2023湖北省新高考协作体高一下学期5月联考物理试题含解析

2023年湖北新高考协作体高一5月联考

物理B试卷

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铅笔把答题下对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，生用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题吋，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。

一、单项选择题：本题共11小题，每小题3分，共33分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，选对得3分，不选、错选得0分。

1. 下列关于合运动与分运动的说法正确的是（　　）

A. 合运动的位移一定比其中的一个分位移大

B. 合运动的速度一定比其中的一个分速度大

C. 合运动的位移是分运动位移的矢量和

D. 合运动的时间一定比分运动的时间长

【答案】C

【解析】

【详解】C．位移是矢量，合成遵循平行四边形定则，合运动的位移为分运动位移的矢量和，故C正确；

D．合运动与分运动具有等时性，合运动的时间等于分运动的时间，故D错误；

AB．根据平行四边形定则，知合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等，则合位移可能比分位移大，可能比分位移小，可能与分位移相等，故AB错误。

故选C。

2. 如图所示，以大小为5m/s的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直撞在倾角为30°的斜面上。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，则物体在空中运动的时间为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由题意，根据几何关系可得

又

联立解得

故选C。

3. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠传送带传动且不打滑。则（    ）

A. A、B两点的周期之比为1：2

B. B、C两点的角速度大小之比为2；1

C. A、B两点的线速度大小之比为2：1

D. B、C两点的向心加速度大小之比为1：4

【答案】B

【解析】

【详解】AC．因为皮带传动边缘点的线速度相等，所以A与B的线速度的大小相等

又因为大轮的半径是小轮半径的2倍，由

可得A、B两点的周期之比为2：1，故AC错误；

BD．因为A、C两点为同轴转动，则角速度相等，即

根据

结合题意可得

又根据

可得

故B正确，D错误。

故选B。

4. 如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（　　）

A. 运动周期相同 B. 运动线速度相同

C. 运动角速度不相同 D. 向心加速度相同

【答案】A

【解析】

【详解】AC．小球圆周运动的向心力由重力和绳拉力的合力提供，绳与竖直方向的夹角为，如图所示

对小球，根据牛顿第二定律得

因为小球在同一平面内做圆周运动，则由题意知，小球圆周运动半径

其中为运动平面到悬点的距离。解得

因为相同，则角速度大小相等，则周期相同，故A正确，C错误；

B．根据知，两球的角速度相等，转动的半径不等，则线速度大小不等，故B错误；

D．根据知，转动的半径不等，角速度相等，则向心加速度大小不等，故D错误。

故选A。

5. 关于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（　　）

A. 公式中G为引力常量，它的值是

B. 当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大

C. 质量分别为m1、m2的物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力

D. 质量分别为m1、m2的物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力

【答案】D

【解析】

【详解】A．公式中 G 为引力常量，它的值是，选项A错误；

B．当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，选项B错误；

CD．质量分别为m1、m2的物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，故D正确，C错误。

故选D。

6. 如图所示，A、B为两颗绕地球运动的卫星。若两卫星的运动均可视为匀速圆周运动。则（    ）

A. A的周期大于B的周期 B. A的线速度大于B的线速度

C. A角速度大于B的角速度 D. A的加速度大于B的加速度

【答案】A

【解析】

【详解】A．设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的轨道半径为r，根据万有引力提供向心力

得

因为

则

A正确；

B．根据万有引力提供向心力

得

因为

则

B错误；

C．由

又

得

C错误；

D．根据万有引力提供向心力

得

因为

则

D错误。

故选A。

7. 关于地球同步卫星，下列说法正确的是（　　）

A. 它的发射速度小于7.9km/s

B. 它的环绕速度大于7.9km/s

C. 它的轨道平面与过地球南、北极的平面一定重合

D. 每一个地球同步卫星离地面的高度都相同

【答案】D

【解析】

【详解】AB．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，也是发射卫星的最小速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据

得

可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于7.9km/s，它的发射速度大于7.9km/s，故A B错误；

C．地球的同步卫星轨道与赤道处于同一平面，周期与地球自转周期相同，故C错误；

D．根据万有引力提供向心力

其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值，故D正确。

故选D。

8. 如图所示，质量为m的物体（视为质点）从固定光滑斜面的顶端由静止开始下滑，最终滑至斜面底端。斜面的高度为h，倾角为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A. 该过程中物体所受重力不做功

B. 该过程中物体克服重力做的功为

C. 物体经过斜面底端时，所受重力做功的瞬时功率为

D. 物体经过斜面底端时，所受重力做功的瞬时功率为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．该过程中物体所受重力做正功，为，故AB错误；

CD．根据机械能守恒定律可得

解得物体经过斜面底端时速度

物体经过斜面底端时竖直方向分速度

重力做功的瞬时功率为

故D正确，C错误。

故选D。

9. 某同学用力踢静止的、质量为0.5kg的足球，使球以30m/s的速度沿水平方向飞出。若该同学踢球时对球的平均作用力为200N，球在水平方向运动了50m，那么该同学对球所做的功为（　　）

