宁夏回族自治区石嘴山市第一中学2025-2026学年高二上学期开学考试物理试题含答案解析

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一、单选题。
1. 如图所示，圆盘在水平面内以角速度绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴处的点有一质量为的小物体相对圆盘静止随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力不变
B. 圆盘停止转动前，小物体运动一圈摩擦力做功大小为
C. 圆盘停止转动前，小物体相对圆盘有沿切线方向的运动趋势
D. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程中摩擦力的功大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．圆盘停止转动前，小物体做匀速圆周运动，对物体分析可知，重力与支持力平衡，由静摩擦力提供向心力，则有
可知小物体所受摩擦力大小一定，方向时刻发生变化，A错误；
B．根据上述，圆盘停止转动前，摩擦力方向始终与速度方向垂直，即摩擦力不做功，则圆盘停止转动前，小物体运动一圈摩擦力做功0，B错误；
C．根据上述，圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力方向指向圆心，则小物体相对圆盘有沿半径向外的运动趋势，C错误；
D．圆盘停止转动后，小物体做匀减速直线运动，则有
由于
解得
即圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程中摩擦力的功大小为，D正确。
故选D。
2. 若某航天器绕靠近土星表面的圆形轨道做匀速圆周运动，运行圈历时，视土星为均匀球体，引力常量为，不考虑土星自转。则土星的平均密度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】航天器绕土星表面附近做圆周运动，轨道半径近似等于土星半径。运行圈历时，周期。
万有引力提供向心力
可得
土星体积
密度公式
代入周期可得
故选A。
3. 如图甲所示，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行播种。先后抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度大小分别为2v和v，其中谷粒1的速度方向水平，谷粒2的速度方向斜向上，与水平方向成37°角。忽略空气阻力，已知重力加速度为g，，，则（ ）
A. 谷粒2从O点运动到最高点所用时间为
B. 谷粒1、2从O到P的运动时间之比为2∶5
C. O、P两点间的水平距离为
D. O、P两点间的竖直距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A．谷粒2竖直分速度为，运动到最高点所用时间为，故A错误；
BCD．设谷粒1、2从O到P的运动时间分别为、。
由运动合成与分解规律，对谷粒1有
对谷粒2有
联立得，，，故B正确，CD错误
故选B。
4. 某航天器绕地球运行的轨道如图所示。航天器先进入近地圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P、Q两点。则航天器（ ）

A. 在轨道2由P点到Q点的过程机械能增加
B. 从轨道2变到轨道3需要在Q点点火加速
C. 在轨道3的机械能小于在轨道1的机械能
D. 正常运行时在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．在轨道2由P点到Q点的过程只有万有引力做功，机械能守恒，故A错误；
B．从轨道2变到轨道3，轨道半径变大，需要在Q点点火加速使其做离心运动，故B正确；
C．从轨道1到轨道2需要点火加速，从轨道2到轨道3也需要点火加速，即从轨道1到轨道3除了万有引力的其他力对卫星做正功，机械能增大，即在轨道3的机械能大于在轨道1的机械能，故C错误；
D．根据牛顿第二定律
可得
可知正常运行时在轨道2上Q点的加速度等于在轨道3上Q点的加速度，故D错误。
故选B。
5. 如图，离地面高h处有甲、乙两个小球，甲以某一初速度水平射出，同时乙以相同大小的初速度沿倾角为45°的光滑固定斜面滑下，已知重力加速度为g，空气阻力不计。若要使甲、乙同时到达地面，则初速度应等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知甲、乙运动的时间
根据牛顿第二定律得，乙沿斜面运动的加速度满足
解得
斜面的长度
则对乙有
代入数据得
解得
故选C。
6. 甲、乙两物体的速度分别为、，丙、丁两物体的加速度分别为、下列说法正确的是（ ）
A. 甲物体的速度大于乙物体的速度
B. 丙物体的加速度大于丁物体的加速度
C. 若乙物体做匀速直线运动，则1s内乙物体的位移大小为5m
D. 丁物体不可能做匀加速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB．矢量的正负表示方向不表示大小，矢量的大小看数值，所以甲的速度小于乙的速度，丙的加速度小于丁的加速度，AB错误；
C．位置的变动表示物体发生了位移，若乙做匀速直线运动，则1s内乙的位移大小为5m，C正确；
D．若丁物体的速度方向和加速度方向相同，则其做匀加速直线运动，D错误。
故选C。
7. 假设地球可视为质量均匀分布的球体，地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，若地球表面上的质点与地心O的连线与赤道平面的夹角为60°。其他条件不变，则质点位置的向心加速度为（ ）
A. B. C. D. g0－g
【答案】A
【解析】
【详解】根据重力和万有引力的关系，在两极有
在赤道有
则在与赤道平面的夹角为60°的质点的向心加速度为
解得
故选A。
二、多选题。
8. 如图甲所示AB是某电场中的一条电场线。若将一正电荷从A点处由静止释放，正电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的图像如图乙所示。下列关于A、B两点的电势高低和电场强度大小关系中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】由图可知，正电荷做加速度增大的加速运动，所受电场力由A指向B，即电场线沿AB方向，有
根据牛顿第二定律
可得
故选AD
9. 2022年北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛在张家口云顶滑雪公园举行，中国选手徐梦桃夺得冠军。她在一次滑行中沿“助滑区”坡道保持同一姿态下滑了一段距离，重力对她做功1900J，她克服阻力做功100J。徐梦桃在此过程中（ ）
A. 动能增加了2000JB. 动能增加了1800J
C. 重力势能减小了2000JD. 重力势能减小了1900J
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由题意，根据动能定理有
代入数据可得
故A错误，B正确；
CD．根据重力做功与重力势能的关系可知，重力对她做了1900J的正功，则其重力势能减小1900J，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m 的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑过程中( )．
A. 圆环机械能守恒
B. 弹簧的弹性势能先增大再减小后增大
C. 弹簧的弹性势能变化了mgh
D. 弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大
【答案】BC
【解析】
【详解】圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力，所以圆环的机械能不守恒，故A错误；根据几何关系可知弹簧先缩短后再伸长，故弹簧的弹性势能先增大再减小再增大，故B正确；如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，系统内只有重力和弹簧的弹力做功，则系统的机械能守恒，所以在杆的最低点时，弹性势能的增加量就等于重力势能的减少量即mgh，故C正确；根据系统的机械能守恒，弹簧弹性势能最大时圆环的速度最小，故D错误；故选BC
三、实验题。
11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图中，是一个带正电的带电体，系在绝缘丝线上带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
（1）为探究静电力与电荷间距离的关系，保持带电体的位置和电荷量不变，把电荷量_____________（填“相同”或“不同”）的小球系在丝线上，先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。这里用到的实验方法是_______________（填“控制变量法”“理想实验法”或“微小量放大法”）。
（2）实验时丝线悬挂的小球质量为，重力加速度大小为，可认为带电体与小球在同一水平线上，当小球偏离竖直方向的角度为时保持静止，小球所受静电力大小为__________（用、、表示）。
【答案】（1） ①. 相同 ②. 控制变量法
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1] 把电荷量相同的小球系在丝线上，先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
[2] 此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再使小球处于同一位置，改变小球所带电荷量，比较小球所受静电力的大小，是采用了控制变量的方法 。
【小问2详解】
对小球进行受力分析如图所示
由平衡条件可知，小球所受电场力大小为
12. 某实验小组用如图甲所示的装置来完成“验证机械能守恒定律”实验，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质滑轮，F为光电门，C为固定在物块A上、宽度为d的遮光条，物块B与物块A用跨过滑轮的细绳连接。铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的距离为h。让遮光条C与位置O对齐，让物块A由静止开始下降，测得遮光条通过光电门时的遮光时间为t。实验时测得物块A（含遮光条）、B的质量分别为、，重力加速度大小为g。
（1）遮光条经过光电门时物块A速度大小__________，从物块A开始下落到遮光条经过光电门的过程中，物块A、B构成的系统增加的动能__________，系统减少的重力势能__________。（均用题目中给定的物理量符号表示）
（2）改变距离h，重复实验，测得各次遮光条的挡光时间t，以h为横轴、为纵轴建立平面直角坐标系，在坐标系中作出图像，如图乙所示，该图像的斜率为k，在实验误差允许范围内，若__________（用题目中给定的物理量符号表示）成立，说明系统机械能守恒。
（3）实验时总是测得系统增加的动能略小于减少的重力势能，造成该误差的原因可能是__________（任写一种即可）。
【答案】（1） ①. ②. ③.
（2）
（3）空气阻力##绳子与滑轮之间存在摩擦阻力
【解析】
【小问1详解】
[1]遮光条经过光电门时物块A的速度大小为
[2]系统增加的动能为
[3]系统减小的重力势能为
【小问2详解】
若系统机械能守恒，则
即
整理得
所以，图线的斜率为
【小问3详解】
实验时总是测得系统增加动能略小于减少的重力势能，即机械能减小，造成该误差的原因可能是：空气阻力、绳子与滑轮之间存在摩擦阻力。
四、解答题。
13. 在某个半径为地球半径0.8倍的行星表面，用一个物体做自由落体实验。从自由下落开始计时，经过，物体运动了，已知地球半径取为，不考虑星球自转影响，求：
（1）该行星表面的重力加速度；
（2）该行星的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）下落过程由位移与时间关系知
代入得
（2）在星球表面及其附近：设星球质量为，星球半径为，则根据万有引力提供向心力知
不考虑星球自转影响，在星球表面万有引力等于重力知
代入得
14. 如图所示，竖直平面内有一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m=0.50kg的小球从B点正上方H高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离x=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球释放点到B点的高度H
（2）经过圆弧槽最低点C时轨道对它的支持力大小FN．

【答案】（1）小球释放点到B点的高度H是0.95m．
（2）经过圆弧槽最低点C时轨道对它的支持力大小FN是34N．
【解析】
【详解】试题分析：(1)小球在飞行过程最高点P的速度为v0,P到D和P到Q可视为两个对称的平抛运动，
，，
在D点合速度大小为，与水平方向夹角为，
由A到D过程机械能守恒：
解得：H=095m
(2)小球经过C点速度为vC,由A到C过程机械能守恒
由牛顿第二定律有，，解得：
15. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动，已知细线长。小球质量。物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长。圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；
（2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；
（3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围。
【答案】（1）6N；（2）4m/s；（3）
【解析】
【详解】（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理
解得
在最低点，对小球由牛顿第二定律
解得，小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为
（2）小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律
解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为
（3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围为
【点睛】