2021-2022学年湖北省襄阳市第二十四中学高一（下）5月物理试题含解析

这是一份2021-2022学年湖北省襄阳市第二十四中学高一（下）5月物理试题含解析，共26页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
襄阳市第二十四中学5月月考物理试题一、单选题1. 一艘小船在静水中的速度是3m/s，一条河宽60m，河水流速是4m/s，下列说法正确的是（　　）A. 小船在这条河中运动的最大速度是5m/sB. 小船在这条河中运动的最小速度是m/sC. 小船渡过这条河的最短时间是20sD. 小船渡过这条河的最小距离是60m.【答案】C【解析】【详解】AB．当静水速与水流速同向，小船速度最大7m/s，当静水速与水流速反向，小船速度最小为1m/s；故AB错误；C．当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，为故C正确；D．因为静水速小于水流速，可知合速度的方向不可能垂直于河岸，则小船不能垂直到对岸，最小距离一定大于60m；故D错误。故选C。2. 如图所示，某同学进行篮球训练，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中两次抛出过程中，篮球垂直撞在竖直墙面上，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
 A. 篮球撞墙的速度，第一次较大B. 篮球抛出时的速度，第一次一定比第二次大C. 篮球在空中运动时的加速度，第一次较大D. 篮球从抛出到撞墙，第一次在空中运动的时间较长【答案】D【解析】【详解】ACD．不计空气阻力，篮球只受重力，所以加速度为重力加速度，相同，在两次运动中，篮球被抛出后的运动可以看作是平抛运动的逆反运动，由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，在竖直方向有可得篮球从抛出到撞墙，第一次在空中运动的时间较长，但是两球的水平位移相同，根据可知篮球撞墙的速度，第一次较小，故AC错误，D正确；B．根据平行四边形定则知，抛出时的速度第一次的水平初速度小，上升的高度大，则无法比较抛出时的速度大小，故B错误。故选D。3. 如图所示一半径为R、圆心为O的圆弧轨道在竖直平面内；绕竖直轴以角速度转动，相同的滑块A、B和圆弧轨道一起转动，其中OB处于水平方向，OA与方向成37°角，A相对于圆弧轨道刚好没有相对运动趋势，B刚好相对于圆弧轨道静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是（　　）
 A. 圆弧轨道转动的角速度B. 滑块与圆弧轨道间的动摩擦因数C. A的重力做功的功率小于B的重力做功的功率D. 当圆弧轨道转动的角速度增大时滑块A有沿圆弧切线向下运动的趋势【答案】B【解析】【详解】A．A相对于圆弧轨道刚好没有相对运动趋势，对滑块A有解得故A错误；B．B刚好相对于圆弧轨道静止，对B有，解得滑块与圆弧轨道间的动摩擦因数故B正确；C．两滑块在竖直方向上速度都为零，所以重力不做功，重力功率都等于零，故C错误；D．当圆弧轨道转动的角速度增大时，向心力增大，此时重力与支持力的合力不足以提供向心力，则接触面会给滑块A沿圆弧切线向下的静摩擦力，所以滑块A有沿圆弧切线向上运动的趋势，故D错误。故选B。4. 假设两个质量分别为和的星体A和B组成一双星系统，二者中心之间的距离为L，运动的周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）A. 因为，所以星体A对星体B的万有引力大于星体B对星体A的万有引力B. 星体A做圆周运动的半径为C. 星体B的线速度大小为D. 两星体的质量之和为【答案】D【解析】【详解】A．星体A对星体B的万有引力与星体B对星体A的万有引力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；B．两星体角速度相同，根据万有引力提供向心力，有 星体A做圆周运动的半径为故B错误；C．星体B做圆周运动的半径为星体B的线速度大小为故C错误；D．根据 可得故D正确。故选D。5. 如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A. 木块上滑过程中，重力势能增加了B. 木块受到的摩擦力大小为C. 木块的重力大小为D. 木块与斜面间的动摩擦因数为【答案】B【解析】【详解】A．由图乙可知，木块位移为x0时，动能为0，机械能为2E0，重力势能增加了2E0，故A错误；B．由图乙可知，克服摩擦做功损失的机械能为木块受到的摩擦力大小为故B正确；CD．由动能定理得解得故CD错误。故选B。6. 如图所示，将带正电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点，在此全过程中（　　）A. 