A. 225J B. 300J C. 450J D. 10000J

【答案】A

【解析】

【详解】根据动能定理

代入数据解得该同学对球所做的功

故A正确，BCD错误。

故选A。

10. 如图所示，一轻弹簧的一端固定于O点，另一端系一重物。将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中（　　）

A. 重物的机械能增大 B. 重物的机械能守恒

C. 重力做正功，弹力不做功 D. 重物和弹簧组成的系统机械能不变

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．在重物下落的过程中，弹簧被拉伸，重力做正功，弹簧弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，重物的机械能减小，故ABC错误；

D．在重物下落的过程中，对于由重物和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，故系统机械能守恒，故D正确。

故选D。

11. 如图所示，有一半径为R的半圆形MKN，O为圆心，质量为4m的A球和质量为m的B球用轻质细绳连接后挂在圆面边缘。现将A球从边缘M点由静止释放，P是圆弧MN上的一点，且OP与OM成60°角，若不计一切摩擦，重力加速度大小为g，当A球沿圆面滑到P点时（　　）

A. A、B两球的速度大小相等 B. A球重力势能减少

C. B球重力势能增加 D. A、B球组成的系统机械能不守恒

【答案】B

【解析】

【详解】A．当A球沿圆面滑到P点时，B求的速度等于A球速度沿着绳子方向的分速度，故A错误；

B．A球重力势能减少

故B正确；

C．由几何关系可知，长为，则B球重力势能增加

故C错误；

D．A、B球组成系统只有重力做功，机械能守恒，故D错误。

故选B。

二、多项选择题（每题有两个或者两个以上正确答案，每题5分，少选得3分，共15分）

12. 质量为m的物体从离湖面高为处由静止释放，最终落在距湖面为的湖底，如图所示，在此过程中（　　）

A. 重力对物体做的功为 B. 重力对物体做的功为

C. 物体的重力势能增加了 D. 物体的重力势能减少了

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．重力对物体做功为

选项A错误，B正确；

CD．重力对物体做正功，则物体的重力势能减少了

选项C错误，D正确。

故选BD。

13. 北京时间2021年9月中旬到10月下旬出现了“火星合日”现象，即当火星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线干扰无线电时，影响通信的天文现象，因此中国首辆火星车“祝融号”发生短暂“失联”。已知地球与火星绕太阳做匀速圆周运动的方向相同。火星的公转周期为，地球的公转周期为，“祝融号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的周期为T，“祝融号”的质量为m，火星的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）

A. 火星的第一宇宙速度大小为 B. 太阳的质量

C. 火星的公转周期小于地球的公转周期 D. 相邻两次“火星合日”的时间间隔为

【答案】AD

【解析】

【详解】A. “祝融号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动

解得火星质量

火星的第一宇宙速度大小

解得

故A正确；

B．不知火星和地球的轨道半径，所以无法求解太阳的质量，故B错误；

C．根据开普勒第三定律

可知，火星的轨道半径大于地球的轨道半径，故火星的公转周期更大，故C错误；

D．相邻两次“火星合日”的时间间隔满足

解得

故D正确。

故选AD。

14. 以下说法正确的是（　　）

A. 一个物体所受合外力为零，它的机械能一定守恒

B. 一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒

C. 一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒

D. 除了重力以外其余力对物体做功为零，它的机械能守恒

【答案】CD

【解析】

【详解】A．一个物体所受的合外力为零，它的机械能不一定守恒，如匀速上升，机械能增大，故A错误；

B．一个物体做匀速运动，它的机械能不一定守恒，如匀速上升，动能不变，重力势能增大，机械能增大，故B错误；

C．一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒，如自由落体运动，故C正确；

D．除了重力以外其余力对物体做功为零，它的机械能不变，守恒，故D正确。

故选CD。

三、实验题：8分8分分。

15. 在“探究平抛运动的特点”的实验中：

（1）让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列操作正确的是_______。

A.检查轨道末端槽口是否水平

B.每次由不同位置静止释放小球

C.每次必须等距离下降并记录小球位置

D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触

（2）用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c所示，取重力加速度大小，则小球平抛的初速度大小________m/s，小球在b点的速度大小_________m/s。（结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. AD##DA    ②. 0.60    ③. 0.65

【解析】

【详解】（1）[1]A．要使小球做平抛运动，必须保证斜槽末端水平，所以需要检查轨道末端槽口是否水平，故A正确；

B．为保证小球水平抛出的初速度大小相同，小球应从同一位置由静止释放，故B错误；

C．竖直方向做自由落体，相等时间下降距离变大，记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离下降，故C错误；

D．小球在同一竖直平面内做平抛运动，实验前应检查固定白纸的木板是否竖直，小球运动时避免摩擦阻力的影响，不应与木板上的白纸向接触，故D正确；

（2）[2][3]由图可知，从和水平位移相等，则时间间隔相等，竖直方向根据

代入数据解得相邻点间的时间间隔

初速度大小

竖直方向根据中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度得

小球在b点的速度大小

16. 采用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的有________。

A．交流电源      B．天平（含砝码）      C．刻度尺      D．秒表

（2）实验中，先接通电源，再释放重物，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示。已知重物的质量为0.4kg，打点计时器的打点频率为50Hz，取重力加速度大小g = 10m/s2，纸带上所标数据单位为cm，其中O点与下一点之间的距离为2mm，那么从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量________J，动能增加量_________J。（结果均保留三位有效数字）

（3）大多数学生的实验结果显示，重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，出现这种结果的主要原因是________。

A．利用公式计算重物的速度B．利用公式计算重物的速度

C．受到空气阻力和摩擦阻力D．没有采用多次实验取平均值的方法

【答案】    ①. AC##CA    ②. 0.200    ③. 0.162    ④. C

【解析】

【详解】（1）[1]实验时还必须使用的器材有交流电源和刻度尺；打点计时可记录重物的运动时间，所以不需要秒表；若重物的机械能守恒，则有

可知在不需要得出重力势能减少量与动能增加量的具体数据时，可以不测质量，即不需要天平。

故选AC。

（2）[2]重物的重力势能减少量

[3]打B点时的速度

则动能变化量

（3）[4]AB．利用公式或相当于默认物体只受重力，机械能已经守恒，起不到验证作用，AB错误；

C．由于重物拖着纸带在下落过程中，存在一定的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦力，所以减少的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦阻力做功而转化为内能，故重力势能的减少量大于动能的增加量，C正确；

D．没有采用多次实验取平均值的方法不会使重力势能的减少量大于动能的增加量，D错误。

故选C。

四、计算题：本大题有3小题，共36分。在答题卡上对应的答题区域内用0.5毫米黑色墨水签字笔直接作答。答在本试题卷上无效。要求写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

17. 2022年2月4日至2月22日第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一，图示是简化的跳台滑雪的雪道示意图，AO为助滑道，OB为着陆坡。运动员从助滑道上的A点由静止滑下，然后从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。已知着陆坡OB的倾角为。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，测得运动员从飞出到着陆的时间为1.5s，取，，，求：

（1）运动员从飞出到着陆过程中，速度变化量的大小和方向；

（2）运动员从O点飞出到着陆点的位移；

（3）运动员到达O点时获得的速度v0的大小。

【答案】（1）15m/s，竖直向下；（2）18.75m，方向向下与水平面夹角为；（3）10m/s

【解析】

【详解】（1）运动员从飞出到着陆过程中做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，那么速度变化量为

方向竖直向下

（2）运动员下落的高度

根据几何关系可得运动员从O点飞出到着陆点的位移

方向向下与水平面夹角为；

（3）根据几何关系可得水平位移

水平方向位移大小

代入数据联立解得

18. 2002年5月15日，“海洋一号”卫星发射升空实现了我国海洋卫星“零”的突破。目前，我国海洋卫星已进入组网观测时代，形成对全球海域连续高频次观测覆盖网。视作均匀球体的地球半径为R，某颗海洋卫星距地球表面的高度为h，该卫星环绕地球做匀速圆周运动的周期为T，引力常量为G。

（1）求地球的质量和密度；

（2）若另一颗海洋卫星需要近地球表面环绕飞行，则它的线速度应为多大？

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）设地球的质量为M，海洋卫星的质量为m，由牛顿第二定律得

解得

设地球的密度为

又

解得

（2）设近地海洋卫星的质量为m'，环绕线速度大小为v，由牛顿第二定律得

解得

19. 如图所示，质量均为的物体A和B（均视为质点）分别系在一根轻质细绳的两端.细绳跨过固定在倾角的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度。若斜面足够长，物体B与斜面、细绳、滑轮间的摩擦均不计，从静止开始放手让它们运动。取重力加速度大小，。

（1）求物体A着地前瞬间的速度大小v1；

（2）若物体A着地前瞬间物体B与细绳断开，求从此时刻起物体B又回到斜面底端时的速度大小和所需的时间t。

【答案】（1）；（2），0.9s

【解析】

【详解】（1）以A、B为系统，物体A从释放到刚着地过程由机械能守恒定律有

解得

（2）该过程由机械能守恒定律有

所以

设物体B在斜面上运动的加速度大小为a，有

解得

方向沿斜面向下，又

解得