河南南阳市方城县第一高级中学2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试卷

方城一高2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 考生注意： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1．在物理学发展的过程中许多科学家做出了重要的贡献，下列说法中符合物理学史的是（　　） A．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值 B．楞次首次提出了分子电流假说 C．伽利略通过斜面实验把逻辑推理与实验相结合起来，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 D．牛顿总结出万有引力定律，并在实验室中测出了万有引力常量 2．如图（a）所示的智能机器人广泛应用于酒店、医院等场所.机器人内电池的容量为，负载时正常工作电流约为，电池容量低于20%时不能正常工作，此时需要用充电器对其进行充电，充电器的输入电压如图（b）所示.下列说法正确的是（    ） A．充电器的输入电流频率为 B．充电器的输入电压瞬时表达式为 C．机器人充满电后电池的电量为 D．机器人充满电后，负载时大约可以持续正常工作 3．国庆假期的南昌水族馆之旅中，小王同学偶然关注到电鲶，随即对这种生物产生了浓厚兴趣。如图（a）。所示，他查阅资料发现电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压，若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，如图（b）所示，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，O为电鲶身体的中点，且AB为鱼身长的一半，下列说法正确的是（　　） A．从头到尾O点的电场强度最大 B．A点电势高于B点电势 C．若将一负电荷放入电鲶体内，则它在A点具有电势能小于它在B点具有电势能 D．若电鲶头尾部间产生380V的电压时，AB间的电压小于190V 4．一带正电的粒子只在电场力作用下沿轴运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，如果电场是由固定在轴上两点的点电荷共同产生的，在轴上有等间距的四点，下列说法正确的是（　　） A．和一定带有同种电荷 B．和处的电场强度相同 C．从到，带电粒子的加速度一直增大 D．从到，带电粒子的速度一直减小 5．在图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻、阻值为。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中AB所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该电源电动势为3V B．该电源的内阻为 C．当时，电源输出功率最大 D．滑片从左往右移的过程中，电源的效率一直在增大 6．电荷量分别为、的两个点电荷，分别固定在和处，在它们形成的电场中，在x轴正半轴上各点的电势如图中曲线所示，处电势最大。根据提供的信息，下列判断正确的是（    ） A．两个点电荷可能带同种电荷 B．电荷量一定满足关系式 C．一电子从处由静止释放，电势能一定先减小后增大 D．一电子从处由静止释放，一定在之间做往复运动 7．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。半径为r的圆盘通过O、a两处电刷与如图所示的外电路相连，其中电阻，一带电油滴静止在两极板间。圆盘在外力作用下绕O点以角速度逆时针匀速转动过程中，圆盘接入Oa间的等效电阻也为R，已知匀强磁场磁感应强度为B，不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是（    ） A．若将电容器极板M向上移动，则带电油滴向上运动 B．该油滴带负电 C．c点电势高于b点电势 D．电阻上消耗的电功率为 二、多项选择题（第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共18分） 8．如图所示的电路中，、、为定值电阻，为滑动变阻器，C为电容器，电表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片自a端向b端滑动的过程中，电压表的示数变化量大小为，电流表的示数变化量大小为，则（　　） A．电流表A的示数增大 B．电压表的示数减小 C．不变 D．电容器所带的电荷量增加 9．如图，水平餐桌面上有一个可绕圆心O转动的电动圆盘，圆盘上放置一个质量为m的小碟子，碟子中心与O间的距离为r，碟子与圆盘间的动摩擦因数为μ。接通开关，电动机带动圆盘由静止开始加速转动，直至碟子与圆盘恰好不发生相对滑动，之后圆盘的角速度不再发生变化。已知重力加速度大小为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．碟子所受摩擦力的方向先与速度方向夹角为锐角后沿半径方向指向圆心O B．碟子所受摩擦力的方向一直与碟子速度方向垂直 C．