精品解析：黑龙江哈尔滨师范大学附属中学2025-2026学年度高一下学期阶段检测物理试题

黑龙江哈尔滨师范大学附属中学2025-2026学年度高一下学期阶段检测物理试题 时间：90分钟 满分：100分 一、选择题：本题共14小题，共46分。（在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，每小题3分；第题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 关于曲线运动的概念与规律，下列说法正确的是（　　） A. 做加速圆周运动的物体，向心力大于合力 B. 做平抛运动的物体，在相同时间内速度变化量相同 C. 做匀速圆周运动的物体所受合力增大将做离心运动 D. 匀速圆周运动是一种匀变速运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．加速圆周运动的合力可分解为径向的向心力和切向分力，向心力是合力的径向分量，因此向心力小于合力，故A错误； B．平抛运动的加速度恒为重力加速度，由速度变化量公式可知，相同时间内速度变化量的大小、方向均相同，故B正确； C．匀速圆周运动的合力恰好等于所需向心力，若合力增大，合力大于所需向心力，物体做近心运动，只有合力小于所需向心力时才做离心运动，故C错误； D．匀变速运动要求加速度恒定，匀速圆周运动的向心加速度方向始终指向圆心、时刻变化，加速度不恒定，因此不是匀变速运动，故D错误。 故选B。 2. 下列关于卫星、飞船的发射速度与运行速度说法正确的是（　　） A. 绕地球运行的飞船其速度时时刻刻不超过 B. 天问一号火星探测器发射速度 C. 嫦娥六号月球探测器的发射速度 D. 神舟十九号载人飞船的发射速度 【答案】D 【解析】 【详解】第一宇宙速度：是地球近地卫星的环绕速度，也是绕地球做圆周运动的最大环绕速度，同时是地球卫星的最小发射速度； 第二宇宙速度：是物体脱离地球引力束缚的最小发射速度； 第三宇宙速度：是物体脱离太阳引力束缚的最小发射速度。 逐选项分析： A．若飞船沿椭圆轨道绕地球运行，近地点的速度可大于，故A错误； B．天问一号要脱离地球引力前往火星，发射速度需大于，故B错误； C．嫦娥六号探测月球，仍属于地球引力束缚范围，发射速度小于，故C错误； D．神舟十九号绕地球运行，未脱离地球引力，发射速度需大于最小发射速度，小于第二宇宙速度，故D正确。 故选D。 3. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（　　） A. a的向心加速度等于重力加速度g，c的向心加速度大于d的向心加速度 B. 在相同时间内b转过的弧长最长，a、c转过的弧长对应的角度相等 C. c在4小时内转过的圆心角是，a在1小时内转过的圆心角是 D. b的周期一定小于d的周期，d的周期一定小于24小时 【答案】B 【解析】 【详解】A．b的向心加速度等于重力加速度，a和c角速度相等，但a圆周运动的半径比 c的小，根据可知，a的向心加速度比c的小，根据万有引力提供向心力有 得 即轨道半径越大，向心加速度越小，故b的向心加速度比c的大，故a的向心加速度小于重力加速度g，c的向心加速度大于d的向心加速度，故A错误； B．a、c角速度相等，故相等的时间内a、c转过的弧长对应的角度相等，但a圆周运动的半径比c的小，根据可知， a的线速度比c的小，根据万有引力提供向心力有 得 即轨道半径越大，线速度越小，故 故b的线速度最大，在相同时间内b转过的弧长最长，故B正确； C．c在4小时内转过的圆心角是，a在1小时内转过的圆心角是，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知， 因，d的周期一定大于24小时，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，某卫星发射时，先将卫星发射至近地圆轨道I，在点变轨到椭圆轨道II，再从椭圆上的远地点变轨到圆轨道III。已知另一太空舱在轨道III上做匀速圆周运动，卫星在椭圆轨道II上经过点时的速度大小为3v，经过点时的速度大小为，地球的半径为，地球极点处的重力加速度为。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星在椭圆轨道II上的周期为 B. 在轨道I和III上，卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等 C. 卫星在轨道I上运行的向心加速度等于 D. 卫星在轨道II上经过的加速度大于在轨道I上经过的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星在轨道II上，由开普勒第二定律，解得r=3R 卫星在轨道I运动时 运动的周期 则由开普勒第三定律 可得，A错误； B．轨道I和III不是相同的轨道，由开普勒第二定律可知，卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积不相等，B错误； C．卫星在轨道I运动时，可得a=g，即卫星在轨道I上运行的向心加速度等于，C正确； D．根据可知，卫星在在轨道II上经过的加速度等于在轨道I上经过的加速度，D错误。 故选C。 5. 用手掌平托质量为的苹果，保持这样的姿势在竖直平面内以角速度按顺时针方向做匀速圆周运动，圆周的半径为，重力加速度为，下列说法不正确的是（　　） A. 苹果过点速度至少为 B. 苹果在点不受摩擦力作用 C. 整个运动过程，手对苹果的作用力可能为零 D. 苹果从点到点，处于超重状态 【答案】A 【解析】 【详解】A．在最高点，苹果受重力和手的支持力，合力提供向心力，方向向下，有 由于手托着苹果，支持力，则，解得 即苹果过点的速度最大为，若速度小于，手提供向上的支持力即可，并非至少为，故A错误； B．苹果在点时，受重力和支持力，合力竖直向上提供向心力。由于做匀速圆周运动，切向加速度为零，水平方向不受力，故不受摩擦力作用，故B正确； C．当苹果运动到最高点时，若满足 即时，支持力，且水平方向无摩擦力，此时手对苹果的作用力为零，故C正确； D．苹果从点运动到点的过程中，加速度指向圆心，加速度有竖直向上的分量，苹果处于超重状态，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 6. 我国科研人员利用“探测卫星”获取了某一未知星球的探测数据，如图所示，图线P表示“探测卫星”绕该星球运动的关系图像，Q表示“探测卫星”绕地球运动的关系图像，其中r是卫星绕中心天体运动的轨道半径，T是对应的周期。“探测卫星”在该星球近表面和地球近表面运动时均满足，图中c、a、b已知，则（　　） A. 该星球和地球的质量之比为 B. 该星球和地球的第一宇宙速度之比为 C. 该星球和地球的密度之比为 D. 该星球和地球表面的重力加速度大小之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 解得 可知图像的斜率为 故该星球和地球的质量之比 故A错误； B．“探测卫星”在该星球近表面和地球近表面运动时均满足，即 可得 根据万有引力提供向心力有 解得 故该星球和地球的第一宇宙速度之比 故B正确； C．星球的体积为 密度为 故该星球和地球的密度之比为 故C错误； D．在星球表面，万有引力与重力的关系有 解得 故该星球和地球表面的重力加速度大小之比为 故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心点做半径为的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示，取，则（　　）（不计空气阻力） A. 小球的质量，圆环的半径 B. 小球在最高点速度为时，小球与圆环间无作用力 C. 小球在最高点受到的弹力是重力大小的时，速度大小可能为 D. 当在最高点小球速度为时，在其后的运动过程中始终受到远离圆心的弹力 【答案】C 【解析】 【详解】A．对小球在最高点时受力分析，受到竖直向下的重力和圆环的弹力，速度较小时，圆环对小球的弹力竖直向上，根据牛顿第二定律 由图乙可知，当速度为零时，则有 解得 由图乙可知，当外力为零时，则有 解得，故A错误； B．当时，根据牛顿第二定律 解得 小球与圆环间有作用力，方向竖直向下； 当时，根据牛顿第二定律 解得，即小球与圆环间没有作用力，故B错误； C．在最高点受到的弹力是重力大小的，方向可能背离圆心，也可能指向圆心，根据牛顿第二定律或 又 解得或，故C正确； D．当在最高点小球速度为时，根据牛顿第二定律有 解得， 方向指向圆心，在其后的运动过程中始终受到指向圆心的弹力，故D错误。 故选C。 8. 在恒星形成后的演化过程中，一颗恒星可能在运动中接近并捕获另外两颗恒星，逐渐形成稳定的三星系统。如图所示是由三颗星体构成的系统，星体B、C的质量均为，星体A的质量是星体B的4倍，忽略其他星体对它们的作用，三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心在三角形所在的平面内做圆周运动。星体A、B、C的向心加速度大小之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由儿何关系知 设B、A间的距离为，则 A所受的合力 联立可得 由几何对称性可知星体B、C受力大小相等，根据牛顿第三定律 又 设星体B所受的合力为，正交分解，有， 则 则 故选A。 9. 如图所示，竖直放置的薄圆筒内壁光滑，在内表面距离底面足够高的点处，给一个质量为的小滑块沿水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与筒内表面紧密贴合，圆筒内半径，重力加速度取，忽略空气阻力。小滑块第一次滑过点正下方时，恰好经过点，且的距离为0.2m。小滑块第二次滑过点正下方时，恰好经过点，以此类推，小滑块第次滑过点正下方时，恰好经过点。则下列说法正确的是（　　） A. 小滑块的初速度为 B. 可能为3.9m C. 小滑块运动过程中受到的筒壁的支持力不变 D. 小滑块经过点的速度大小可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小滑块在水平方向做匀速圆周运动，在竖直方向做自由落体运动。小滑块第一次滑过点正下方时，恰好经过，说明小滑块在水平方向运动了一周，竖直方向下落了。根据 解得运动周期 水平方向周长 则初速度，故A错误； B．小滑块第次滑过点正下方时，运动时间 下落高度 则 若，不是整数，故B错误； C．小滑块运动过程中，筒壁的支持力提供向心力， 大小不变，但方向始终指向圆心，时刻改变，故C错误； D．小滑块经过点时，竖直分速度 合速度 当时，，故D正确。 故选D。 10. 如图为某型号圆锥面型娱乐设施“魔盘”的侧视图，“魔盘”可绕中心轴转动。儿童坐在锥面上，“魔盘”从静止开始转动，转速逐渐增大，忽略儿童缓慢加速所具有的切向加速度。最大静摩擦跟正压力成正比，儿童可视为质点，则下列说法不正确的是（　　） A. 玩乐的过程中，在儿童与“魔盘”相对滑动前，儿童受到的“魔盘”弹力一直增大 B. 其他条件相同，增大转速的过程，质量小的儿童更容易相对“魔盘”滑动 C. 当“魔盘”的转速增大到一定值时，儿童一定会向上滑动 D. “魔盘”加速转动的过程，儿童未发生滑动时，受到的摩擦力可能减小 【答案】C 【解析】 【详解】BD．当“魔盘”匀速转动且人未发生滑动时，设向心加速度为，可分解为沿盘面方向的加速度 若“魔盘”转动的角速度较小，则在沿盘面方向，根据牛顿第二定律有 解得 在垂直于盘面方向的加速度 在垂直于盘面方向，由牛顿第二定律有 解得 根据这一表达式可得到，在其他条件不变时，转速增大，角速度增大，静摩擦力先减小后增大，儿童的质量越大，则人受到的最大静摩擦力就越大，儿童越不容易滑动，故BD正确； A．由选项B分析可知，在儿童与“魔盘”相对滑动前，儿童受到的“魔盘”弹力一直增大，故A正确； C．由选项B分析可知，在人受到的摩擦力沿“魔盘”向下时，当“魔盘”的转速增大到一定值时，根据，可知随着“魔盘”匀速转动的角速度增大，人受到的摩擦力增大，但弹力增大、则人受到的最大静摩擦力就越大，反而越不容易向上滑动，故C错误。 本题选择不正确的。故选C。 11. 如图所示，下列对生活中的现象分析正确的是（　　） A. 甲图中洗衣机里衣物随滚筒做匀速圆周运动时，衣物运动到最高点脱水效果最好 B. 图乙：若火车转弯的速度超过规定速度，外轨对火车轮缘会有挤压作用 C. 图丙：“水流星”表演中，装满水的桶转动到最高点的速度越大，水越不容易洒出 D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内A、B位置先后做匀速圆周运动，在A、B两位置小球向心加速度大小不相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律，在最低点有 在最高点有 可知在最低点支持力更大，所以衣物运动到最低点B点时脱水效果更好，故A错误； B．图乙：若火车转弯的速度超过规定速度时，重力和轨道的支持力的合力不足以提供做圆周运动的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则外轨对火车轮缘会有挤压作用，B正确； C．图丙：“水流星”表演中，装满水的桶转动到最高点时，则 则速度越大，水对桶底的压力越大，越不容易洒出，C正确； D．丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内A、B位置先后做匀速圆周运动，根据 可知，在A、B两位置小球向心加速度大小相等，D错误。 故选BC。 12. 天鹅座X-1是由一超巨星及一颗致密星组成的双星系统，双星在彼此的万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示。它们目前仍处于稳定绕行状态，但质量较小的致密星在不断吸收质量较大的超巨星上的物质，假设目前双星系统的距离不变，则在双星运动的过程中（　　） A. 超巨星的圆周运动的半径变大 B. 致密星的圆周运动的半径变大 C. 双星的周期变大 D. 两星之间的引力变大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设质量较小的致密星质量为m，轨道半径为，质量较大超巨星质量为M，轨道半径为，圆周运动的角速度为，双星间距为L，则对m，由万有引力提供向心力 对M，有 可得 由于质量较小的致密星在不断吸收质量较大的超巨星上的物质，则变大，变小，所以致密星的圆周运动的半径变小，超巨星的圆周运动的半径变大，故A正确，B错误； C．结合几何关系 可解得 由于m与M之和保持不变，则双星的周期不变，故C错误； D．两星之间的引力为 在m与M之和保持不变的前提下，由于质量较小的m变大，因此它们之间的万有引力变大，故D正确。 故选AD。 13. 如图所示，水平圆盘上两个均可视为质点的物块A、B用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳经过圆盘圆心，它们一起随圆盘绕竖直中心轴转动，转动角速度ω由零缓慢增大，已知两物块转动的半径满足rB=3rA=3r，A、B两物块与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，当圆盘的角速度时，A、B即将相对圆盘滑动，则物块A、B的质量之比可能为（　　） A. 2：1 B. 7：3 C. 7：2 D. 4：1 【答案】BD 【解析】 【详解】若当A、B即将相对圆盘滑动时，A所受的摩擦力指向圆心达到最大且B所受的摩擦力背离圆心达到最大，设此时绳中的拉力大小为，则有， 解得 若当A、B即将相对圆盘滑动时，A所受的摩擦力背离圆心达到最大且B所受的摩擦力指向圆心达到最大，设此时绳中的拉力大小为，则有， 解得 故选BD。 14. 已知均匀球壳对其内部任意一点的引力为零。将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，地球表面的重力加速度大小为。如图所示，若从地球表面点沿半径方向挖一深度为的洞，而后继续从洞底点出发挖一个以地心为圆心，以为半径的圆形隧道。在点安装一个速度转换器（图中未画出），该转换器可以使得经过此点的物体速度大小不变，方向迅速向左旋转。从点由静止释放小球，小球沿洞做直线运动，经处转换器作用，沿圆形隧道做圆周运动且恰不与隧道壁接触，不考虑隧道宽度与阻力，小球可视为质点，引力常量为，忽略地球自转，下列说法正确的是（　　） A. 洞底处重力加速度大小为 B. 小球线速度大小为 C. 小球线速度大小为 D. 洞深与地球半径的关系为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．忽略地球自转的影响，在地球表面，根据万有引力等于重力有 地球质量为 可得地球表面的重力加速度大小为 可以将地球视为一个球心相同而半径为R-x的内部球体和厚度为x的外部球壳。依题意可知，洞底恰好位于内部球体表面，且外部球壳对洞底的物体的引力为零，而内部球体表面重力加速度满足 其中 解得洞底的重力加速度大小为，故A正确； BC．因小球沿圆形隧道做圆周运动且恰不与隧道壁接触，可知 解得，B错误，C正确； D．因与x成线性关系，根据，其中 可得小球线速度大小为 与 联立解得，D正确。 故选ACD。 二、非选择题，本题共5小题，共54分。 15. 向心力演示仪可探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系，其构造如图1，简化示意图如图2。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，由标尺上红白相间的等分格可得出两球所受向心力的比值。挡板B、C到转轴距离为，挡板到转轴距离为2R，左右塔轮半径从上到下比例分别为。 （1）下列实验与本实验采用的方法相同的是（　　） 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 （2）探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板____________处（选填“和”或“和”）； （3）探究向心力大小与运动半径的关系，应将皮带套在______________塔轮上（选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”）； （4）某同学为了验证实验结论的正确性，把质量相等的两个球分别放在A、C位置，皮带套在了③⑥塔轮上，匀速转动手柄时，他将观测到左右标尺露出格数之比为___________；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，两标尺示数的比值___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）C （2）B和C （3）①④ （4） ①. 2∶9 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 本实验采用的是控制变量法，与探究加速度与力和质量的关系的方法一样，故选C。 【小问2详解】 探究向心力的大小与角速度的关系，小球半径应该相同，故填“B和”。 【小问3详解】 探究向心力大小与运动半径的关系时，小球转动的角速度应该相等，而皮带传动线速度相等，由 可知半径相等时角速度相等，故应将皮带套在塔轮①和④上。 【小问4详解】 [1]由得 即左右标尺露出格数之比为2∶9 [2]由上述推导可知，皮带连接的左、右塔轮的角速度之比由塔轮半径之比决定，与手柄转动的速度无关，左、右塔轮半径之比不变，其他条件也不变，则两标尺示数的比值不变。 16. 如图甲所示是某同学设计的测圆周运动向心力大小的实验装置原理图。一轻质细绳下端悬挂质量为的小球，上端固定在力传感器上，再在小球的下方连接一轻质的遮光片，让小球先静止，在小球正下方适当位置固定一个光电门，两装置连接到同一数据采集器上，可以采集小球经过光电门的遮光时间和此时细绳拉力的大小，重力加速度为。实验过程如下： ①用刻度尺测量出悬挂点到球心的距离； ②将小球拉升到一定高度（细绳始终伸直）后释放，记录小球第一次经过最低点时遮光片的遮光时间和力传感器示数； ③改变小球拉升的高度，重复步骤②，测组数据； ④根据测量得到的数据在坐标纸上绘制图像； ⑤改变悬挂点到球心的距离，重复上述步骤，绘制得到的图像如图乙所示。回答下列问题： （1）已知遮光片的宽度为，遮光时间为，小球通过光电门的线速度___________，图乙中图像横坐标表示的物理量为___________（填“”、“”或“”）； （2）理想情况下，图乙中各图像的延长线是否交于纵轴上的同一点？___________（填“是”或“否”）； （3）研究表明，图乙中的斜率与理论值相比略偏小，可能原因是___________。 A. 小钢球的质量测量值偏小 B. 小钢球的初速度不为零 C. 存在空气阻力 D. 遮光片位于小球的下方 （4）忽略（3）中所述微小误差，分析图乙中A实验所用细绳的长度比B实验所用细绳长度________（填“长”或“短”）。 【答案】（1） ①. ②. （2）是 （3）AD （4）短 【解析】 【小问1详解】 [1]极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，故小球通过光电门的线速度 [2]小球在最低点时，由牛顿第二定律得 代入速度公式得 可知图像横坐标表示的物理量为。 【小问2详解】 由表达式 可知，当时，。纵轴截距为，与绳长无关，因此不同对应的图像延长线均交于纵轴上的同一点。 【小问3详解】 A．若小钢球的质量测量值偏小，则理论斜率偏小，而实验斜率反映真实质量，应偏大，即实验值大于理论值，故A错误； B．小钢球的初速度是否为零不影响最低点与的动力学关系，不改变斜率，故B错误； C．空气阻力主要影响运动过程中的能量损失，不改变最低点时刻与的瞬时对应关系，故C错误； D．遮光片位于小球的下方，设球心到悬点距离为，遮光片到悬点距离为 光电门测得的速度为遮光片速度，球心速度 真实方程为 实验拟合认为 则 而理论值认为 即 因为，所以，即实验斜率小于理论斜率，故D正确。 故选D。 【小问4详解】 由 可知，图像斜率 斜率与绳长成反比。图乙中A直线的斜率大于B直线的斜率，即，所以，即A实验所用细绳长度比B实验所用细绳长度短。 17. 图1所示，两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。卫星1和卫星2通过电磁波发射和接收技术实现联络，电磁信号在两卫星距离最近时最强，称之为“最佳联络”。已知卫星1运行的周期为，行星的半径为，卫星1和卫星2到行星表面的距离分别为，引力常量为。某时刻两卫星与地球中心连线之间的夹角为。求：（题干中已知） （1）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次实现“最佳联络”； （2）为保持两卫星时时刻刻“最佳联络”，可引入卫星悬绳技术，即在两卫星之间引入一根缆绳，如图2所示，卫星1和卫星2的轨道半径仍为题干中的取值，且已知两卫星质量均为，两颗卫星在不同轨道上同向运行，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，求两卫星转动角速度的平方。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对卫星1和卫星2，由开普勒第三定律 解得 由图示时刻开始，经时间第一次相距最近，则有 解得 【小问2详解】 引入缆绳前：对卫星1，根据万有引力提供向心力 解得 引入缆绳后，对卫星1，根据牛顿第二定律 对卫星2，根据牛顿第二定律 解得 18. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的一个斜坡上点，沿水平方向以初速度抛出一个质量为的小球，测得小球经时间落到斜坡上另一点，测得斜坡的倾角为，已知该星球的半径为，求： （1）该星球表面的重力加速度和第一宇宙速度； （2）小球离斜面的最远距离是多少？ （3）若小球还受到一个位于竖直平面内的恒力（方向未知），且小球抛出经过足够长的时间之后速度方向趋于与斜面平行（小球未落地），求恒力的最小值。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球做平抛运动，则有 解得 星球的第一宇宙速度近似等于该星球表面运行的卫星的线速度，则有 在星球表面有 结合上述解得 【小问2详解】 将小球的运动沿斜面垂直斜面正交分解，垂直于斜面的方向 根据 令，解得 最远距离 则 【小问3详解】 由于小球抛出经过足够长的时间之后速度方向趋于与斜面平行，表明恒力与重力的合力方向平行于斜面，令恒力方向与斜面夹角为，则有 解得 可知，当等于时，结合上述解得 19. 如图所示，装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球与两细线AB、AC连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角。已知小球的质量为，细线AC长为，细线AB长为，重力加速度为。求： （1）当装置处于静止状态时，细线AB的拉力和AC的拉力的大小； （2）当细线AB的拉力为零时，该装置绕轴转动的角速度的取值范围； （3）当细线AB拉力的大小等于小球重力的一半时，该装置绕轴转动的角速度的大小。 【答案】（1）， （2） （3）或 【解析】 【小问1详解】 对小球进行受力分析如图 由平衡条件得， 【小问2详解】 由题意，当最小时，绳AC与竖直方向的夹角仍为，对小球受力分析 则有 解得 当时，球飞起，由几何关系知，直到AB竖直，AB再次恢复原长，重新出现拉力，此时绳AC与竖直方向夹角为，有 解得 即使得绳子AB拉力为0的角速度取值范围为 【小问3详解】 当时，AB水平，此时根据牛顿第二定律得， 其中 解得 当时，AB竖直，此时根据牛顿第二定律得， 其中 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 黑龙江哈尔滨师范大学附属中学2025-2026学年度高一下学期阶段检测物理试题 时间：90分钟 满分：100分 一、选择题：本题共14小题，共46分。（在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，每小题3分；第题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 关于曲线运动的概念与规律，下列说法正确的是（　　） A. 做加速圆周运动的物体，向心力大于合力 B. 做平抛运动的物体，在相同时间内速度变化量相同 C. 做匀速圆周运动的物体所受合力增大将做离心运动 D. 匀速圆周运动是一种匀变速运动 2. 下列关于卫星、飞船的发射速度与运行速度说法正确的是（　　） A. 绕地球运行的飞船其速度时时刻刻不超过 B. 天问一号火星探测器发射速度 C. 嫦娥六号月球探测器的发射速度 D. 神舟十九号载人飞船的发射速度 3. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（　　） A. a的向心加速度等于重力加速度g，c的向心加速度大于d的向心加速度 B. 在相同时间内b转过的弧长最长，a、c转过的弧长对应的角度相等 C. c在4小时内转过的圆心角是，a在1小时内转过的圆心角是 D. b的周期一定小于d的周期，d的周期一定小于24小时 4. 如图所示，某卫星发射时，先将卫星发射至近地圆轨道I，在点变轨到椭圆轨道II，再从椭圆上的远地点变轨到圆轨道III。已知另一太空舱在轨道III上做匀速圆周运动，卫星在椭圆轨道II上经过点时的速度大小为3v，经过点时的速度大小为，地球的半径为，地球极点处的重力加速度为。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星在椭圆轨道II上的周期为 B. 在轨道I和III上，卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等 C. 卫星在轨道I上运行的向心加速度等于 D. 卫星在轨道II上经过的加速度大于在轨道I上经过的加速度 5. 用手掌平托质量为的苹果，保持这样的姿势在竖直平面内以角速度按顺时针方向做匀速圆周运动，圆周的半径为，重力加速度为，下列说法不正确的是（　　） A. 苹果过点速度至少为 B. 苹果在点不受摩擦力作用 C. 整个运动过程，手对苹果的作用力可能为零 D. 苹果从点到点，处于超重状态 6. 我国科研人员利用“探测卫星”获取了某一未知星球的探测数据，如图所示，图线P表示“探测卫星”绕该星球运动的关系图像，Q表示“探测卫星”绕地球运动的关系图像，其中r是卫星绕中心天体运动的轨道半径，T是对应的周期。“探测卫星”在该星球近表面和地球近表面运动时均满足，图中c、a、b已知，则（　　） A. 该星球和地球的质量之比为 B. 该星球和地球的第一宇宙速度之比为 C. 该星球和地球的密度之比为 D. 该星球和地球表面的重力加速度大小之比为 7. 如图甲所示，小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心点做半径为的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示，取，则（　　）（不计空气阻力） A. 小球的质量，圆环的半径 B. 小球在最高点速度为时，小球与圆环间无作用力 C. 小球在最高点受到的弹力是重力大小的时，速度大小可能为 D. 当在最高点小球速度为时，在其后的运动过程中始终受到远离圆心的弹力 8. 在恒星形成后的演化过程中，一颗恒星可能在运动中接近并捕获另外两颗恒星，逐渐形成稳定的三星系统。如图所示是由三颗星体构成的系统，星体B、C的质量均为，星体A的质量是星体B的4倍，忽略其他星体对它们的作用，三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心在三角形所在的平面内做圆周运动。星体A、B、C的向心加速度大小之比为（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，竖直放置的薄圆筒内壁光滑，在内表面距离底面足够高的点处，给一个质量为的小滑块沿水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与筒内表面紧密贴合，圆筒内半径，重力加速度取，忽略空气阻力。小滑块第一次滑过点正下方时，恰好经过点，且的距离为0.2m。小滑块第二次滑过点正下方时，恰好经过点，以此类推，小滑块第次滑过点正下方时，恰好经过点。则下列说法正确的是（　　） A. 小滑块的初速度为 B. 可能为3.9m C. 小滑块运动过程中受到的筒壁的支持力不变 D. 小滑块经过点的速度大小可能为 10. 如图为某型号圆锥面型娱乐设施“魔盘”的侧视图，“魔盘”可绕中心轴转动。儿童坐在锥面上，“魔盘”从静止开始转动，转速逐渐增大，忽略儿童缓慢加速所具有的切向加速度。最大静摩擦跟正压力成正比，儿童可视为质点，则下列说法不正确的是（　　） A. 玩乐的过程中，在儿童与“魔盘”相对滑动前，儿童受到的“魔盘”弹力一直增大 B. 其他条件相同，增大转速的过程，质量小的儿童更容易相对“魔盘”滑动 C. 当“魔盘”的转速增大到一定值时，儿童一定会向上滑动 D. “魔盘”加速转动的过程，儿童未发生滑动时，受到的摩擦力可能减小 11. 如图所示，下列对生活中的现象分析正确的是（　　） A. 甲图中洗衣机里衣物随滚筒做匀速圆周运动时，衣物运动到最高点脱水效果最好 B. 图乙：若火车转弯的速度超过规定速度，外轨对火车轮缘会有挤压作用 C. 图丙：“水流星”表演中，装满水的桶转动到最高点的速度越大，水越不容易洒出 D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内A、B位置先后做匀速圆周运动，在A、B两位置小球向心加速度大小不相等 12. 天鹅座X-1是由一超巨星及一颗致密星组成的双星系统，双星在彼此的万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示。它们目前仍处于稳定绕行状态，但质量较小的致密星在不断吸收质量较大的超巨星上的物质，假设目前双星系统的距离不变，则在双星运动的过程中（　　） A. 超巨星的圆周运动的半径变大 B. 致密星的圆周运动的半径变大 C. 双星的周期变大 D. 两星之间的引力变大 13. 如图所示，水平圆盘上两个均可视为质点的物块A、B用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳经过圆盘圆心，它们一起随圆盘绕竖直中心轴转动，转动角速度ω由零缓慢增大，已知两物块转动的半径满足rB=3rA=3r，A、B两物块与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，当圆盘的角速度时，A、B即将相对圆盘滑动，则物块A、B的质量之比可能为（　　） A. 2：1 B. 7：3 C. 7：2 D. 4：1 14. 已知均匀球壳对其内部任意一点的引力为零。将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，地球表面的重力加速度大小为。如图所示，若从地球表面点沿半径方向挖一深度为的洞，而后继续从洞底点出发挖一个以地心为圆心，以为半径的圆形隧道。在点安装一个速度转换器（图中未画出），该转换器可以使得经过此点的物体速度大小不变，方向迅速向左旋转。从点由静止释放小球，小球沿洞做直线运动，经处转换器作用，沿圆形隧道做圆周运动且恰不与隧道壁接触，不考虑隧道宽度与阻力，小球可视为质点，引力常量为，忽略地球自转，下列说法正确的是（　　） A. 洞底处重力加速度大小为 B. 小球线速度大小为 C. 小球线速度大小为 D. 洞深与地球半径的关系为 二、非选择题，本题共5小题，共54分。 15. 向心力演示仪可探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系，其构造如图1，简化示意图如图2。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，由标尺上红白相间的等分格可得出两球所受向心力的比值。挡板B、C到转轴距离为，挡板到转轴距离为2R，左右塔轮半径从上到下比例分别为。 （1）下列实验与本实验采用的方法相同的是（　　） 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 （2）探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板____________处（选填“和”或“和”）； （3）探究向心力大小与运动半径的关系，应将皮带套在______________塔轮上（选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”）； （4）某同学为了验证实验结论的正确性，把质量相等的两个球分别放在A、C位置，皮带套在了③⑥塔轮上，匀速转动手柄时，他将观测到左右标尺露出格数之比为___________；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，两标尺示数的比值___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 16. 如图甲所示是某同学设计的测圆周运动向心力大小的实验装置原理图。一轻质细绳下端悬挂质量为的小球，上端固定在力传感器上，再在小球的下方连接一轻质的遮光片，让小球先静止，在小球正下方适当位置固定一个光电门，两装置连接到同一数据采集器上，可以采集小球经过光电门的遮光时间和此时细绳拉力的大小，重力加速度为。实验过程如下： ①用刻度尺测量出悬挂点到球心的距离； ②将小球拉升到一定高度（细绳始终伸直）后释放，记录小球第一次经过最低点时遮光片的遮光时间和力传感器示数； ③改变小球拉升的高度，重复步骤②，测组数据； ④根据测量得到的数据在坐标纸上绘制图像； ⑤改变悬挂点到球心的距离，重复上述步骤，绘制得到的图像如图乙所示。回答下列问题： （1）已知遮光片的宽度为，遮光时间为，小球通过光电门的线速度___________，图乙中图像横坐标表示的物理量为___________（填“”、“”或“”）； （2）理想情况下，图乙中各图像的延长线是否交于纵轴上的同一点？___________（填“是”或“否”）； （3）研究表明，图乙中的斜率与理论值相比略偏小，可能原因是___________。 A. 小钢球的质量测量值偏小 B. 小钢球的初速度不为零 C. 存在空气阻力 D. 遮光片位于小球的下方 （4）忽略（3）中所述微小误差，分析图乙中A实验所用细绳的长度比B实验所用细绳长度________（填“长”或“短”）。 17. 图1所示，两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。卫星1和卫星2通过电磁波发射和接收技术实现联络，电磁信号在两卫星距离最近时最强，称之为“最佳联络”。已知卫星1运行的周期为，行星的半径为，卫星1和卫星2到行星表面的距离分别为，引力常量为。某时刻两卫星与地球中心连线之间的夹角为。求：（题干中已知） （1）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次实现“最佳联络”； （2）为保持两卫星时时刻刻“最佳联络”，可引入卫星悬绳技术，即在两卫星之间引入一根缆绳，如图2所示，卫星1和卫星2的轨道半径仍为题干中的取值，且已知两卫星质量均为，两颗卫星在不同轨道上同向运行，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，求两卫星转动角速度的平方。 18. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的一个斜坡上点，沿水平方向以初速度抛出一个质量为的小球，测得小球经时间落到斜坡上另一点，测得斜坡的倾角为，已知该星球的半径为，求： （1）该星球表面的重力加速度和第一宇宙速度； （2）小球离斜面的最远距离是多少？ （3）若小球还受到一个位于竖直平面内的恒力（方向未知），且小球抛出经过足够长的时间之后速度方向趋于与斜面平行（小球未落地），求恒力的最小值。 19. 如图所示，装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球与两细线AB、AC连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角。已知小球的质量为，细线AC长为，细线AB长为，重力加速度为。求： （1）当装置处于静止状态时，细线AB的拉力和AC的拉力的大小； （2）当细线AB的拉力为零时，该装置绕轴转动的角速度的取值范围； （3）当细线AB拉力的大小等于小球重力的一半时，该装置绕轴转动的角速度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $