2026-2027学年高二上学期开学考自编模拟物理试卷一（山东省适用）

**基本信息** 2025级高二上学期开学考模拟卷，聚焦圆周运动、万有引力、电场等核心知识，融入“天问一号”变轨、场地自行车过弯等真实情境，注重物理观念建构与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8/24|地球自转、齿轮传动、转笔圆周运动等|以转笔、自行车过弯为生活情境，考查线速度、向心加速度等物理观念| |多选题|4/16|电容器动态分析、同步卫星与赤道物体比较等|设置天体运动对比、能量守恒综合题，培养科学推理能力| |实验题|2/14|向心力影响因素、恒力做功与动能关系|通过实验探究落实科学探究素养，强调操作与数据处理| |解答题|4/46|圆锥摆、汽车功率、弹簧与轨道能量综合等|以CT扫描、汽车加速为情境，综合应用牛顿定律与能量守恒，体现从基础到复杂模型的层次设计|

2025级高二上学期开学考模拟卷（一） 姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（共24分，每题3分） 1．如图所示，在地球赤道上的物体A和在天津的物体B，它们均随地球自转而做匀速圆周运动。当两个物体质量相等，则下列说法正确的是（　　） A．两个物体的线速度大小相等 B．物体A的向心加速度大于物体B的向心加速度 C．物体A的周期大于物体B的周期 D．两个物体受到的万有引力大小不相等 2．变速箱是汽车的动力传递装置，由一排排大小不一的齿轮组成。如图所示，是某变速箱中的一部分齿轮，齿轮的半径分别为，其中点和点分别位于齿轮边缘，点位于齿轮半径的中点（图中未标出），当齿轮匀速转动时（　　） A．A齿轮上的点与齿轮上点的向心加速度之比为3：2 B．A齿轮上的点与C齿轮上点角速度之比为1：1 C．B齿轮上的点与C齿轮上点线速度之比为1：2 D．齿轮上的点与齿轮上点转速之比为2：1 3．转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识。如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其手指上的某一点做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及的物理知识的叙述正确的是（      ） A．笔杆上离点越近的点，做圆周运动的线速度越大 B．笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由手提供的 C．若在竖直平面内转笔，则笔帽最有可能从最低点飞出 D．若该同学让笔在水平面内做匀速圆周运动，他认为笔帽机械能守恒，并且它受到的向心力不变 4．2026年3月国际场地自行车世界杯女子团体竞速赛，中国队夺得金牌。为了在水平面平稳过弯，人的身体会主动向弯道内侧倾斜，保持地面对自行车的作用力恰好通过人车系统的重心。运动员做水平面内的匀速圆周运动，速度大小10m/s，弯道半径20m，车胎与地面间的动摩擦因数0.8，重力加速度g取，忽略空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．人车系统受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B．人车系统受到的支持力垂直水平面向上，向心力由沿半径方向的摩擦力提供 C．自行车与地面夹角的正切值为0.5 D．在安全转弯不侧滑且转弯半径相同的情况下，转弯速度越大，人车系统所在平面与地面的夹角越大 5．已知质量分布均匀的球壳对其内部的物体产生万有引力的合力为零，现在有如下设想，我们在地球的赤道上面向地心方向挖一深度d=0.5R的深井，并在该深度处修建一个半径r=0.5R的圆形轨道，已知地球半径为R，则地球的近地卫星和该轨道上物体的相关规律正确的是（    ） A．该轨道r=0.5R处物体的重力加速度为地面上的 B．该轨道r=0.5R处物体的线速度为近地卫星的 C．该轨道r=0.5R处物体的周期为近地卫星的 D．该轨道r=0.5R处物体受到的万有引力为近地轨道上受到万有引力的 6．中国“天问一号”探测器飞行202天抵近火星时，主发动机长时间点火“踩刹车”，从而被火星引力场捕获，如图“天问一号”在P点被火星捕获后，假设进入大椭圆环火轨道Ⅲ，一段时间后，在近火点Q点火制动变轨至中椭圆环火轨道Ⅱ运行，再次经过近火点Q点火制动变轨至近火圆轨道Ⅰ运行。下列说法正确的是（     ） A．在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于16.7 km/s B．“天问一号”在轨道Ⅲ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期 C．“天问一号”在轨道Ⅲ上Q点的速度大于在轨道Ⅰ上Q点的速度 D．“天问一号”分别经过轨道Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ上Q点的加速度大小不相等 7．如图所示，用水平力推质量为的木箱，使木箱从固定斜面底端沿斜面缓慢上升到最高位置斜面高度为h，底边长度为s，倾角为α。斜面的摩擦力为，关于斜面对木箱的作用力做功的情况，下列说法中正确的是（     ） A．斜面的支持力对木箱做功为 B．斜面的支持力对木箱做功为 C．斜面的摩擦力对木箱做功为 D．斜面的摩擦力对木箱做功为 8．如图所示，电荷量的绝对值均为Q的四个点电荷分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度（　　） A．大小为，方向竖直向上 B．大小为，方向竖直向上 C．大小为，方向竖直向下 D．大小为，方向竖直向下 二、多选题（共16分，每题4分，选对但不全得2分） 9．如图所示，电源的负极、电容器下极板与静电计外壳相连并接地，为定值电阻。将单刀双掷开关打到1，电路稳定时，一带电的油滴恰好静止于两极板间的点。下列说法正确的是（　　） A．油滴带负电 B．若开关与1保持连接，电路稳定后，电阻中有由流向的电流 C．若将开关打到2，电路稳定后，保持电容器下极板不动，将上极板稍微上移一点距离，油滴依然静止 D．若将开关打到2，电路稳定后，保持电容器下极板不动，将上极板稍微左移一点距离，静电计的张角将变小 10．同步卫星离地心距离为，运行速率为，加速度为，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，地球半径为则（     ） A． B． C． D． 11．图示为某探究活动小组设计的节能运输系统，斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为，木箱在轨道上端点时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列选项正确的是（　　） A．m=M B．m=2M C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度 D．木箱滑下过程产生的热量比弹回轨道顶端过程多 12．如图所示，一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的大小为2.5V/cm B．坐标原点处的电势为1.5V C．电子在a点的电势能比在b点的低7eV D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV 三、实验题（共14分，每空2分） 13．某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧，转动手柄，长槽和短槽随变速轮塔匀速转动，两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示，当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时，左、右变速轮塔的角速度之比分别为1：1，1∶2和1∶3。 (1)第二档对应左、右皮带盘的半径之比为_____________________。 (2)探究向心力大小与质量之间的关系时，把皮带放在皮带盘的第一挡后，应将质量___________________（选填“相同”或“不同”）的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径______________________（选填“相同”或“不同”）处挡板内侧； (3)探究向心力大小与角速度之间的关系时，该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第_____________________挡（选填“一”  “二”或“三”）。 14．“探究恒力做功与动能改变的关系”实验装置如图所示。