精品解析：湖南省长沙市2026-2027学年高二上学期开学物理试题

高二物理 注意事项： 1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图，足球比赛中，被踢出的足球在空中沿曲线飞行，为运动轨迹的最高点。足球所受空气阻力的大小与速率成正比，方向与速度的方向相反，则足球（ ） A. 在点的速度为零 B. 在点的加速度与在点的相同 C. 在点的加速度比在点的大 D. 在点所受合力的方向竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】A．足球在点的速度沿轨迹的切线方向，即水平向右，且足球继续运动到点，所以速度不为零，故A错误； BC．从点上升至点的过程中，重力和空气阻力均做负功，足球动能减小，因此点的速率大于点，故点的阻力大于点的阻力。设足球重力为，点的速度与水平方向的夹角为，点合力大小满足 点的阻力水平向左，与重力垂直，其合力大小满足 由于点的阻力大于点，且为锐角，可得 足球质量不变，根据牛顿第二定律可知，点的加速度比点的大，故B错误，C正确； D．在点，速度沿轨迹切线斜向右下，空气阻力斜向左上，重力竖直向下。合力具有水平向左的分量，不可能竖直向下，故D错误。 故选C。 2. 两带电体和间的电场分布如图所示，实线为电场线，虚线为等势线。、和是电场中的三个点，点和点在零势能面上，则（ ） A. 带电体M带负电 B. 电子在点的电势能 C. 、两点的电场强度大小相等 D. 电子从点经点移动到点，静电力做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．图中实线为电场线，电场线由带电体指向带电体，故带电体带正电，故A错误； BD．沿电场线方向电势降低，点和点位于零等势面上，则由图可知，、和三点的电势大小关系为 电子带负电，其在点的电势能为 静电力做功只与初、末位置有关，电子从点经点移动到点时，静电力做功为 即电子从点经点移动到点，静电力做负功，故B正确，D错误； C．同一幅电场分布图中，电场线越密集的地方电场强度越大。图中点附近的电场线比点附近稀疏，因此，故C错误。 故选B。 3. 石墨烯是迄今为止人类发现的导电性能最好的材料。如图所示，用石墨烯制成的两个导体P、Q串联后接在电路中，已知P、Q的横截面积之比为，当电路中通入恒定电流时，下列说法正确的是（　　） A. 流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为 B. 流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为 C. 相同时间内，流过P、Q横截面的电荷量之比为 D. 相同时间内，流过P、Q横截面的电荷量之比为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．因为串联电路电流处处相等，由电流的微观表达式 可知，故A错误，B正确； CD．由可知，相同时间内，流过P、Q横截面的电荷量之比为1:1，故CD错误。 故选B。 4. 嫦娥七号计划于2027年择机发射，赴月球开展环境勘察。地球质量约为月球质量的81倍，月球和地球中心的距离约为（太阳和地球中心的距离为1 AU）。如图，若嫦娥七号运行至地球和月球之间的某点时，地球和月球对它的引力大小刚好相等，则此时嫦娥七号到月球中心的距离约为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设地球的质量为M，月球的质量为，嫦娥七号的质量为m，月球和地球中心间的距离为L，嫦娥七号到地球中心的距离为r，到月球中心的距离为，由题可知 且 解得， 故选D。 5. 如图，真空中有5个相同的可视为质点的金属小球，相邻两球的球心间的距离均为，第1个球的电荷量为，其余球不带电。现将第2、3、4个球依次与第1个球接触后置于无穷远处，最后将第5个球与第1个球接触后放回原处。已知静电力常量为，则放回原处的第5个球与第1个球间的库仑力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】依据电荷均分原理，第2、3、4、5个球依次与第1个球接触后，第1个球与第5个球的电荷量均为，依据库仑定律得 故选A。 6. 2026年世界人工智能大会在上海举行，“通用具身智能”成为展会热点。一质量为的智能送货机器人在时间内，以恒定功率在水平路面上沿直线运动，所受阻力保持不变，其图像如图所示，其中为最大速度，则（ ） A. 机器人所受阻力的大小为 B. 时刻，机器人的加速度大小为 C. 时间内，阻力做的功为 D. 阴影部分的面积为 【答案】B 【解析】 【详解】A．