湖北省部分高中协作体联考2024-2025学年高一下学期5月月考物理试卷 含解析

这是一份湖北省部分高中协作体联考2024-2025学年高一下学期5月月考物理试卷 含解析，共8页。试卷主要包含了答题前，请将自己的姓名，选择题的作答，非选择题作答，考试结束后，请将答题卡上交等内容，欢迎下载使用。
本试卷共 6 页，全卷满分 100 分，考试用时 75 分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并
将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，
写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿
纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分,。在小题给出的四个选项
中，第 1～7 题只有一项符合题目要求，第 8～10 题有多项符合要求，每小题全部选对得 4
分，选对但不全的得 2 分，有错选或者不选的得 0 分）
1.如图所示，1、2 分别是 A、B 两颗卫星绕地球运行的轨道，1 为圆轨道，2 为椭圆轨 道，椭圆轨道的长轴(近地点和远地点间的距离)是圆轨道半径的 4 倍。P 点为椭圆轨道的近 地点，M 点为椭圆轨道的远地点，TA 是卫星 A 的周期。则下列说法正确的是( )
A.B 卫星在由近地点向远地点运动过程中受到地球引力将先增大后减小
B.地心与卫星 B 的连线在 2TA 时间内扫过的面积为椭圆面积
C.卫星 B 的周期是卫星 A 的周期的 8 倍 D.1 轨道圆心与 2 轨道的一个焦点重合
解析：D 根据万有引力定律有 F＝GMmr2，B 卫星在由近地点向远地点运动过程中受 到地球引力逐渐减小，A 错误；根据开普勒第三定律得 R3TA2＝（2R）3TB2，解得 TB＝22TA
，所以地心与卫星 B 的连线在 2TA 时间内扫过的面积小于椭圆面积，B、C 错误；1 轨道圆
心在地心，2 轨道的一个焦点也在地心，所以二者重合，D 正确。
2.某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动
员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能 Ek 与水平位移 x 的关系图 像正确的是( )
解析：A 设斜面倾角为θ，不计摩擦力和空气阻力，由题意可知运动员在沿斜面下滑
过程中根据动能定理有 Ek＝mgxtan θ，下滑过程中开始阶段倾角θ不变，Ek-x 图像为一条过
原点的直线；经过圆弧轨道过程中θ先减小后增大，即图像斜率先减小后增大。故选 A。
3.质量为 1.5×103 kg 的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为 20 m/s，受到的阻力大小 为 1.8×103N。此时，汽车发动机输出的实际功率是( )
A.90 W B.30 kW C.36 kW D.300 kW
解析：C 汽车匀速行驶，则牵引力与阻力平衡 F＝f＝1.8×103N，汽车发动机的功率 P ＝Fv＝1.8×103×20 W＝36 kW，故选 C。
4.滑沙运动类似滑雪和旱地雪橇，如图所示一游客从斜面上距水平地面 h 高处以 g6 的
加速度由静止滑至地面，游客连同滑板质量为 m，斜面倾角为θ＝30°，当地重力加速度为
g。下列说法中正确的是( )
A.游客连同滑板克服摩擦力做功 13mgh
B.游客连同滑板的机械能减少 23mgh
C.游客连同滑板的动能增加 16mgh
D.斜面对滑板的作用力不做功
解析：B 游客连同滑板沿斜面做匀加速直线运动，根据 v2＝2ax 滑至地面的速度为 v ＝2ax＝ ghsin 30°＝ 2gh3)。设克服摩擦力做的功为 Wf，根据动能定理 mgh－Wf＝12mv2，
解得 Wf＝23mgh，故 A 错误；根据功能关系，游客连同滑板机械能的减少量等于克服摩擦
力做的功，为 23mgh，故 B 正确；动能的增加量为ΔEk＝12mv2＝13mgh，故 C 错误；斜面
对滑板的作用力为支持力和摩擦力，支持力垂直于斜面斜向左上方，与运动方向垂直不做功 ，摩擦力与运动方向相反做负功，故 D 错误。故选 B。
5.某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是( )
A.c 点的电场强度大于 b 点的电场强度
B.若将一试探电荷＋q 由 a 点释放，它将沿电场线运动到 b 点 C.b 点的电场强度大于 d 点的电场强度
D.a 点和 b 点的电场强度方向相同
解析：C 电场线的疏密表示电场强度的大小，由题图可知 Eb>Ec，Eb>Ed，C 正确，A
错误；由于电场线是曲线，由 a 点释放的正电荷不可能沿电场线运动，B 错误；电场线的切
线方向为该点电场强度的方向，a 点和 b 点的切线不同向，D 错误。
6.如图所示，真空中两个等量同种正点电荷分别放置在 P、Q 两点，PQ 连线的中点为
O，以 QO 为棱构成一个空间正方体，A、B、C、D、E、F 为该正方体上六个顶点。下列说
法正确的是( )
A.A、C 两点的电场强度相同 B.O、B 两点的电势相等
C.将电子沿棱自 D—E—F 移动过程中，电场力先做正功再做负功 D.将电子自 C 点沿 CB 方向射出，电子可能做匀速圆周运动
解析：D 由对称可知，A、C 两点的电场强度大小相等，方向不同，故 A 错误；因 O
点距离两正电荷比 B 点更近，可知 O 点的电势高于 B 点电势，故 B 错误；由对称可知，D、
F 两点的电势相等，E 点更远所以电势低，电子在移动过程中，电势能先变大再变小，所以
电场力先做负功再做正功，故 C 错误；电子在以 O 为圆心、正方体棱长为半径的圆上所受
的电场力大小相等且都指向 O 点，则将电子从 C 点沿 CB 方向射出，因该方向与电场力方
向垂直，若电场力等于电子所需的向心力，则电子能做匀速圆周运动，故 D 正确。故选 D。
7.如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距 l，在正极板附近有一质量为 m、
电荷量为 q1(q1＞0)的粒子 A；在负极板附近有一质量也为 m、电荷量为－q2(q2＞0)的粒子 B， 仅在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与 其相距 37l 的平面 Q，两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则以下说法正确的是( )
A.电荷量 q1 与 q2 的比值为 3∶7 B.电荷量 q1 与 q2 的比值为 3∶4
C.粒子 A、B 通过平面 Q 时的速度之比为 9∶16 D.粒子 A、B 通过平面 Q 时的速度之比为 3∶7
解析：B 设电场强度大小为 E，两粒子的运动时间 t 相同，对粒子 A，有 a1＝q1Em，
37l＝12·q1Em·t2，对粒子 B，有 a2＝q2Em，47l＝12·q2Em·t2，联立解得 q1q2＝34，选
项 A 错误，B 正确；由动能定理得 qEx＝12mv2－0，求得 v1v2＝34，选项 C、D 错误。
8.(多选)小兰和小亮周末去爬山，在一个倾角为α＝37°的山坡上玩抛石块。如图所示，
小兰爬上紧挨山坡底端的一棵树，从树上 Q 点朝着山坡水平抛出一个石块甲，石块甲正好
垂直打在山坡中点 P；小亮在山坡顶端的 A 点水平抛出一个石块乙，石块乙也落在 P 点。
已知山坡长度 AC＝L，重力加速度为 g，sin 37°＝0.6，不计空气阻力，则下列说法正确的
是( )
A.石块甲的抛出点 Q 一定比 A 点高 B.石块甲的初速度大小为 3gL10)
C.石块甲、乙的运动时间之比为 22∶3
D.若两石块同时抛出，则他们一定同时击中 P 点
解析：BC 设石块甲抛出的初速度为 v0，Q 点相对于 P 点的竖直高度为 H，则 H＝12gt2
，石块甲落在 P 点时速度的竖直分量 vy＝2gH，石块甲的水平位移 x＝L2cs α，v0＝xt，tan
37°＝v0vy，联立各式可得 H＝415L，v0＝ 3gL10)，又 A 点高度为 hA＝Lsin α＝35L，则 Q
点的高度为 hQ＝H＋hA2＝1730L，则 A 点比 Q 点高，故 A 错误，B 正确；对于石块乙，有
hA2＝12gt′2，结合前面式子可得 tt′＝2)3，故 C 正确；因为两石块抛出时的高度不同，故
不可能相遇，故 D 错误。故选 BC。
9.(多选)如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆 L1、L2，两杆分离不接触，且两
杆间的距离忽略不计。两个小球 a、b(视为质点)质量均为 m，a 球套在竖直杆 L1 上，b 球套
在水平杆 L2 上，a、b 通过铰链用长度为 L 的刚性轻杆连接。将 a 球从图示位置由静止释放
(轻杆与 L2 杆夹角为 45°)，不计一切摩擦，已知重力加速度为 g。在此后的运动过程中，下
列说法中正确的是( )
A.a 球和 b 球所组成的系统机械能守恒
B.b 球的速度为零时，a 球的加速度大小一定等于 g C.b 球的最大速度为 （2＋\r(2)）gL
D.a 球的最大速度为 \r(2)gL
解析：AC a 球和 b 球组成的系统除重力外没有其他力做功，只有 a 球和 b 球的动能 和重力势能相互转化，因此 a 球和 b 球组成的系统机械能守恒，故 A 正确；设轻杆 L 和水
平杆 L2 的夹角为θ，由速度关联可知 vbcs θ＝vasin θ，得 vb＝vatan θ，可知当 b 球的速度为
零时，轻杆 L 处于水平位置和 L2 杆平行，此时 a 球在竖直方向只受重力 mg，因此 a 球的加
速度大小为 g，当 va＝0 时，vb＝0，如题图所示位置，此时 a 的加速度小于 g，故 B 错误；
当杆 L 和杆 L1 平行成竖直状态，球 a 运动到最下方，球 b 运动到 L1 和 L2 交点的位置的时
候，球 b 的速度达到最大，此时由速度的关联可知 a 球的速度为 0，因此由机械能守恒定律
有 mg·(2)2L＋L)＝12mvb2，得 vb＝ （2＋\r(2)）gL，故 C 正确；当 a 球向下运动到杆 L1 和
杆 L2 的交点的位置时，此时杆 L 和杆 L2 平行，由速度的关联可知此时 b 球的速度为 0，由
机械能守恒定律有 2)2mg·L＝12mva2，得 va＝ \r(2)gL，此时 a 球具有向下的加速度 g，因
此此时 a 球的速度不是最大，a 球将继续向下运动到加速度为 0 时速度达到最大，故 D 错误。
故选 AC。
10.(多选)如图所示，带电粒子 M、N 质量相同，以相同的初速度沿垂直于电场的方向
射入两平行板间的匀强电场，M 从两极板正中央射入，N 从下极板边缘处射入，最后都打在
同一点。不计粒子的重力，从开始射入到打到上板的过程中，两粒子( )
A.运动时间 tM＝tN
B.加速度之比 aM∶aN＝1∶2
C.所带电荷量之比 qM∶qN＝1∶4
D.电势能的变化量之比ΔEpM∶ΔEpN＝1∶4
解析：ABD 根据题意可知，带电粒子在水平方向做匀速运动，由题图可知，水平位
移相等，由于以相同的初速度进入，则由 x＝vt 可知，运动时间 tM＝tN，故 A 正确；根据题
意可知，竖直方向上，带电粒子做初速度为 0 的匀加速直线运动，由公式 x＝12at2 结合题
图可得 d2＝12aMtM2，d＝12aNtN2，解得 aM∶aN＝1∶2，由牛顿第二定律有 EqM＝maM，EqN
＝maN，解得所带电荷量之比 qM∶qN＝1∶2，故 B 正确，C 错误；根据功能关系可知，电势
能的变化量等于电场力做功，由公式 W＝Eqd 可知，电场对两个带电粒子做功之比为 WM∶
WN＝1∶4，则电势能的变化量之比ΔEpM∶ΔEpN＝1∶4，故 D 正确。故选 ABD。
二、非选择题：（本大题共 5 小题，共 60 分）
11、(12 分)在探究平抛运动规律实验中，利用一管口直径略大于小球直径的直管来确
定平抛小球的落点及速度方向(只有当小球速度方向沿直管方向才能飞入管中)，重力加速度 为 g。
实验一：如图(a)所示，一倾斜角度为θ的斜面 AB，A 点为斜面最低点，直管保持与斜面
垂直，管口与斜面在同一平面内，平抛运动实验轨道抛出口位于 A 点正上方某处。为让小
球能够落入直管，可以根据需要沿斜面移动直管。
(a) (b)
(1)以下是实验中的一些做法，合理的是 。 A.斜槽轨道必须光滑
B.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 C.调整轨道角度平衡摩擦力
D.选择密度更小的小球
(2)某次平抛运动中，直管移动至 P 点时小球恰好可以落入其中，测量出 P 点至 A 点距 离为 L，根据以上数据可以计算出此次平抛运动在空中飞行时间 t＝ ，初速度 v0＝
(用 L，g，θ表示)。
实验二：如图(b)所示，一半径为 R 的四分之一圆弧面 AB，圆心为 O，OA 竖直，直管 保持沿圆弧面的半径方向，管口在圆弧面内，直管可以根据需要沿圆弧面移动。平抛运动实 验轨道抛出口位于 OA 线上可以上下移动，抛出口至 O 点的距离为 h。
(3)上下移动轨道，多次重复实验，记录每次实验抛出口至 O 点的距离，不断调节直管 位置以及小球平抛初速度，让小球能够落入直管。为提高小球能够落入直管的成功率及实验 的可操作性，可以按如下步骤进行：首先确定能够落入直管小球在圆弧面上的落点，当 h
确定时，理论上小球在圆弧面上的落点位置是 (填“确定”或“不确定”)的，再调
节小球释放位置，让小球获得合适的平抛初速度，平抛至该位置即可落入直管。满足上述条 件的平抛运动初速度满足 v02＝ (用 h，R，g 表示)。
解析：(1)斜槽轨道不需要光滑也不需要平衡摩擦力，只要抛出时每次速度相同即可，
故 AC 错误；为保证小球做的是平抛运动，抛出时速度要水平，则安装斜槽轨道，使其末端
保持水平，故 B 正确；为减小空气阻力的影响，应选择密度更大的小球，故 D 错误。故选
B。
(2)由抛出到 P 点过程，根据平抛运动规律有 tan θ＝v0vy＝v0gt，Lcs θ＝v0t，解得 t＝ Lcs θgtan θ)，v0＝Lgsin θ。
(3)h 一定时，设落点与 O 点连线与水平方向夹角为α，根据位移规律 tan α＝12v0t，落
点处速度方向的反向延长线过 O 点，则 tan α＝gtv0，联立解得 h＝12gt2，h 一定，则用时一
定，则竖直方向下落高度一定，则落点位置是确定的。由以上分析可知，竖直方向下落高度 为 12gt2＝h，用时 t＝ 2hg)，根据几何关系(h＋h)2＋(v0t)2＝R2，解得 v02＝R2－4h22hg。
答案：(1)B (2) Lcs θgtan θ) Lgsin θ (3)确定 R2－4h22hg
12.(12 分)电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。某实验小组
用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况及电容大小，他们用电流传感器和计算机测出
电路中电流随时间变化的曲线。
实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，t＝0 时刻把开关 K 掷向 1 端，电容
器充电完毕后，再把开关 K 掷向 2 端，电容器通过电阻 R 放电，传感器将电流信息传入计
算机，屏幕上显示出电流随时间变化的 I-t 图像如图乙所示。
甲
乙
(1)电容器放电时，流过电阻 R 的电流方向为 (选填“由 a 到 b”或“由 b 到 a” )。
(2)乙图中，阴影部分的面积 S1 S2(选填“>”“