北京市第二中学2026-2027学年高一上学期10月阶段检测物理试题

北京二中2026—2027学年度第一学段高一航2班学段考试试卷 物理必修Ⅱ 一、单项选择题（每小题的四个选项中，只有一个选项是正确的，每小题3分，共45分） 1．下列关于物体做曲线运动与受力情况的说法中正确的是（ ） A．物体在变力作用下一定做曲线运动 B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动 C．做曲线运动的物体所受合力的方向一定是变化的 D．做曲线运动的物体所受合力的方向与速度方向一定不在同一条直线上 2．如图所示，小球位于竖直墙右侧点，球的右侧有水平的平行光线。将小球水平向右抛出，球在墙上的影子做 A．变加速运动 B．变减速运动 C．自由落体运动 D．匀速直线运动 3．已知月球绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，则 A．地球表面的重力加速度约是月球绕地球运动的加速度的60倍 B．地球表面的重力加速度约是月球绕地球运动的加速度的3600倍 C．月球绕地球运动的速度大小约是地球第一宇宙速度的60倍 D．月球绕地球运动的速度大小约是地球第一宇宙速度的3600倍 4．据中国国家航天局探月与航天工程中心消息，中国探月工程四期嫦娥七号任务将实现在月球南极着陆，开展极区环境与资源勘查。若嫦娥七号探测器由地面发射后，经地月转移轨道，在点变轨后进入绕月圆形轨道Ⅰ，在点变轨后进入环月椭圆轨道Ⅱ，轨道Ⅱ可视为与月面相切于点。则嫦娥七号（ ） A．在地月转移轨道上运行的最大速度大于11.2 km/s B．在地月转移轨道上经过点需要点火加速才能完成变轨 C．在轨道Ⅱ上经过点时的速度比经过点时的小 D．在轨道Ⅰ上的运行周期比在轨道Ⅱ上的小 5．如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（ ） A．a、b、c、d中，a的加速度最大 B．a、b、c、d中，b的线速度最大 C．a、b、c、d中，c的周期最大 D．a、b、c、d中，d的角速度最大 6．2024年6月，“嫦娥六号”实现世界首次月球背面自动采样返回，采回样品质量1935.3 g。已知月球和地球的质量之比为，半径之比为。下列说法中正确的是（ ） A．月球与地球的第一宇宙速度之比为 B．月球与地球的第一宇宙速度之比为 C．所采样品在月球与在地球上的重力之比为 D．所采样品在月球与在地球上的重力之比为 7．我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。对于两地实验说法正确的是（ ） A．在“天宫”，小球在最高点的速度最小 B．在“天宫”，小球的向心加速度最小为 C．在地面，细绳对小球的拉力最小为 D．在地面，小球的向心力最小为 8．如图所示，用一根绕过定滑轮的细绳把两个物块P和Q拴在一起，用水平力拉物块Q，使其沿水平面向右以速率匀速移动，在P到达滑轮之前（ ） A．P匀速上升，速度比大 B．P匀速上升，速度比小 C．P减速上升 D．P加速上升 9．河水由西向东流，河宽为800 m，河中各点的水流速度大小为，各点到较近河岸的距离为，与的关系为，让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船在静水中的速度大小恒为，下列说法正确的是（ ） A．小船渡河的轨迹为直线 B．小船在河水中的最大速度是 C．小船渡河的时间可能小于 D．小船在距南岸处的速度小于距北岸处的速度 10．在中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样的一个实验，如图所示，将一根足够长的轻质细绳穿过内壁和端口光滑的细空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒，使金属球做匀速圆周运动，网袋保持静止（未与空心圆筒接触）。不计空气阻力，对于不同稳定转速的金属球，下列说法正确的是（ ） A．绳子的拉力等于金属球的向心力 B．金属球转速越快，网袋的位置越高 C．金属球转速越快，其线速度越小 D．金属球转速越快，空心圆筒上方的细绳与竖直方向的夹角越大 11．武直十是我国最新型的武装直升机。在某次战备演习中，山坡上有间距相等的、、、的四个目标点，武直十在山坡目标点同一竖直平面内的某一高度上匀速水平飞行，每隔相同时间释放一颗炸弹，已知第一、二颗炸弹恰好落在、两个目标点，则（ ） A．炸弹落地的时间间隔相等 B．第三颗炸弹落在之间 C．第三颗炸弹恰好落在点 D．第一颗炸弹在点正上方释放 12．如图所示，甲乙两位同学正对竖直墙壁进行投球游戏，两人投球时出手点均在地面点正上方，结果两人投出的球都正好垂直打在墙壁上的同一点，已知甲投球时球离开手时速度大小为，方向与竖直方向夹角为；乙投球时球离开手时速度大小为，方向与竖直方向夹角为。不计空气阻力，则为（ ） A． B． C． D． 13．风洞是进行空气动力学研究最有效的工具之一，我国最新的JF22风洞创造了全球最快30马赫风速的奇迹。如图所示，风洞能对进入其中的物体始终施加一个水平恒力。一小球从地面的点以大小为的初速度竖直向上抛出，在点落回地面，小球离开地面的最大高度等于间的距离，则小球在运动过程中的最小速度为（ ） A． B． C． D． 14．如图（俯视图），用自然长度为，劲度系数为的轻质弹簧，将质量都是的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q和点恰好组成一个边长为的正三角形。已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（ ） A．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力最小 B．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小 C．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的合力大小均为 D．当物体P、Q两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为 15．星下点监控可实时显示卫星的运行状态。卫星和地心的连线与地球表面的交点称为星下点，即卫星在地面上的投影点。某卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动，其轨道如图甲中虚线所示。该卫星的监控画面如图乙所示，下方数值表示经度，曲线是星下点的轨迹展开图，图中给出了卫星第Ⅰ圈、第Ⅱ圈和第Ⅲ圈的星下点轨迹展开图，其中点是第Ⅰ、Ⅱ圈的星下点轨迹展开图的一个交点。已知地球自转周期为24 h，卫星绕行方向如图甲所示。下列说法正确的是（ ） A．该卫星第Ⅰ、Ⅱ圈星下点经过点的时间间隔等于该卫星的运行周期 B．根据赤道与星下点轨迹展开图的交点，可知该卫星的运行周期约1.5 h C．若地球没有自转，则该卫星的星下点轨迹为一个点 D．地球静止轨道卫星的星下点轨迹可能经过点 二、实验题（本大题共2小题，共14分） 16．为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力和角速度的数据。 （1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和__________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度__________。 （2）以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线斜率为，则滑块的质量为____________________（用、、表示）：图线不过坐标原点的原因是___________________________________________________________________________。 17．炎热的夏天，水上娱乐成了人们喜欢的项目，玩具水枪几乎成了水上娱乐的必备玩具，而水枪的喷水速度是决定水枪性能好坏的重要因素。小明同学充分利用自己所学的平抛知识来研究水从枪口喷出时的初速度。他将固定有水平杆的支架放在桌面上，杆的右端用一细线悬挂一重物，然后将水枪架在水平杆上，并将喷嘴调为水平，用力挤压水枪扳机后，细水柱沿喷嘴喷出，用手机拍摄并将照片打印出来，如图甲所示。设该段细水柱可认为是均匀水平喷出的，不计空气阻力。 （1）水平杆的右端用一细线悬挂一重物的主要目的是__________。 A．确定水平抛出的初位置 B．增加支架的配重 C．确定竖直方向 （2）用刻度尺量出照片中水平杆长为，平抛水平位移为，实际水平杆长为。由上可知，细水柱平抛的实际水平位移为__________（用、、表示）。 （3）为了求出水从枪口喷出时的初速度，小明将拍摄照片上的轨迹通过（2）问的比例换算得到如图乙所示的曲线，并在该曲线上选取了、、三点，其中、沿细线方向的实际距离分别为、，垂直于细线方向的实际距离分别为、。已知重力加速度为，则可求出喷水时的初速度__________（用题中所给字母表示）。 三、计算题（本题共4小题，共41分） 18．一位同学做了这样一个实验：手握轻绳的一端，另一端系一金属小球，小球下方吸附一块小磁铁，使小球在竖直平面内做圆周运动。该同学经过反复尝试发现，当小球速度达到某一值时，小磁铁将被甩脱。 （1）他将上述过程简化为如下模型：伸长的轻绳一端系一金属小球，小球下方吸附一质量为的小磁铁，轻绳的另一端固定在点，测得点离地面的高度为，绳长为。使吸附着小磁铁的小球（可以将小球和小磁铁组成的整体看作质点）在竖直平面内绕点做圆周运动。若小球某次运动到最低点时，磁铁恰好脱离小球沿水平方向飞出，通过水平距离后落地。已知重力加速度为，忽略空气阻力。 a．求磁铁脱离前瞬间的速度大小及小球与磁铁之间的相互作用力大小； b．保持点的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若磁铁仍运动到最低点时恰好脱离小球沿水平方向飞出，要使磁铁抛出的水平距离最大，绳长应是多少？ （2）实际上，为了使小球转动得越来越快，握绳的手也是运动的，而且绳子牵引小球的方向并不与小球的运动方向垂直。以上实验中，改变小球运动速度的力主要是绳子的牵引力，为简化问题和研究方便，我们可以忽略在该问题中起次要作用的重力。请分析：使小球加速转动时，绳子牵引小球的方向与小球的运动方向不垂直，原因是什么。 19．宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为的星球A和星球B。在星球A上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，如图（a）所示，P由静止向下运动，其加速度与弹簧的压缩量间的关系如图（b）中实线所示。在星球B上用完全相同的弹簧和物体P完成同样的过程，其关系如图（b）中虚线所示。已知两星球密度相等。星球A的质量为，引力常量为。假设两星球均为质量均匀分布的球体。 （1）求星球A和星球B的表面重力加速度的比值； （2）求星球B的质量； （3）若将星球A和星球B看成是远离其他星球的双星模型，求两星球做匀速圆周运动的周期。 20．科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质在做彼此远离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样。如图1所示，以某一点为观测点，以质量为的星系P为观测对象，以P到点的距离为半径建立球面。已知星系P受到的万有引力相当于球内质量集中于点对P的引力，质量均匀分布的球壳对壳内质点万有引力的合力为零，引力常量为。 （1）设星系P到点的距离为时，宇宙的密度为。 a．求此时星系P受到的引力大小。 b．请推导宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小随距离变化的关系式。 （2）根据最新天文观测，科学家推测星系不仅受引力作用，而且受到斥力影响，斥力作用来源于“暗能量”。我们将其简化如下：科学家所说的“暗能量”是一种均匀分布在整个宇宙空间中的能量，它具有恒定的能量密度（单位体积内所含的能量），且不随宇宙的膨胀而变化，暗能量会产生等效的“排斥力”。某同学对此“排斥力”做了如下猜想：其作用效果可视为球面内某种密度均匀且恒为的“未知物质”产生与万有引力方向相反的排斥力，排斥力的大小与万有引力大小的规律相似，“排斥力常量”为。请基于上述简化模型和猜想，推导宇宙膨胀过程星系P受到的斥力大小随距离变化的关系式。 （3）根据（1）（2）中的简化模型和猜想，星系P同时受到引力与斥力的作用。以星系P受到斥力的方向为正方向，在图2中定性画出合力随距离变化的图线。 21．在汽车发动机的平衡轴系统中，会用到类似的转动结构来确保发动机运转平稳。平衡轴上有多个部件通过铰链连接，简化后如图所示。四根轻杆、、和与两小球以及小环通过铰链连接。球和环的质量均为，相当于平衡轴上特定部件。轻杆长均为。端固定的竖直轻质转轴类似于平衡轴本身，而连接在与小环之间的轻质弹簧，原长为。在发动机运转不同工况下其长度会变化。当汽车处于怠速状态，相当于装置静止时，弹簧长为；而当汽车加速，发动机转速升高，就如同转动该装置并缓慢增大转速，小环会缓慢上升。在这个过程中，研究弹簧的劲度系数、杆中弹力为零以及弹簧弹力为零时的角速度等情况，对于优化平衡轴系统设计，减少发动机振动，提升汽车行驶的舒适性和稳定性至关重要。已知忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，求： （1）弹簧的劲度系数； （2）杆中弹力为零时，装置转动的角速度； （3）弹簧弹力为零时，装置转动的角速度。 四、附加题（本题共2小题，共20分） 22．如图所示，一质点在光滑水平桌面上受水平恒力作用，先后经过、两点，速度方向偏转。已知经过点的速度大小为、方向与连线夹角为，连线长度为。对质点从到的运动过程，求： （1）质点经过点时的速度大小为____________________。 （2）质点在此过程中的最小速度大小为____________________。 （3）恒力方向与连线的夹角大小为____________________。 23．阅读下面两则材料，回答问题。 材料Ⅰ：理论和实验证明：由于地球自转的原因，向东高速行驶的列车对水平轨道的压力与其处于静止状态时对水平轨道的压力相比较，显著减少。这种现象称为“厄缶效应”。如图所示，设想在地球赤道线上，有一个总质量为的高速列车正在以相对地面的速度为，沿水平轨道向东行驶。已知地球半径为，地球自转周期为，地球视为质量均匀球体。这列车运动过程中与静止状态比较，分析对水平轨道显著减小的压力。 材料Ⅱ：当物体相对于地球表面运动时，会受到“地转偏向力”的影响。“地转偏向力”不是物体真实受到的力，是由于地球自转而产生的惯性效应。其原因是：除南北两极外，地球上各纬度的自转角速度相同，但自转线速度不同。在北半球，物体由北向南运动的过程中，由于惯性，物体随地球自转的线速度相对地表显得慢了，因此表现出向前进方向的右侧偏转的现象。“地转偏向力”对地球上所有移动的物体，例如运行的高铁、火箭发射等都会产生影响，“地转偏向力”在极地最显著，向赤道方向逐渐减弱直到消失在赤道处。1851年，法国物理学家傅科在巴黎的教堂用摆长67 m、直径约30 cm、质量为28 kg的铁球制成的单摆（傅科摆），通过观察“地转偏向力”对单摆运动产生的影响可以证实地球在自转。 根据以上两则材料信息，结合所学知识，回答下面问题： （1）在材料Ⅰ中，减小的压力大小为____________________。 （2）材料Ⅱ中，在地球南半球，由南向北运动的高铁，在前进方向上对轨道的左侧压力__________右侧压力（填“大于”、“小于”、或“等于”）。 学科网（北京）股份有限公司 $