湖南省2023-2024学年高一下学期5月联考物理试题

试卷更新日期：2024-05-31 类型：月考试卷

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一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1. 许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、建立物理模型法、类比法和科学假设法等。下列关于物理学史和物理学方法的叙述错误的是（）

A、法拉第引入了电场线，以便形象直观地描述场强的大小和方向 B、卡文迪什巧妙地运用放大法，通过扭秤实验验证库仑定律 C、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证 D、伽利略在研究自由落体运动过程中，把科学实验和逻辑推理结合起来

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2. 用三根细线a、b、c将质量均为m的两个小球1和2连接并悬挂，如图所示。两个小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平，重力加速度为g ，下列说法正确的是（）

A、细线a上的张力大小为4mg B、细线c上的张力大小为2mg C、剪断细线b瞬间小球1的加速度大小为 $\frac{g}{2}$ D、剪断细线b瞬间小球1的加速度大小为g

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3. 喷泉经常出现在广场和公园等公共场所，它给夜色增添了一抹灵动，也给人们的生活增添了无穷乐趣。某城市广场喷泉可看作竖直向上喷出，且上升和下降水流不发生碰撞，已知喷出的水柱达125m高，喷管的半径为 $\frac{1}{5 \sqrt{π}} m$ ，不计水柱运动过程中受到的空气阻力，请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率至少为（）

A、 $1.25 \times 1 0^{6} W$ B、 $2.50 \times 1 0^{6} W$ C、 $3.75 \times 1 0^{6} W$ D、 $5.00 \times 1 0^{6} W$

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4. 跳台滑雪是冬奥会的重要项目之一。如图所示，跳台与水平面间高度差为 $h = 80 m$ ，倾斜赛道与水平方向的夹角 $θ = 37 °$ 。某次训练中，运动员以速度 $v_{0} = 20 m / s$ 从跳台顶端水平飞出，经过一段时间后落在倾斜赛道上，取 $s i n 37 ° = 0.6$ ，重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ ，空气阻力忽略不计，运动员（包括滑雪板）视为质点。则运动员在空中运动的过程中，下列说法正确的是（）

A、运动员在空中运动的时间是2s B、运动员落在斜坡赛道上的速度大小为50m/s C、运动员离倾斜赛道的最远距离为12.8m D、若运动员从跳台飞出的速度可达到30m/s，则他的水平位移为120m

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5. 未来宇航员登上某行星上进行科学探索。他在该行星表面的北极点由静止释放一个质量为m的物体，由于该星球大气阻力作用，其加速度a随下落位移x变化的关系如图所示（释放瞬间物体所受的气体阻力为0）。已知该星球为质量均匀分布的球体，且半径为 $R = 4 \times 1 0^{3} k m$ ，引力常量为 $G = 6.67 \times 1 0^{- 11} N \cdot m^{2} / k g^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、该行星的第一宇宙速度为4km/s B、该行星的第一宇宙速度为7.9km/s C、该行星的平均密度为 $5.5 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ D、在北极点释放的该物体的最大速度为 $6 \sqrt{2} m / s$

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6. 如图所示，A、B两点各放有带电荷量为Q的正点电荷，A、B两点相距为2L。在A、B两点连线的中垂面上C点处，有一质量为m、带电荷量为 $- q$ 的粒子刚好可以绕O点做匀速圆周运动，C距A、B中点O的距离为L ，粒子重力忽略不计，静电力常量为k。则下列说法正确的是（）

A、C处的电场强度为 $\frac{k Q}{2 L^{2}}$ B、粒子在C处绕O做匀速圆周运动的速率为 $\sqrt{\frac{k Q q}{m L}}$ C、若C点距O点距离增大时，粒子在中垂面上仍绕O点做匀速圆周运动，则粒子的加速度 $a_{n}$ 增大 D、若C点距O点距离增大时，粒子在中垂面上仍绕O点做匀速圆周运动，则粒子的加速度 $a_{n}$ 减小

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二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）

7. 发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。假设有一辆纯电动汽车质量 $m = 2 \times 1 0^{3} k g$ ，汽车沿平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为v ，牵引力大小记为F ， $v - \frac{1}{F}$ 图像如图所示， $v_{m}$ 表示最大速度，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，bc段汽车运动的时间为20s。下列说法正确的是（）

A、汽车所受阻力为 $4 \times 1 0^{3} N$ B、汽车从a到b的加速度大小为 $5 m / s^{2}$ C、汽车能够获得的最大速度为25m/s D、汽车从b到c过程中运动的位移为350m

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8. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B质量均为 $m = 1 k g$ ，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，当A的位移为 $h = 1 m$ 时，两滑轮还未齐平，下列说法正确的是（）

A、重物A的加速度大小为 $2 m / s^{2}$ B、重物B的加速度大小为 $2 m / s^{2}$ C、此时A的速度大小为4m/s D、重物B受到的绳子拉力为6N

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9. 如图，两个带等量负电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于点O对称。a、b、c、d四点位于以O点为圆心的圆周上，a、b连线平行于x轴，c ， d是圆与y轴的交点。下列说法正确的是（）

A、a、b两点的电势相同 B、a、b两点的场强相同 C、若两电荷在图中圆上任一点的电场强度大小分别是 $E_{1}$ 、 $E_{2}$ ，则 $\frac{1}{E_{1}} + \frac{1}{E_{2}}$ 为定值 D、负检验电荷仅在电场力作用下以一定初速度 $v_{0}$ 从c点运动到d点，电势能先减小后增大

