河南省郑州市中牟县2022-2023学年高一下学期6月月考物理试卷

试卷更新日期：2023-10-19 类型：月考试卷

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一、选择题(1-8为单选，9-12为多选，每题4分，共48分。多项选择全对得4分，选对但不全得2分，错选得0分。)

1. 在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列符合物理学史实的是（）

A、开普勒以行星运动定律为基础总结出万有引力定律 B、伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律 C、牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量 D、哥白尼提出了“日心说”

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2. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）

A、甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过 $\sqrt{g R}$ B、乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大 C、丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 D、丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A，B两位置小球向心加速度不相等

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3. 体育课上，身材、体重完全相同的甲、乙两位同学比赛跳高，甲同学采用跨越式，乙同学采用背越式，如图所示。两同学的成绩相同，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A、甲同学跳高过程中克服重力做的功较多 B、离地这一瞬间，地面对甲同学做功较多 C、乙同学腾空过程经历的时间比甲的长 D、乙同学上升过程重力的平均功率比甲的大

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4. 汽车转弯时要控制车速避免侧滑。如图所示是汽车出厂前需要进行的一项轮胎抓地侧滑实验，实验时将汽车放在水平圆盘上边缘附近位置，然后使汽车与圆盘一起绕中心轴转动，缓慢调节转速直到汽车刚要滑动，记下此时圆盘的转速 $n$ 。已知汽车的质量为 $m$ ，汽车到圆盘中心的距离为 $R$ ，重力加速度为 $g$ ，最大静摩擦力视为滑动摩擦力。在这过程中，下列说法正确的是（　　）

A、若汽车和圆盘起匀速转动，汽车受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B、若汽车和圆盘一起加速转动，汽车受到的摩擦力的方向指向圆心 C、若汽车和圆盘一起匀速转动，汽车受到的合外力保持不变 D、汽车与圆盘间的动摩擦因数 $μ$ 为 $\frac{4 π^{2} n^{2} R}{g}$

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5. 英国著名科幻作家Arthur C。Clarke在小说《天堂之泉》中，首先向主流科学社会和公众介绍了“太空天梯”的设想。“太空天梯”的主体结构为一根缆绳：一端连接地球赤道，另一端连接地球同步卫星，且缆绳延长线通过地心。当两货物分别停在天梯的a、b两个位置时，以地心为参考系，下面说法正确的是（　　）

A、b处的线速度小于a处的线速度 B、b处的向心加速度小于a处的向心加速度 C、若有一个轨道高度与a相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则其环绕地球的周期大于位于a处货物的周期 D、若有一个轨道高度与b相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则其环绕地球的角速度大于位于b处货物的角速度

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6. 2023年2月10日，远在火星执行全球遥感科学探测任务的“天问一号”火星环绕器，已经在火星“上岗”满两年，不久的将来人类登上火星将成为现实。若a为火星表面赤道上的物体，b为轨道在火星赤道平面内的气象卫星，c为在赤道上空的火星同步卫星，卫星c和卫星b的轨道半径之比为4：1，且两卫星的绕行方向相同，下列说法正确的是（　　）

A、a、b、c的线速度大小关系为v_a < v_b < v_c B、a、b、c的角速度大小关系为ω_a < ω_b < ω_c C、在卫星b中一天内可看到8次日出 D、a、b、c的向心加速度大小关系为a_a < a_b < a_c

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7. 质量为 $m$ 的小球固定在长为 $l$ 的细杆端，绕细杆的另一端 $O$ 点在竖直面内做圆周运动，如图所示，当小球转到最高点时，线速度大小为 $v$ ，此时细杆对小球的作用力为 $F$ ，重力加速度为 $g$ 。则关于 $F$ 的大小、方向的说法正确的是（　　）

A、 $F$ 随 $v$ 的增大而增大 B、 $F$ 随 $v$ 的增大而减小 C、当 $v = \sqrt{\frac{g l}{2}}$ 时， $F = \frac{1}{2} m g$ ，方向向下 D、当 $v = \sqrt{\frac{3 g l}{2}}$ 时， $F = \frac{1}{2} m g$ ，方向向下

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8. 如图甲所示，把硬币从募捐箱上的投币口放入，硬币在类似于漏斗形的部位（如图丙所示，O点为漏斗形口的圆心）滑动多圈之后从中间的小孔掉人募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动，不计一切阻力，硬币从a点所在水平面逐渐滑落至b点所在水平面过程中，下列说法正确的是

A、受到的支持力减小 B、向心加速度减小 C、运动的周期不变 D、角速度增大

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9. 经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。 “双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。现有两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为 $m_{1} ： m_{2} = 3 ： 2$ ，则可知（　　）

A、 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 做圆周运动的向心力之比为 $3 ： 2$ B、 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 做圆周运动的线速度之比为 $2 ： 3$ C、 $m_{2}$ 星的运动满足方程 $G \frac{m_{1} m_{2}}{L^{2}} = m_{2} \frac{4 π^{2} L}{T^{2}}$ D、双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

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10. 如图所示，在水平转台上放置有质量之比为 $2 ： 1$ 的滑块P和Q（均视为质点），它们与转台之间的动摩擦因数之比 $μ_{P} ： μ_{Q} = 2 ： 1$ ， P到转轴 $O O^{'}$ 的距离为 $r_{P}$ ， Q到转轴 $O O^{'}$ 的距离为r_Q ，且 $r_{P} ： r_{Q} = 1 ： 2$ ，转台绕转轴 $O O^{'}$ 匀速转动，转动过程中，两滑块始终相对转台静止。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A、P、Q所受的摩擦力大小相等 B、P、Q的线速度大小相等 C、若转台转动的角速度缓慢增大，则Q一定比P先开始滑动 D、若转台转动的角速度缓慢增大，则在任一滑块滑动前，P能达到的最大向心加速度为 $μ_{P} g$

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11. 有一质量为10³kg的汽车，发动机额定功率为4×10⁴W，在平直路面上行驶时所受阻力恒为车重的0.3倍，汽车以1m/s²的恒定加速度启动，重力加速度g取10m/s²。车辆启动过程中，下列说法正确的是（　　）

A、发动机最大牵引力为4×10³N B、做匀加速运动持续的时间为10s C、5s末汽车的速度为10m/s D、5s末发动机的实际功率为2×10⁵W

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12. 如图所示，竖直杆 $A B$ 在A、 $B$ 两点通过光滑铰链连接两等长轻杆 $A C$ 和 $B C$ ， $A C$ 和 $B C$ 与竖直方向的夹角均为 $θ$ ，轻杆长均为 $L$ ，在 $C$ 处固定一质量为 $m$ 的小球，重力加速度为 $g$ ，在装置绕竖直杆 $A B$ 转动的角速度 $ω$ 从0开始逐渐增大过程中，下列说法正确的是（　　）

A、当 $ω = 0$ 时， $A C$ 杆和 $B C$ 杆对球的作用力都表现为拉力 B、 $A C$ 杆对球的作用力提供小球圆周运动的向心力 C、一定时间后， $A C$ 杆与 $B C$ 杆上的力的大小之差恒定 D、某时刻 $B C$ 杆对球的作用力可能为0

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二、实验题(每题6分，共12分。13题每空1分，共6分，14题每空2分，共6分。)

13. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示仪如图1、2所示。图3是部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的短臂，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图2中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球Ⅰ和球Ⅱ，质量为m的球Ⅲ。

(1)、为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮相连，同时应选择球Ⅰ和球（填Ⅱ或Ⅲ）作为实验球。

(2)、若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，这是要探究向心力与（填物理量的名称）的关系，此时轮②和轮⑤的这个物理量值之比为，应将两个实验球分别置于短臂C和短臂处（填A或B）。

(3)、下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方法相同的是（）

A、探究平抛运动的特点 B、探究小车速度与时间的关系 C、探究加速度与力和质量的关系 D、探究两个互成角度的力的合成规律

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14. 2022年3月23日下午，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，王亚平做了太空抛物实验，奥运顶流“冰墩墩”在空间站上被航天员抛出后，并没有像在地面上那样做曲线运动，而是水平飞出去了。

请根据此实验回答以下问题：

(1)、关于冰墩墩被水平抛出后，做水平运动的原因，以下解释中正确的是____；

A、冰墩墩在空间站内不受力的作用 B、冰墩墩水平方向不受外力作用 C、冰墩墩处于完全失重的状态 D、冰墩墩随空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力

(2)、历史上，牛顿曾提出：若在地球表面的高山上来做平抛实验，把物体抛出，它将落向地面；如果将物体抛出的速度变大，它将会落向更远的地方。如果抛出的速度足够大，它有可能不落回地面，而是绕地球运转。已知地球半径为6.37 × 10³km，小伟同学用如下方法推导这一速度： $v = \frac{2 π R}{T} = \frac{2 \times π \times 6.37 \times 1 0^{6}}{24 \times 3600} m / s = 0.463 \times 1 0^{3} m / s$
其结果与正确值相差很远，这是由于他在近似处理中，错误的假设是____；

A、卫星的轨道是圆的 B、卫星的轨道半径等于地球半径 C、卫星的周期等于地球自转的周期 D、卫星的向心力等于它在地球上受到的地球引力

(3)、已知地球表面重力加速度g = 9.8m/s² ，请你利用已学习的物理知识求出正确的“足够大的速度”为km/s。（保留3位有效数字）

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三、解答题(15题8分，16题10分，17题10分，18题12分，共40分。答题要求有必要的文字说明和解题过程。)

15. 如图，某同学用与水平方向成37°角斜向上的拉力F拉动箱子由静止开始向右滑动，已知物体质量10kg，拉力F为50N，箱子和地面间的滑动摩擦因数为0.4，取 $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ， $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、箱子滑动的加速度大小；

(2)、第5秒末拉力的瞬时功率。

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16. 如图，一个质量为 $0.6 k g$ 的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径 $R = 0.1 m$ ， $θ = 60 °$ ， B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点，小球到达A点时的位置与P点间的水平距离为 $\frac{\sqrt{3}}{10} m$ ，求：

(1)、小球做平抛运动的初速度大小 $v_{0}$ ；

(2)、若小球恰好能过C点，且轨道的B点和C点受到小球的压力之差为 $6 m g$ ，求小球运动到B点时的速度大小。

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17. 宇航员在某星球表面将一小钢球以某一初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升的最大高度为h，小钢球从抛出到落回星球表面的时间为t．不计空气阻力，忽略该星球的自转，已知该星球的半径为R（R远大于h），该星球为密度均匀的球体，引力常量为G．求：

(1)、该星球表面的重力加速度；

(2)、该星球的密度；

(3)、该星球的第一宇宙速度。

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18. 如图所示，地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为 $T_{1} = T_{0}$ ，地球的半径为 $R_{0}$ ，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为 $R_{1} = 2 R_{0}$ ， $R_{2} = 8 R_{0}$ ，引力常量为G，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为 $\frac{2}{3} π$ 。求：（结果均用 $T_{0}$ 、 $R_{0}$ 、G表示）

(1)、地球的质量M；

(2)、卫星二围绕地球做圆周运动的周期 $T_{2}$ ；

(3)、从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。

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