赤峰名校 2022 级高一下学期第一次月考
物理试题
一 选择题(共 12 小题，每小题 4 分， 共 48 分， 其中 1-8 题为单选题， 9-12 题为多选题， 全部 选对的得 4 分， 选对不全的得 2 分， 有选错或不答的得 0 分)
1．物理的学习除了知识外， 更重要的是领悟并掌握处理物理问题的思想与方法， 下列关于物理
思想与方法的说法中不正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A ．如图甲，根据速度定义v = ，当 t 非常小时， 就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度， 该定义应用了极限思想
B ．如图乙，利用蜡块和玻璃管研究合运动和分运动时应用了等效的思想
C ．如图丙，在“探究平抛运动在竖直方向上的分运动”的实验中，应用了比较研究法
D ．如图丁，在“探究向心力大小的表达式的实验中”应用了微元法
2 ．如图所示，小船 (视为质点) 从岸边 A 点开始渡河，河两岸平行，河的宽度为 150m ，水流 速度大小为 3m/s ，船在静水中的速度大小为 4m/s ，则 ( )
A ．船不可能到达正对岸 B 点
B ．船的最短过河时间为 30s
C ．船以最短路程过河时的速率为 m/s
D ．船要以最短路程过河，船头必须指向正对岸
3 ．一辆卡车如果在如图所示凹凸不平的路面上以一定速率行驶，下列说法正确的是 ( )
A ．在 a 点最容易飞离地面 B ．在 b 点最容易飞离地面
C ．在 c 点最容易爆胎 D ．在 d 点最容易爆胎
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4．如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的。设 大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1 、 r2 、 r3 ，在它们的边缘分别取一点 A 、B 、C 。设 A 点
的线速度大小为 v ，则下列判断正确的是 ( )
A ． 自行车前进的速度等于 v
B ．C 点的线速度大小为 v
C ．大齿轮转动的角速度
D ．B 点的线速度大小为 v
5 ．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是 ( )
A ．如图 a ，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B ．如图b ，一圆锥摆，若保持圆锥的高不变，增大9 ，则圆锥摆的角速度不变
C ．如图 c ，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，则小球
在 A 位置处所受筒壁的支持力大于在 B 位置处的支持力
D ．如图d ，火车转弯若超过规定速度行驶时， 内轨道对火车轮缘会有挤压作用
6．北京时间2022 年 10 月 7 日 21 时 10 分，成功将微厘空间北斗低轨导航增强系统 S5/S6 试验 卫星发射升空，顺利进入预定轨道。若试验卫星绕地球做匀速圆周运动，周期为 T，离地高度 为 h ，已知地球半径为 R ，万有引力常量为 G ，则 ( )
(
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A ．试验卫星的运行速度为 2 R T
B ．地球的质量为 2(R + h)3 GT2
C ．地球的第一宇宙速度为 2 (R + h )3 D ．地球表面的重力加速度为 42 (R + h)3
T R GT2
7 ．将地球看成一个半径为 R 的圆球，在北极用弹簧秤将一个物体竖直悬挂，物体静止时，弹 簧秤弹力大小为 F1 ；在赤道，用弹簧秤将同一物体竖直悬挂，物体静止时，弹簧秤弹力大小为
F2 。已知地球自转周期为 T，则该物体的质量为 ( )
A ． B ． C ． D ．
8．某玩具可简化为如图所示的模型，竖直杆上同一点 O 系有两根长度均为 l 的轻绳，两轻绳下 端各系一质量为 m 的小球，两小球间用长为 l 的轻绳相连，轻绳不可伸长。当球绳系统绕竖直 杆以不同的角速度匀速转动时，小球 A 、B 关于杆对称，关于OA 绳上的弹力FOA 与 AB 绳上的 弹力FAB 大小与角速度平方的关系图像，正确的是 ( )
A ．B ．C ．D ．
9 ．(多选题) 作为一种新型的多功能航天飞行器，航天飞机集火箭、卫星和飞机的技术特点于 一身。假设一航天飞机在完成某维修任务后，在 A 点从圆形轨道 Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，如图所示， 已知 A 点距地面的高度为2R (R 为地球半径)，B 点为轨道Ⅱ上的近地点 (离地面高度忽略不
计)，地球表面重力加速度为 g，地球质量为 M。不计空气阻力。则下列说法中正确的有 ( )
A ．该航天飞机在轨道Ⅱ上运动的周期T2 小于
在轨道 Ⅰ上运动的周期T1
B ．该航天飞机在轨道Ⅱ上经过B 点的速度小于轨道 Ⅰ上经过A 点
的速度
C ．该航天飞机在轨道Ⅱ上经过 B 点的速度大于7.9km/s ，小于11 .2km/s
D ．该航天飞机在轨道Ⅱ上从 A 运动到 B 的时间为 2
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(
2
冗
GRt
)10．(多选题) 如图所示，在进行火星考查时，火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标。 在探测器着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球由离地面h 的高度静止释放，做自由落体 运动，测得小球在经过时间 t 落地。已知引力常量为 G ，火星的半径为 R 。下列说法正确的是 ( )
A ．火星探测器在地球上的发射速度将 大于 16.7km/s
B ． 由题中数据可计算出火星表面处的
(
重力加速度为
g
=
2
) h
2t
(
2
hR
2
Gt
2
)C ．由题中数据可计算出火星质量为
(
D
．由题中数据可计算出火星的平均密度为
p
=
2
11
．(多选题)
一片树叶落在雨伞上面，通过旋转雨伞可以将树叶甩出去．雨伞平面可以看作
圆
) 3h
锥面，树叶可看作质点，与伞柄的距离为 R ，如图所示．雨伞的角速度O逐渐增大，达到O0 时，
树叶即将发生滑动．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力． 已知重力加速度为 g，则下列说法中正 确的是 ( )
A ．随着O增大，树叶受到的离心力大于向心力，最终脱离伞面
B ．树叶滑动之前，随着O增大，树叶受到的支持力不变
C ．树叶滑动之前，随着O增大，树叶受到的摩擦力变大
D ．树叶与伞面之间的动摩擦因数 >
12．(多选题) 如图甲所示，两个完全一样的小木块 a 和 b (可视为质点) 用轻绳连接置于水平 圆盘上，a 与转轴 OO′的距离为 l 。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，木块和圆盘保持 相对静止。ω表示圆盘转动的角速度，a 、b 与圆盘保持相对静止的过程中所受摩擦力与ω2 满足 如图乙所示关系，图中f2 = 3f1 。下列判断正确的是( )
A ．图线 (1) 对应物体 a
C ．O = O2 时绳上张力大小为f2
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B ．绳长为 2l
D ．O2 = O1
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二、实验题
13．(8 分) 如图所示是“DIS 向心力实验器” ，当质量为0.25kg 的砝码随旋转臂一起在水平面内
做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得
旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和
光电门就同时获得一组向心力 F 和挡光时间 Δt 的数据。
(1) 用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm ，某次旋转过
程中挡光杆的旋转半径为0.20m ，经过光电门时的挡光时间
为1.5 103 s ，则角速度O = ________ rad / s 。(结果保留 2 位有效数字)。
(2) 保持挡光杆的旋转半径不变，以 F 为纵坐标，以________ (选填“ Δt ” 、“ ” 、“ (Δt)2 ”或 “ ”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线斜率k = 5 106 kg . m ，由 此可得砝码做圆周运动的半径为________ m (结果保留 2 位有效数字)。
14．(8 分) 某物理小组的同学设计了一个测量玩具小车通过凹形桥模拟器最低点时的速度的实 验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器 (圆弧部分的半径为 R=0.50m) 。完 成下列填空：
(1) 将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图甲所示，托盘秤的示数为 1.00kg
(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图乙所示，该示数为______kg；
(3) 将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的 最大示数为 m ；为了减小误差，多次从同一位置释放小车，记录各次的 m 值如下表所示：
(
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序号 1 2 3 4 5
m (kg ) 1.80 1.75 1.85 1.75 1.85
(4) 根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力大小为______N (保留三位有 效数字)；小车通过最低点时的速度大小为______ m/s 。(重力加速度g 取10m/s2 ，结果用根号表示)
三 、解答题：解答应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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．(10 分) 某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施，如图所示，AB 为水平直轨道， 上面安装有电动悬挂器，可以载人 (人可看作质点) 运动，下方水面上漂浮着一个匀速转动的
半径为 R= 1m 铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为 L 、平台边缘与转盘平面的高
度差 H=3.2m 。选手抓住悬挂器后，按动开关，在电机的带动下从 A 点沿轨道做初速度为零， 加速度为a = 2 m/ s2 的匀加速直线运动，起动后 3s 悬挂器脱落。已知人与转盘间的动摩擦因数 为 0. 1 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g = 10m/ s 2 。
(1) 求人随悬挂器水平运动的位移大小和悬挂器脱落时人的速率；
(2) 若选手恰好落到转盘的圆心上，求 L 的大小；
(3) 假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下
转盘，转盘的角速度o应限制在什么范围？
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16．(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 间站质量为 m, 比同步卫星更高，距地面高达 9R 。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线速度大小为多少；
(2) 配重空间站受到缆绳的力大小为多少；
(3) 若配重空间站没有缆绳连接，在该处绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为多少。
(
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17．(14 分) 如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为 m 、m 、2m 的可视为质点的三个物体 A、 B 、C ，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴 OO'转动。三个物体与圆盘的滑动摩擦因数均为μ 。最大静 摩擦力认为等于滑动摩擦力。三个物体与轴 O 共线且 OA = OB = BC = r ，现将三个物体用轻质 细线相连，保持细线伸直且恰无张力，使圆盘从静止开始转动且缓慢增大角速度，直到物体相 对圆盘发生滑动，已知重力加速度 g 。则在这个过程中：
(1) 当角速度多大时，物体 B 和物体 C 之间的细线上恰好开始有张力？
(2) 当角速度多大时，物体 A 和物体 B 之间的细线上恰好开始有张力？
(3) 写出物体 A 所受静摩擦力大小随角速度ω变化的函数关系式。
(
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答案 D C D A B C D A ACD CD CD BC
13 8.0 0.14
【详解】（1）挡光杆的宽度，在挡光过程的极短时间内，挡光杆的平均线速度为
因为时间极短，可以认为此平均速度大小等于挡光杆的瞬时线速度的大小。
挡光杆的旋转半径，则其角速度
（2）[1]由上可知，挡光杆的挡光时间与挡光杆旋转角速度之间的关系为
砝码与挡光杆具有相同的角速度，设砝码旋转半径为r，根据向心力公式有
所以，F与成线性关系，以F为纵坐标，以为横坐标，相关数据点应可拟合得到一条直线。
[2]直线斜率
解得
1.50 8.00 0.6
【详解】（1）[1]根据天平的分度值，可知托盘秤的读数为1.50kg；
[2]根据表格中的数据，可知小车经过凹形桥最低点时，托盘秤示数的平均值为
故小车对桥的压力大小为
[3]小车通过最低点时，满足
其中
FN＝F＝8.00N，m＝1.501.00kg＝0.50kg
代入可得
v=m/s
15．（1）9m，6m/s；（2）13.8m；（3）
【详解】（1）匀加速过程选手的位移
解得
x1=9m
悬挂器脱落时选手的速度
解得
v1=6m/s
（2）悬挂器脱落后选手做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
解得
x2=4.8m
故转盘轴心离平台的水平距离
L=x1+x2=13.8m
（3）临界情况下，人落在圆盘边缘处不至被甩下且最大静摩擦力提供向心力，有
解得
=1rad/s
所以转盘的角速度必须满足
ω1rad/s
16．（1）； (2) （3）
【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）
（3）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
（1）；（2）；
（3）时，；
时，；
时，；
时，
【详解】（1）当圆盘从静止开始转动，三个物体随圆盘转动，由静摩擦力提供向心力，三者角速度大小相等，根据向心力公式
由于物体C的运动半径最大，因此C所需的向心力增加最快，其所受静摩擦力最先达到最大静摩擦力，当C所受静摩擦力达到最大静摩擦力后，由于静摩擦力开始刚好不足以提供向心力，此时BC之间的绳上恰好有张力，根据牛顿第二定律有
解得
（2）当B所受静摩擦力达到最大静摩擦力时，AB之间的绳上恰好有张力。此时C所受静摩擦力已经达到最大静摩擦力，对B、C整体根据牛顿第二定律有
解得
（3）设A受到的摩擦力恰好为0时，则对A
对B、C整体
解得
当ABC整体刚要滑动时，对A
对B、C整体
解得
根据前面分析可知，当，A、B之间绳无张力，此时
当时，对A
对B、C整体
解得
当时，对A
对B、C整体
解得
当时，发生滑动