碟子加速过程中，所受摩擦力的冲量大小为 D．碟子加速过程中，所受摩擦力的冲量大小为 10．如图所示，在长为2d、宽为d的矩形区域PQNM内分布着平行于PQ方向的匀强电场，直线PQ左侧分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，直线MN右侧分布着磁感应强度大小也为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的粒子以初速度沿水平方向从P点射入电场，恰好从N点进入磁场，之后在左侧磁场中运动，并通过F点（F点在PQ的延长线上，未画出），且粒子经过F点的速度与经过N点的速度相同。已知，不计粒子的重力，忽略边界效应，下列说法正确的是（　　） A．电场强度的方向由P指向Q B．电场强度的大小为 C．P、F两点之间的距离可能为5d D．粒子从P点运动到F点的时间可能为 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11．电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下： 电容器C（额定电压，电容标识不清）； 电源E（电动势，内阻不计）； 电阻箱（阻值）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流）； 电压表V（量程，内阻很大）； 发光二极管，开关，电流传感器，计算机，导线若干。 回答以下问题： (1)按照图甲连接电路，闭合开关S1前，应将滑动变阻器R₂的滑片置于______端（填“a”或“b”），目的是使电容器初始电压为零。 (2)调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为___________V（保留1位小数）。 继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为时，开关掷向1，得到电容器充电过程的图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为C。 (3)本电路中所使用电容器的电容约为___________F（结果保留2位有效数字）。 (4)电容器充电后，将开关掷向2，发光二极管___________（填“”或“”）闪光。 若希望二极管在放电过程中持续发光时间更长点，应将电阻箱的阻值_____（填“调大”或“调小”）。 12．硅基负极锂电池是以硅基材料（如硅氧或硅碳复合材料）作为负极的锂离子电池，旨在突破传统石墨负极的能量密度瓶颈。某硅基负极电池内阻较小，电动势约为，实验小组为了准确测量某硅基电池的电动势E和内阻r，设计了如下实验。其中定值电阻。 (1)按图甲接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U，获取了多组数据，作出图像如图乙所示，不考虑电压表的分流作用，则可得该电池组的电动势____________V；内阻____________。（结果均保留两位有效数字） (2)若考虑电压表的分流作用，则该实验中电动势的测量值比真实值____________。（选填“偏大”“偏小”或“相等”） (3)该实验小组还设计了图丙所示的电路，其中为工作电源，为限流电阻，为粗细均匀同种材料的电阻丝，P为滑动触头，G为灵敏电流计，为它的保护电阻，为阻值已知的工作电阻。为了测量电源的内阻r，现做如下操作： ①先闭合，断开，调节滑动触头P的位置，当其位于A位置时，灵敏电流计示数为零； ②再闭合，调节滑动触头P的位置，当其位于B位置时，灵敏电流计示数再次为零，此时两端电压____________；（用、r、表示） ③测量出两次电阻丝和的长度分别为和。则电源内阻____________。（用、、表示） 四、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13．如图甲，神舟十六号从空间站返回的第一步动作在大约公里的高度完成，飞船通过两次调整姿态后，变成推进舱在前，返回舱在后，主发动机点火开始制动减速。现把制动减速过程简化为如图乙所示，设返、推组合体减速前的总质量为（包括发动机喷出的气体），减速前的速度大小为（相对地球），主发动机点火后推进舱喷气，在t（很短）时间内推进舱把质量为的气体以速率（相对地球）喷出。由于减速制动时间短，可认为返、推组合体减速前、后速度及的方向均在同一直线上，除了组合体与喷出气体间的作用外，不考虑其他力的影响。 （1）分析说明的方向； （2）求减速制动后瞬间返、推组合体的速度大小； （3）求减速制动过程返、推组合体受到的平均作用力。 14．密立根油滴实验从诞生至今已有100多年的历史，其通过测量油滴带电量来验证电荷电量的不连续性并测定元电荷数值的方法简单又巧妙，被称作历史上十大最美物理实验之一，密立根也因此获得1923年诺贝尔物理奖。如图甲所示为密立根油滴实验装置示意图。两块水平放置的平行金属板间距离为d，油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间，其进入金属板间的初速度可以忽略。实验中，油滴可视为球形，其密度为ρ，空气密度为，重力加速度为g。油滴在平行板电容器两极板间运动时，除受到重力、浮力、电场力之外，还受到空气的黏性阻力。