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

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/s

B. 小船在这条河中运动的最小速度是m/s

C. 小船渡过这条河的最短时间是20s

D. 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