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
注意事项：
1．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。
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。
3．考试结束后，将答题卡交回。
4．满分：100分 考试时间：75分钟
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，只有一项是符合题目要求的。
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，之后在空中做曲线运动，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
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用力
B．水滴在空中做曲线运动，其所受合力越来越小
C．水滴在空中做曲线运动，其加速度越来越大
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
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离为r，重力加速度为g，下列说法错误的是（ ）
A．在最高点时乘客线速度可以小于
B．在最高点时乘客对座椅可以没有作用力
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（ ）
A．动摩擦因数
B．t时刻的速度为
C．s大小不变，越小，时间t越长
D．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，取抛出位置O点的位移，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图像如图所示（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，引力常量为G。则下列分析正确的是（ ）
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
C．火星的第一宇宙速度为
D．火星的质量为
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实现。则空间站（ ）
A．在P、Q两点处均向前喷气
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
D．在P点处向后喷气，在Q点处向前喷气
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，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，手到转轴的距离为0.5米，重力加速度g取，则要顺利完成此转身动作，篮球和手至少的速度约为多大（ ）
A．2.28m/s B．2.76m/s C．3.16m/s D．3.52m/s
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，喷水嘴水平长度为d，出水速度可调节，其调节范围满足，忽略空气阻力。则这种自动浇水装置能灌溉农田的面积为（ ）
A． B．
C． D．
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（ ）
A．其轨道设计为外轨高于内轨
B．当火车速度小于v时，外轨挤压轮缘
C．当火车速度大于v时，外轨挤压轮缘
D．在该转弯处规定行驶的速度为
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，图乙为其俯视图，则（ ）
A．当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的a方向运动
B．当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的b方向运动
C．当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的b方向运动
D．当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的c方向运动
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作用下，以初速度从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末质点的速度达到最小值v，到达B点时的速度方向与初速度的方向垂直，则（ ）
A．质点做斜向上抛运动
B．质点所受合外力的大小为
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角指向曲线内侧，且
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。请考生根据要求作答。
11．（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：，某同学设计了如图所示的实验装置。其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压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次的挡光时间。
实验步骤：
①测出挡光片与转轴的距离为L；
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；
③使凹槽AB绕转轴匀速转动；
④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间。
（1）小钢球转动的角速度________（用L、d、表示）；
（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________，若该物理量用字母x表示，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为________________（用L、d、、F、r、x表示）。
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：
（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x、y、z三个方向的正方向如图所示。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________（填选项前的字母）
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
（2）为了测加速度传感器在手机中位置，该同学如图将手机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、角速度等值可通过手机app phyphox读取，由的图像获得斜率为k（使用国际单位），再用刻度尺测量手机底边到转轴的长度d，如图，则________m。手机内部加速度传感器到手机底边的长度为（用题目所给的物理量表示）。
（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，手机视为质点，手机到转轴的距离为r，可求得向心力________（用题目所给的物理量表述）。
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，水平圆弧段BC的半径50m，重力加速度g取，，求：
（1）轿车通过水平圆弧段BC时所需的向心力大小；
（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：
（1）通过缆绳连接的配重空间站速度大小为多少；
（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、（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，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；
参考答案
1．D 【详解】A．由于惯性，水滴沿雨伞边缘的切线方向飞出，A错误；
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；
D．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，故其速度方向与水平方向的夹角越来越大，D正确；
故选D。
2．D 【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，则有可以看出当支持力为零时，摩天轮的线速度最大，为所以在最高点时乘客线速度可以小于，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，座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．在最低点时，由重力和支持力的合力提供向心力，合力向上，则有即乘客受到的支持力大于重力，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，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。
3．C 【详解】A．小木块在倾角为的固定斜面上由静止加速下滑，则有可得即故A错误；
B．时间t内的位移为s，有，则t时刻的速度为故B错误；
C．若s大小不变，越小，则加速度a越小，由，可知时间t越长，故C正确；
D．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错误。故选C。
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，则有
整理可得结合图像可得 故A错误；
B．根据题意，由公式可得，上升的最大高度为故B错误；
CD．根据题意，由万有引力等于重力有解得
由万有引力提供向心力有联立解得故C错误，D正确。
故选D。
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点处由高轨变到低轨，需要减速，即向前喷气。故选A。
6．B 【详解】竖直方向上x，
水平方向上解得，故选B。
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
垂直于管方向的速度为
根据则平抛水平位移沿管方向平抛距离为
沿管方向的总位移为垂直于管方向的距离为
则旋转圆的半径介于
即
根据这种自动浇水装置能灌溉农田的面积为
解得故选D。
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向心力，内外轨道都不受侧向挤压，故A正确；
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；
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；
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故D正确。故选ACD。
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时，A所需向心力大于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，故轨迹可能为b，A错误，B正确；CD．当转台的角速度变为时，A所需向心力小于B的重力，A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。
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的方向垂直，恒力F的方向与速度方向成钝角，如图所示：
在方向上根据数学知识可得：
在方向根据数学知识可得：
根据牛顿第二定律有：
解得：，
即恒定外力F的方向与初速度的反方向成角指向曲线内侧，且，故B，D正确；
C．设质点从A点运动到B经历时间，设在方向上的加速度大小为，在垂直方向上的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得：，
根据运动学公式可得：，，解得质点到达B点时的速度大小为，故C正确；
11． 小刚球的质量
【详解】（1）[1]挡光片的线速度小刚球和挡光片同轴，则小钢球转动的角速度
（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
即又则即
12．B 0.1016/0.1017/0.1018 2.03
【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圆心，可能是手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转。
故选B。
（2）[2]根据刻度尺的度数规则及图像可知
[3]根据公式即旋转半径为k，手机内部加速度传感器到手机底边的长度为。
（3）[4]在时间的时间内总共有10个闪光周期，即
[5]根据题意得
13．（1）3000N；（2）；（3）1125N
【详解】（1）轿车通过水平圆弧段BC时的速度由向心力公式得
代值可得
（2）轿车从A点进入辅道的速度为
由
代值可得加速度大小为；
（3）由牛顿第二定律可得
代值可得轿车在AB路段行驶时受到的总阻力大小
14．（1）；
（2），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
（2）若配重空间站没有缆绳连接，由万有引力提供向心力得
地面的物体解得
由于若缆绳断裂，空间站做离心运动，被甩出去。
15．（1）；
（2）
【详解】（1）竖直方向上，小球做竖直上抛，由对称性可得
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
可得
（2）设初速度大小为，根据题意可知
且P点竖直分速度为
可得
小球由N到P做直线运动，则有
解得