在时刻，速度达到最大值，此刻机器人所受牵引力与阻力大小相等，则阻力大小，故A错误； B．时刻，机器人所受牵引力 加速度，故B正确； C．时间内，依据动能定理有 解得，故C错误； D．又 得 即阴影部分的面积为，故D错误。 故选B。 7. 如图，小球a、b、c的质量均为m，小球a套在固定的竖直杆上，小球a和b用一根不可伸长的细线绕过位于M点的轻质定滑轮连接，小球b和c用竖直轻弹簧相连，小球c在水平地面上。滑轮的大小可忽略，初始时小球a锁定在与滑轮等高的P点，细线恰好伸直无张力。现解除锁定，小球a从静止下滑至Q点时，小球c刚好对地面无压力，细线与水平方向的夹角。已知，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力和一切摩擦，，则小球a在Q点时的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设弹簧的劲度系数为k，由题设条件可知，小球a锁定时，小球b和c之间弹簧的压缩量 小球a在Q点时，小球c刚好对地面无压力，小球b和c之间弹簧的伸长量 根据对称性，小球a从P到Q的整个过程，弹簧对小球b做功为0。 设小球a在Q点的速度为，从P到Q，小球a下降的高度 小球b上升的高度 将速度沿平行细线方向和垂直细线方向分解，得 将小球a和b看作一个系统，依据机械能守恒定律有 解得 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为滑动变阻器，和都为定值电阻，的电阻大于电源内阻，各电表均为理想电表。开始滑片P在的正中央，闭合开关。在滑片P向左缓慢移动过程中，下列判断正确的是（ ） A. 电流表示数减小 B. 两个电压表示数都减小 C. 电源输出功率变大 D. 电源输出功率变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．滑片P向左缓缓移动，电阻减小，总电阻减小，应用闭合电路欧姆定律可知电路电流I变大，故A错误； B．根据串并联电路特点可知，电压表示数减小，电压表示数减小，故B正确； CD．电源的输出功率 当时电源的输出功率最大，由可知，外电路电阻总大于内阻，滑片P向左缓缓移动时外电路电阻变小，根据输出功率随外电路电阻变化规律可知，输出功率变大，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图，中央有孔的相同金属板、、、平行正对放置，和板接地。与板、与板的间距分别为、。给、板和、板间分别加上直流电压和，带正电的粒子在静电力作用下从板中央的点由静止开始运动，经点和点刚好到达板中央，点到板和点到板的距离均为。不计粒子重力，关于、两点的电势、及粒子在这两点的动能、，下列关系正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．粒子从A板到D板，依据题意和动能定理，有 得 则， 可知，A错误，B正确； CD．粒子从A板中央到a点，有 粒子从A板到b点，有 可得，C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图，纸面为竖直面，MN为竖直线段，足够大的空间内存在平行于纸面水平方向的匀强电场。一带正电的小球从M点在纸面内以速度水平向左开始运动，一段时间后通过N点。在小球从M到N的过程中，当小球速度方向和水平方向的夹角时，小球的速度最小。已知带电小球的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，，，不计空气阻力，则（ ） A. 匀强电场的方向水平向右 B. 电场强度的大小为 C. 小球运动过程中的最小速度为 D. M、N两点间的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．取水平向右和竖直向下分别为轴、轴正方向，设小球水平方向的加速度大小为。小球从点向左运动后又到达同一竖直线上的点，故其水平方向速度必先向左减小再反向，即的方向水平向右。小球带正电，所以匀强电场方向水平向右。恒力作用下小球的加速度恒定，速度最小时速度方向与加速度方向垂直，由分量关系得 水平方向由牛顿第二定律得 解得，故A正确，B错误； CD．速度最小时，小球速度在加速度方向上的分量为零，故其大小等于初速度在垂直于加速度方向上的分量。由投影关系得 设小球从点运动到点的时间为。小球回到同一竖直线，水平方向有 取非零解得 代入前述水平加速度得 设两点间的距离为，竖直方向初速度为零，由匀变速直线运动规律得，故C错误，D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某同学用如图所示的装置验证系统的机械能守恒定律并测定滑块的质量。实验器材有：气垫导轨、质量为M的滑块（含宽度的遮光条）、光电门、数字计时器、6个钩码（质量均为）等。已知当地的重力加速度，滑块上可放钩码。 实验步骤如下： （1）开动气泵，调节气垫导轨，将放有6个钩码的滑块无初速度地轻放在导轨上，滑块能保持________，说明导轨已调至水平。 （2）将放有6个钩码的滑块置于位置A锁定，测出遮光条中心到光电门中心的距离l。 （3）将n（依次取，2，…，6）个钩码挂在轻绳的右端，其余（）个钩码仍留在滑块上。调节滑轮，使轻绳与导轨平行。解除锁定，每次均让滑块从A点由静止开始运动，数字计时器记录遮光条通过光电门时对应的遮光时间t。 （4）以n为横坐标、________（选填“t”“”“”或“”）为纵坐标作图，若所得图像为过原点的直线，且斜率________（用m、M、d、l和g表示），则可证明钩码和滑块组成的系统在运动过程中机械能守恒。 （5）若测得，斜率，则滑块（含遮光条）的质量________kg（保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 静止 ②. ③. ④. 0.30 【解析】 【详解】（1）[1]开动气泵，调节气垫导轨，将滑块无初速度地轻放在导轨上，滑块能保持静止，说明导轨调至水平。 （4）[2][3]若系统机械能守恒，有 即 以n为横坐标，以为纵坐标作图，且得到直线的斜率 可证明系统机械能守恒。 （5）[4]将、代入 可得滑块（含遮光条）的质量 12. 一实验小组对铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源、滑动变阻器、电压表V、电流表A、待测铅笔芯R、游标卡尺、螺旋测微器、开关S、单刀双掷开关K、导线若干。 （1）用游标卡尺测得铅笔芯的长度，如图1所示，读数为______mm。 （2）用螺旋测微器测量铅笔芯直径，如图2所示，读数为______mm。 （3）按图3连接电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K从a掷到b时，观察到电流表示数变化没有电压表示数变化明显，则应将K掷到______（填“a”或“b”）端。 （4）测量多组数据，绘制I－U图像如图4所示，取3，求得铅笔芯的电阻率为______（保留2位有效数字）。 【答案】（1）49.40 （2）2.180 （3）a （4） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为 【小问2详解】 螺旋测微器的读数为 【小问3详解】 闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K从a掷到b时，观察到电流表示数变化没有电压表示数变化明显，说明电压表分流影响较小，选择电流表外接，则应将K掷到a端； 【小问4详解】 根据题图可得电阻 结合电阻定律 又 其中， 联立可得 13. 如图所示，电源内阻，当电阻箱接入电路的阻值时，闭合开关S后，标有“6V，3W”的灯泡正常发光，电动机正常工作，电流表的示数。已知电动机线圈电阻，电流表的内阻可忽略，灯泡的电阻恒定不变。求： （1）灯泡的电阻和电源的电动势E； （2）电动机正常工作时的输出功率P。 【答案】（1），12V （2）5.8W 【解析】 【小问1详解】 根据 可得灯泡的电阻 根据闭合电路的欧姆定律 可得电源的电动势 【小问2详解】 根据题意可知，灯泡正常发光时，电流 电动机正常工作时，电流 电动机的输出功率 联立可得 14. 某水上乐园的一半圆柱滑道的半径为R，最高点为M，水平直径AB与水面齐平，竖直截面如图所示。一可视为质点的游客从M点由静止滑下，落水点为N（未画出）。不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为g，求： （1）游客在N点时速度v的大小； （2）游客在N点时速度v的方向与水平方向夹角β的余弦值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对游客，依据机械能守恒定律有 得游客落至N点时速度 【小问2详解】 设游客脱离滑道时，游客与圆心O的连线与竖直方向的夹角为α，速度大小为v0，如图所示 根据机械能守恒定律可得 根据牛顿第二定律可得 联立解得， 此时游客在水平方向的分速度 游客在N点时速度v的方向与水平方向夹角β的余弦值 15. 如图1所示，电子枪的金属丝连续不断地逸出电子，电子的初速度可视为零，经直线加速器加速后，沿两水平金属极板M、N间的中心线射入极板间的偏转电场（电场方向垂直于水平金属板）。