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10. 某种儿童游戏机的简化示意图如图所示，光滑矩形游戏面板ABCD与水平面所成夹角 $θ = 37 °$ ，宽AB为0.75m，长BC为0.84m，斜面上端固定一个半径 $R = 0.24 m$ 的四分之一粗糙圆弧轨道，分别与AB、BC相切于E、F点，弹珠枪位于A点，沿着AB边以初速度 $v_{0} = 4 m / s$ 发射质量为0.04kg的弹珠，弹珠从E点进入圆弧轨道后恰好可以经过F点。已知重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，下列说法中正确的是（）

A、弹珠在F点的速度大小为1.2m/s B、弹珠经F点后恰好过D点 C、弹珠在E点受到圆轨道弹力的大小为1.32N D、弹珠在通过圆弧轨道过程中克服摩擦力做的功为0.2J

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三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）

11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以转换成丝线偏离竖直方向的角度以便显示出来。他们进行了以下操作。

步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 、 $P_{3}$ 等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。

(1)、图甲中实验涉及的方法有____（填正确选项前的字母，多选）；

A、理想实验法 B、转换法 C、微小量放大法 D、控制变量法

(2)、图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而（填“增大”“减小”或“不变”）。

(3)、如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个质量为m、均匀带电Q的小球B，P点到B球球心的距离为l ，移动另一个均匀带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B球在同一水平线上，B球处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为 $θ = 30 °$ 。由于手柄并非完全绝缘，A球的电荷量缓慢非均匀减小，并使A球在竖直平面内以B球球心为圆心，两球心之间距离为半径缓慢逆时针旋转，恰使B球静止于原处。静电力常量为k ，重力加速度大小为g。满足B球原处静止条件下，A球电荷量的最小值为，此时A、B球连线与细线的夹角大小为。

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12. 某同学用如图所示的实验装置验证系统机械能守恒定律。实验操作步骤如下：
①用天平测出滑块和遮光条的质量M、钩码的质量m；
②调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块；
③测量遮光条中点与光电门光源之间距离L及遮光条宽度d ，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条遮光时间t；
④重复以上实验多次。
根据上述实验操作过程，回答下列问题：

(1)、下列关于该实验的说法正确的是____；

A、本实验可以不用测量M和m B、实验中不需要保证m远小于M C、滑块运动过程中速度大小始终与钩码相等 D、本实验的研究对象为滑块

(2)、某同学测量得滑块和遮光条的质量 $M = 300.0 g$ 、钩码的质量 $m = 100.0 g$ 、遮光条宽度 $d = 0.48 c m$ ，某次实验中滑块静止时遮光条中点与光电门光源之间距离 $L = 86.00 c m$ ，遮光条遮光时间 $t = 3.00 m s$ ，当地重力加速度 $g = 9.8 m / s^{2}$ 。遮光条通过光电门时 $v =$ m/s，测量过程中系统重力势能的减少量 $Δ E_{p} =$ J，滑块和钩码增加的动能总和为 $Δ E_{k} =$ J。（结果均保留三位有效数字）

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四、计算题（本题共3小题，13、14题12分，15题16分，共40分，要求写出必要文字说明和步骤）

13. 如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为 $R = 0.1 m$ 的半圆形轨道CD ，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在最低点C点平滑连接。置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，C的左侧有水平向右 $E = 2 \times 1 0^{4} N / C$ 的匀强电场。将一个带电量 $q = 3 \times 1 0^{- 6} C$ ，质量为 $m = 4 \times 1 0^{- 2} k g$ 的绝缘小球放在弹簧的右侧后，用力水平向左推小球而压缩弹簧至A处使弹簧具有弹性势能 $E_{p} = 0.1 J$ ，然后将小球由静止释放，小球运动到C处后进入CD管道，刚好能到最高点D处。在小球运动到C点前弹簧已恢复原长，水平轨道左侧AC段长为 $L = 0.2 m$ 。 $g = 10 m / s^{2}$ ，小球运动的全过程中所带电荷不变，试求：

(1)、小球运动到轨道最低处C点时对轨道的压力的大小；

(2)、水平轨道的动摩擦因数 $μ$ 。

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14. 质量为0.5kg的石块从距地面 $h = 8.75 m$ 的高处斜向上方抛出（如图），初速度 $v_{0} = 15 m / s$ 。不计空气阻力，g取 $10 m / s^{2}$ 。试求：

(1)、石块落地速度的大小；

(2)、当石块初速度仰角为多大时，落地点与抛出点水平距离有最大值？最大值为多少？

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15. 一送货装置如图所示，质量为 $m_{1} = 10 k g$ 的货物（可视为质点）无初速度地放在倾角为 $θ = 37 °$ 的传送带最上端A处，传送带保持恒定速度 $v_{0} = 10 m / s$ 匀速向下运动，物体被传送到B端，然后滑上平板车，货物从传送带滑上平板车过程无速率损失，在离传送带B端水平距离 $x_{0} = 17.5 m$ 处有一与平板车等高的水平平台，平板车与平台碰撞后立刻保持静止，不再移动，且碰撞不影响货物的运动。已知传送带长度 $L = 16 m$ ，货物与传送带间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.5$ ，货物与平板车间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.4$ ，平板车与地面间的动摩擦因数 $μ_{3} = 0.1$ ，平板车的质量 $m_{2} = 5 k g$ 、长度为 $L_{0} = 15 m$ 。忽略空气阻力，重力加速度的大小 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ，试求：

(1)、货物由传送带A端运动到B端的时间；

(2)、货物被送至平台瞬间速度的大小。

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