湖南长沙市望城区第二中学2026-2027学年高二上学期开学物理试题

**基本信息** 2026年高二开学物理试卷聚焦运动和相互作用、能量观念，通过神舟二十三号发射、福建土楼防御物资搬运等科技与文化情境，结合蹦极、跑操等生活实例，考查开普勒定律、曲线运动等核心知识，凸显科学思维与探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|开普勒定律、速度-位移图像、功与运动|以行星运动、蹦极情境考查物理观念，基础巩固与图像分析结合| |多选题|4/20|天体运动、弹簧a-t图像、曲线运动分速度|神舟飞船变轨问题体现科技前沿，综合考查科学推理| |实验题|2/14|平抛运动研究、滑轮转动动能测量|频闪照片分析与光电门实验设计，培养科学探究能力| |解答题|3/42|运动合成、轨道运动综合、斜面圆弧能量|从跳伞运动合成到轨道多过程问题，层次递进，适配开学检测需求|

2026年下学期高二开学考试 物理 一、单选题(共6小题,共24分) 1.（4分）关于行星的运动，以下说法正确的是(  ) A.由开普勒第一定律可知，所有行星都围绕太阳做椭圆形运动，太阳是这些椭圆的中心 B.由开普勒第二定律知，地球和火星围绕太阳运动时，在相同的时间内它们和太阳的连线扫过的面积相等 C.由开普勒第三定律可知，地球与火星到太阳的距离之比的三次方，等于它们围绕太阳运动周期之比的二次方 D.太阳对地球的引力大于地球对太阳的引力，所以地球围绕太阳运动，而不是太阳围绕地球运动 2.（4分）研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度-位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的是(  ) A.弹性绳原长约为15m B.当运动员下降10m时，处于超重状态 C.当运动员下降约15m时，绳的弹性势能最大 D.当运动员下降20m时，其加速度正在增大 3.（4分）福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图(a)所示。承启楼外楼共四层，各楼层高度如图(b)所示。同一楼层内部通过直径约50 m的圆形廊道连接。若将质量为100 kg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处，再用100 s沿廊道运送到N处，如图(c)所示。重力加速度大小取10 m/s2，则 （      ）  A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为5 400 J B.该物资从M处被运送到N处的过程中，克服重力所做的功为78 500 J C.从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为78.5 m D.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为0.5 m/s 4.（4分）一平直河流的河宽为d，河水匀速流动，甲、乙两船在静水中的速度分别为、。现两船自同一点同时开始渡河，、与河岸的夹角如图所示，、。两船经时间t同时到达对岸，甲恰好到达正对岸的B点，乙到达下游的C点。、均为未知量，，则() A.河水流速大小为 B. C.B、C两点的距离为 D.若船头方向可调，则甲船渡河的最短时间为 5.（4分）如图为某校学生跑操的示意图，跑操队伍宽d＝3 m，某时刻队伍前排刚到达出口的B端，正在A点的体育老师准备从队伍前沿直线匀速横穿到达对面出口BC，且不影响跑操队伍，已知学生跑操的速度v＝2 m/s，出口BC宽度L＝4 m，则以下说法正确的是(　　) A.体育老师只能沿直线AC到达出口 B.体育老师可能沿直线AD到达出口 C.体育老师的速度一定为1.5 m/s D.体育老师到达对面出口的时间可能大于2 s 6.（4分）如图所示，在水平地面上有一个表面光滑的直角三角形物块M，长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于O点(O点固定于地面上)，上端连接小球m，小球靠在物块左侧，水平向左的推力F施于物块，整个装置静止。若撤去力F，下列说法正确的是(　　) A.物块先做加速运动，后做减速运动直至静止 B.小球与物块分离时，轻杆中有力 C.小球与物块分离时，若轻杆与水平地面成α角，小球的角速度大小为ω，则物块的速度大小是ωL sin α D.小球落地的瞬间与物块分离 二、多选题(共4小题,共20分) 7.（5分）2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船发射成功，随后成功与中国空间站完成对接。如图所示为其发射原理简化图，飞船先被发射至近地圆轨道Ⅰ，在近地轨道Ⅰ上的P点调整至椭圆轨道Ⅱ，最后在椭圆轨道Ⅱ上的远地点Q调整至圆形轨道Ⅲ。已知P、O、Q在同一条直线上，关于飞船，下列说法正确的是( ) A.发射速度为11.2 km/s B.在Ⅰ轨道上的运行周期大于在Ⅱ轨道上的运行周期 C.在P点的加速度大于在Q点的加速度 D.在Ⅰ轨道做匀速圆周运动的速度大于在Ⅱ轨道上Q点的速度 8.（5分）如图甲所示，水平地面上竖直放置一轻质弹簧，小球从弹簧正上方的某一高度由静止释放。当小球与弹簧接触时开始计时，小球与弹簧接触过程中的a-t图像如图乙所示。t2时刻为图像的最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.整个过程小球的机械能守恒 B.t2时刻小球的动能最大 C.t2~t3阶段内，小球的机械能增大 D.小球在t1时刻和t3时刻的动能相同 9.（5分）足够大光滑水平桌面上的小球在沿桌面方向的恒力作用下做曲线运动，以小球出发点为坐标原点，沿桌面水平向右方向为轴，沿桌面向上方向为轴建立平面直角坐标系。时刻，小球的初速度大小为，方向沿轴方向，小球运动的过程中在轴和轴上的分速度和的关系图像如图所示。已知时刻小球的速度最小，下列说法正确的是() A.小球的加速度为 B.小球的最小速度为 C.时，小球距轴的距离最远 D.小球距轴的最远距离为 10.（5分）如图，B球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，竖直平台与轨迹相切且高度为R，当B球运动到切点时，在切点正上方的A球水平飞出，速度大小为，g为重力加速度大小，为使B球在运动一周的时间内与A球相遇，从B球运动到切点时开始计时，则下列说法正确的是(　　) A.相遇时，一定发生在t＝时刻 B.A球做平抛运动的位移一定为2R C.B球做匀速圆周运动的速率一定为 D.B球做匀速圆周运动的周期一定为 三、实验题(共2小题,共14分) 11.（6分）某实验小组用图甲、乙所示的装置研究平抛运动的特点。 (1) 如图甲所示，让完全相同的小球a和b从两个相同弧面轨道顶端由静止释放，两弧面轨道末端水平，忽略空气阻力，多次实验两小球均在水平面上相撞。该现象表明，平抛运动在水平方向的分运动是                  运动； (2) 如图乙所示，当完全相同小球c、d处于同一高度时，一名同学用小锤轻击弹性金属片，使球d水平飞出，同时松开球c下落，忽略空气阻力，另一名同学在小球触地反弹后迅速抓住小球，重复实验，每次均只听到一次小球落地的响声。该现象表明，平抛运动在竖直方向的分运动是                  运动； (3)用频闪照相记录了某小球平抛的四个位置，如图丙，其中正方形小方格边长为0.9cm，重力加速度m/s，该小球做平抛运动的初速度大小为                  m/s。(结果保留两位有效数字) 12.（8分）某实验小组想研究滑轮转动时的动能与转动角速度的关系，特设计了如下实验装置。细绳跨过固定在铁架台上的待测滑轮，两端分别悬挂质量为的重锤1(含遮光片)、质量为的重锤2，、已知且。实验步骤如下： (1)实验前，该小组同学首先用游标卡尺测量遮光片的宽度，如图所示，则遮光片的宽度                  cm。 (2)用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离以及待测滑轮的直径。 (3)启动光电门，释放重锤1，用光电计时器测出遮光片的遮光时间。 (4)若运动过程中细绳与滑轮未打滑，则可求出此时滑轮的角速度                  ，滑轮转动的动能                  。(均用题中物理量的符号表示) (5) 若考虑空气阻力，该小组测量的滑轮转动动能与实际值相比                  。(选填“偏大”、“偏小”或“相等”) 四、解答题(共3小题,共42分) 13.（12分）跳伞是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。一质量为的运动员从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，在下落过程中受到一水平方向吹来的大小为的恒定风力的作用。重力加速度，在此过程中除重力和风力以外不计其他力。求： (1)运动员由静止开始下落过程中所用的时间； (2)运动员由静止开始下落时的速度大小。 14.（14分）如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R＝1.0m，BC段长L＝1.5m．弹射装置将一个小球(可视为质点)以的水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，落地点D离开C的水平距离s＝2m，不计空气阻力，g取10m/s2．求： (1) 小球在半圆轨道上运动时的角速度ω和加速度a的大小； (2) 小球从A点运动到C点的时间t； (3) 桌子的高度h． 15.（16分）如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道的下端与光滑的圆弧轨道相切于，是最低点，圆心角，与圆心等高，圆弧轨道半径为，现有一个质量为可视为质点的小物体，从点的正上方点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端处。已知距离为，物体与斜面之间的动摩擦因数。重力加速度为。(取，)，求： (1)物体第一次到达点时的速度大小； (2) 物体第一次到达C点时的对轨道的压力； (3)斜面的长度； (4)若可变，求取不同值时，物块在斜面上滑行的路程。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年下学期高二开学考试 物理 一、单选题 1.C【解析】开普勒第一定律指出行星绕太阳沿椭圆轨道运动，但太阳位于椭圆的一个焦点上，而非中心，A错误；由开普勒第二定律可知，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，是针对同一个中心天体而言的，若中心天体不同，则不能根据开普勒第二定律比较分析，B错误；开普勒第三定律公式为，由于地球与火星做环绕运动的中心天体均为太阳，k相同，故可根据公式推导：地球与火星轨道半长轴的三次方之比等于它们公转周期的平方之比，C正确；太阳与地球间的引力为相互作用力，大小相等，方向相反，地球绕太阳运动是因太阳质量远大于地球，D错误。故选C。 2.D【解析】对运动员受力分析可知，其受重力与弹性绳弹力共同作用，根据牛顿第二定律可知运动员速度最大时，加速度为0，由平衡条件可知弹性绳的弹力等于重力，此时弹性绳处于伸长状态，所以弹性绳的原长小于15m，A错误；由图像可知，运动员下降10m过程中仍然处于加速过程，故加速度方向向下，处于失重状态，B错误；当运动员下降到速度为0时，绳的弹性势能最大，由图可知，该位置在25m之后，C错误；当运动员下降20m时，速度在减小，说明向上的弹力大于竖直向下的重力，且随着位移增大，弹性绳的伸长量增大，根据牛顿第二定律可得加速度为，可知加速度正在增大，D正确。故选D。 3.A【解析】该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为W克G＝mgΔh＝100×10×(2.7＋2.7) J＝5 400 J，故A正确；该物资从M处被运送到N处的过程中，由于M、N高度差为零，所以克服重力做功为零，故B错误；从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为50 m，故C错误；从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为v＝＝≈m/s＝0.785m/s，故D错误。 4.B【解析】两船在垂直于河岸方向的分速度分别为，，由于两船同时从同一地点出发并同时到达对岸，说明它们在垂直于河岸方向的运动时间相同，由运动学公式有，可得两船在垂直于河岸方向的分速度相等，即，可得甲、乙两船的速度大小之比为，即，B正确；甲船恰好到达正对岸的点，说明甲船在沿河岸方向的合速度为零，即，由，整理上式解得甲船的速度为，水的速度为，乙船沿河岸方向的合速度为，由，可得乙船沿河岸方向的合速度为，因此、两点间的距离即为乙船在沿河岸方向的位移，A、C错误；若船头方向可调，当甲船头垂直于河岸正对对岸航行时，渡河时间最短，最短时间为，而在初始状态下，由上述分析可知有，整理上式可得，即最短时间为，D错误。故选B。 5.B【解析】由题可知，老师需跑在学生前面且不影响跑操队伍，所以将老师的速度分解为平行BC方向和垂直BC方向，在平行BC方向，老师的速度v2需要大于等于学生的速度，即v2≥2 m/s，学生通过出口的时间t＝＝2 s，所以老师到达对面出口的时间不能大于2 s，老师在垂直BC方向的速度v1≥＝1.5 m/s，所以老师的速度v0≥＝2.5 m/s，当老师垂直BC方向的速度大于1.5 m/s，则会在C点右边到达出口，当老师平行BC的速度为2 m/s，垂直BC的速度为3 m/s时，老师沿AD直线到达出口。故B正确，A、C、D错误。 6.C【解析】当撤去力F后，随着直角三角形物块M向右运动，小球 m边转动边随同直角三角形物块M向右运动，因为小球 m对直角三角形物块M有向右的力，所以物块M先做加速运动，当两者分离后两者作用力为0，又由于物块表面光滑，所以接着做匀速运动，故A错误；由于物块分开后做匀速运动，所以小球与物块分离时两者水平方向加速度为0，且两者之间作用力也为0，又因为杆为可动杆，作用力沿杆，若杆有作用力必然有水平方向分力，与实际不符，故小球与物块分离时，轻杆中无力，故B错误；如图所示，两物体水平速度相同，小球角速度为ω，则小球的线速度v＝ ωL，方向垂直杆向下，然后分解为水平速度，vx＝ωL sin α，即为两物体分离时物块的速度，由于小球落地前水平方向会减速，在落地瞬间水平速度减为0，但物块分离后做匀速运动，因此在落地前小球和物块已分离，故C正确，D错误。 二、多选题 7.CD【解析】由题意可知，飞船没有脱离地球的引力范围，可知发射速度小于第二宇宙速度11.2km/s，A错误；根据开普勒第三定律，因轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅱ的半长轴，可知在Ⅰ轨道上的运行周期小于在Ⅱ轨道上的运行周期，B错误；根据万有引力提供向心力可得，解得，因P点距离地球的距离较小，可知飞船在P点的加速度大于在Q点的加速度，C正确；根据牛顿第二定律可得，解得，可知在Ⅰ轨道做匀速圆周运动的速度大于在Ⅲ轨道上的速度，而由Ⅱ轨道到Ⅲ轨道要在Q点加速，可知在Ⅰ轨道做匀速圆周运动的速度大于在Ⅱ轨道上Q点的速度，D正确。故选CD。 8.CD【解析】整个过程小球与弹簧组成的系统只有重力和弹簧弹力做功，机械能守恒，由于存在弹簧弹力对小球做功，所以小球的机械能不守恒，A错误；由图乙可知t2时刻，小球的加速度最大，方向向上，此时小球处于最低点位置，小球的动能为0，B错误；由图乙可知t2~t3阶段内，小球向上加速运动，弹簧弹力对小球做正功，由，可知小球的机械能增大，C正确；由图乙可知小球在t1时刻和t3时刻的加速度均为0，则小球处于同一位置，其重力势能和弹性势能都相同，由于系统机械能守恒，所以小球在t1时刻和t3时刻的动能相同，D正确。故选CD。 9.BD【解析】由题意可知，小球在恒力作用下做匀变速曲线运动，结合题图可知，方向初速度为，做匀加速直线运动；方向初速度为，做匀减速直线运动。设方向加速度为，y方向加速度大小为，根据矢量合成法则可得合加速度大小，由图可知和满足关系，结合匀变速直线运动规律可得，，代入得，因此，合速度大小平方，根据数学知识可知，当时，小球的速度取得最小值。因此，在时刻，，，解得，，可得小球实际加速度，A错误；时刻速度最小，合速度大小，B正确；小球距轴最远时，方向速度减为，此时，解得，C错误；小球方向做匀减速直线运动，初速为，末速度为零，这个过程的平均速度为，小球距轴的最远距离为，D正确。故选BD。 10.AB【解析】由题意知相遇时间即为A球做平抛运动的时间，A球的平抛时间为t＝，故A正确；A球做平抛运动的水平位移大小x＝v0t＝＝R，A球做平抛运动的位移为x合＝＝2R，故B正确；A球的落点在圆周上，从上向下看有两种可能，如图所示： 由几何知识知A球水平位移与直径夹角为30°，若在C点相遇，B球转过角度为π，则B的速度大小为v＝＝＝，B球做匀速圆周运动的周期为T＝3t＝3；若在D点相遇，B球转过的角度为π，则B球的速度大小为v＝＝＝，B球做匀速圆周运动的周期为T＝t＝，故C、D错误。 三、实验题 11. (1) 匀速直线； (2) 自由落体； (3) 0.60 【解析】(1) a小球做平抛运动，b小球在做匀速直线运动，多次实验两小球均在水平面上相撞，说明a小球水平方向的运动规律与b小球相同，即平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。 (2) 小锤轻击弹性金属片，d球自由下落，c球平抛，两球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。 (3)由于平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动，根据匀变速直线运动的位移差公式，有，结合题意可知，联立解得打点时间间隔为，因此小球做平抛运动的初速度大小为 12. (1) 0.42； (4)，； (5) 偏大 【解析】(1) 游标卡尺是10分度，最小分度值0.1mm，读数时不需要估读，主尺读数为4mm，游标尺第2个格与主尺对齐，读数为d=4mm+2×0.1mm=4.2mm=0.42cm； (4)根据光电计时器测量原理，可得遮光片穿过光电门时的速度，由于运动过程中细绳与滑轮未打滑，所以线速度等于滑轮边缘线速度，根据线速度与角速度的关系可得物块的角速度为；两物块运动过程中，重力势能减少量等于两重锤动能与滑轮转动动能之和，则系统减少的机械能，两物块增加的动能，由于未打滑，不存在摩擦生热，所以可认为系统机械能守恒，滑轮增加的转动动能 (5) 由于存在空气阻力，部分重力势能用来克服阻力做功，系统机械能减小，即减小的重力势能大于增加的动能，所以计算出的动能比实际值偏大。 四、解答题 13. (1)；(2) 【解析】(1)由题可知，运动员在竖直方向做自由落体运动，则有 代入数据解得运动员由静止开始下落过程中所用的时间为 (2)水平方向运动员做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 运动员由静止开始下落时水平方向的速度大小为 运动员竖直方向上做自由落体运动，竖直方向的速度大小为 故运动员由静止开始下落时的速度大小为 14. (1) 5rad/s    25m/s2 (2) 0.928s (3) 0.8m 【解析】(1)小球在圆轨道中点P的角速度：， 向心加速度：． (2)小球从A到B的时间： 从B到C的时间： 则小球从A到C的时间：． (3)小球从C到D的过程有： 解得：． 15. (1) (2)，方向竖直向下 (3) (4)①若，②若，③若， 【解析】(1) 设物体到达D点的速度为，从到D，物体做自由落体运动，只受重力 由动能定理得 整理上式解得物体到达D点的速度为 (2)从到C，圆弧轨道光滑，只有重力做功 根据动能定理可得 在C点，由重力与支持力的合力提供向心力有 整理上式解得物块所受支持力的大小为 根据牛顿第三定律可得物体第一次到达C点时的对轨道的压力为9mg； (3)从到，由动能定理得 整理上式解得斜面长为 (4)设动摩擦因数为时物块刚好能静止在斜面上 则根据平衡条件有 整理上式解得斜面的动摩擦因数为 ①若，物块将滑出斜面，则物块的路程为 ②若，则 所以物块在斜面上多次往返，最后在点速度为零 则对于全程由能量守恒定律可得 整理上式解得物块在斜面上运动的总路程为 ③若，则 物块将停在斜面上，则有 整理上式解得物块在斜面上运动的总路程为 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $