江苏省2022-2023学年高一下学期6月阶段测试
物理试题
一、单项选择题：共10小题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。
如图所示，某人从同一水平线上的不同位置，沿水平方向抛出两小球A、B，不计空气阻力。要使两小球在空中相遇，则必须
A.先抛出A球 B.先抛出B球 C.同时抛出两球 D.先抛出A球或B球都有可能
卫星定位导航系统使人们可以更顺利地到达目的地，我国“北斗三号”导航系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍，则该地球静止轨道卫星
A.发射速度一定大于11.2 km/s B.线速度一定小于7.9 km/s
C.轨道可能是椭圆 D.可以经过江苏省正上空
如图所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动。下列说法错误的是
A.在轨道运行的两颗卫星a、b的周期相等
B.在轨道运行的两颗卫星a、c的线速度大小vaC.在轨道运行的两颗卫星b、c的角速度大小ωb<ωc
D.在轨道运行的两颗卫星a、b的向心加速度大小aa无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径R，则下列说法正确的是
A.铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上
B.模型各个方向上受到的铁水的作用力相同
C.管状模型转动的角速度最大为
D.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力
科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为（太阳到地球的距离为）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为
A. B. C. D.
如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是（重力加速度为）
A. B. C. D.
为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心、半径为的圆轨道上运动，周期为，总质量为，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为，则
A.X星球的质量为 B.X星球表面的重力加速度为
C.登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比为
D.登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为
居民小区内主路的两侧通常会有较多的岔路，如图甲所示是某小区内的一段有坡度的直主路和岔路的丁字路口处，主路倾角为。因为岔路跟主路要平滑连接，所以接口处的岔路在短距离内横向坡度可以看做与主路的纵向坡度相同，如图乙所示。已知汽车从主路的下方、上方分别运动 圆周均能恰好转进岔路，圆周半径均为r。设汽车从主路的下方、上方分别将要进入岔路的瞬间汽车牵引力恰好为零，在轮胎不打滑的情况下，其恰好将要转入岔路时的最大速率分别为、；若汽车轮胎表面与地面之间的动摩擦因数为，轮胎受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，把转弯的汽车看做质点，忽略风力和滚动摩擦力的影响，重力加速度为g，则下列说法正确的是
A. B. C.
D.若汽车沿主路从下往上做匀速圆周运动转入岔路，则在此过程中，在刚开始转弯的位置，轮胎最不容易打滑
质量分别为 M 和 m 的两个小球，分别用长 2l 和 l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量 为 M 和 m 小球的悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图所示，则
A. B.cos α＝2cos β
C. D.tan α＝tan β
如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为30，圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离L处有一小物体与圆盘保持相对静止，当圆盘的角速度为ω时，小物块刚要滑动。物体与盘面间的动摩擦因数为 （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），该星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是
A.这个行星的质量 B.这个行星的第一宇宙速度
C.这个行星的同步卫星的周期是 D.离行星表面距离为R的地方的重力加速度为
二、非选择题：共5题，共60分。其中第13题~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。
11.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平。在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接。打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t，取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为d，重力加速度为g。
(1)关于实验操作和注意事项，下列说法正确的是_______________；
A.必须满足m远小于M B.定滑轮的质量要足够小 C.用手向上托稳钩码，由静止开始释放钩码
(2)调整光电门的位置，使得滑块通过B点时钩码没有落地。滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量ΔEk为____________，系统重力势能减少量ΔEp为_________________。（以上结果均用题中所给字母表示）
(3)改变d重复实验得到多组数据，用图像法处理数据，为了形象直观，应该作______________。
A.d－t图像　　 B.d－t2图像　　 C.d－图像
(4)若实验结果发现ΔEk总是略大于ΔEp，可能的原因是______________。
A.存在空气阻力 B.滑块没有到达B点时钩码已经落地
C.测出滑块左端与光电门B之间的距离作为d D.测出滑块右端与光电门B之间的距离作为d
12.（8分）如图所示，在倾角θ=的足够长的固定斜面上，有一质量m=1.0kg的物体，其与斜面间动摩擦因数μ=0.20。物体受到平行于斜面向上F=9.6N的拉力作用，从静止开始运动。已知sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2，求：
（1）物体在拉力F作用下沿斜面向上运动的加速度大小；
（2）在物体的速度由0增加到2.0m/s的过程中，拉力F对物体所做的功。
13.（9分）在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上（图），设投球点到篮筐距离为9.8m，不考虑空气阻力。
(1)篮球进筐的速度有多大？
(2)篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是多少？
14.（13分）2022年4月17日下午3时，国务院新闻办公室举行新闻发布会介绍了中国空间站建造进展情况。根据任务计划安排，今年将实施6次飞行任务，完成我国空间站在轨建造，并将于6月发射神舟十四号载人飞船，3名航天员进驻核心舱并在轨驻留6个月。假设神舟十四号在飞行的过程中绕地球圆轨道运行，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船绕地球运行的周期为T，求：
（1）飞船离地面的高度h；
（2）如图所示，卫星A与神舟十四号B在同一轨道平面，已知卫星A运行方向与B相同，A的轨道半径为B的2倍，某时刻A、B相距最近，则至少经过多长时间它们再一次相距最近。
15.（15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，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之间的细绳上恰好开始有张力？
（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。1.C
【详解】在同一高度水平抛出，相遇时两球下降的高度相同，根据
，
可知运动的时间相同，则两球同时抛出。
故选C。
2.B
【详解】A.11.2km/s是第二宇宙速度，是卫星逃离地球引力的速度，轨道卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度，故A错误；
B.因为7.9 km/s为第一宇宙速度，与地表环绕速度相等，而根据
可得
可知随着轨道半径增大，线速度减小，因此静止轨道卫星线速度一定小于7.9 km/s，故B正确；
C.因为地球静止轨道卫星相对于地球静止，运行周期等于地球自转周期，其轨道一定是圆，故C错误；
D.地球静止轨道卫星在赤道平面上，因此不可能经过苏州上空，故D错误。
故选B。
3.D
【详解】根据万有引力提供向心力，根据得，因为a、b的轨道半径相等，故a、b的周期相等，A正确；根据可得，c的轨道半径小于a的轨道半径，故线速度大小，B正确；根据得，c的轨道半径小于b的轨道半径，故角速度大小，C正确；根据得，a的轨道半径等于b的轨道半径，故向心加速度大小，D错误.
4.D
【详解】A.铁水是由于离心作用覆盖在模型内壁上的，模型对它的弹力和重力沿半径方向的合力提供向心力，故A错误；
B.模型最下部受到的铁水的作用力最大，最上方受到的作用力最小，故B错误；
CD.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力，则有
可得
即管状模型转动的角速度最小为，故C错误，D正确。
故选D。
5.B
【详解】可以近似把S2看成匀速圆周运动，由图可知，S2绕黑洞的周期T=16年，地球的公转周期T0=1年，S2绕黑洞做圆周运动的半径r与地球绕太阳做圆周运动的半径R关系是
地球绕太阳的向心力由太阳对地球的引力提供，由向心力公式可知
解得太阳的质量为
同理S2绕黑洞的向心力由黑洞对它的万有引力提供，由向心力公式可知
解得黑洞的质量为
综上可得
故选B。
6.A
【详解】小球所受重力和轻杆的作用力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
故选A。
7.D
【详解】AD.根据
可得
A错误，D正确；
B.登陆舱在半径为的圆轨道上运动的向心加速度为
只能表示在半径为r1的圆轨道处的向心加速度，而不等于X星球表面的重力加速度，B错误；
C.根据
得
则
C错误。
故选D。
8.C
【详解】ABC.当汽车从主路的上方以最大速度将要进入岔路的瞬时，汽车受力如图甲所示
将重力分解为沿斜坡和垂直斜坡的两个分力、，有
汽车牵引力恰好为零，在轮胎不打滑的情况下，摩擦力达到最大静摩擦力，由题意得
在斜坡上做圆周运动处于圆周的最低点，由牛顿第二定律和向心力公式得
解得
同理有
解得
则有
故AB错误，C正确；
D.若汽车沿主路从下往上做匀速圆周运动转入岔路，刚开始转弯的瞬时，汽车在圆周平面内受力如图乙所示
由平行四边形定则得
此后，的大小、方向均不变，的大小不变，方向逐渐向靠近，所以将逐渐减小，因此，刚开始转弯的位置，汽车受到的摩擦力比此后的任何位置都大，故最容易打滑，故D错误。
故选C。
9.A
【详解】设转轴稳定转动时角速度为，可知稳定时两球角速度相等.根据牛顿第二定律得：
对M分析有：
①
对m分析有：
②
联立①②计算得出：
故选A。
10.D
【详解】AD.物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，由题意可知当物体转到圆盘的最低点，且所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，设星球表面的重力加速度为g，根据牛顿第二定律得
解得
根据在该行星表面物体受到的万有引力等于重力得
离行星表面距离为R的地方有
解得
，
故A错误，D正确；
B.第一宇宙速度是卫星在星球表面附近环绕星球做匀速圆周运动时具有的速度，在星球表面，根据万有引力等于重力，提供向心力得
解得
故B错误；
C.不知道同步卫星的高度，所以不能求出同步卫星的周期，故C错误；
故选D。
11. B mgd C C
【详解】（1）[1]A、该装置是要验证机械能守恒定律，要验证的表达式为
mgx=（m+M）v2
故不需要满足m远小于M，故A错误；
B、定滑轮的质量要足够小，若定滑轮质量较大，转动时动滑轮的动能较大，会造成滑块、钩码系统机械能的减小，产生较大误差，故B正确；
C.用手向上托稳钩码，由静止开始释放钩码，可能会导致细绳松弛，绷直时有机械能损失，正确做法应该是用手按住滑块，然后由静止释放，故C错误。
故选B。
（2）[2][3]取遮光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，滑块运动至B时的速度大小
滑块及遮光条和钩码组成的系统动能的增加量

滑块及遮光条和钩码组成的系统重力势能的减小量
△Ep=mgd
（3）[4]滑块运动过程，机械能守恒，由机械能守恒定律得
整理得
为了形象直观，应该作图像，故选C。
（4）[5]若实验结果发现ΔEk总是略大于ΔEp，则
A.若存在空气阻力，则ΔEp会略大于ΔEk，选项A错误；
B.滑块没有到达B点时钩码已经落地，则测得的速度会偏小，则ΔEk会略小于ΔEp，选项B错误；
C.测出滑块左端与光电门B之间的距离作为d，则d测量值偏小，则ΔEk略大于ΔEp，选项C正确；
D.测出滑块右端与光电门B之间的距离作为d，则d测量值偏大，则ΔEk略小于ΔEp，选项D错误。
故选C。
12.（1）2.0m/s2；（2）9.6J
【详解】（1）设斜面对物体的支持力为N，物体在拉力作用下沿斜面向上运动的加速度为a，对于此过程，沿斜面方向有
垂直斜面方向有
代入数据联立解得
a=2.0m/s2
（2）物体在速度由0增大到2.0m/s过程中的位移
x==1.0m
此过程中拉力F所做的功
W=Fx=9.6J
13.(1) ；(2)
【详解】(1)根据运动合成和分解篮球进框时的水平分速度
竖直分速度
设篮球由最高点运动到篮筐的时间为t，则水平方向
则
由
可得
(2) 篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是
14.（1）；（2）
【详解】（1）飞船绕地球圆轨道运行，根据万有引力提供向心力有
在地球表面，根据万有引力等于重力有
解得，飞船离地面的高度为
（2）根据开普勒第三定律有
解得
设经过t时间它们再一次相距最近，则有
解得
15.（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