湖南省怀化市2025-2026学年高二年级上学期开学物理综合能力检测试卷（含解析）

湖南省怀化市2025-2026学年高二年级上学期开学物理综合能力检测试卷
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1．[4分]有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）
A．如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用
B．如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零
C．如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于
D．如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A比B的角速度大
2．[4分]如图所示，汽车在岸上用轻绳拉船，若汽车行进速度为v，当拉船的绳与水平方向的夹角为30°时船的速度为（　　）
A． B． C． D．
3．[4分]一辆玩具汽车在水平地面上做直线运动，其速度与时间的关系如图所示。已知玩具汽车的质量为2kg，运动过程中受到的阻力始终为车重的0.1倍，取重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．时，汽车距离出发点最远
B．时间内，牵引力对汽车做的功为54J
C．时间内，刹车额外产生的制动力大小为6N
D．时间内，汽车克服阻力做的功为28J
4．[4分]水平传送带匀速顺时针运行，在传送带的最左端每隔时间轻放上相同的物块（可视为质点）。已知物块和传送带之间的动摩擦因数为，物块的质量为。接收侧的工人发现，靠近传送带右端的物块都已经和传送带达到相同速度，且这些物块之间的距离均为s，重力加速度为。下列判断中错误的是（　　）
A．每个物块与传送带间由于摩擦产生的热量为
B．传送带的运行速度为
C．每个物块从静止加速至与传送带共速过程中与传送带间产生的摩擦热与其动能的变化量相等
D．在时间内，传送带由于运输工件需要多消耗的电能为
5．[4分]乒乓球是我国的国球，是一项集健身、竞技和娱乐为一体的运动项目。我国乒乓健儿也多次在国际赛事上取得优异成绩。如图，两名运动员从乒乓球台两端的正上方不同高度处分别发出A、B两球（B球的高度大于A球的高度，两球到球网的水平距离相等），假设两球都做平抛运动，都恰好能越过球网，同时落到对方台面上，则下列说法正确的是（　　）
A．A球比B球先出发 B．B球先到达球网上端
C．落到球台前瞬间，B球的速度一定较大 D．B球落到球台上时，距球网更近
6．[4分]如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上。质量为m 的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力大小为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，在这个过程中，以下结论正确的是（　　）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为
B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C．摩擦力对小物块所做的功为
D．小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为Ffx
二、多选题（本大题共4小题，共20分）
7．[5分]如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，两球可视为质点，用三根完全相同的轻弹簧固连着，在水平拉力F下均处于静止状态，k1弹簧位于竖直方向，则有关说法正确的是（　　）

A．B球必受四个力作用
B．k2、k3弹簧长度一样长
C．k3弹簧没有发生形变
D．k2弹簧最长
8．[5分]许多工厂的流水线上安装有传送带，如图所示传送带由驱动电机带动，传送带的速率恒定为，运送质量为的工件，将工件轻放到传送带上的端，每当前一个工件在传送带上停止滑动时，后一个工件立即轻放到传送带上。工件与传送带之间的动摩擦因数，传送带与水平方向夹角 ，工件从端传送到端所需要的时间为。取，工件可视作质点。关于工件在传送带上的运动，下列说法正确的是（ ）
A．加速过程的加速度大小为
B．加速运动的距离为
C．两个相对静止的相邻工件间的距离为
D．、两端的距离为
9．[5分]如图所示，大小相同但质量不同的两物块A、B紧靠在一起，先将A、B放到光滑水平地面上，对A施加水平向右的恒力F；再将A、B放到粗糙水平地面上，也对A施加水平向右的恒力F。已知A、B与地面间的动摩擦因数相等，则下列说法正确的是（　　）
A．在光滑地面上时，A、B两物块一定做匀加速直线运动
B．在粗糙地面上时，A、B两物块一定做匀加速直线运动
C．在粗糙地面上时，A对B的推力比在光滑地面上时A对B的推力大
D．若F大于A、B整体与地面间的最大静摩擦力，则两种情形下，A对B的推力一样大
10．[5分]如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的A、B两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，开始A、B等高，绳子长度是两杆距离的两倍，绳的右端匀速上移较小的距离x的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．衣服做加速运动 B．衣服做匀速运动
C．衣服移动距离x D．衣服移动距离
三、非选择题（本大题共5小题，共56分）
11．[10分]某地为发展旅游经济，因地制宜利用山体举办了机器人杂技表演。表演中，需要将质量为m的机器人抛至悬崖上的A点，图为山体截面与表演装置示意图。a、b为同一水平面上两条光滑平行轨道，轨道中有质量为M的滑杆。滑杆用长度为L的轻绳与机器人相连。初始时刻，轻绳？？紧且与轨道平行，机器人从B点以初速度v竖直向下运动，B点位于轨道平面上，且在A点正下方，。滑杆始终与轨道垂直，机器人可视为质点且始终作同一竖直平面内运动，不计空气阻力，轻绳不可伸长，，重力加速度大小为g。
（1）若滑杆固定，，当机器人运动到滑杆正下方时，求轻绳拉力的大小；
（2）若滑杆固定，当机器人运动到滑杆左上方且轻绳与水平方向夹角为时，机器人松开轻绳后被抛至A点，求v的大小；
（3）若滑杆能沿轨道自由滑动，，且，当机器人运动到滑杆左上方且轻绳与水平方向夹角为时，机器人松开轻绳后被抛至？？点，求v与k的关系式及v的最小值。
12．[10分]某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系.所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、 的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为 ,其上可放钩码）、刻度尺.当地重力加速度为 .实验操作步骤如下：
①安装器材，调整两个光电门距离为 ,轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；
②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；
③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；
④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量 、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量 及系统总机械能的减少量 ，结果如下表所示：
回答下列问题：
（1） 实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为______ （保留三位有效数字）；
（2） 步骤④中的表格所缺数据为______；
（3） 以 为横轴， 为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出 图像；
则滑块与木板之间的动摩擦因数为____（保留两位有效数字）.
13．[10分]在某星球地面上，宇航员用弹簧秤称得质量为的砝码重力为；他又乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行时，测得其环绕周期为，已知万有引力恒量，根据这些数据，求：
(1)星球的半径；
(2)星球的平均密度。
14．[12分]一辆公交车从静止开始以加速度a做匀加速运动的同时，在车尾的后面离车头为s（）远的地方有一乘客以某一恒定的速度v正在追赶这辆公交车。已知司机从车头反光镜内能看到离车头最远的距离为L（即人离车头的距离超过L，司机不能从反光镜中看到此人）。问：
（1）若，，，公交司机恰好能看到此乘客一眼，随后消失，乘客的速度v多大？
（2）司机需要从反光镜中看到此人，且持续时间在t0以上才能注意到此人，这样才能制动公交车使车停下来。该乘客要想乘坐上这辆公交车，追赶公交车匀速运动的速度v应该满足什么条件（请用题中所给的字母表示）？
15．[14分]如图，水平面上固定有足够长的平行导轨P、Q，导轨间存在方向竖直向下，大小为B（大小未知）的匀强磁场，且导轨间距足够大。有一质量为M的圆筒垂直导轨放置，长度略小于导轨内侧间距（可认为相等），a端封闭，b端开口，能沿导轨自由滑动。另有一质量为m，带电量为q（q>0）的小球（直径大小可忽略不计）能沿圆筒自由移动。圆筒不会屏蔽磁场，小球不发生电荷转移，忽略一切摩擦及空气阻力。
（1）先撤去圆筒，将小球紧贴导轨Q并给其与导轨Q夹角为37°的初速度，如图甲，若小球没有离开磁场，且与导轨Q最大距离为1.8L，求磁感应强度B的大小；
（2）若B为（1）中所求，现装上圆筒，若M=m，将小球放入筒中靠近b端处，给圆筒中心施加大小为1.5mg，方向平行于导轨向右的恒力F，如图乙，求F作用距离为L时小球速度大小；
（3）若，装上圆筒，将小球放入圆筒中且与导轨P的距离为L，现给小球与圆筒一个平行于导轨向右的相同初速度，如图丙。当小球与导轨a端发生碰撞时，平行于导轨方向的速度不变，垂直于导轨的速度反向且大小变为碰前的e倍（0①在与a端发生第n次碰撞到第n+1次碰撞期间，小球与P导轨的最大距离。
②从小球开始运动到①中与P导轨的最大距离时，小球在平行导轨方向所经过的位移大小。
参考答案
【知识点】圆锥摆问题、火车转弯问题、绳、杆类圆周运动问题
1．【答案】B
【详解】火车转弯超过规定速度行驶时，需要更大的向心力，则外轨和轮缘间会有挤压作用，A错误；在最高点时，当只有重力提供向心力时，杯底对水的支持力为零，由牛顿第三定律得水对杯底压力为零，B正确；轻杆对小球可以提供支持力，则小球能通过最高点的临界速度为0，C错误；设两球与悬点的竖直高度为h，根据牛顿第二定律，又，联立得，所以A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，角速度相等，D错误。
【知识点】绳、杆上速度的分解
2．【答案】C
【详解】将小船的速度沿着绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示
沿着绳子的分速度等于汽车拉绳子的速度，即，所以
【知识点】应用动能定理求解与图像相关的动能问题
3．【答案】B
【详解】由图像可知，时速度为零，即汽车距离出发点最远，A错误；图像与时间轴围成的面积表示位移，时间内，汽车的位移大小为，由动能定理可得，其中，解得时间内牵引力对汽车做的功，B正确；时间内由图像可知加速度大小为，由牛顿第二定律可得，可得因刹车额外产生的制动力的大小为F=4N，C错误；根据图像可知，时间内，汽车的路程，克服阻力做的功，D错误。
【知识点】传送带模型中的能量守恒问题
4．【答案】A
【详解】可以用如下图像来表示题述过程，
由此可知传送带的运转速度为，B正确，不符合题意；对于水平传送带，从静止开始到共速过程中所用时间，产生的总摩擦热，即产生的热量等于动能的总变化量，A错误，符合题意，C正确，不符合题意；对于单个物块而言，运输需要消耗的电能由摩擦热和动能增量构成，即，对于足够长的时间而言，可以认为完整完成了个物块的运输，因此多消耗的总电能为，D正确，不符合题意。
【知识点】求解平抛运动、类平抛运动问题
5．【答案】D
【详解】B球下落的高度大于A球下落的高度，由竖直方向的位移关系，可知，B球下落的时间大于A球下落时间，由于两球同时落到对方台面上，B球比A球先发出，A错误；由于B球的高度大于A球，B球到达球网上端时的竖直方向的分速度大于A的竖直方向的分速度，B球从网高落入台面所用的时间较少，两球同时落到对方台面上，A球先到达球网上端，B错误；B球抛出点到网的高度大于A球抛出点到网的高度，B球从抛出点到达球网的上端所用的时间大于A球，此过程中水平位移相同，B球的水平初速度小于A球的水平初速度。两球落到地面时，A球的水平方向的分速度较大，B球的竖直方向分速度较大，且AB球下落高度和网的高度以及水平位移没有具体数据，无法判断落到球台前瞬间两球的速度大小关系，C错误；B球的水平初速度小于A球的水平初速度，又由于B球从网高落入台面所用的时间较少，根据水平方向的位移，B球落到球台上时，距球网更近，D正确。
【知识点】板块模型中的能量守恒问题
6．【答案】C
【详解】小物块到达小车最右端过程，对于小物块根据动能定理可得，小物块到达小车最右端时具有的动能为，A错误；小物块到达小车最右端过程，对于小车根据动能定理可得，小车具有的动能为，B错误；摩擦力对小物块所做的功为，C正确；小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为，D错误。
【知识点】受力分析、弹力的大小与胡克定律
7．【答案】CD
【详解】因k1弹簧位于竖直方向，A球受力平衡，k3弹簧没有拉力，则B球受重力、k2弹簧的拉力、水平拉力F三个力作用，A错误；k3弹簧没有拉力没有发生形变，k2弹簧长度大于k3弹簧长度，B错误；对A球受力分析，k1弹簧位于竖直方向，说明k3弹簧没有拉力没有发生形变，C正确；A球受重力、k1弹簧拉力，由平衡条件得，B球受重力、k2弹簧的拉力、水平拉力F三个力作用，在竖直方向上由平衡条件得，，k2弹簧最长，D正确。
【知识点】传送带模型
8．【答案】AC
【题图剖析】
【详解】工件加速过程，根据牛顿第二定律有，解得加速度，正确；加速到与传送带共速，，解得，加速位移，错误；由题意，第1个工件放到传送带后,放上第2个工件，再经过第2个工件也达到传送带的速度，此后这两个工件的距离不再变化，这两个过程中，第1个工件位移，第2个工件位移，因此两工件间隔，正确；由于 ，工件加速到与传送带共速后，工件将随传送带一起匀速运动，匀速时间，匀速位移，则、两端距离，错误。
【知识点】连接体问题（整体和隔离法）、临界问题
9．【答案】AD
【详解】光滑水平面上，对A、B整体有，可知AB做匀加速直线运动，A正确；在粗糙地面上时，若F小于A、B整体与地面间的最大静摩擦力，加速度a为0，AB均静止不动，B错误；若时，A、B之间可能不存在作用力，C错误；若地面光滑，A对B的作用力，若F大于A、B整体与地面间的最大静摩擦力，粗糙水平面上，若时，对A、B整体有，对B有，解得，D正确。
【知识点】解析法在解动态平衡问题中的应用
10．【答案】BD
【详解】由题得绳子两端的拉力始终相等，衣服移动后如下图
绳子和竖直方向的夹角不变，根据竖直方向始终平衡
水平方向始终平衡
衣服始终处于平衡状态，衣服做匀速运动；根据几何关系可知：在中，，在中，和均等于，衣服移动距离
故AC错误，BD正确。
故选BD。
【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
11．【答案】（1）；（2）；（3），
【详解】（1）由B点到最低点过程动能定理有，
最低点牛顿第二定律可得，
联立可得。
（2）轻绳运动到左上方与水平方向夹角为时由能量守恒可得，
水平方向，
竖直方向取向上为正可得，
联立可得。
（3）当机器人运动到滑杆左上方且与水平方向夹角为时计为点C，由能量守恒可得，
设的水平速度和竖直速度分别为，则有，
则水平方向动量守恒可得，
水平方向满足人船模型可得，
此时机器人相对滑杆做圆周运动，因此有速度关系为，
设此时机器人的速度与竖直方向的夹角为，则有速度关系，
水平方向，
竖直方向，
联立可得，
即，
显然当时取得最小，此时。
【知识点】功与功率、功能关系与能量守恒定律的综合应用、动能和动能定理、机械能守恒定律、重力势能
12．【答案】（1） 0.980
（2） 0.588
（3） 0.40；见解析
【详解】（1） 轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为 .
（2） 系统总机械能的减少量等于重力势能减少量与动能增加量之差,即 .
（3） 由于滑块与木板之间的摩擦力做负功,系统总机械能减少,所以系统总机械能的减少量 ,对照绘出的 图像,得 ,所以 .
【知识点】天体密度的计算、天体质量的计算
13．【答案】(1)；(2)
【详解】（1）飞船绕星球做匀速圆周运动，测得其环绕周期为，则飞船的角速度为
设星球的质量为，星球的半径为，飞船的质量为，飞船在靠近该星球表面绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
设星球表面重力加速度为，则有，
联立解得
（2）飞船在靠近该星球表面绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
又
联立解得星球的平均密度为
【知识点】追及与相遇问题
14．【答案】
（1）4 m/s；（2）
【详解】
（1）以人的初始位置为原点，追车的方向为正方向建立坐标系。司机刚好能看到此乘客一眼，说明乘客恰好进入车头后方20m的地方，随后立即被汽车甩开。当时，乘客离汽车最近。设经历时间t后二者速度相等。则有：人的位移
汽车速度
汽车的位置
人离汽车最近的时候，汽车在人的前方L处，则有
代入数据可得
乘客的速度
（2）人的位置随时间变化的关系为
车的位置随时间变化的关系为
人车距离随时间变化的关系为
令，即
该方程对应的两解t1、t2即为两次到达汽车后方距离L处（第一次是人进入司机视野，第二次是人离开司机视野），按照题意应有
即
结合二次方程根与系数关系可得
解得
【知识点】动量和能量的综合应用、动量守恒中的多次碰撞问题、带电粒子在有界匀强磁场中的运动
15．【答案】（1）
（2）
（3）①，②
【详解】（1）根据几何关系有R=L
小球做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（2）在很小的每一段时间Δt内，小球与圆筒x方向速度vx′视为不变，则y方向受到洛伦兹力为
小球在y方向上由动量定理有
累积后有
解得
对小球与圆筒进行分析，根据动能定理有
解得
解得
（3）从初始到第一次碰前有
根据能量守恒定律有
解得第一次碰前瞬间，
则第一次碰后瞬间有，
从第一次碰后至第二次碰前，根据动量定理有
由于
解得
则第二次碰前x方向上，小球与圆筒速度大小为，由能量守恒定律克知小球y方向上的速度大小为，则第二次碰后瞬间有，
以此类推，第n次碰后瞬间有，
从第n次碰后至小球离P导轨最远，则有
由洛伦兹力提供向心力，则有
其中xn表示第n次碰后至第n+1次碰前小球在x方向上的位移，由于
解得，
又从开始运动到第一次碰前有，解得
则有
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