实验所提供器材包括：打点计时器、电源、导线、复写纸、纸带、小车、小沙桶、细沙、带滑轮的长木板、细线、天平等。 (1)完成本实验还需要_________（填“A”或“B”）； A．秒表 B．刻度尺 (2)实验中需要把木板不带定滑轮的一端适当垫高来平衡摩擦力，此时细线上悬挂的小沙桶_________（填“A”或“B”）； A．尚未装入细沙 B．已经装入细沙 (3)若小车质量为M，沙的质量为m，在打点计时器打出的纸带上选取两点，并测出这两点的间距L和这两点的速度大小与。则本实验最终要验证的数学表达式为_________（填“A”或“B”）。 A． B． 四、解答题（共46分，15题8分，16题8分，17题14分，18题16分） 15．长为的细线，一端系一质量为的小球（可视为质点），另一端固定在悬点，让小球在水平面内做匀速圆周运动形成圆锥摆，如图所示，若摆线与竖直方向夹角为，求： (1)求摆线对小球的拉力大小； (2)小球运动的角速度大小； (3)小球运动的向心加速度大小； 16．汽车质量为2000kg，发动机的额定功率为40kW，汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.1，g取10m/s2。若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度做匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，求： (1)当汽车速度达到16m/s时，汽车的加速度为多少？ (2)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为多少？ 17．如图所示，有一原长为2R的轻质弹簧，一端拴接在水平地面A处的固定挡板上，另一端位于水平地面上B处，弹簧处于原长。竖直平面内半径为 R的半圆形光滑轨道CDE与水平地面相切于C点，BC之间的距离为1.5R，A、B、C、D、E在同一竖直平面内。质量为m的小物块自D点（与圆心O等高）沿轨道由静止开始下滑，在水平地面上向左最远运动到P点（未画出），随后被水平弹回，恰好运动到C点，已知物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度大小为g，整个过程中弹簧未超出弹性限度。求： (1)小物块第一次到达C点时的速度大小v1； (2)小物块运动到P点时，弹簧的弹性势能Ep； (3)若物块的质量为，将其压缩弹簧至P点，静止释放后，物块运动到轨道DE之间的N点（图中未画出）后脱离轨道，求整个运动过程中物体上升的最大高度。 18．计算机断层（CT）扫描仪是医院常用设备，如图是部分结构的示意图。图中两对平行金属极板MN、EF分别竖直、水平放置。靠近M极板的电子从静止开始沿EF极板间的中线，经MN间电场加速后进入EF板间，射出EF极板后打到水平放置的圆形靶台上。已知MN板间电压为，EF极板长为L、板间距也为L；靶台直径为、与的距离为L、左端与EF极板右端的水平距离为L；电子质量为m、电荷量为e；电子所受重力和空气阻力的影响可忽略，忽略电场的边缘效应影响。 (1)求电子离开加速电场时速度大小； (2)若电子刚好打在靶台中点，求EF极板所加电压； (3)若只改变EF极板间电压，使打在靶台上的电子动能最小，求此动能的最小值； 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年8月12日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C B B C B C AC BD 题号 11 12 答案 BCD AD 1．B 【详解】A．在地球赤道上的物体A和在天津的物体B，它们的角速度相等，物体A的轨道半径大于物体B的轨道半径，根据可得物体A的线速度大于物体B的线速度，故A错误； B．根据可得物体A的向心加速度大于物体B的向心加速度，故B正确； C．根据可得物体A的周期等于物体B的周期，故C错误； D．根据，物体A和物体B距离地心的距离相等，两个物体质量相等，可知两个物体受到的万有引力大小相等，故D错误。 故选B。 2．A 【详解】由题可知，A与B啮合，B与C啮合，故三个齿轮边缘的线速度大小相等，设为。点位于A齿轮边缘，点位于B齿轮边缘，点位于C齿轮半径的中点，即 A．、两点线速度大小相等，根据向心加速度公式 可得点与点的向心加速度之比为，故A正确； B．、齿轮边缘线速度相等，角速度 则，故B错误； C．点线速度。点线速度等于边缘点的一半，即 所以点与点线速度之比为，故C错误； D．转速与角速度成正比。点角速度 点角速度 所以点与点转速之比为，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】A．笔杆上各点的角速度相等，由可知，笔杆上离点越近的点，做圆周运动的线速度越小，故A错误； B．笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的，故B错误； C．若在竖直平面转笔，则笔帽转到最低点时，由牛顿第二定律可得 可知此时笔杆对笔帽的作用力最大，此时最有可能从最低点飞出，故C正确； D．若该同学让笔在水平面内做匀速圆周运动，笔帽的动能不变，重力势能不变，所以笔帽的机械能不变；笔帽的向心力大小不变，但方向时刻发生变化，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】AB．人车系统做水平面内的匀速圆周运动，竖直方向无加速度，受重力、地面的支持力和地面对车轮的静摩擦力作用，支持力竖直向上，静摩擦力沿半径指向圆心，静摩擦力提供向心力，向心力不是额外受到的一种力，故A错误，B正确； CD．设速度为、弯道半径为，人车系统重心与车轮接地点的连线与竖直方向夹角为、与水平地面夹角为，则 稳定转弯时地面对人车系统的合力通过重心，有= 代入数据得= 可满足静摩擦条件；又因= 在半径相同时，越大，越大，越大，越小，故C错误，D错误。 故选B。 5．B 【详解】设地球半径为，总质量为，密度均匀。挖井后，轨道半径，此处仅受半径为的球体（质量为）引力作用，外部球壳引力合力为零。 A．根据，则地表重力加速度为 轨道处物体的重力加速度：，故A错误。 B．根据 可得近地卫星线速度为 轨道处物体的线速度，故B正确。 C．轨道处周期，为近地卫星周期，故C错误。 D．近地卫星引力为 轨道处物体的万有引力，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．在地球上发射“天问一号”环火卫星时，发射速度应大于第二宇宙速度，使卫星能脱离地球引力飞向火星，但不能大于第三宇宙速度，否则卫星将飞出太阳系，不能被火星捕获，故A错误； B．由开普勒第三定律可知，轨道半长轴越长，运行周期越大，即“天问一号”在轨道Ⅲ运行的周期大于在轨道Ⅱ运行的周期，故B错误； C．“天问一号”在轨道Ⅲ上Q点时，会做离心运动，引力；在轨道Ⅰ上Q点时，做匀速圆周运动，引力，则，“天问一号”在轨道Ⅲ上Q点的速度大于在轨道Ⅰ上Q点的速度，故C正确； D．由万有引力定律可知，“天问一号”分别经过轨道Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ上的点时所受的引力相等，可知其加速度大小相等，故D错误. 故选C。 7．B 【详解】AB．斜面对木箱的支持力与位移方向垂直，故做功为零，故A错误，B正确； CD．斜面的摩擦力对木箱做功，故CD错误。 故选B。 8．C 【详解】根据题意，由几何关系可得，正方形的四个顶点到点的距离均为 由点电荷场强公式可得，每个点电荷在点产生的电场强度的大小为 对角线上的两异种点电荷在O处的合电场强度为 方向指向负电荷，两对角线方向的电场强度互相垂直，合电场强度为 方向竖直向下。 故选C。 9．AC 【详解】A．充电后的电容器上极板带正电，电场方向向下，由平衡条件可知，电场力向上，所以油滴带负电，故A正确； B．若开关与1保持连接，电路稳定后，电容器充电结束，电路中没有电流，故B错误； C．若将开关打到2，电容器所带电荷量不变，平行板电容器的电容，电容定义式，两板间的电场强度 联立可得 将上极板稍微上移一点距离，两板间电场强度不变，油滴受到的电场力不变，仍处于静止状态，故C正确； D．若将开关打到2，电容器所带电荷量不变，保持电容器下极板不动，将上极板稍微左移一点距离，由可知，电容器电容C变小。根据，可知两板间电势差增大，静电计的张角将变大，故D错误。 故选AC。 10．BD 【详解】AB．根据向心加速度与角速度关系有， 由于是同步卫星，则为地球的自转角速度，地球赤道上的物体随地球一起自转，其角速度也为地球自转角速度，则 故，故B正确，A错误； CD．设地球质量为，同步卫星的质量为，地球赤道上的物体质量为，在地球表面上空附近的卫星质量为，根据万有引力定律，， 解得，故D正确，C错误。 故选BD。 11．BCD 【详解】AB．