已知M、N两板长为，两板间的电场强度随时间的变化图像如图2所示。所有电子均能从偏转电场射出，且电子在两板间的运动时间为。电子的质量为、电荷量为，不计电子的重力和电子之间的相互作用。求： （1）直线加速器两端的电压； （2）时刻射入两极板间的电子，离开偏转电场时的速度大小和竖直偏移量； （3）M、N两水平金属极板间的最小距离。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 电子在金属极板M、N间运动时，水平方向做匀速直线运动，且电子在两板间的运动时间为，则 有 由动能定理 联立可得直线加速器两端的电压 【小问2详解】 时刻射入两极板间的电子，在时间内，电子在竖直方向由牛顿第二定律 解得 加速运动的位移大小为 则时，竖直方向速度为 在时间内，电子在竖直方向由牛顿第二定律 解得 竖直方向的位移大小为 则时，竖直方向速度为 电子离开偏转电场时的速度大小 偏转距离为 【小问3详解】 根据竖直方向的运动规律可知，时进入偏转电场的电子，离开电场时在竖直方向上的偏转距离最大，在时间内，竖直方向做加速运动，运动的距离为 在时，竖直方向速度为 在时间内，竖直方向做减速运动，运动距离为 根据 联立可得M、N两水平金属极板间的最小距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 注意事项： 1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图，足球比赛中，被踢出的足球在空中沿曲线飞行，为运动轨迹的最高点。足球所受空气阻力的大小与速率成正比，方向与速度的方向相反，则足球（ ） A. 在点的速度为零 B. 在点的加速度与在点的相同 C. 在点的加速度比在点的大 D. 在点所受合力的方向竖直向下 2. 两带电体和间的电场分布如图所示，实线为电场线，虚线为等势线。、和是电场中的三个点，点和点在零势能面上，则（ ） A. 带电体M带负电 B. 电子在点的电势能 C. 、两点的电场强度大小相等 D. 电子从点经点移动到点，静电力做正功 3. 石墨烯是迄今为止人类发现的导电性能最好的材料。如图所示，用石墨烯制成的两个导体P、Q串联后接在电路中，已知P、Q的横截面积之比为，当电路中通入恒定电流时，下列说法正确的是（　　） A. 流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为 B. 流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为 C. 相同时间内，流过P、Q横截面的电荷量之比为 D. 相同时间内，流过P、Q横截面的电荷量之比为 4. 嫦娥七号计划于2027年择机发射，赴月球开展环境勘察。地球质量约为月球质量的81倍，月球和地球中心的距离约为（太阳和地球中心的距离为1 AU）。如图，若嫦娥七号运行至地球和月球之间的某点时，地球和月球对它的引力大小刚好相等，则此时嫦娥七号到月球中心的距离约为（ ） A. B. C. D. 5. 如图，真空中有5个相同的可视为质点的金属小球，相邻两球的球心间的距离均为，第1个球的电荷量为，其余球不带电。现将第2、3、4个球依次与第1个球接触后置于无穷远处，最后将第5个球与第1个球接触后放回原处。已知静电力常量为，则放回原处的第5个球与第1个球间的库仑力大小为（ ） A. B. C. D. 6. 2026年世界人工智能大会在上海举行，“通用具身智能”成为展会热点。一质量为的智能送货机器人在时间内，以恒定功率在水平路面上沿直线运动，所受阻力保持不变，其图像如图所示，其中为最大速度，则（ ） A. 机器人所受阻力的大小为 B. 时刻，机器人的加速度大小为 C. 时间内，阻力做的功为 D. 阴影部分的面积为 7. 如图，小球a、b、c的质量均为m，小球a套在固定的竖直杆上，小球a和b用一根不可伸长的细线绕过位于M点的轻质定滑轮连接，小球b和c用竖直轻弹簧相连，小球c在水平地面上。滑轮的大小可忽略，初始时小球a锁定在与滑轮等高的P点，细线恰好伸直无张力。现解除锁定，小球a从静止下滑至Q点时，小球c刚好对地面无压力，细线与水平方向的夹角。已知，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力和一切摩擦，，则小球a在Q点时的速度大小为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为滑动变阻器，和都为定值电阻，的电阻大于电源内阻，各电表均为理想电表。开始滑片P在的正中央，闭合开关。在滑片P向左缓慢移动过程中，下列判断正确的是（ ） A. 电流表示数减小 B. 两个电压表示数都减小 C. 电源输出功率变大 D. 电源输出功率变小 9. 如图，中央有孔的相同金属板、、、平行正对放置，和板接地。与板、与板的间距分别为、。给、板和、板间分别加上直流电压和，带正电的粒子在静电力作用下从板中央的点由静止开始运动，经点和点刚好到达板中央，点到板和点到板的距离均为。不计粒子重力，关于、两点的电势、及粒子在这两点的动能、，下列关系正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 如图，纸面为竖直面，MN为竖直线段，足够大的空间内存在平行于纸面水平方向的匀强电场。一带正电的小球从M点在纸面内以速度水平向左开始运动，一段时间后通过N点。在小球从M到N的过程中，当小球速度方向和水平方向的夹角时，小球的速度最小。已知带电小球的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，，，不计空气阻力，则（ ） A. 匀强电场的方向水平向右 B. 电场强度的大小为 C. 小球运动过程中的最小速度为 D. M、N两点间的距离为 二、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某同学用如图所示的装置验证系统的机械能守恒定律并测定滑块的质量。实验器材有：气垫导轨、质量为M的滑块（含宽度的遮光条）、光电门、数字计时器、6个钩码（质量均为）等。已知当地的重力加速度，滑块上可放钩码。 实验步骤如下： （1）开动气泵，调节气垫导轨，将放有6个钩码的滑块无初速度地轻放在导轨上，滑块能保持________，说明导轨已调至水平。 （2）将放有6个钩码的滑块置于位置A锁定，测出遮光条中心到光电门中心的距离l。 （3）将n（依次取，2，…，6）个钩码挂在轻绳的右端，其余（）个钩码仍留在滑块上。调节滑轮，使轻绳与导轨平行。解除锁定，每次均让滑块从A点由静止开始运动，数字计时器记录遮光条通过光电门时对应的遮光时间t。 （4）以n为横坐标、________（选填“t”“”“”或“”）为纵坐标作图，若所得图像为过原点的直线，且斜率________（用m、M、d、l和g表示），则可证明钩码和滑块组成的系统在运动过程中机械能守恒。 （5）若测得，斜率，则滑块（含遮光条）的质量________kg（保留2位有效数字）。 12. 一实验小组对铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源、滑动变阻器、电压表V、电流表A、待测铅笔芯R、游标卡尺、螺旋测微器、开关S、单刀双掷开关K、导线若干。 （1）用游标卡尺测得铅笔芯的长度，如图1所示，读数为______mm。 （2）用螺旋测微器测量铅笔芯直径，如图2所示，读数为______mm。 （3）按图3连接电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K从a掷到b时，观察到电流表示数变化没有电压表示数变化明显，则应将K掷到______（填“a”或“b”）端。 （4）测量多组数据，绘制I－U图像如图4所示，取3，求得铅笔芯的电阻率为______（保留2位有效数字）。 13. 如图所示，电源内阻，当电阻箱接入电路的阻值时，闭合开关S后，标有“6V，3W”的灯泡正常发光，电动机正常工作，电流表的示数。已知电动机线圈电阻，电流表的内阻可忽略，灯泡的电阻恒定不变。求： （1）灯泡的电阻和电源的电动势E； （2）电动机正常工作时的输出功率P。 14. 某水上乐园的一半圆柱滑道的半径为R，最高点为M，水平直径AB与水面齐平，竖直截面如图所示。一可视为质点的游客从M点由静止滑下，落水点为N（未画出）。不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为g，求： （1）游客在N点时速度v的大小； （2）游客在N点时速度v的方向与水平方向夹角β的余弦值。 15. 如图1所示，电子枪的金属丝连续不断地逸出电子，电子的初速度可视为零，经直线加速器加速后，沿两水平金属极板M、N间的中心线射入极板间的偏转电场（电场方向垂直于水平金属板）。已知M、N两板长为，两板间的电场强度随时间的变化图像如图2所示。所有电子均能从偏转电场射出，且电子在两板间的运动时间为。电子的质量为、电荷量为，不计电子的重力和电子之间的相互作用。求： （1）直线加速器两端的电压； （2）时刻射入两极板间的电子，离开偏转电场时的速度大小和竖直偏移量； （3）M、N两水平金属极板间的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $