大，则根据牛顿第二定律可知，小球的加速度越来越大，做加速度变大的减速运动，故A错误；
B.由于小球和弹簧组成的系统外力做功为零，故系统的机械能守恒，故B错误；
C.弹力对小球做负功，即小球克服弹力做功，所以小球的机械能减小，故C正确；
D.小球和弹簧刚接触时速度最大，但此时弹力最小，加速度最小，故D错误。
6.【答案】
【解析】A. 两点电荷连线上电场线方向从指向，则的电势高于的电势，故 A错误；
B. 等量异种点电荷电场线的分布具有对称性， 、 两点电场强度大小，方向均向左，即电场强度相同，故B正确；
C. 等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，所以、两点电势相等，故 C正确；
D. 根据对称性，、两点处电场线疏密程度相同，电场强度大小相等，方向都与此虚线垂直向左，则、两点电场强度相同，故 D正确；
本题选择错误选项，故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】
小球从滑动到的过程中，根据动能定理求解克服阻力做的功；从返回的过程，由于弹力减小，导致阻力减小，克服阻力做的功将会减小．
本题关键明确滑块的运动规律，然后选择恰当的过程运用动能定理列式分析，不难．
【解答】
、小球从滑动到的过程中，根据动能定理，有：，即克服阻力做的功；从返回的过程，由于返回时的速度小于开始时经过同一点的速度，故返回时弹力减小，故滑动摩擦力减小，克服摩擦力做的功小于，故物体会超出点，但超出高度小于；故AB错误，C正确；
D、由于不知圆弧段的粗糙程度，最终滑块不一定停在最低点，故D错误；故选：。
8.【答案】
【解析】小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，小球通过最高点时如果管道内侧提供的支持力与重力相等，此时小球的速度可以为零，故A错误，B正确；
C.小球通过最高点时，如果内外壁都不给力时，只有重力提供向心力，则有，解得；当时，重力不足以提供向心力，此时会受到外管壁向下的压力，故C错误；
D.小球通过最低点时，根据牛顿第二定律，解得，可知小球通过最低点时一定受到外管壁向上的压力，故D正确。

9.【答案】
【解析】解：、根据几何关系有，环从下滑至点时，下降的高度为，则重物上升的高度，故A正确；
B、环到达处时，对环的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：，所以有，故B错误；
C、环下滑过程中无摩擦力做功，故系统机械能守恒，即有环减小的机械能等于重物增加的机械能，故C正确；
D、设环下滑到最大高度为时环和重物的速度均为，此时重物上升的最大高度为，
根据系统的机械能守恒有：，
解得：，故D正确。
故选ACD。
10.【答案】
【解析】因点电势高于点电势，所以场强方向向上，粒子带负电，所受电场力向下，故粒子的运动轨迹是轨迹，故B正确，A错误；
由轨迹知电场力做负功，动能减少，粒子带负电，根据，又，所以点的电势为，故C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】
【解析】A.绕做匀速圆周运动，满足，会消掉，故无法求出的质量，故A错误；
B.因为、为双星系统，所以相互之间的引力提供圆周运动所需的向心力，即，可得，故B正确；
C.因为、为双星系统，满足，又因为，所以，设卫星质量为，根据
可知，的卫星轨道半径大于的轨道半径，故C错误；
D.、、三星由图示位置到再次共线时，、转过的圆心角与转过的圆心角互补，则，解得，故D正确。
故选：。
12.【答案】；；
【解析】解：小球在水平方向做匀速直线运动，由图可知，则水平分速度，代入数据得，
竖直方向做自由落体运动，可运用匀变速直线运动规律求解，匀变速直线运动中间时刻速度等于全过程平均速度，
若在点时竖直分速度记为，则有，其中，解得：。
小球在竖直方向做匀加速直线运动，由可知，重力加速度为：
。
故答案为：；；
小球做平抛运动，在分析处理数据时应将运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动进行处理，结合题干给出的时间以及图中竖直位移的数据进行求解。
本题主要考查研究平抛运动的实验，要求学生能运用平抛运动规律，对实验数据进行分析处理。
13.【答案】丙；，，小于
【解析】
为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，并且使重锤靠近打点计时器，故合理的位置为丙图；
由图可知，打点时下落的高度为
则电磁打点计时器打下点时，重锤减少的重力势能
在点时的速度
重锤增加的动能；
根据分析计算可知重锤增加的动能小于减小的重力势能。

14.【答案】解：小球所受静电力大小为；
小球处于静止状态，根据受力平衡可得
解得小球的质量为；
剪断细绳后，小球做匀加速直线运动，受到的合力方向斜向下，与竖直方向成，合力大小为
根据牛顿第二定律可得，小球的加速度大小为
剪断细绳后末，小球的速度大小为。

15.【答案】解：由图象可知内物体做匀减速直线运动，加速度大小为：
由牛顿第二定律得：
内物体做匀加速直线运动，加速度大小为：
由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
又因为
由以上各式解得：
内物体的对地位移大小为：
传送带的对地位移大小为：
此过程中物体与传送带间的摩擦热为：
内物体的对地位移大小为：
传送带的对地位移大小为：，
此过程中物体与传送带间的摩擦热为：
内物体与传送带间的摩擦热为：
16.【答案】解：设经过点的速度为 ，由机械能守恒得
由牛顿第二定律有
代入数据解得
设点的速度为，到做平抛运动，
竖直方向
水平方向
代入数据解得。
从开始运动到点的过程中，机械能守恒，取面为零势能面，则
代入数据解得。
答：小球经过点时轨道对它的支持力大小为；
小球经过最高点的速度大小是；
点与圆心的高度差是。
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