四川广安市加德学校2025-2026学年高二（领航班）上学期10月阶段检测物理试题

**基本信息** 试卷聚焦简谐运动、静电场等核心知识，通过“质子疗法”“电容器充放电”等真实情境，融合科学推理与模型建构，实现从概念理解到综合应用的能力梯度。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|简谐运动能量、机械波传播、电场力平衡|结合光滑水平面振子模型，考查能量转化与振幅关系| |多选题|3/18|静电平衡、电场力做功、导体电场分布|以等量异种电荷中垂面圆环运动为情境，综合受力分析与图像斜率| |实验题|2/18|单摆周期公式、电容器充放电规律|通过游标卡尺读数与图像差异分析，培养数据处理能力| |计算题|3/36|波的干涉、库仑力平衡、类比法推导场强|第15题类比电场与引力场，体现模型迁移与科学论证素养|

广安加德学校2025-2026学年上期高2024级一班第一次月考 物理 考试时间： 75分钟 满分： 100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子的系统总能量表达式为，其中为弹簧的劲度系数，为简谐运动的振幅。若振子质量为，弹簧的劲度系数为。起振时系统具有势能和动能，则下列说法正确的是(    ) A. 该振动的振幅为 B. 振子经过平衡位置时的速度为 C. 振子的最大加速度为 D. 若振子在位移最大处时，质量突变为，则振幅变大 2.一列简谐横波沿轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，平衡位置分别位于和的、两质点在此时刻的位移均为，此时刻质点正沿轴负方向运动，已知该简谐横波传播的周期为，则下列说法中正确的是(    ) A. 该简谐横波沿轴负方向传播 B. 从此时刻开始计时质点的振动方程为 C. 该简谐横波的波长为 D. 该简谐横波传播的速度大小为 3.如图所示，绝缘细线和系一个质量为、带电量为的带正电小球，细线长为，与竖直方向的夹角为，轴为与同一竖直面内的水平方向，带电小球从左侧无穷远处沿方向移动到右侧无穷远处，点到轴的距离为当球经过点正下方时，水平绝缘细线的拉力恰为零．若将带电小球视为点电荷，静电力常量为下列说法正确的是(    ) A. 球带负电荷 B. 球带电荷量为 C. 球位于球正下方时，细线上的拉力为拉力的倍 D. 球位于球正下方时，细线上的拉力为 4.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为，其等效电流为；质子的质量为，其电量为。那么这束质子流内单位体积的质子数是(    ) A. B. C. D. 5.如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大．下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是(    ) A. 灯丝突然短路 B. 灯丝突然烧断 C. 电源的输出功率一定变小 D. 电容器上电荷量减少 6.图示电路中电源电动势为、内阻为，定值电阻阻值为，且，为光敏电阻，其电阻随光照强度增大而减小，、为滑动变阻器。开关闭合时，平行板电容器极板间有一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是(    ) A. 增大对的光照强度，稳定后电源的输出功率减小 B. 逐渐增大电容器极板间距离，中有向下的电流流过 C. 将的滑片向下端移动，稳定后电压表读数变小 D. 将的滑片向上端移动过程中，带电微粒向下运动 7.如图甲所示，两等量异种点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置一粗糙水平横杆，质量为、电荷量为的圆环可视为质点可沿横杆滑动。时刻，圆环自处以初速度向右运动，此后圆环运动的图像如图乙所示，时刻和时刻图线斜率相同，和时刻图线斜率均为，已知圆环时刻运动至点，继续向右运动至点停下，且，关于两电荷连线中点对称。若处场强为，且圆环运动过程中电量始终不变，重力加速度为，则下列说法正确的是(    ) A. 处的场强大小为 B. 圆环运动到处速度为 C. 时刻圆环恰好运动到的中点 D. 圆环从处运动到处的过程中，电势能先增加后减小 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8.如图所示，用等长绝缘线分别悬挂两个质量、电荷量都相同的带电小球和，两线上端固定于点，球固定在点正下方，当球静止时，两悬线夹角为，能保持夹角不变的方法是 A. 同时使两悬线长度减半 B. 同时使球的质量和电荷量都减半 C. 同时使两球的质量和电荷量都减半 D. 同时使两悬线长度和两球的电荷量都减半 9.如图甲所示，绝缘水平面上存在方向水平向右的匀强电场，一带电物块以一定的初速度从点开始向右运动。取点为电势零点，该物块的电势能与动能之和、电势能随它离开点的距离变化的关系如图乙所示。由此能够确定的是(    ) A. 物块受到的电场力 B. 匀强电场的场强大小 C. 物块返回点时的动能 D. 物块与水平面间的动摩擦因数 10.如图所示，半径为的金属球表面均匀分布着正电荷，以球心为原点建立轴，沿轴上各点的电场强度大小和电势分别用和表示。选取无穷远处电势为零，则下列关于轴上各点电场强度大小和电势随位置变化的关系图像中，可能正确的是(    ) A. B. C. D. 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11.某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、分度的游标卡尺、摄像装置等。 用游标卡尺测量摆球直径。当量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径为           。 用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期，由此算得重力加速度为           保留位有效数字。 改变摆线长度，记录并分析单摆的振动视频，得到相应的振动周期。他们发现，分别用和作为摆长，这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小随摆线长度的变化曲线如图所示。由图可知，该实验中，随着摆线长度的增加，的变化特点是            ，原因是           。 12.在“观察电容器的充、放电现象”实验中： 用如图所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“”，下列说法正确的是          ； A.电容器的击穿电压为            B.电压为时，电容器才正常工作 C.电容器电压为时，电容是  D.电容器电压为时，电容是 把干电池、电阻箱、电容器、电流表、单刀双掷开关按图电路图连成实验电路如图所示，将电阻箱调到合适阻值。 先使开关接，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为          ； A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变       逐渐偏转到某一刻度后迅速回到 C.迅速偏转到某一刻度后保持不变       迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到 电容器充电完毕，断开开关，此时如图所示电路图中电容器上极板          填“带正电”、“带负电”或“不带电”； 然后将开关接，电容器放电。在放电过程中，电流          填“向左”或“向右”流过电阻箱，若该电流大小为，电容器所带电荷量为，电容器两极板电势差为，电容器的电容为。下面关于、、、随时间的变化的图像，正确的是          。 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 13.一振动片以频率做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上、两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。是水面上的一点，、、间的距离均为，如图所示。已知除点外，在连线上还有其他振幅极大的点，其中距最近的点到的距离为。求： 波的波长； 波的传播速度。 14.电场对放入其中的电荷有力的作用。如图所示，带电球置于铁架台旁，把系在丝线上的带电小球挂在铁架台的点。小球静止时与带电球处于同一水平线上，丝线与竖直方向的偏角为。已知球的质量为，电荷量为，重力加速度为，静电力常量为，两球可视为点电荷。 画出小球静止时的受力图，并求带电球对小球的静电力的大小； 写出电场强度的定义式，并据此求出带电球在小球所在处产生的电场的场强的大小和方向； 若已知小球静止时与带电球的距离为，求带电球所带的电荷量。 15.类比法是研究物理问题的常用方法。 如图甲所示为一个电荷量为的点电荷形成的电场，静电力常量为，有一电荷量为的试探电荷放入场中，与场源电荷相距为。根据电场强度的定义式，推导：试探电荷所在处的电场强度的表达式。 场是物理学中重要的概念，除了电场和磁场外，还有引力场，物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的。忽略地球自转影响，地球表面附近的引力场也叫重力场。已知地球质量为，半径为，引力常量为。请类比电场强度的定义方法，定义距离地球球心为处的引力场强度，并说明两种场的共同点。 微观世界的运动和宏观运动往往遵循相同的规律，根据玻尔的氢原子模型，电子的运动可以看成是经典力学描述下的轨道运动，如图乙。原子中的电子在原子核的库仑引力作用下，绕静止的原子核做匀速圆周运动。这与天体运动规律相似，天体运动轨道能量为动能和势能之和。已知氢原子核即质子电荷量为，核外电子质量为，带电量为，电子绕核运动的轨道半径为，静电力常量为。若规定离核无限远处的电势能为零，电子在轨道半径为处的电势能为，求电子绕原子核运动的系统总能量包含电子的动能与电势能。 广安加德学校2025-2026学年上期高2024级一班第一次月考 物理 考试时间： 75分钟 满分： 100分 答案和解析 【答案】 1.   2.   3.   4.   5.   6.   7.   8.   9.   10.   11.    随着摆线长的增大逐渐减小 越接近   12. 带正电 向右   13. 解：如图所示， 设距点最近的振幅极大的点为点，与的距离为，与的距离为，与的距离为，波长为， 则有：， 由几何关系，则有：，且， 联立上式，代入数据，解得：， 波的频率为，设波的传播速度为，则有：，解得：。 答：波的波长是； 波的传播速度为。  14. 解：小球受力如图所示： 根据平衡条件可知 。 电场强度的定义式 ， 带电球在小球所在处产生的电场的场强， 方向水平向右。 根据库仑定律 ， 解得 。 答：小球静止时的受力图如图，带电球对小球的静电力的大小是； 电场强度的定义式是 ，带电球在小球所在处产生的电场的场强的大小是，方向水平向右； 带电球所带的电荷量是。  15. 解：根据库仑定律和场强的定义式有 解得 根据万有引力定律 则距离地球球心为处的引力场强度为 两种场的共同点：都是一种看不见的特殊物质； 场强都是既有大小又有方向的矢量； 两种场力做功都与路径无关，可以引入“势”的概念； 力做功的过程，都伴随着一种势能的变化； 都可以借助电场线引力场线、等势面等高线来形象描述场。 根据 则动能为 电子绕原子核运动的轨道能量为 电子向距离原子核远的高轨道跃迁时增大，动能减小，电势能增加，电子绕原子核运动的轨道能量增加。 答：处的电场强度的大小； 引力场强度； 两种场的共同点：都是一种看不见的特殊物质； 场强都是既有大小又有方向的矢量； 两种场力做功都与路径无关，可以引入“势”的概念； 力做功的过程，都伴随着一种势能的变化； 都可以借助电场线引力场线、等势面等高线来形象描述场。； 电子绕原子核运动的轨道能量为，电子向距离原子核远的高轨道跃迁时其能量变大。  【解析】 1.【解答】 A、根据题意，系统具有总能量，因为弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，弹簧的最大伸长量等于振幅，有，解得，故A错误； B、振子经过平衡位置时，弹簧伸长量为零，弹性势能为零，振子经过平衡位置时的动能，根据，解得，故B错误； C、弹簧的最大加速度大小为，故C正确； D、振子在最大位移处时系统只有弹性势能，质量突变为，振动系统的总能量不变，振幅不变，故D错误。 2.【解析】此时刻质点正沿轴负方向运动，从质点振动与波动传播的关系可知该简谐横波沿轴正方向传播，选项A错误 B.从波动图像可知质点振动的振幅为，从此时刻开始计时质点的振动方程为，此时刻质点的位移为，将和代入振动方程，结合此时质点沿轴负方向运动，，则从此时刻开始计时质点的振动方程为，选项B正确 D.同理设质点的振动方程为，将和代入振动方程，结合此时质点沿轴正方向运动，则，得从此时刻开始计时质点的振动方程为，、两质点的相位差为，则波从质点传到质点经历的时间为，则波速为，选项D错误 C.该简谐横波的波长为，选项C错误。 3. 【解答】 A.当球经过点正下方时，水平绝缘细线的拉力恰为零，依据平衡条件，则球对球有排斥力，球带正电，故A错误； B.当球经过点正下方时，分析球的受力情况，如图所示，由几何关系知，此时连线与竖直方向的夹角也等于，； 由对称性知，，由平衡条件得，，得，又由库仑定律得，解得，故B错误； 球位于球正下方时，间距离为，球所受的库仑力为，对球，水平方向有，得竖直方向有，联立解得，故C正确，D错误． 故选C。 4.【解答】 质子在加速电场中加速 根据电流的微观表达式 联立解得 故选：。 5.【解答】 电流表在干路上，读数变小，说明总电阻变大 A.灯丝突然短路，总电阻减小，电流表读数变大，故A错误； B.灯丝突然烧断，总电阻增大，电流表读数变小，电压表读数变大，故B正确； 不清楚内外电阻之间关系，所以输出功率不一定减小，C错误； D.电流表读数变小，灯泡的分压减小，并联支路的电压增大，电容器两端的电压增大，根据知电容器的带电量增大，故D错误。 故选B。 6. A.增大对的光照强度，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，则电路总电流增大，根据公式，可知稳定后电源的输出功率变大，A错误； B.增大电容器极板间距离，由，电容器减小，电容器放电，中有向下的电流流过，B正确 C.只调节电阻的滑动端向下端移动的过程中，接入电路的电阻不变，电路总电流不变，电源路端电压不变，电压表示数不变，C错误； D.只调节电阻的滑动端向上端移动的过程中，电路总电阻不变，则电路总电流不变，电容器两端电压不变，带电微粒不动，D错误。 7. A. 在处有 ，在处有，而处和处的加速度大小相等，所以 ，可得  ，故A错误； B. 圆环在与之间的受力情况对称相同，即圆环在与之间所受的摩擦力情况相同，而，所以摩擦力在两段做功相同，根据动能定理可有 ，解得 ，故B正确； C.  时刻加速度为，则有 ，可得  ，而之间的电场强度不是随之间的距离均匀减小，所以 时刻不是的中间位置，故C错误； D.所在直线是等势面，圆环从处运动到处的过程中，电势能不变，D错误。 故选： 8.【解答】 小球受力平衡，受重力、静电斥力和拉力，三力平衡，重力和静电斥力的合力沿着绳子伸长的方向，只要重力和静电斥力的合力方向不变，球就能保持平衡； A.同时使两悬线长度减半，若角度不变，球间距减半，根据公式，静电斥力增加为倍，故重力和静电斥力的合力方向一定改变，不能在原位置平衡，故A错误； B.同时使球的质量和电荷量减半，球的重力和静电力都减小为一半，故重力和静电斥力的合力方向不变，球能保持平衡，故B正确； C.同时使两球的质量和电荷量减半，球的重力减小为一半，静电力减小为四分之一，故重力和静电斥力的合力方向一定改变，不能在原位置平衡，故C错误； D.同时使两悬线长度和两球的电荷量减半，球间距减为一半，根据公式，静电力不变，故重力和静电斥力的合力方向不变，球能保持平衡，故D正确。 故选BD。 9.【解答】解：由克服电场力做功等于电势能的增加量，得，由于不知道电荷量，则无法求解匀强电场的场强大小，故A正确，B错误； 由图乙可知，物块的初动能为，当运动到处物块的动能为，则此过程中有，得，从物块点开始运动到返回点，由动能定理得，得，由于不知道物块的质量，则无法求解动摩擦因数，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 金属球是处于静电平衡的导体，是一个等势体，在导体外侧，电场线由导体指向无穷远处，沿着电场线电势降低，故A选项可能正确，选项一定错误； 处于静电平衡的导体，其内部电场强度处处为零，金属球在其外部形成的电场的电场强度，可应用点电荷电场强度公式 表示，故C选项错误，选项正确。 故选AD． 11. 游标卡尺的精度为，固定尺读数为，游标尺读数为，则摆球的直径； 根据单摆的周期公式，将代入解得：由图可知的变化特点是随着摆线长的增大逐渐减小，摆线长越大时，越接近。 故答案为：；；随着摆长的增大逐渐减小，摆线长越大时，越接近 根据游标卡尺的精度读数； 根据单摆的周期公式解得重力加速度； 根据图像结合单摆的特点分析。 解决本题的关键知道实验的原理，掌握单摆的周期公式，会通过公式求解重力加速度的大小。 12.【解答】 是电容器的额定电压，不是电容器的击穿电压，故A错误； B.是电容器的额定电压，电压低于时，电容器也能正常工作，故B错误； 电容与电容器所加电压无关，只与自身构造有关，可知电容器电压为时，电容是，故C正确，D错误。 故选C。 使开关接，电源给电容器充电，电路瞬间有了充电电流，随着电容器所带电荷量逐渐增大，电容器两极板间的电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，所以此过程中观察到电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到。 故选D。 由电路图可知，电容器上极板与电源正极相连，故电容器充电完毕，断开开关，电容器上极板带正电。 在放电过程中，电流向右流过电阻箱； 放电过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，根据电容定义式，可知电容器极板间电压逐渐减小，则放电电流逐渐减小，根据，可知图像的切线斜率绝对值逐渐减小，故B正确，AC错误。 D.放电过程中，电容与电容器所带电荷量和电容器极板间电压没有关系，可知电容器电容保持不变，故D错误； 故选B。 13. 依据波程差等于一个波长即会发生振动加强，再依据几何关系、三角函数及勾股定理，即可求解； 根据，结合波长，从而求解传播速度。 考查波的干涉条件，掌握波的振动加强的条件，理解几何知识及三角函数的应用，注意数学运算是解题的关键。 14. 对进行受力分析，根据平衡条件得出带电球对小球的静电力的大小； 根据电场强度的定义式分析求解； 根据库仑定律求出带电球所带的电荷量。 本题主要考查库仑力作用下的带电球平衡问题，解答此类问题要明确小球的受力情况，结合平衡条件列方程解答。 15. 根据电场强度的定义式，求处的电场强度的大小； 类比电场强度的定义方法，求引力场强度； 根据库仑引力提供向心力、动能定义，求电子绕原子核运动的轨道动能，再求电子绕原子核运动的轨道能量． 本题考查学生对电场强度的定义式、类比法、库仑引力提供向心力、动能定义的掌握，考点丰富，难度中等。 学科网（北京）股份有限公司 $