河南省驻马店高级中学2022-2023学年高一下学期6月第二次月考物理试题（PDF版含解析）

驻马店高中 2022-2023 学年高一下学期第二次月考试题 图所示（其中 a、b均为已知量）。忽略火星的自转，且将其视为半径为 R的匀质球体，引力常量
物 理 为 G。则下列分析正确的是（ ）
注意事项： A.小球竖直上抛的初速度为 2a B.小球从 O点上升的最大高度为ab
1. 2答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 aR 2aR
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。 C.火星的第一宇宙速度为 b D.火星的质量为 Gb
3.考试结束后，将答题卡交回。 5.为躲避太空垃圾，中国空间站采取紧急避碰措施，改变轨道高度。若
4.满分：100分考试时间：75分钟 中国空间站在某次紧急避碰过程中进行了向下变轨，假设空间站在不同高度轨道上稳定运行时均是
一、单项选择题：本题共 7小题，每小题 4分，共 28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项 绕地球做匀速圆周运动，且该过程由中国空间站仅在两轨道的切点 P、Q两点短时间向站外喷气以
是符合题目要求的。 实现。则空间站（ ）
1.春天是多雨的季节，某同学将雨伞旋转起来后，水滴沿雨伞边缘的切线方向飞出，之后在空中做 A.在 P、Q两点处均向前喷气
曲线运动，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） B.在 P、Q两点处均向后喷气
C.在 P点处向前喷气，在 Q点处向后喷气
A.水滴沿雨伞边缘的切线方向飞出是因为水滴受到沿切线方向的作 D.在 P点处向后喷气，在 Q点处向前喷气
用力 6.运球转身是运球中的一种基本方法，是篮球运动中重要进攻技术之一。拉球转身的动作是难点，
B.水滴在空中做曲线运动，其所受合力越来越小 例如图 a所示为运动员为拉球转身的一瞬间，由于篮球规则规定手掌不能上翻，我们将此过程理想
C.水滴在空中做曲线运动，其加速度越来越大 化为如图 b所示的模型，薄长方体代表手掌，转身时球紧贴竖立的手掌，绕着转轴（中枢脚所在直
D.水滴在空中做曲线运动，其速度方向与水平方向的夹角越来越大 线）做圆周运动，假设手掌和球之间的最大静摩擦因数为 0.5，篮球质量为 600克，直径 24厘米，
2. 2在游乐场乘坐摩天轮时，人随摩天轮运动，如图为某摩天轮的实物图，设乘客到摩天轮中心的距 手到转轴的距离为 0.5米，重力加速度 g取 10m/s ，则要顺利完成此转身动作，篮球和手至少的速
离为 r，重力加速度为 g，下列说法错误的是（ ） 度约为多大（ ）
A.在最高点时乘客线速度可以小于 gr A.2.28m/s B.2.76m/s
B.在最高点时乘客对座椅可以没有作用力 C.3.16m/s D.3.52m/s
C.在最低点时乘客处于超重状态
D.摩天轮做匀速圆周运动时，乘客做匀变速曲线运动
3.如图所示，通过物体做加速运动来测定动摩擦因数。小木块在倾角为θ的固定斜面上由静止加速
下滑，时间 t内的位移为 s，下列表述正确的是（ ）
7.驻马店高中新铺大片草坪安装有一种自动浇水装置简化图如图所示，在草坪中央装有竖直细水
g
A.动摩擦因数 tan
s 管，其上端水平喷水嘴的高度为 h、重力加速度为 g，转动的角速度为 h ，喷水嘴水平长度为
B.t时刻的速度为 t d，出水速度可调节，其调节范围满足 d v0 3 d，忽略空气阻力。则这种自动浇水装置能灌溉
C.s大小不变，θ越小，时间 t越长 农田的面积为（ ）
D.θ太小木块不能下滑是因为动摩擦因数变大
4.电影《火星救援》的热映，激起了大的对火星的关注。若宇航员在火星表面将小球竖直上抛，取
x
t
抛出位置 O点的位移 x 0，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的 t 图像如
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v0v
2 2
A. (6 2 2) d
2 2 v0 v
B. (10 2 6) d C.质点到达 B点时的速度大小为
D.恒定外力 F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且
v
C. (16 2 6 2 2) d
2 2 sin
D. S (4 2 6 2 2) d v0
二、多项选择题：本题共 3小题，每小题 6分，共 18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或
两个以上选项符合题目要求，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分。
8.在修筑铁路时，为了减轻轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当 三、非选择题：共 54分。其中第 13题到第 15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的
