广东广州市越秀区2026-2027学年高二上学期开学考试自编模拟物理试卷

**基本信息** 以“天问一号”火星探测、空轨交通等科技前沿及辘轳打水传统文化为情境，考查圆周运动、机械能守恒等核心知识，注重物理观念与科学思维的融合。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7题28分|圆周运动、卫星运动|结合汽车过凹桥、水流星等生活实例，辨析超重失重、向心加速度| |多选|3题18分|机械能、动量|蹦床运动、平抛与竖抛对比，考查功、功率及动量变化| |非选择|5题54分|实验（机械能守恒验证、动量守恒）、天体运动、力学综合|实验题设计误差分析（如阻力影响），计算题融合火星重力加速度计算、辘轳拉力功及弹簧弹性势能，体现科学探究与模型建构|

2026-2027学年广州市越秀区高二上学期开学考试自编模拟物理试卷 本试卷共4页，15题。满分100分。考试用时75分钟。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．如图所示，下列关于圆周运动的分析正确的是（　　） A．图甲汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B．图乙“水流星”转动过程中，水在最高点对碗底的压力一定等于零 C．图丙铁路转弯处，若火车转弯时的速率小于规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 D．图丁右轮边缘上a点的向心加速度与左轮边缘上c点的向心加速度大小之比为 2．人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．半径越大，速率越大，周期越小 B．半径越大，速率越小，周期越大 C．所有卫星的角速度相同，与半径无关 D．所有卫星的速率均相同，与半径无关 3．在光滑的圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球A和B，分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，其中小球A的位置在小球B的上方，如图所示。下列判断正确的是（　　） A．A球的速率小于B球的速率 B．A球的角速度等于B球的角速度 C．A球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力 D．A球的转动周期大于B球的转动周期 4．游乐园中某海盗船在外力驱动下启动，在竖直面内做圆周运动。某时刻撤去驱动力，此后船在同一竖直面内自由摆动。若A、B、C处的乘客始终相对船静止，且以相同的半径随船摆动，不计一切阻力，海盗船在自由摆动过程中某一瞬间状态（未摆到最高点）简化图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．三位乘客所受的向心力大小相等 B．三位乘客摆动的角速度大小相等 C．此时A处乘客的向心加速度最大 D．此时C处乘客摆动的速度最大 5．我国星际探测工程取得重大成就，在火星上首次留下中国人的印迹，2021年5月15日“天问一号”探测器着陆火星取得成功。“天问一号”从地球发射后，沿地火转移轨道运行后依次进入调相轨道和停泊轨道运行，为着陆火星做准备，如图所示，则天问一号（　　） A．从调相轨道向停泊轨道变轨时应在点加速 B．在调相轨道上从点向点运动时线速度减小 C．在调相轨道上卫星与火星连线单位时间扫过的面积等于停泊轨道上的卫星与火星连线单位时间扫过的面积 D．调相轨道上经过点时的加速度等于停泊轨道上经过点时的加速度 6．如图，一个质量为0.9 kg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点沿切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。已知圆弧的半径R＝0.3 m，θ＝60°，小球到达A点时的速度vA＝4 m/s（取g＝10 m/s2）。下列说法正确的是（     ） A．小球做平抛运动的初速度v0＝m/s B．P点和C点等高 C．小球到达圆弧最高点C点时对轨道的压力大小为14 N D．P点与A点的竖直高度h＝0.6 m 7．空中轨道列车（简称空轨）是一种悬挂式单轨交通系统，具有建设成本低、工程建设快、占地面积小、环保低噪节能、适应复杂地形等优点。如图所示，假定空轨的质量为，在平直轨道从静止开始匀加速直线行驶，经过时间前进距离，发动机输出功率恰好达到额定功率，空轨所受阻力恒定，则（     ） A．空轨能达到的最大速度为 B．空轨运行过程所受阻力为 C．匀加速行驶过程空轨的发动机所做的功为 D．空轨以的功率匀速运动的速度为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动。如图所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图，图中水平虚线PQ是弹性蹦床的初始位置，一质量为的运动员，某次弹跳中从床面上方处由静止落下，落到床面上屈身弹起后离开床面上升到处，已知，，重力加速度大小为，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．运动员运动到处时，合外力为零 B．运动员从处落下至返回处的过程中，运动员重力做功为0 C．运动员从处运动到处的全过程中，运动员的机械能增加量 D．运动员向下由到运动的过程中，处于完全失重状态，其机械能守恒 9．如图所示，小明同学把A、B两个相同的小球，在离地面同一高度处，以相同大小的初速度分别水平抛出和竖直向下抛出，不计空气阻力，则下列正确的是（     ） A．从开始运动至落地，重力对两小球做的功不相同 B．两小球落地时速度大小相等 C．两小球落地时，重力的瞬时功率不相同 D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同 10．如图甲所示，一质量为的物块静置在水平地面上，现对物块施加水平方向的作用力，随时间变化关系的图像如图乙所示。物块与水平地面间的动摩擦因数为0.1，取重力加速度大小为10m/s，下列说法正确的是（    ） A．时物块的速度大小为 B．2s～3s内物块的动量变化量为 C．4s末，物块再次静止 D．0～4s内，合力的冲量大小为4N·s 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11．某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA=300g，mB=100g，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T=0.02s，则： (1)在打点0~5过程中系统势能的减小量_______，系统动能的增加量_______J（重力加速度g=10m/s²，结果均保留3位有效数字） (2)实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是（　　） A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C．先释放重物，后接通电源打出纸带 D．利用公式计算重物速度 (3)用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度。若某同学作出的图像如图丙所示，若A、B系统机械能守恒，则图像的斜率的表达式应满足k=_________（用mA、mB、g、h表示） 12．在“验证动量守恒定律”中，三个实验小组分别设计了如图（a），（b），（c）三个实验装置。 (1)本实验必须测量的物理量有__________（填选项前的字母）。 A．小球a、b的半径、 B．小球a、b的质量、 C．斜槽轨道末端到水平地面的高度H D．纸上O点到A、B、C各点的平均距离OA、OB、OC (2)下列说法中符合本实验要求的是__________。 A．安装轨道时，轨道末端必须水平 B．需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺 C．两球相碰时，两球心必须在同一水平面上 D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 (3)两个小球碰撞之后都直接向前做平抛运动，则小球A的质量与小球B的质量应满足________（填“”“”或“”）。 (4)一实验小组采用图（a）所示装置进行实验，则能验证两个小球碰撞过程动量守恒的关系式为________（用、、、、表示）。 (5)另外两实验小组分别采用图（b），图（c）所示装置进行实验，要验证两个小球碰撞过程动量守恒，以下有两个关系式： 关系式①：；关系式②： 则采用图（b）实验装置验证应该是关系式__________（填“①”或“②”）。 13．我国计划于2028年发射“天问三号”探测器，从火星上采样后返回，综合探测火星的地形地貌和物质成分。已知火星质量为，火星半径为，引力常量为，忽略火星自转。求： (1)火星表面的重力加速度大小； (2)火星的第一宇宙速度大小； (3)若在火星表面上方高处，自由释放一个小球，求小球落回火星表面的速度和所需的时间（忽略小球所受阻力，火星表面的重力加速度视为不变）。 14．辘轳是我国古老的打水工具，如图，其结构由辘轳头、摇柄等部分组成，辘轳头和摇柄固定，转动摇柄即可打水。某次打水，桶装满水后桶和水的总质量为，摇柄转动，将桶先匀加速再匀减速提到井口，到井口时速度刚好为零，整个过程水桶上升了10m，，忽略空气阻力。求： （1）打水整个过程中绳索拉力做的功 （2）在这次打水过程中，当桶提到井口停下时，绳索突然断裂，桶又掉进井里，撞击水面0.5s后速度减为0（此过程水未溢出来），求桶撞击水面时的速度大小及撞击水面的平均作用力大小。 15．如图所示，光滑水平面上有一质量的小车，点右侧为水平轨道，其中段粗糙，CD段光滑。B点的左侧为一半径的光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在B点相切，车的最右端D点固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度时左端恰好位于小车的C点，B与C之间距离。一质量的小物块（可视为质点），置于小车的点，开始时小车与小物块均处于静止状态。一质量的子弹以速度向右击中小车并停留在车中，假设子弹击中小车的过程时间极短，已知小物块与BC间的动摩擦因数，取。求： (1)小物块沿圆弧轨道上升的最大高度h； (2)小物块第一次返回到B点时速度的大小v； (3)弹簧弹性势能的最大值。 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 参考答案 1．D 【详解】A．图甲汽车通过凹形桥的最低点时，加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A错误； B．图乙“水流星”转动过程中，在最高点处，根据牛顿第二定律可得 可得，当时，根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力不一定等于零，故B错误； C．图丙铁路转弯处，若火车转弯速率小于规定速率行驶，此时重力和轨道的支持力的合力大于火车所需的向心力，此时火车有做近心运动的趋势，轮缘对内侧轨道有挤压作用，故C错误； D．图丁中，由皮带传动可知，a点与b点线速度大小相等，根据 可知 又b点和c点角速度相等，则，根据可得a点的向心加速度与c点的向心加速度大小之比为，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】AB．根据引力提供向心力 可得，所以半径越大速率越小 根据 可得，可知半径越大周期越大，故A错误，B正确； C．由，可得 可知角速度随半径增大而减小，与半径有关，故C错误； D．由可知，卫星运行速率和轨道半径有关，半径不同速率不同，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】ABD．对小球受力分析，根据牛顿第二定律 可得，， 因可知A球的速率大于B球的速率；A球的角速度小于B球的角速度；A球的转动周期大于B球的转动周期，选项AB错误，D正确； C．根据，可知A球对漏斗壁的压力等于B球对漏斗壁的压力，选项C错误。 故选D。 4．B 【详解】A．三位乘客质量不一定相等，所以向心力大小不一定相等，A错误； B．乘客随海盗船一起摆动过程为同轴转动，角速度相等，B正确； C．乘客随海盗船一起摆动过程为同轴转动，角速度相等，又因半径相等，所以某一瞬间摆动的向心加速度大小相等，C错误； D．乘客随海盗船一起摆动过程为同轴转动，角速度相等，又因半径相等，所以某一瞬间摆动的速度大小相等，D错误。 故选B。 5．D 【详解】A．从调相轨道向停泊轨道变轨时轨道变低，所以应在点减速，故选项A错误； B．根据开普勒第二定律可知，在调相轨道上从点向点运动时线速度增大，故选项B错误； C．在调相轨道上卫星与火星连线单位时间扫过的面积与停泊轨道上的卫星与火星连线单位时间扫过的面积不等，故选项C错误； D．卫星在不同轨道的同一点所受万有引力相同，加速度相同，故选项D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．小球做平抛运动沿A点切线进入圆弧，A点速度方向与水平方向夹角为 平抛运动水平方向匀速运动，则平抛运动的初速度，故A错误； BD．A点竖直方向分速度为 平抛运动竖直方向做自由落体运动，则 解得P点与A点的竖直高度为 C点与A点的竖直距离为，可知P点高于C点，故B错误，D正确； C．以A点为重力势能零点，由机械能守恒定律得 在C点由牛顿第二定律可得 联立解得 根据牛顿第三定律可得小球在C点时对轨道的压力大小为，故C错误； 故选D。 7．B 【详解】B．匀加速行驶过程中， 速度 功率 解得，故B正确； C．匀加速行驶过程中，牵引力恒定，匀加速过程发动机最大功率为P，故匀加速行驶过程中，空轨发动机所做的功小于，故C错误； A．空轨能达到的最大速度为，故A错误； D．空轨以的功率匀速运动时，牵引力 最大速度 联立可得，故D错误。 故选B。 8．BD 【详解】A．运动员运动到处时，受到重力作用，合外力不为零，故A错误； B．运动员从处落下至返回处的过程中，位移为零，运动员重力做功为0，故B正确； C．运动员从处运动到处的全过程中，运动员的机械能增加量为，故C错误； D．运动员向下由到运动的过程中，只受重力作用，处于完全失重状态，只有重力做功，其机械能守恒，故D正确。 故选BD。 9．BC 【详解】A．从开始运动至落地，两小球下落高度相同，根据可知，重力对两小球做的功相同，故A错误； B．根据动能定理可得 解得落地时的速度大小为 可知两小球落地时速度大小相等，故B正确； C．两小球落地时速度大小相等，其中A球落地时的速度方向斜向下，B球落地时的速度方向竖直向下，所以落地时，两小球的竖直分速度大小不相等，根据可知，两小球落地时，重力的瞬时功率不相同，故C正确； D．A球在竖直方向做自由落体运动，B球做竖直下抛运动，所以A球在空中的运动时间大于B球在空中的运动时间，根据，由于重力对两小球做的功相同，所以从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率不相同，故D错误。 故选BC。 10．AC 【详解】A．物块所受的摩擦力大小为 因图像与横轴围成的面积表示力的冲量，在内根据动量定理可得 可得时物块的速度大小为，故A正确； B．在内根据动量定理可得物块的动量变化量为，故B错误； CD．在内，合力的冲量为 根据动量定理可知，在内物块的动量变化为0，由于初动量为0，所以在时的动量为0，即4s末，物块再次静止，故C正确，D错误。 故选AC。 11．(1) 1.20 1.15 (2)B (3) 【详解】（1）[1]在打点0~5过程中系统重力势能的减小量 [2]根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度，计数点5的瞬时速度 则系统动能的增加量 （2）A．工作电压的高低不会影响打点计时器的打点时间间隔，因此不会使得动能的增加量减小，故A错误； B．重物下落过程中受到空气阻力、摩擦阻力作用，则会使重物动能增加量减小，即动能的增加量小于重力势能的减少量，故B正确； C．先释放重物，后接通电源打出纸带，则会导致纸带上打出很少的点，就会产生较大的实验误差，但不一定会使重物的动能增加量减小，故C错误； D．利用公式计算重物速度，已经认为机械能守恒，所以两者应该没有误差，故D错误。 故选B。 （3）根据机械能守恒定律得 可得 由图丙可得图像斜率 12．(1)BD (2)ACD (3) (4) (5)② 【详解】（1）A．小球半径不参与动量的计算，不是本实验必须测量的物理量，故A错误； B．小球的动量为，质量是必须测量的物理量，故B正确； C．各次运动的飞行时间可在比较中消去，无需测量斜槽末端高度，故C错误； D．落点到点的距离用于表征碰撞前后的速度，需多次测量取平均值，故D正确。 故选BD。 （2）A．轨道末端水平，才能使小球以水平方向飞出并按平抛运动处理，故A正确； B．实验需用天平测量质量并用刻度尺测量距离，不需要秒表，故B错误； C．碰撞时两球心在同一水平面上，可使碰撞主要发生在水平方向，故C正确； D．每次入射球从同一高度由静止释放，才能保持入射初速度相同，故D正确。 故选ACD。 （3）为使入射小球碰撞后仍向前运动，应使入射球质量大于被碰球质量，故 （4）以小球单独运动时的水平射程为，碰撞后小球，的水平射程分别为， 三种情况下小球下落高度相同，飞行时间相同，水平速度与水平射程成正比。由动量守恒定律得 （5）图（b）中小球到竖直面的水平距离相同，设该距离为，竖直位移为，由平抛运动有， 所以，即，碰撞前小球对应，碰撞后小球，分别对应，，代入动量守恒关系得，与关系式②一致。 13．(1)(2)(3)， 【详解】（1）在火星表面，万有引力近似等于重力，即解得火星表面的重力加速度大小 （2）由万有引力提供向心力得解得火星的第一宇宙速度大小 （3）在火星表面上方高处，自由释放一个小球，由运动学公式得解得小球落回火星表面的速度 由运动学公式得解得小球落回火星表面的时间 14．（1）；（2）， 【详解】（1）根据题意，设打水整个过程中绳索拉力做的功为，由动能定理有 解得 （2）根据题意可知，绳索突然断裂后，桶做自由落体运动，则有解得，桶撞击水面时的速度大小为 设水面对水桶的作用力为，取向下为正方向，由动量定理有解得 由牛顿第三定律，撞击水面的平均作用力大小为 15．(1)(2)(3) 【详解】（1）设子弹向右击中小车后瞬间，子弹与小车的共同速度为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有，代入已知数据解得 小物块沿圆弧轨道上升到最大高度时，小物块与小车相对静止，具有相同的水平速度，设此时共同速度为，根据水平方向动量守恒定律有 代入数据解得 在此过程中，根据系统机械能守恒定律有 代入数据解得 （2）小物块自点沿圆弧轨道运动并第一次返回到点的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒，且该过程系统机械能守恒，设小物块返回点时的速度大小为，此时小车与子弹的共同速度为，分别有， 联立代入数据解得 结合实际物理过程舍去的解，同时解得此时小车与子弹的速度为 （3）小物块滑上BC段后，当弹簧压缩量最大时，小物块与小车具有相同的速度，设此时共同速度为，根据系统水平方向动量守恒定律有 代入数据解得 从小物块滑上BC段到弹簧压缩至最短的过程中，根据能量守恒定律有代入数据解得 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 $