2026-2027学年高二上学期开学考试物理模拟练习

**基本信息** 以2024年卫星发射、活检针取样等真实情境为载体，覆盖力学、电磁学核心知识，通过选择、实验、计算梯度设计，考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|物理学史、电场、动量、天体运动|第6题结合卫星发射考查万有引力定律，体现科学态度与责任| |实验题|2/14|动量守恒、电容器充放电|第11题通过位置-时间图像分析碰撞，考查科学探究能力| |计算题|3/40|能量守恒、电场运动、传送带综合|第15题结合v-t图像分析传送带问题，考查模型建构与科学推理|

高二上学期开学测试物理试题参考答案 1.【答案】C; 【详解】A.牛顿提出了万有引力定律,卡文迪许利用扭秤实验装置测量出万有引力常量,故A错误； B.第谷用了20年时间观测记录行星的运动,开普勒通过分析总结发现了行星运动的三大定律,故B错误； C．库仑利用扭秤实验研究了真空中两个静止点电荷间的相互作用力，得出了库仑定律，故C正确； D．元电荷e的数值最早是由密立根测得的，故D错误。故选C。 2.【答案】D 【详解】B．电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，只有电场力做功，因电势能逐渐减小，则动能逐渐增大，即电子在A点的速度小于在B点的速度，故B错误； C．Ep-x图像的斜率等于电场力，可知从A到C电子受电场力逐渐减小，场强逐渐减小，可知A点电场强度大于C点电场强度，故C错误； A．因从A到B的电场力大于从B到C的电场力，根据W=Fx可知，电子从A运动到B的过程中静电力做的功大于从B运动到C的过程中静电力做的功，故A错误； D．电子从A到B电势能逐渐减小，根据Ep=-eφ可知电子从A到B电势逐渐升高，可知A点电势低于B点电势，故D正确。故选D。 3．D; 【详解】PN碰撞时，根据碰撞前后动量守恒有 即 根据图像可知，故； 同理，QN碰撞时，根据碰撞前后动量守恒有 即 根据图像可知，故； 故，故选D。 4.B; 【详解】A．根据图像可知，2s后，物块和木板共速，一起匀速，所以地面对木板的摩擦力为0，不存在向左摩擦力，A错误。 B.初态时滑块速度8m/s、木板静止,系统初动能 由动量守恒可知: ； 末态时滑块与木板同速v共=4m/s，系统末动能 系统机械能减少了96J − 48J = 48J，即产生的内能为48J，B正确。 C．0～2s内，滑块平均速度 位移为6m/s×2s=12m 木板平均速度 位移为2m/s×2s=4 m 此时滑块相对木板左端的距离为12m−4m=8m 之后二者共同以4 m/s运动，距离不再改变，故非10m，C错误。 D．从0到2s，木板加速度为2m/s²，所受水平合力为3kg×2m/s²＝6N 0～2s内摩擦力对木板做功为F·s=6N×4m=24J，而非6J，D错误。故选B。 5.A; 【详解】A．根据动能定理有解得 故A正确； B．针鞘到达目标组织表面后，继续前进d2减速至零，有Ek = F2d2 故B错误； C．针鞘运动d2的过程中，克服阻力做功为F2d2，故C错误； D．针鞘运动d2的过程中，动量变化量大小故D错误。故选A。 6.【答案】C； 【详解】A．由万有引力提供向心力 化简可得 根据可得 联立可得 由图像可知 地球的质量为故A错误； B．地球的体积 所以地球密度为故B错误； C．在地球表面有 可得地球表面的重力加速度为故C正确； D．由万有引力提供向心力 可得绕地球表面运行的卫星的线速度大小 故D错误。故选C。 7．B; 【详解】【详解]AB.设小球a带电量为Q。初始时，静电力提供小球b做匀速圆周运动所需的向心力;b带负电，要使静电力指向a，a应带正电。由库仑定律和牛顿第二定律得： Fe==mω2L; 代入:,得：=2mg；再代入： 解得:= 故A错误，B正确; CD.设小球a离水平面的高度为h，小球b的水平圆周半径为R。升高后的几何关系和静电力方向如图所示。两球间距离仍为L，由几何关系得:R2+h2=L2；由AB组的初始受力计算，且两球间距离未变，升高后静电力大小仍为:Fe=2mg，压力为0时，小球b在竖直方向受力平衡，故Fe=mg ；解得h=，水平方向上，静电力的水平分量提供向心力，故:Fe=mω2R 结合:Fe=2mg；得：ω/=故CD错误。故选B。 8.【答案】AC； 【详解】A．由动能定理知上滑过程中：W电+WG+Wf=ΔEk 解得：W电=4J 电场力做正功，滑块带正电，电势能减小4J，故A正确； B．由功能关系知滑块上滑过程中机械能变化：ΔE机= W电+Wf= -6J ,则机械能减小6J，故B错误； C．滑块上滑到斜面中点时克服重力做功为12J，重力势能增加12J，故C正确； D.对全程,由动能定理:2Wf= Ek - Ek0 ,解得滑块返回到斜面底端时动能:Ek =10J,故D错误。 故AC。 9.BD； 【详解】A．A锁定在M点时，细绳无张力，B静止，弹簧压缩，对B，由平衡条件和胡克定律得 解得；A运动到N点时，C对挡板作用力为0，弹簧拉伸，对C，由平衡条件和胡克定律得 解得 ；因此​，A在M点和N点时，弹簧弹性势能相等。由几何关系，，可知为等边三角形，故 则B沿斜面移动总距离 联立解得，故A错误； D．A在N点的速度沿圆弧切线方向，垂直于半径，绳子不可伸长，因此A的速度沿绳方向的分速度等于B的速度。由几何关系，与绳方向夹角为，因此 解得，故D正确； BC．从M点到达点，弹簧弹性势能变化为0，不计摩擦，系统机械能守恒， 有： ；代入，解得，故B正确，C错误。故选BD。 10.【答案】AD; 【详解】AB．设两个小球的距离为r，两个小球连线与水平方向的夹角为θ，三角形OAB为等腰直角三角形，两个小球间的库仑力为F，则：F=k，θ=600-450=150 对甲小球根据平衡条件:N甲sin300=Fcosθ，N甲cos300=Fsinθ+m甲g 对乙小球根据平衡条件: N乙sin600=Fcosθ，N乙cos600+Fsinθ=m乙g 联立可得:N甲：N乙=，m甲：m乙=，故A正确，B错误； C．仅互换两小球的电荷量，两球间库仑力大小不变，根据上述平衡方程可知，平衡时两小球的位置不会发生变化，故C错误； D．设AO与竖直线的夹角为α，AO与AB的夹角为β，固定乙小球，缓慢减小甲小球的电荷量，两球间库仑力减小，则甲球将沿容器向下移动，此时α角变小（α<30°），β角变大（β>45°），以甲球为研究对象，其受力分析图如图所示,根据三角形定则结合受力分析图可知，甲小球受到的弹力将逐渐减小，故D正确。故选AD。 11．(1)④(2)B(3) 守恒 不是 【详解】【小题1】①为物块B碰前的位置时间图线，根据乙图可知碰撞前物块A沿轴正方向运动，物块B沿轴负方向运动；碰撞后物块A、物块B都沿轴负方向运动，碰撞后物块A在前，物块B在后，A的速度大于B的速度，则物块A碰后的图线是④； 【小题2】碰撞前物块A速度，物块B速度 碰撞后物块A速度，物块B速度 根据动量守恒得 解得，故质量为的滑块是A，质量为的滑块是B； 【小题3】[1]碰撞前系统总动量 碰撞后系统总动量 ，可得相互作用过程中动量守恒； [2]碰撞前系统总动能 碰撞后系统总动能 ，可得这个碰撞不是弹性碰撞。 12.(1)从右到左 (2)2 (3)变长 【详解】（1）开关接1端时，电容器充电，上极板接电源正极，带正电，下极板带负电，开关接2端瞬间，电容器放电，正电荷从上极板经导线和电阻流向下极板，故通过电阻的电流方向为从右到左。 （2）根据公式可知，图像与时间轴围成的面积表示通过导线横截面的电荷量，设放电前电容器带有的总电荷量为，根据电容的定义式有 时，虚线左侧图像与时间轴围成的面积表示已放出的电荷量，右侧图像与时间轴围成的面积表示剩余的电荷量，设此时剩余电荷量为，由于虚线两侧面积比为2:1，则有 此时电容器两极板间的电压为 联立解得 代入数据解得 （3）将一块有机玻璃插入电容器两极之间，电容器内部的相对介电常数增大，根据平行板电容器的电容决定式可知，电容器的电容增大，而电源电动势不变，根据公式可知，充电完成后的总电荷量变大，放电时初始电压不变，通过电阻的初始电流不变，由于放电的总电荷量增大，则放电时间与原来相比将变长。 13．（1）；（2） 【详解】（1）设冰壶质量为，A受到冰面的支持力为，由竖直方向受力平衡，有 设A在间受到的滑动摩擦力为，则有 设A在间的加速度大小为，由牛顿第二定律可得 联立解得 由速度与位移的关系式，有 代入数据解得 （2）设碰撞前瞬间A的速度为，由动量守恒定律可得 解得 设A在间受到的滑动摩擦力为，则有 由动能定理可得 联立解得 14.【答案】(1) x=；y= (2)h= (3) 【详解】（1）由题意可知，小球在水平方向先向右做匀减速运动而后向左做匀加速运动，而竖直方向做竖直上抛运动。水平方向上有:F=max 又:F=Eq，U=， 解得: ax=g 小球从O点发射到水平速度减为零的时间为:t= 又:vx=v0sinθ 解得:t= 水平速度为零的点到O点的水平间距为: x= 解得:x= 竖直方向的初速度为:vy=v0cosθ= 水平速度为零的点到O点的竖直间距为:y=vyt- 解得: y= 位于抛出点上方。 （2）由运动的对称性可知，小球从发射到返回N板的总时间为:t/=2t= 则整个过程中小球在竖直方向下落的高度为:h=vyt/-gt/2 解得: h= 位于抛出点下方。 （3）将小球的速度方向沿合力方向和垂直于合力方向分解，垂直于合力方向做匀速直线运动，当沿合力方向的速度为零时，小球的速度最小。 由几何关系可知合力的反向延长线与初速度的夹角为α， 此时:v1=v0sinα 解得: v1= 小球动能的最小值为: 解得: 15.【答案】（1）；（2）；（3）；（4）287．5J 【详解】（1）设A，B碰撞后B的速度为，到达Q点时速度为，由图像可得: PQ过程由动能定理有: 解得: （2）设A、B碰后A的速度为，B的速度为，由动量守恒、机械能守恒: 解得: （3）由v-t图像可得，传送带的速度: 传送带从Q到H的长度:x=36.25m 物体在传送带上滑动的相对距离为:Δx=1.25m 设物体在传送带上的加速度为a，设传送带动摩擦因数为μ，则: 由图像有: 解得: 滑块B在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量为: （4）由功能关系有: 解得:E=287.5J 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二上学期开学测试 物理试题 考试时间：75分钟 满分：100分 第Ⅰ卷（选择题46分） 一、选择题（共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求。每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错、多选或不选的得0分。） 1.以下关于物理学史和物理规律叙述正确的是（　　） A.牛顿提出了万有引力定律并利用扭秤实验装置测量出万有引力常量 B.第谷用了20年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律 C.库仑利用扭秤实验研究了真空中两个静止点电荷间的相互作用力 D.元电荷e的数值最早是由库仑测得的 2.如图甲所示，电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知xC-xB=xB-xA。该电子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ） A．电子从A到B的过程中静电力做的功等于从B到C的过程中静电力做的功 B．电子在A点的速度大于在B点的速度 C．A点的电场强度小于C点的电场强度 D．B点的电势高于A点的电势 3.两小车P、Q的质量分别为和，将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验，碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为，碰撞时间极短，则（　　） A． B． C． D． 4.如图甲所示，一个质量为的滑块某时刻从左端滑上质量为的木板上，木板初始时静止在地面上且足够长。从滑块滑上木板的时刻开始计时，根据滑块和木板的运动作出了滑块的图像和木板的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．地面对木板的摩擦力向左 B．整个过程系统产生的内能为 C．滑块最终与木板左端相距 D．摩擦力对木板做的功为 5.活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针芯和针鞘被瞬间弹出后仅受到软组织和目标组织的阻力。针鞘质量为m，针鞘在软组织中运动距离d1后进入目标组织，继续运动d2后停下来。若两段运动中针鞘整体受到阻力均视为恒力。大小分别为F1、F2，则针鞘（   ） A．被弹出时速度大小为 B．到达目标组织表面时的动能为F1d1 C．运动d2过程中，阻力做功为(F1＋F2)d2 D．运动d2的过程中动量变化量大小为 6.北京时间2024年9月20日17时43分，我国在西昌卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天启星座29～32星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知卫星的运行速度的三次方v3与其周期的倒数的关系图像如图所示。已知地球半径为R，引力常量为G，卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 地球的质量为 B. 地球密度为 C. 地球表面的重力加速度为 D. 绕地球表面运行的卫星的线速度大小为 7.如图所示的光滑绝缘水平面上，带电小球a固定，带负电的小球b以恒定的角速度绕小球a做匀速圆周运动，此时两小球间的距离为L。现将小球a提升一定高度后固定，小球b以另一角速度ω/还在水平面上做匀速圆周运动，两带电小球之间的距离仍为L，小球b与水平面间的压力刚好为0。已知小球b的质量为m，所带电荷量的绝对值为，两带电小球均可视为质点，静电力常量为k，重力加速度为g。下列说法正确的是 A．小球a可能带负电 B．小球a所带的电荷量为 C．小球a提升后到水平面的高度为 D．ω/= 8.如图所示，水平向右的匀强电场中固定有一绝缘斜面，带电金属滑块以Ek0=30J的初动能从斜面底端A点冲上斜面，恰好运动至顶端B点，之后返回，已知滑块从A点滑到B点的过程中克服摩擦力做功为10J，克服重力做功为24J，则下列说法正确的是（ ） A.滑块带正电，上滑过程中电势能减小4J B.滑块上滑过程中机械能增加4J C.滑块上滑到斜面中点时重力势能增加12J D.滑块返回到斜面底端时动能为15J 9.如图所示，挡板P固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端M与半径为的圆弧轨道MN连接其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点时（物块未到达点），物块对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（     ） A.弹簧的劲度系数为 B.小球到达点时的速度大小为 C.小球到达点时的速度大小为 D.小球到达点时，小球和物块的速度之比为 10.圆心在O点的半球形光滑绝缘容器固定在水平面上，带电量分别为+3q和+2q的小球甲、乙恰好静止在容器内壁A、B两点，AO、BO与竖直线的夹角分别是30°、60°。下列说法正确的是（ ） A.甲、乙两小球的质量之比为 B.甲、乙两小球所受弹力之比为 C.仅互换两小球的电荷量，平衡时两小球的位置将发生变化 D.固定乙小球，缓慢减小甲小球的电荷量，甲小球受到的弹力将逐渐减小 二、实验题（每空2分，共计14分） 11．用如图甲所示的气垫导轨来验证动量守恒定律，在气垫导轨的一端装有位移传感器（图中未画出），A、B两物块（可视为质点）沿同一直线运动并发生正碰，若两物块的质量分别为和，根据电脑记录的A、B两物块在同一时刻与传感器的距离，画出了两物块位置随时间变化的图像（如图乙），其中①为物块B碰前的位置时间图线，②与④为两物块碰后的位置时间图线。 (1)从图中数据可以判断出物块A碰后的图线是_____（选填“②”“③”“④”）； (2)该同学测量质量时，未记录对应的滑块，请你根据图像中数据帮他分析，质量为200g的滑块是_____（选填“A”或“B”）； (3)由题中数据结合图像中提供的信息，可判断两滑块组成的系统在相互作用过程中动量_____（填“守恒”或“不守恒”），这个碰撞_____（填“是”或“不是”）弹性碰撞。 12.某同学用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，电源电动势E＝6V。 先将开关S接1端，待电路稳定后再将开关S接2端，电容器通过定值电阻R放电。电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的图像如图乙所示。 (1)开关接2端的瞬间，通过电阻R的电流方向为________________。（选填“从左到右”或“从右到左”） (2)将开关S接2，t＝2 s时，图中虚线两侧图像与时间轴围成的面积比为2∶1，则t＝2 s时，电容器两极板间的电压U＝________V。 (3)在开关S接1端前，将一块有机玻璃插入电容器两板之间，重复前面操作，则放电时间与原来相比将__________。（选填“不变”、“变长”或“变短”） 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位） 13.冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示，运动员在水平冰面上将冰壶A推到M点放手，此时A的速度，匀减速滑行到达N点时，队友用毛刷开始擦A运动前方的冰面，使A与间冰面的动摩擦因数减小，A继续匀减速滑行，与静止在P点的冰壶B发生正碰，碰后瞬间A、B的速度分别为和。已知A、B质量相同，A与间冰面的动摩擦因数，重力加速度g取，运动过程中两冰壶均视为质点，A、B碰撞时间极短。求冰壶A （1）在N点的速度的大小； （2）与间冰面的动摩擦因数。 14．如图所示，两间距为d的沿竖直方向放置的足够长的平行金属板M、N分别带等量的正负电荷，两极板之间的电压为U，质量为m、电荷量为+q的小球从N板边缘的O点沿与N板成θ=60°的方向以初速度v0射入两极板间，经过一段时间小球返回到N板，整个过程小球未与M板发生碰撞，已知Uq=mgd，重力加速度为g，sin15°=。求∶ (1)小球沿水平方向的速度为零时，小球到O点的水平间距x和竖直间距y； (2)小球返回到N板时到O点的距离h； (3)整个过程中，小球的最小动能Ek。 15. 如图甲所示，在同一竖直面内，光滑水平面与倾角为37°的传送带中间有一段半径R=2.25m的光滑圆弧轨道，其两端分别与水平面及传送带相切于P、Q两点。开始时滑块B静止，滑块A以速度v0向B运动，并发生弹性碰撞，碰后B通过圆轨道滑上传送带。已知传送带顺时针匀速转动，滑块B滑上传送带后的v-t图像如图乙所示，t=7.5s时B离开传送带的上端H点，滑块A的质量M=2kg，滑块B的质量m=1kg，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）碰撞后滑块B的速度； （2）碰撞前滑块A的速度v0； （3）滑块B在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量； （4）若传送带的动力系统机械效率为80%，则因运送滑块B需要多消耗的能量。 5 学科网（北京）股份有限公司 $