的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为 ，转弯半径 演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。请考
为 r，若在该转弯处规定行驶的速度为 v，则下列说法中正确的是（ ） 生根据要求作答。
11 2（. 6分）为验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的定量关系：a r，
A.其轨道设计为外轨高于内轨 某同学设计了如图所示的实验装置。其中 AB是固定在竖直转轴OO 上的水平凹槽，A端固定的压
B.当火车速度小于 v时，外轨挤压轮缘 力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B端固定一宽度为d 的挡光片，光电门可测量挡光片每一
C.当火车速度大于 v时，外轨挤压轮缘 次的挡光时间。
D.在该转弯处规定行驶的速度为v gr tan
9.如图甲所示，在光滑水平转台上放一木块 A.用细绳的一端系住木块 A.另一端穿过转台中心的光 实验步骤：
滑小孔 O悬挂另一木块 B。当转台以角速度 匀速转动时，A恰能随转台一起做匀速圆周运动， ①测出挡光片与转轴的距离为 L；
图乙为其俯视图，则（ ） ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出
此时小钢球球心与转轴的距离为 r；
A.当转台的角速度变为1.5 时，木块 A 将沿图乙 ③使凹槽 AB绕转轴OO 匀速转动；
中的 a方向运动 ④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间 t。
B.当转台的角速度变为1.5 时，木块 A将沿图乙中 （1）小钢球转动的角速度 （用L、d、 t表示）；
的 b方向运动 （2）若忽略小钢球所受摩擦，则要测量小钢球加速度，还需要测出 ，若该物理量用字
C.当转台的角速度变为0.5 x时，木块 A 将沿图乙 母 表示，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为 （用
b L、d、 t、F、r、x中的 方向运动 表示）。
D.当转台的角速度变为0.5 时，木块 A将沿图乙中的 c方向运动 12.（10分）物理创新实验研究小组用步进电机、圆盘、小物块、手机等制作了圆周运动综合探究
10.如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为 m的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力 F作用 平台，探究圆周运动中向心力、向心加速度等各个物理量之间的关系：
x y
下，以初速度 v0从 A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹.已知在 ts末质点的速度达到 （1）手机内部自带加速度传感器，可测量向心加速度大小与方向，规定 、 、 z三个方向的正方
最小值 v，到达 B点时的速度方向与初速度 v0的方向垂直，则（ ） 向如图所示。某同学站在转台上将手水平伸直，以不同朝向拿着手机，如图以自己身体为轴旋转，
某段时间内测得 y轴方向加速度—时间图像如图，x、z轴方向加速度为零，则她可以是 （填
A.质点做斜向上抛运动 选项前的字母）
m v2 20 v
B.质点所受合外力的大小为 t A.将手机竖起，手机屏幕正对自己旋转
B.手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转
C.手机平放在手掌上，屏幕朝上，让侧边对着自己旋转
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我努力 我骄傲 我自豪
（2）轿车在 AB路段行驶时的加速度大小；
（3）轿车在 AB路段行驶时受到的总阻力大小（忽略发动机动力）。
14.（12分）《流浪地球 2》中太空电梯非常吸引观众眼球。太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道
（2）为了测加速度传感器在手机中位置，该同学如图将手机 上的固定基地与配重空间站，它们随地球以同步静止状态一起旋转，如图所示。图中配重空间站比
沿径向平放固定在圆盘上，底边正对圆盘转轴，让步进电机带动圆盘旋转，手机的加速度、角速度 同步卫星更高，距地面高达10R。若地球半径为 R，自转周期为 T，重力加速度为 g，求：
等值可通过手机 app phyphox读取，由an 的图像获得斜率为 k（使用国际单位），再用刻度尺 （1）通过缆绳连接的配重空间站速度
测量手机底边到转轴的长度 d，如图，则 d m。手机内部加速度传感器到手机底边的长度为 大小为多少；
（用题目所给的物理量表示）。 （2）若配重空间站没有缆绳连接，在
该处其速度大小又为多少；若缆绳断
裂，配重空间站是被甩出去，还是掉落
回地球
15（. 14分）风洞实验室可以产生水平方向的、大小可以调节的风力。如图所示，两水平面 L1、L2（图
中虚线）的间距为 H，虚线区域存在方向水平向右、大小恒定的风力。在该区域下边界上的 O点，
将质量为 m的小球以一定的初速度竖直上抛，小球从上边界的M点离开虚线区域，经过一段时间，
（3）手机中有光照传感器，用手电筒在圆盘固定位置打光，手机旋转时记录光照强度周期性变化
小球又从上边界的 N点再次进入虚线区域，小球再次进入虚线区域后做直线运动，最后小球从下
如图所示，则手机旋转的周期为 s（保留 2位小数）。测得手机的质量 m，周期为 T，手机
边界的 P点离开。已知小球从 P点离开时，其速度为从 O点进入时的 2倍。不计虚线区域上方的
视为质点，手机到转轴的距离为 r，可求得向心力Fn （用题目所给的物理量表述）。
空气阻力，重力加速度为 g。求：（计算结果可用根号表示。）
（1）O、M的水平距离与 N、P的水平距离之比；
（2）虚线区域中水平风力的大小；
13.（12分）2023年 1月 17日，翔安大桥正式通车。如图所示为大桥通往滨海东大道的引桥段的
简化模型，一辆质量为 1500kg的轿车以 54km/h的初速度从 A点进入辅道，沿下坡路段刹车做匀
减速直线运动至 B点时速度为 36km/h，接着保持该速率通过水平圆弧 BC路段，最后经过 CD路
段进入滨海东大道。若辅道 AB长为 250m、与水平面夹角为θ，水平圆弧段 BC的半径 50m，重力
加速度 g取 10m/s2，sin 0.05，求：
（1）轿车通过水平圆弧段 BC时所需的向心力大小；
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参考答案 mv2 v grN 2.76m / s，r 0.5m
1
0.24m 0.38m
1.D 【 2详解】A.由于惯性，水滴沿雨伞边缘的切线方向飞出，A 错 水平方向上 r 解得 故选 B。
误；BC.水滴在空中做曲线运动，其所受合力和运动的加速度均不变，BC错误； h 1 gt 2 t 2h
2 g d v0 3 dD.水滴在空中做曲线运动，其竖直方向的速度增大，水平方向的速度不变，故其速度方向与水 7.D【详解】水自由下落所用时间为 解得 沿管方向的速度介于
g
平方向的夹角越来越大，D正确； vx d
垂直于管方向的速度为 h x v根据 0t则平抛水平位移沿管方向平抛距离为
故选 D。
2.D 2d x 6d【详解】A.在最高点时，由重力和支持力的合力提供向心力，合力向下，则有
mv2 沿管方向的总位移为 2d d x 6d d垂直于管方向的距离为 2d
mg F
r N 2 2 2 2可以看出当支持力为零时，摩天轮的线速度最大，为v gr所以在最高点时乘客线 2d d 2d r 6d d 2d
则旋转圆的半径介于 即
速度可以小于 gr ，故 A正确； B.根据选项 A的分析可知，在最高点时，当线速度为 gr ，座 5 2 2d r 9 2 6d 2根据 S r 这种自动浇水装置能灌溉农田的面积为
椅对乘客没有支持力，根据牛顿第三定律可知，乘客对座椅也没有作用力，故 B正确；C.在最低
2 2mv2 S 9 2 6d 5 2 2d F mg 解得 S (4 2 6 2 2) d 2N 故选 D。
点时，由重力和支持力的合力提供向心力，合力向上，则有 r 即乘客受到的支持力大
8.ACD【详解】A.其轨道设计为外轨高于内轨，火车转弯时，可以是重力与支持力的合力恰好提供
于重力，乘客处于超重状态，故 C正确； D.摩天轮做匀速圆周运动时，乘客也做匀速圆周运动，
向心力，内外轨道都不受侧向挤压，故 A正确；
加速度的大小保持不变，但方向是改变的，故不是匀变速运动，故 D错误。本题选错误的，故选 D。
B.当火车速度小于 v时，重力与支持力的合力大于向心力，内轨挤压轮缘，故 B错误；
3.C【详解】A.小木块在倾角为θ的固定斜面上由静止加速下滑，则有mg sin mg cos ma
mg sin mg cos tan C.当火车速度大于 v时，重力与支持力的合力小于向心力，外轨挤压轮缘，故 C正确；可得 即 故 A错误； mv2
s 0 v t v 2s mg tan r
B. t s 2 t t B D.由重力与支持力的合力提供向心力，可知 可得在该转弯处规定行驶的速度为时间 内的位移为 ，有 则 时刻的速度为 故 错误；
1 v gr tan s at2 故 D正确。故选 ACD。
C.若 s大小不变，θ越小，则加速度a越小，由 2 ，可知时间 t越长，故 C正确； 9.BD【详解】AB.由题意知，当转台以角速度 匀速转动时，A恰能随光滑转台一起做匀速圆周运
D.θ太小木块不能下滑是因为重力的下滑分力小于最大静摩擦力，而动摩擦因数不变，故 D错 动，绳的拉力等于 A所需要的向心力，等于 B的重力大小；当转台的角速度变为1.5 时，A所需
误。故选 C。 向心力大于 B的重力，A将做离心运动，由于绳子拉力不为零，故不可能做匀速直线运动，故轨
x v t 1g 0 g1t
2 迹可能为 b，A错误，B正确；CD.当转台的角速度变为0.5 时，A所需向心力小于 B的重力，A
4.D【详解】A.根据题意可知，向上为正方向，设火星表面重力加速度为 1，则有 2
x 1 2a 将做近心运动，可能将沿图乙中的 c方向运动，C错误，D正确。故选 BD。
v0 g1t g1
整理可得 t 2 结合图像可得v0 a b 故 A错误； 10.BCD【详解】A质点做类斜向上抛运动，故 A错误；BD.到达 B点时的速度方向与初速度 v0的
v2 ab 方向垂直，恒力 F的方向与速度方向成钝角，如图所示：
2 2 h
0
B.根据题意，由公式v v0 2ax可得，上升的最大高度为 2g1 4 故 B错误； 在 x′方向上根据数学知识可得：
GMm
mg M g1R
2 2aR2 v=v sinθ
2 1
0
CD.根据题意，由万有引力等于重力有 R 解得 G bG 在 y′方向根据数学知识可得：
GMm v 2 v 2aR m g R v0cosθ=ayt2 1
由万有引力提供向心力有 R R 联立解得 b 故 C错误，D正确。 根据牛顿第二定律有：F=may
故选 D。 m v2 2
F 0
v sin v
5.A【详解】由图可知，空间站在 P点处由高轨变到低轨，需要减速，即向前喷气，同理在 Q点处 解得： t ， v0
由高轨变到低轨，需要减速，即向前喷气。故选 A。 sin v
6.B【详解】竖直方向上 f mg，f N 即恒定外力 F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且 v0 ，故 B.D正确；
参考答案： 第 1页 共 2页
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C.设质点从 A点运动到 B经历时间 t1，设在 v0方向上的加速度大小为 a1，在垂直 v 方向上的 v 2 r 22 R0
T T
加速度大小为 a2，根据牛顿第二定律可得：Fcosθ=ma1，Fsinθ=ma2 Mm v'2
v v 0v
G 2 m
B r r
v2 v2
（2）若配重空间站没有缆绳连接，由万有引力提供向心力得
根据运动学公式可得：v0=a1t1，vB=a2t1，解得质点到达 B点时的速度大小为 0 ，
G Mm0
gR
m g v'0 故 C正确； 2地面的物体 R 解得 11 由于 v v
'
若缆绳断裂，空间站做离心运动，被甩出去。
d F rd 2 d 1: 3 3mg
L t x L2
15. 1 2
11. 小刚球的质量 ( t)
2 v （ ） ；（ ） ；
【详解】（1）[1]挡光片的线速度 t小刚球和挡光片同轴， tOM tNP T
v d
【详解】（1）竖直方向上，小球做竖直上抛，由对称性可得

则小钢球转动的角速度 L L t 水平方向上，在虚线区域，做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为 a，则有
1
2 [2] 2（ ） 根据牛顿第二定律，要求出加速度还得需要测量小刚球的质量[3]根据F ma xOM aT2
2
a F F
F rd
a ( d )2 r 1 2 3 2
即 m x 又 a r
2
则 L
2
t 即 x L ( t)
2 xNP aT T aT aT2 2
2
m 4 r 可得
12.B 0.1016##0.1017##0.1018 k d 2.03 xOM : xNP 1:3
【详解】（1）[1]根据图像可知旋转时有沿 y轴负方向的加速度，向心加速度指向圆周运动的 （2）设初速度大小为v0，根据题意可知
2
圆心，可能是手机平放在手掌上，屏幕朝上，让T 底边对着自己旋转。 vP 2v0
故选 B。 且 P点竖直分速度为
（2）[2]根据刻度尺的度数规则及图像可知 d 101.6mm 0.1016m [3]根据公式an k vPy v0
即旋转半径为 k，手机内部加速度传感器到手机底边的长度为 k d。 可得
T 20.288006s 2.03s vPx 3v0
（3）[4]在时间 t 20.288006s的时间内总共有 10个闪光周期，即 10
2 小球由 N到 P做直线运动，则有
F ma m 2r m (2 )2r m 4 rn n
[5]根据题意得 T T 2
F风 v Px 3v 0
mg vPy v0
13.（1）3000N；（2）0.25m/s2；（3）1125N
解得
【详解】（1）轿车通过水平圆弧段 BC时的速度 v 36km/h 10m/s由向心力公式得
F mv
2 F风 3mg
n r 代值可得F 3000Nn
（2）轿车从 A点进入辅道的速度为v0 54km/h 15m/s由2ax v
2 v20
代值可得 a 0.25m/s
2
加速度大小为 0.25m/s2；
（3）由牛顿第二定律可得mg sin f ma
代值可得轿车在 AB路段行驶时受到的总阻力大小
f 1500 10 0.05 1500 ( 0.25)N 1125N
22 R gR
14.（1） T ；（2） 11 ，见解析
【详解】（1）配重空间站绕地心转动的周期与地球自转的周期相同，通过缆绳连接的配重空
间站速度大小为
参考答案： 第 2页 共 2页
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