试探电荷所经过各点处的电势一直增大B. 试探电荷的电势能先不变后增大C. 试探电荷所受静电力先增大后减小D. C点和关于B点的对称点D点的场强大小相等，方向相反【答案】B【解析】【详解】等量异种电荷的电场线如图所示A.试探电荷从A点运动到B点电势不变，从B点移动到C点电势增大，故A错误；B.由可知，带正电的试探电荷从A点运动到B点电势能不变，从B点移动到C点电势能增大，故B正确；C.在电场中，电场线越密集的地方电场强度越大，由得，试探电荷从A点运动到B点静电力一直变大，从B点移动到C点静电力一直增大，故C错误；D.C、D两点位于等量异种电荷的连线上，并且关于中点对称，故电场强度大小相同，方向也相同，故D错误。故选B。7. 如图所示，光滑绝缘水平面上有一菱形 ABCD，其中∠A=60° ，现将两电荷量均为Q的正点电荷固定在A、C两点，欲使放在B点的负试探电荷q静止，则应在D点放置的电荷为（　　）A. 电荷量为Q的正电荷 B. 电荷量为Q的负电荷C. 电荷量为Q的正电荷 D. 电荷量为Q的负电荷【答案】D【解析】【详解】由题意可知，∠B=120°，固定在A、C两点的电荷对放在B点的负试探电荷的静电力等大，为由于二力的夹角为120°，根据菱形特点可知其合力为方向由B指向D，欲使放在B点的负试探电荷q静止，则放置在D点的电荷对q的作用力与F合等大反向，故应在D点放置电荷量为Q的负电荷，故ABC错误，D正确。故选D。二、多选题8. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能随位置x的变化关系如图所示，其中段是对称的曲线，段是直线，则下列判断正确的是（　　）A. 、、处电势、、关系为B. 粒子在段所受电场力沿x轴负方向；段所受电场力沿x轴正方向C. 粒子从O点向运动过程中加速度先逐渐减小后逐渐增大D. 粒子从向运动过程电场力做负功【答案】AD【解析】【详解】A．根据电势能与电势的关系粒子带负电， ，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有A正确；B．粒子在段，电势能减小，电场力做正功，电场力沿x轴正方向，在段，电势能增大，电场力做负功，电场力沿x轴负方向，B错误；C．图像的斜率可知，图像的斜率表示电场力，因此，粒子从O点向运动过程中电场力先减小后增大，最后恒定，则加速度也是先减小后增大最后恒定，C错误；D．粒子在段，电势能增大，电场力做负功，D正确。故选AD。9. 如图所示，真空中有两个等量的异种点电荷分别固定在M、N两点，O是两点电荷连线的中点，过M点作连线的垂线，以M点为圆心的圆交MN的连线于A、C，交MN的垂线于B、D，且，以下说法不正确的是（　　）
 A. B点与D点的电场强度相等B. 把一试探电荷从A点沿圆弧移动到B点，电场力始终不做功C. A点电势低于C点电势D. 一带负电的试探电荷在O点的电势能小于在A点的电势能【答案】ABD【解析】【详解】A．两个点电荷产生的场强在B点和D点由平行四边形合成，由对称性可知，这两点的合场强大小相等，方向不同，则B点与D点的电场强度不相等，故A错误，符合题意；C．正点电荷场源在圆周上的各点上产生了相同的正电势，负点电荷场源在各点产生了负电势，电势为标量，代数叠加后可得故C正确，不符题意；B．圆弧AB不是等势面，而，则试探电荷从A点沿圆弧移动到B点，电场力要做功，故B错误，符合题意；D．根据等量异种电荷的电势分布有，由而，则有带负电的试探电荷在O点的电势能大于在A点的电势能，故D错误，符合题意。故选ABD。10. 如图所示，一直角斜面体固定在水平地面上，左侧斜面倾角为，右侧斜面倾角为30°，A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮轻绳两端且分别置于斜面上，两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态，不考虑所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面，若剪断轻绳，让物体从静止开始沿斜面滑下，下列叙述正确的是（　　）A. 沿斜面下滑至着地过程，重力对两物体做的功相同B. 着地瞬间，两物体的动能相同C. 沿斜面下滑至着地过程，重力对两物体做功的平均功率相同D. 着地瞬间，重力对两物体做功的瞬时功率相同【答案】CD【解析】【详解】A．两物体静止时则沿斜面下滑至着地过程，根据可知重力对两物体做的功不相同，选项A错误；B．根据动能定理可知着地瞬间，两物体的动能不相同，选项B错误；C．沿斜面下滑至着地过程，根据可得而可知，重力对两物体做功的平均功率相同，选项C正确；D．着地瞬间，重力对两物体做功的瞬时功率而可知，重力对两物体做功的瞬时功率相同，选项D正确。故选CD。11. 如图所示为在竖直平面的电路，闭合开关S1和S2后，带电油滴在电容器内部处于静止状态，为滑动变阻器，为定值电阻，二极管为理想二极管，电容器的下极板接地，则下列说法正确的是（　　）A. 滑动变阻器的滑动头P向右滑动，油滴向上运动B. 滑动变阻器的滑动头P向左滑动，油滴向下运动C. 极板M向上运动，M板的电势升高D. 断开S2，油滴不动【答案】AC【解析】【详解】A．滑动变阻器的滑动头P向右滑动，则R1阻值减小，回路电流变大，则R2两端电压变大，则电容器要充电，此时电容器两板电压变大，场强变大，则油滴向上运动，选项A正确；B．滑动变阻器的滑动头P向左滑动，则R1阻值变大，回路电流变小，则R2两端电压变小，则电容器要放电，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则使得电容器两板电压不变，则油滴仍静止，选项B错误；C．极板M向上运动，根据可知电容器电容减小，则带电量应该减小，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则两板间电量不变，结合可知两板间场强不变，则根据U=Ed可知，两板电势差变大，则M板的电势升高，选项C正确；D．断开S2，则电容器两板间的电压等于电源的电动势，即电压变大，电容器充电，两板间场强变大，则油滴向上运动，选项D错误。故选AC。三、实验题12. 为了测量滑块M与长木板间的动摩擦因数，某同学设计了如图甲所示的实验装置。带滑轮的长木板水平放置在桌面上，力传感器固定在竖直的墙上，轻绳分别跨过固定在滑块和长木板末端的滑轮，与力传感器和重物m相连（两滑轮光滑且滑轮和绳质量不计）。现将滑块从某一位置静止释放，重物牵引滑块向左并带动纸带一起运动，记录力传感器示数F，改变重物的质量，重复上述操作，并记录多组相应传感器的值。已知重力加速度g＝10m/s2。（1）实验时，一定要进行的操作是_________；A．用天平测出重物m的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．实验过程中，一定要保证重物m的质量远小于滑块M的质量D．实验过程中，连接动滑轮的轻绳一定要与长木板平行（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为a＝___________m/s2（结果保留两位有效数字）；（3）以传感器的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，如图丙所示，求得滑块的质量M＝_________kg；滑块与长木板间的动摩擦因数＝__________。【答案】    ①. D    ②. 2.0    ③. 0.8    ④. 0.3【解析】【详解】（1）[1]A C．由实验原理图可以看出，由力传感器的示数可得到小车所受的合外力的大小，故不需要重物的质量，也不需要保证重物的质量m远小于滑块的质量M，A、C错误；B．本实验就是要测量摩擦因数的，因此不需要平衡摩擦力，B错误；D．为了保证滑块运动过程合力大小不变，轻绳一定要与木板平行，D正确。故选D。（2） [2]由于交流电频率为50Hz，且每相邻两个计数点之间还有一个计时点，则相邻两计数点之间的时间间隔为由逐差法可得，小车的加速度为（3）[3]由题图结合牛顿第二定律，有得则图像斜率得到[4]纵轴截距绝对值得到13. 为了测量一根长约。电阻约为，横截面为圆形，粗细均匀的导电材料的电阻率，所用器材如下：A. 游标卡尺B. 螺旋测微器C. 电流表（，内阻约为）D. 电流表（，内阻约为）E. 电压表（，内阻约为）F. 滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）G. 滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）H. 蓄电池（，内阻不计）I. 开关一个，带夹子的导线若干（1）用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示。示数为__________；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，示数为__________。 （2）为了在测量中尽量减小误差，并测多组数据，电流表应选__________，滑动变阻器选择__________。（填选项前的字母）（3）在方框中画出测量电阻的实验电路图。（      ）【答案】    ①. 30.35    ②. 3.205（3.204~3.206均可）    ③. C    ④. G    ⑤. 【解析】【详解】（1）[1]主尺读数为30 mm，游标卡尺读数为0.05 mm×7=0.35 mm，故L=30.35 mm。[2]主尺读数为3 mm，副尺读数为0.01 mm×20.5=0.205 mm，故D=3.205 mm。（2）[3][4]因为电压表的量程是3 V，而待测阻值约6 Ω，故电流表选A1，即选C，尽量多测量几组数据，所以采用分压式；滑动变阻器选R2，即选G。（3）[5]待测阻值较小，所以电流表采用外接法；尽量多测量几组数据，所以采用分压式；滑动变阻器选R2。电路图如下四、解答题14. 如图所示，水平固定轨道PM的左端P点与竖直粗糙半圆轨道平滑连接。一质量为m=1kg的滑块（可视为质点）从M点出发，向左冲上半圆轨道，并能恰好通过半圆轨道的最高点Q。已知半圆轨道的半径为R=0.4m，M点和P点间的距离为L=0.8m，滑块与PM间的动摩擦因数0.25，滑块通过P点时对半圆轨道的压力大小F=100N，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：（1）滑块在M点的速度大小vM；（2）滑块从P点运动到Q点的过程中，阻力所做的功Wf；（3）滑块落回到水平固定轨道上的位置到P点的距离x。
 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设滑块通过半圆轨道的P点时的速度大小为vP，由牛顿第二定律有滑块从M点运动到P点的过程中，由动能定理有解得（2）滑块通过半圆轨道的最高点Q时，由牛顿第二定律有解得滑块从P点运动到Q点的过程中，由动能定理有解得（3）滑块通过Q点后做平抛运动，则在竖直方向上有在水平方向上有解得15. 2022年我国北京举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示为简化跳台滑雪的雪道示意图，助滑坡由长度60m的粗糙斜面AB（倾角θ＝37°）和半径25m的光滑圆弧BC组成，两者相切于B点，过圆弧最低点C的切线水平。CD为足够长的着陆坡（倾角α＝30°）。一运动员连同滑板（整体可视为质点）从A点由静止滑下，从C点以水平方向速度飞出，运动员从C点飞出到着陆用时，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6。（1）运动员在C点的速度大小为多少？（2）该运动员在斜面AB上的运动时间为多少？（3）运动员从C点飞出，经过多长时间在空中离坡面CD的距离最大？最大距离是多少？
 【答案】（1）26m/s；（2）5s；（3），【解析】【详解】（1）设运动员在C点的速度大小为vC，根据平抛运动规律以及几何关系有   解得   （2）设运动员在B点速度大小为vB，对运动员从B到C的过程，根据动能定理有   解得易知运动员在AB上做匀加速直线运动，根据运动学规律可知该运动员在斜面AB上的运动时间为（3）运动员从C点飞出后，他在垂直于CD方向上的分运动为类竖直上抛运动，当他在垂直于CD方向的分速度为零时到CD的距离最大，根据类竖直上抛运动的对称性可知所经历的时间为根据运动学规律可知最大距离是16. 如图甲所示，在空间中建立xOy坐标系，射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，放置在第II象限，细管C到两金属板距离相等，细管C开口在y轴上。放射源P在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的粒子。若金属板长为L、间距为d，当A、B板间加上某一电压时，粒子刚好能以速度从细管C水平射出，进入位于第I象限的静电分析器中。静电分析器中存在着辐向电场，粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动，该电场的电场线沿半径方向指向圆心O，粒子运动轨迹处的场强大小为。时刻粒子垂直x轴进入第IV象限的交变电场中，交变电场随时间的变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知粒子的电荷量为（e为元电荷）、质量为m，重力不计。求：（1）粒子从放射源P运动到C的过程中动能的变化量和发射时初速度的大小v；（2）粒子在静电分析器中运动的轨迹半径r和运动的时间；（3）当（，2，3，…）时，粒子的坐标。【答案】（1）；；（2）；；（3）【解析】【详解】思路点拨本题考查带电粒子在电场中的运动。（1）粒子运动到C处时速度为，由题意可知，粒子在平行金属板中的逆运动为类平抛运动，水平方向有竖直方向有由牛顿第二定律有联立解得粒子从放射源P运动到C的过程中，由动能定理有解得动能的变化量解得（2）粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有解得由解得（3）时，粒子在x轴方向的速度所以一个周期内，粒子在x轴方向的平均速度每个周期内粒子沿x轴正方向前进的距离时，粒子的横坐标为所以时，粒子的横坐标为粒子的纵坐标为综上所述，在时，粒子的坐标为