山东省德州市2025-2026学年高二（上）开学摸底物理试卷（含解析）

第=page1515页，共=sectionpages1818页山东省德州市2025-2026学年高二（上）开学摸底物理试卷一、单选题：本大题共8小题，共24分。1.如图所示，制作陶瓷的圆形工作台上有A、B两陶屑随工作台一起转动，转动角速度为ω，A在工作台边缘，B在工作台内部．若A、B与台面间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是

A.当工作台匀速转动，A、B所受合力为0

B.当工作台匀速转动，A、B线速度大小相等

C.当工作台角速度ω逐渐增大，陶屑A最先滑动

D.当工作台角速度ω逐渐增大，A、B所受的摩擦力始终指向轴OO'2.如图所示，质量相等的A、B两个小球悬于同一悬点O，且在O点下方垂直距离h=1m处的同一水平面内做匀速圆周运动，悬线长L1=3m，L2=2m，则A、A.周期之比T1:T2=2:3 B.角速度之比ω1:ω3.2024年4月25日，神舟十八号飞船与天宫空间站顺利对接，如图所示，飞船与空间站对接前在各自预定的圆轨道Ⅰ、Ⅲ上运动，Ⅱ为对接转移轨道，下列说法正确的是(

)

A.飞船在Ⅰ轨道运行速度小于在Ⅲ轨道上的运行速度

B.飞船在三个轨道上的运行周期TⅠ>TⅡ>TⅢ

C.飞船在4.如图，一列火车以速度高速度v相对地面运动，如果地面上的人测得，火车上某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁后壁，下列说法错误的是(

)

A.地面上的人看到的光速为c B.火车上的人看到的光速也为c

C.光源在火车的正中间 D.光源在火车的中点的偏向前的位置5.风仙花的果实成熟后会突然裂开，将种子以弹射的方式散播出去，如图所示，多粒种子同时以相同速率向不同方向弹射，不考虑叶子的遮挡，忽略种子运动过程所受的空气阻力。下列说法正确的是(

)

A.沿v1方向弹出的种子，经过最高点P时速度为零

B.若沿v1方向弹出的种子与沿v2方向水平弹出的种子运动轨迹相交于Q点，则两颗种子在Q点相撞

C.沿不同方向弹出的种子到达地面时的速度大小相等6.军事演习中，甲、乙两炮兵以相同的速率向位于正前方与炮口处于同一水平高度的目标P发射炮弹，要求同时击中目标，忽略空气阻力，炮弹发射轨迹如图，下列说法正确的是(

)

A.乙炮弹比甲先发射

B.两炮弹击中目标时速度方向相同

C.两炮弹在各自轨迹最高点的速度均为0

D.乙炮弹在轨迹最高点的速度大于甲炮弹在轨迹最高点的速度7.如图所示，一小物块由静止开始沿倾角为θ的斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为0.25，取地面为零势能面，已知tanθ=0.5。该过程中，下列关于物块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E、摩擦产生的热量Q与水平位移x的关系图像可能正确的是(

)

A. B.

C. D.8.从高H处的M点先后水平抛出两个小球1和2，轨迹如图所示，球1与地面碰撞一次后刚好越过竖直挡板AB，落在水平地面上的N点，球2刚好直接越过竖直挡板AB，也落在N点，球1与地面的碰后水平速度保持不变竖直速度反向，忽略空气阻力，则竖直挡板AB的高度为(

)

A.34H B.45H C.二、多选题：本大题共4小题，共16分。9.如图所示，半径为R的光滑圆形细管竖直放置，固定在水平面上。A、D分别为细管的最高点和最低点，B、C为细管上与圆心O处于同一水平高度的两点，细管内有一直径稍小于细管内径的质量为m的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻对小球施加轻微扰动，使小球自A向B沿着细管开始滑动。以过直线BOC的水平面为重力势能的参考平面，重力加速度为g，下列说法正确的是(

)

A.小球可以返回到A点

B.小球在D点时的机械能为-mgR

C.小球到达B点时，细管对小球的作用力大小为2mg

D.小球自A点到D点的过程中，重力的瞬时功率先增大后减小10.如图所示，可视为质点的小球a的质量是小球b质量的3倍，两小球用一刚性轻杆连接，置于固定的光滑半球内，轻杆长度为半球半径的2倍，半球的直径水平。现将a球从半球右边最高点由静止释放(如图所示)，已知两球在运动过程中均没有离开半球内表面，不计空气阻力，则小球a到达半球最低点前，下列说法正确的是(

)

A.同一时刻两球的向心加速度大小相等

B.同一时刻a球重力的功率是b球重力功率的3倍

C.当轻杆与水平方向成30∘角时b球速度最大

D.当轻杆与水平方向成15∘11.已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示，关于P、Q星球，下列说法正确的是(

)A.P、Q两个星球质量之比为1:8

B.Q星球的密度大于P星球的密度

C.P、Q两个星球第一宇宙速度大小之比为2:1

D.P、Q两个星球同步卫星距星球表面的高度之比为1:212.一质量为1kg的物块(视为质点)沿固定斜面从顶端由静止下滑至底端，其动能和重力势能(以斜面底端所在的水平面为参考平面)随下滑距离变化的关系图像如图所示。取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是(

)

A.图线Ⅰ反映的是物块动能的变化

B.斜面倾角的正弦值为0.6

C.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

D.在物块从顶端下滑3m的过程中，物块损失的机械能为6J三、实验题：本大题共2小题，共18分。13.(一)某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。

(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中

的方法。A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.演绎法(2)在探究向心力F与角速度ω的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为1:9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为

(填选项前的字母)。A.1:3B.3:1C.1:9D.9:1(二)为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示的实验装置，电动机带动转轴OO'匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速;其中AB是固定在竖直转轴OO'上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为L; ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r; ③启动电动机，使凹槽AB绕转轴OO'匀速转动; ④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间Δt。(a)小钢球转动的角速度ω=

(用L、d、Δt表示);(b)该同学为了探究向心力大小F与角速度ω的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出F-ω2图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为r=0.30m，则小钢球的质量m=

kg。(结果保留2位有效数字14.某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能12mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题：

(1)关于上述实验，下列说法中正确的是________。A.重物最好选择密度较小的木块B.重物的质量可以不测量C.实验中应先接通电源，后释放纸带D.可以利用公式v=(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的计时点分别标为A、B、C、D、E、F，并测出各计时点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm。已知打点计时器所用的电源是频率为50Hz的交流电，重物的质量为0.5kg，则从打点计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减少的重力势能ΔEp=______J；重物增加的动能ΔEk=________J，两者不完全相等的原因可能是________。((3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计时点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v，以各计时点到A点的距离h’为横轴，v2为纵轴作出图像，如图丙所示，根据作出的图线，求得重力加速g =四、计算题：本大题共4小题，共42分。15.如图，两水平面(虚线)之间为特殊的区域Ⅰ，当物体经过该区域时会受到水平向右的恒定外力。从区域Ⅰ上方的A点将质量为m的小球以初速率v0向右水平抛出，小球从P点进入区域Ⅰ后恰好做直线运动，并从Q点离开区域Ⅰ。已知A点到区域Ⅰ上方的距离为h，小球在Q点的速率是在P点速率的2倍，重力加速度为g。不计空气阻力。求：

(1)小球在P点的速度与水平方向夹角的正切值及小球在区域Ⅰ中受到水平向右的外力大小;(2)区域Ⅰ上下边界的高度差;(3)若将该小球从A点以初速率v0向左水平抛出，小球从R点(图中未标出)离开区域Ⅰ。试求Q点与R点间的距离。16.中国火星探测器“天问一号”已于2021年春节期间抵达火星轨道，随后将择机着陆火星对火星进行科学探测。现将探测器抵达火星轨道的过程，简化成如图所示的三个阶段，沿轨道Ⅰ的地火转移轨道，在轨道Ⅱ上运行的火星停泊轨道及沿圆轨道Ⅲ运行的科学探测轨道。我校某物理学习小组模拟“天问一号”入轨场景，三条轨道相切于A点，且A、B两点分别为轨道Ⅱ的近火点和远火点，其距离火星地面的高度分别为h1=R和h2=13R，火星探测器在轨道Ⅲ上运行的周期为T，火星的半径为R，引力常量为G(1)探测器在轨道Ⅱ上运行的周期;(2)火星表面的重力加速度;(3)火星的平均密度。17.如图所示，半径R=11m的光滑圆弧轨道BC与水平轨道CD平滑相连，质量m=1kg的小滑块(可视为质点)从A点以v0=8m/s的速度水平抛出，AB高度差h=1.8m，恰好沿切线方向从B点进入圆弧轨道BC，滑块经C点后继续向D方向运动，当运动到D点时刚好停下来。已知BO与竖直方向的夹角为θ，滑块与粗糙水平轨道CD间的动摩擦因数μ=0.45，不计空气阻力，取g=10m/s2，cos30°=0.87，cos37°=0.8(1)滑块刚进入圆弧轨道的B点时的速度大小vB及BO与竖直方向的夹角θ(2)滑块到达C点时对轨道的压力；(结果可用分数)(3)水平轨道CD的长度L。18.小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球(可视为质点)，给小球一初速度，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳的张力恰好达到最大值而突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为3d4，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v(2)轻绳能承受的最大拉力Tm(3)保持手离地面的高度d不变，改变绳长L，让球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时恰好张力达到最大值而断掉，要使球抛出的水平距离最大，则绳长L应是多少？最大水平距离xm为多少？

答案和解析1.【答案】C

【解析】A.当工作台匀速转动时，AB所受的合力提供向心力，合力不为0，故A错误；

B.当工作台匀速转动，A、B角速度相同，半径不同，根据v=ωr可知A、B线速度大小不相等，故B错误；

C.当工作台角速度ω逐渐增大时，根据μmg=mω2r可知，A的半径大，陶屑A所受静摩擦力最先达到最大静摩擦力，即A最先滑动，故C正确；

D.当工作台角速度ω逐渐增大至B开始滑动后，B将做离心运动，所受摩擦力不再指向轴OO'，故D错误；

2.【答案】B

【解析】AB.设细线与竖直方向的夹角为

θ

，则

tan根据牛顿第二定律有

mg联立解得

T=2π所以两球的周期之比为

T角速度之比为

ω故A错误，B正确；C.两球做匀速圆周运动的半径分别为

r1=L两球的线速度之比为

v故C错误；D.两球的向心加速度之比为

a故D错误。故选B。3.【答案】C

【解析】解：A、卫星在近地圆轨道Ⅰ、Ⅲ上做圆周运动，因此根据GMmr2=mv2r解得：v=GMr，所以轨道半径越大，速度越小，船在Ⅰ轨道运行速度大于在Ⅲ轨道上的运行速度，故A错误；

B、卫星绕地球做匀速圆周运动时，根据GMmR2=m(2πT)2R，得T=2πR3GM，由于轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅲ的半径，所以卫星在轨道Ⅰ的运行周期小于在轨道Ⅲ的运行周期，故B错误。

【解析】解：AB.根据光速不变原理可知，地面上的人看到的光速为c，火车上的人看到的光速也为c，故AB正确；CD.地面上的人测得，火车上某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁后壁，说明在地面上人看来，闪光所走的路程是相等的，设光源到后壁的距离为

L1

，到前壁的距离为

L2

，汽车行驶时间为

t

，以地面为参考系，则有L1=ct+vt可得L可知光源在火车的中点的偏向前的位置，故C错误，D正确。本题选错误的，故选C。5.【答案】C

【解析】A.斜向上抛运动，在最高点速度方向水平，为初速度在水平方向的分量，不是零，故A错误；B.同时沿

v1

方向弹出的种子与沿

v2

方向水平弹出的种子运动轨迹相交于

Q

点，沿

v1

C.无论初速度

v0

方向如何，由动能定理，有

落地速度均为

v=故C正确；D.位置越高的果实，弹射出的种子落地时间越长，但初速度方向未知，所以落地点离凤仙花的距离不一定越远，故D错误。故选C。6.【答案】A

【解析】A.斜向上抛运动可以分解为竖直方向的竖直上抛运动，由图可知乙处发射的炮弹射高更高，时间更长，所以乙处的炮兵先发射炮弹，故A正确。

C.炮弹在最高点竖直速度为零，仍然具有水平速度，故C错误。

BD.由上分析可知，乙处发射的炮弹在竖直方向的分速度大于甲处发射的炮弹，且由于乙处发射的炮弹在空中运动的时间长，运动的水平距离短，故乙炮弹在轨迹最高点的速度小于甲炮弹在轨迹最高点的速度，由于击中目标时甲的水平速度大，竖直速度小，所以两炮弹击中目标时速度方向不相同，故BD错误。

故选：A。7.【答案】A

【解析】解析：A.物块滑至斜面最低点的过程中，根据动能定理有Ek1=mgxtanθ-μmgcosθ⋅xcosθ=0.25mg⋅x(x⩽x0)

，

物块至斜面底端的动能为Ek1=0.25mgx0 ，

在水平面上，根据动能定理有Ek2=0.25mgx0-μmgx=0.25mgx0-0.25mg⋅x(x0≤x≤2x0)，

动能达到最大值前，其图像为过原点的倾斜直线，斜率为0.25mg，动能达到最大后在水平面上运动，其图线的斜率为：-0.25mg，可知图线具有对称性，故A正确；

B.物块的重力势能Ep=mgh-mgxtan53°=mgh-0.5mgx(x≤x0)，

可知物块Ep-x图像为纵轴截距mgh，斜率为-0.5mg的图线，当x>x0时，重力势能为0保持不变，故B错误；

CD.设O8.【答案】A

【解析】设球1的初速度为v1，球2的初速度为v2。

根据平抛运动可知，H=12gt2，x=vt

由对称性可知，球1从M点飞到N点时间t1是球2从M点飞到N点的运动时间t2的3倍，则：

球1从M点飞到N点的运动时间为：t1=32Hg

球2从M点飞到N点的运动时间为：t2=2Hg

球2在水平方向有：v由分运动的等时性可知：球2从M点飞到挡板A点的时间与球1从M点飞到等高点的时间相等；由对称性可知球1从A点飞到最高点与由M飞到等高点的时间相等，水平距离为2d，则v1解得：h=34H9.【答案】ACD

【解析】A.小球在最高点，当重力等于支持力时，速度为零，因此根据机械能守恒定律可知，小球可以返回A点，故A正确;

B.小球在D点的重力势能是-mgR，小球的机械能守恒，以过直线BOC的水平面为重力势能的参考平面，小球在A点机械能为mgR，则小球在D点时的机械能也为mgR，故B错误;

C.从A到B，由动能定理可得mgR=12mv2，又FN=mv2R，可得FN=2mg，故C正确;

10.【答案】AD

【解析】A.设半球半径为

R

，则轻杆长度

L=可知任意时刻两球与半球球心O的连线与轻杆的夹角均为45°，两球的速度va、vb分别与两球所在位置的半径垂直，va、vb的方向与轻杆的夹角均为45°，

故同一时刻两球的速度大小

va=v由

a=v2RB.重力的功率

P=mgvcosβ，同一时刻两球速度方向与竖直向下方向的夹角β不一定相等，故a球重力的功率不一定等于b球重力功率的

3

CD.不计空气阻力，两球及轻杆组成的系统在运动过程中机械能守恒，设轻杆与水平方向的夹角为θ时a球所在位置的半径与水平方向的夹角为α，

此时系统的总动能

Ek整理可得

Ek可知当

α=60​∘

时Ek最大，此时两球的速度同时达到最大，根据几何关系可得

θ=60∘11.【答案】AD

【解析】A.由图可知，两星球的重力加速度和半径之比都是1:2，由GMmR2=mg得M=gR2G，则两星球的质量之比MPMQ=18，A正确；

B.由ρ=M43πR3可得ρ=3g4πGR，故两星球密度相同，B错误；

C.由mg=mv212.【答案】BC

【解析】A、物块沿固定斜面从顶端由静止下滑至底端，动能逐渐增大，图线Ⅱ反映的是物块动能的变化，故A错误；

B、图线Ⅰ反映的是物块重力势能的变化，由Ep=mgh可知，h=3m

由图可知，斜面长度为5m，斜面倾角的正弦值为0.6，故B正确；

C、根据动能定理可得：(mgsinθ-μmgcosθ)s=Ek-0，△Ek=F合s，则Ek-x图像的斜率表示合外力，得到合外力F合=mgsin13.【答案】(一)(1)C；

(2)B；

(二)(a)

dΔt⋅L；

(b)

0.30±0.02

【解析】(一)

(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，通过控制

质量m、角速度ω和半径r中两个物理量不变，探究研究向心力的大小F与另一物理量之间

的关系，主要用到了物理学中控制变量法。故选C。

(2)根据F=mω2r;可知小球的角速度之比为ω1:ω2=1:3

装置靠皮带传动，变速塔轮的线速度相同，根据v=ωr(a)小钢球转动的角速度ω=vL=dΔt⋅L

(b)根据F=mrω214.【答案】(1)BC；

(2)2.14；2.12；重物下落过程中受到阻力作用；

(3)9.76

【解析】(1)A.重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故A错误；

B.本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律的，故需要验证的方程是mgh=12mv2，因为比较的是mgh、12mv2的大小关系，故m可约去，不需要测量重物的质量，故B正确；

C.释放纸带前，重物应靠近打点计时器，必须