已知黏性阻力f满足（式中r为油滴半径，v为油滴的速度，η是一个已知量，称为黏度） (1)某次实验中，调节两极板间电压为零，通过显微镜观察油滴最终匀速下落的速度为。试推导油滴半径r的表达式（用、η、g、ρ、表示）。 (2)当第（1）问中的油滴达到匀速下落状态后，调节板间电压为U（上极板电势高于下极板），经过一段时间后，通过显微镜观察到油滴以速度匀速上升。试推导油滴所带电荷量大小q的表达式（用U、d、、、η、g、ρ、表示）。 (3)另有一油滴，当两极板间电压为零时油滴以速率v匀速下落，当油滴经过某位置时突然在两极板间加上恒定电压，经过时间t后该油滴第一次回到原来的位置时速率为，试求该油滴所受电场力与重力的比值。 15．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，大量比荷为、速度大小范围为的同种粒子从PM和QK间平行于PM射入圆形磁场区域，PM与圆心O在同一直线上，PM和QK间距离为，已知从M点射入的速度为的粒子刚好从N点射出圆形磁场区域，N点在O点正下方，不计粒子重力以及粒子间的相互作用。求： (1)圆形区域磁场的磁感应强度B及带电粒子带电性质； (2)圆形区域内有粒子经过的面积； (3)若挡板CN、ND足够长，下方有竖直向上的匀强电场E（图中未画出），直线CD与圆形区域相切于N点，到达N点的粒子均能从板上小孔进入下方电场，求粒子打到ND板的长度范围。 试卷第8页（共9页） 试卷第9页（共9页） 学科网（北京）股份有限公司 《方城一高2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D D B C D AC AD BD 1．C 【详解】A．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，密立根通过油滴实验测得元电荷的数值，A错误； B．安培首次提出了分子电流假说，B错误； C．伽利略通过斜面实验把逻辑推理与实验相结合起来，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，C正确； D．牛顿总结出万有引力定律，卡文迪什在实验室中测出了万有引力常量，D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．由图可知交变电压的周期为，根据，可知电流频率为，故A错误； B．由图可知周期为0.02s，则角频率为 充电器的输入电压的瞬时值表达式为，故B错误； CD．机器人充满电后电池的电量 正常工作可用电量为，由，可知负载时大约可以持续工作4h，故C错误，D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，两点电荷连线的中点O点，电场强度最小，故A错误； BC．沿电场线的方向是电势降低的方向，故A点电势低于B点电势，负电荷在电势高的地方具有的电势能小，因此若将一负电荷放入电鲶体内，则它在A点具有电势能高于它在B点具有电势能，故BC错误； D．根据等量异种点电荷的电场分布规律可知A、B间的电场线比A点到鱼尾或B点到鱼头的电场线稀疏，则平均场强也较小，电鲶头尾部间产生380V的电压，根据U=Ed可知AB之间电压小于190V，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．由图像知a处的电势等于零，所以和带有异种电荷，故A错误； B．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，和处的电场强度不相同，故B错误； C．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小。可知从到粒子受到的电场力逐渐减小，其加速度也逐渐减小，故C错误； D．只在电场力作用下粒子的动能与电势能之和不变，从到电势能一直增大，可知从到粒子的动能一直减小，其速度一直减小，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】A．由闭合电路的欧姆定律 结合图像可知 解得，，故A错误，B正确； C．当外电阻等于内阻时电源输出功率最大，即时，电源输出功率最大，此时，故C错误； D．滑片从左往右移的过程中，一直减小，外电路总电阻一直减小，根据可知，电源的效率一直在减小，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．处电势最大，则该处电场强度为零，两个点电荷一定带异种电荷，故A错误； B．根据点电荷电场强度公式有 可得，故B错误； C．根据电势变化规律，可知处向右，电场强度先沿x轴负方向，并逐渐减小，再沿x轴正方向，先增大后减小，故一电子从处由静止释放，电场力先做正功后做负功，电势能一定先减小后增大，故C正确； D．处的电势低于处的电势，故一电子从处由静止释放，运动到处还有沿x轴正方向的速度，会继续运动，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．电容器并联在两端，两端电压保持不变；极板间距增大后，板间电场强度减小，原来油滴平衡 现在 所以带电油滴会向下运动，故A错误； B．正电荷随圆盘逆时针转动，洛伦兹力指向圆心，因此为电源正极，为负极。电流方向为，下极板接（高电势），上极板接（低电势），板间电场方向向上；油滴重力向下、电场力向上，因此油滴带正电。故B错误； C．电流沿流动，电势沿电流方向降低，因此点电势高于点，故C错误； D．消耗的电功率，故D正确。 故选D。 8．AC 【详解】A．当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中，接入电路的滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，总电流变大，可知电流表示数增大，故A正确； B．电阻R1两端的电压变大，则电压表的示数变大，B错误； D．根据V1增大，路端电压减小，则并联支路的电压减小，即电容器两端电压减小，根据Q=CU可知电容器C所带电荷量减少，故D错误； C．根据U2=E-I（R1+r），可知，即不变，故C正确。 故选AC。 9．AD 【详解】AB．碟子随圆盘转动的过程中受到的摩擦力方向与速度方向夹角先从零开始逐渐增大到90°然后保持不变，恰好不发生相对滑动时受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向沿半径方向指向圆心，以提供向心力，A正确，B错误； CD．最大静摩擦力提供向心力，碟子做匀速圆周运动，则 可得 碟子加速过程中，根据动量定理得 可得 故C错误，D正确。 故选AD。 10．BD 【详解】AB．粒子带负电，从P点以水平初速度沿长为2d的方向射入电场，水平方向匀速运动 解得 粒子从N点射出，竖直方向（平行PQ方向）位移为d，做匀加速直线运动 解得 粒子带负电，竖直方向向下偏转（向Q侧偏转），说明电场强度方向由Q指向P，故A错误，B正确； 粒子出电场时竖直分速度，因此N点速度大小 速度方向与水平方向成斜向右下 C．粒子在两侧磁场的圆周运动，洛伦兹力提供向心力有 代入题目给出的和 解得轨道半径 F点速度与N点速度相同，粒子从N到F速度矢量不变，而洛伦兹力只改变方向，不改变大小；但粒子在左右磁场中运动时，若从N到F经过4次磁场偏转，每次偏转90°，总速度方向变化为360°，可以恢复。但每经过一次完整循环，粒子沿PQ方向移动的距离是 四个偏转移动，加上初始d，，故C错误； D．若粒子经过1次完整的对称偏转组合：电场中运动时间为 两次圆周运动的总弧长为，对应运动时间 中间匀速直线运动的总时间为； 总时间加和恰好为，该情况成立，故D正确。 故选BD。 11．(1)a (2)6.5 (3) (4) 调大 【详解】（1）本实验中滑动变阻器为分压式接法，要求闭合开关时电容器初始电压为零，滑片置于端时，滑动变阻器左边导线将电容器所在支路短路，两端电势差为零，符合要求。 （2）量程15V，每个小格0.5V，故读数为6.5V （3）由电容的定义式 得 （4）[1]开关掷向2，电容器放电，充电后电容器左端带正电，右端带负电，放电时电流从左向右经过并联二极管，二极管正向导通，正向为左到右，故闪光； [2]越大，放电电流越小，放电越慢，二极管发光持续时间越长，因此需要将阻值调大。 【点睛】 12．(1) 2.7 0.70 (2)偏小 (3) 【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律 整理可得 可知图线纵截距为，斜率为 由图像可知， 解得， （2）电压表分流情况下闭合电路欧姆定律为 整理可得 则图像的纵轴截距为 整理可得 故电动势的测量值与真实值相比偏小。 （3）[1]灵敏电流计示数为零，因此对、回路分析，根据闭合电路的欧姆定律可得 两端电压 [2]只闭合时灵敏电流计示数为零，则有 同时闭合、则有 又因为 联立解得 13．（1）返、推组合体要减速制动，根据牛顿运动定律可知，推进舱主发动机喷气的方向与的方向相同，即向前喷气；（2）；（3） 【详解】（1）略。 （2）返、推组合体喷气获得的反推力沿切线方向，在此方向上，根据动量守恒定律定律有 解得 （3）减速制动过程，以发动机喷出气体为研究对象，根据动量定理有 解得 根据牛顿第三定律有，返、推组合体受到的平均作用力 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）油滴匀速下落时，根据平衡条件，有 其中重力，浮力，黏性阻力 联立可得 解得 （2）油滴匀速上升时，受力平衡 其中，， 联立平衡方程并代入G、，结合第（1 ）问结论 消去浮力与重力的差值项，可得 将代入，整理得 （3）设所求比值为k，即 无电压时油滴匀速下落，受力平衡 可得 黏性阻力特性，即，方向与速度相反 阻力总冲量推导：总位移为0，设向下、向上位移均为x，对应平均速度，，时间，，则 冲量（向上），（向下） 故总阻力冲量 动量定理应用 合外力 动量变化（初速度向下为负，末速度向上为正） 联立消去m得 解得 15．(1)，带正电 (2) (3) 【详解】（1）速度为的粒子从M点射入，从N点出，设轨道半径为r，由几何关系可知 由洛伦兹力提供向心力得 解得 由左手定则判断可得粒子带正电。 （2）速度为的粒子从M射入，设射出点为A，如图所示 由洛伦兹力提供向心力得 解得 由几何关系可知 故 所以 则 MK间入射的速度为的粒子能到达的区域为图中阴影部分，面积 （3）由磁聚焦知识可知，当在磁场中运动半径时，即速度为的粒子可以进入N点的粒子，设聚焦后所有粒子的速度方向与竖直方向夹角为，如图 则由几何关系 将分解为水平方向速度和竖直方向，则， 竖直方向有， 水平位移 上式整理得 当时， 最大值 则范围为 答案第8页（共9页） 答案第9页（共9页） 学科网（北京）股份有限公司 $