记动摩擦因数为，设轨道顶端至弹簧压缩最短位置的路程为，此时弹簧的弹性势能为。由功能关系，载货木箱下滑时有 卸货后木箱恰好返回轨道顶端，由功能关系有 联立两式，并代入， 整理得 整理得，故A错误，B正确； C．木箱未与弹簧接触且载货下滑时，由牛顿第二定律得 解得 卸货后木箱上滑时，由牛顿第二定律得 解得 上滑加速度大小大于下滑加速度大小，故C正确； D．由摩擦生热公式，上、下滑的路程均为，载货木箱下滑和空木箱上滑产生的热量分别为， 由前述计算得，所以，故D正确。 故选BCD。 12．AD 【详解】A．如图所示，在ac连线上，确定一点b'，b'处电势为17V，将bb'连线，即为等势线，那么垂直bb'的连线则为电场线，再依据沿着电场线方向电势降低，则电场线方向如图 由比例关系可知 依据几何关系，则有 因此电场强度大小，A正确； B．根据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间电势差相等，有 因a、b、c三点电势分别为，， 解得原点处的电势为，B错误； C．电子在a点的电势能 电子在b点的电势能 所以电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，C错误； D．b、c间的电势差 电子从b点运动到c点，电场力做功为，D正确。 故选AD。 13．(1)2∶1 (2) 不同 相同 (3)二 【详解】（1）皮带传动线速度相等，第二档变速轮塔的角速度之比为1∶2，根据公式，第二档对应左、右皮带盘的半径之比为2∶1 （2）[1][2]探究向心力大小与质量之间的关系时，需要保证两个物体做圆周运动的角速度相等、半径相等、质量不同，所以应将质量不同的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧。 （3）[1]根据向心力公式 由题意其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格，则角速度平方之比为在误差允许范围内，角速度之比为，可知皮带位于皮带盘的第二挡。 14．(1)B (2)A (3)B 【详解】（1）A．可以通过打点计时器的频率计算不同点之间的时间，因此不需要秒表，故A错误； B．需要测量纸带上不同点之间的距离，因此还需要刻度尺，故B正确。 故选B。 （2）平衡摩擦力时，小沙桶不需要装沙。 故选A。 （3）根据动能定理，恒力做功等于动能的变化量，恒力为沙的重力，位移大小为，因此有 故选B。 15．(1) (2) (3) 【详解】（1） 摆球的受力分析如图所示，沿轴方向受力平衡有 解得摆线对小球的拉力大小为 （2）拉力沿水平方向的分力提供向心力 圆周运动半径为 联立解得 （3）根据牛顿第二定律可得 向心加速度的大小为 16．(1)0.25m/s2 (2)57.5s 【详解】（1）汽车发动机的额定功率 阻力 由 解得汽车加速度 （2）汽车以的加速度匀加速运动时 解得 由， 解得， 即匀加速运动可持续 最大速度 设汽车匀加速运动结束以后又加速行驶800 m所用时间为t′，由动能定理 解得 汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间 17．(1) (2) (3)hm = 【详解】（1）物块从D点第一次运动到C点，由机械能守恒有 解得 （2）物块在P点时，设弹簧的压缩量为x，物块从D点运动到P点，根据能量守恒有 物块从P点弹回运动到C点，能量守恒 解得, （3）设物块在N点的速率为，NO连线与OD成θ角。如图所示 从P运动到N，由能量守恒知 物块在N处，根据牛顿第二定律有     设物块从N处上升h后运动到最高点，由机械能守恒定律有 最大高度hm=h+R+Rsinθ   联立解得hm = 【点睛】 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）电子在MN极板间被加速，则 解得电子穿过N极板小孔时的速度大小 （2）若电子刚好打在靶台中点，则射出EF极板时速度的偏向角满足 电子在偏转电场中做类平抛运动，则，， 解得 （3）使打在靶台上的电子动能最小，则电子在偏转电场中偏转距离最小，则电子打在靶台上右端时电子的动能最小，此时由平抛运动的规律可知，连接靶台右端与两板中心的连线方向为电子出射的方向 则由几何关系偏转角 偏转距离 则由，， 解得 则最小动能 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $