精品解析：浙江精诚联盟（浙江四校）2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题

高二年级物理学科试题 考生须知： 1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4.考试结束后，只需上交答题纸。 5.本卷无特殊说明，重力加速度取。 选择题部分 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 在国际单位制中，下列都属于力学基本单位的一组是（　　） A. kg、m B. m、N C. m/s、A D. s、J 【答案】A 【解析】 【详解】在国际单位制中，力学基本单位是kg、m、s。选项中的N、m/s、J均是国际单位制中的导出单位；A是电学中的基本单位。 故选A。 2. 如图所示的足球比赛中，进攻球员共跑动了42m路程，用时7.0s。视频裁判通过视频回放认定此过程中进攻球员踩了防守球员，进攻方犯规。则此过程中（ ） A. “7.0s”指时刻 B. 进攻球员的平均速度为6m/s C. 研究进攻球员过人动作时可以把他看成质点 D. 进攻球员对防守球员的力等于防守球员对进攻球员的力 【答案】D 【解析】 【详解】A．“7.0s”对应球员跑动的一段过程，是时间间隔（时间），不是某一瞬时的时刻，故A错误； B．平均速度的定义是位移与时间的比值，题目给出的42m是球员运动的路程，未知位移大小，无法得出平均速度为6m/s（6m/s是路程与时间的比值，为平均速率），故B错误； C．研究过人动作时，需要关注球员肢体的动作细节，球员的形状、大小不能忽略，因此不能将其视为质点，故C错误； D．球员间的相互作用力属于作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，一对相互作用力大小相等、方向相反，因此进攻球员对防守球员的力等于防守球员对进攻球员的力，故D正确。 故选 D。 3. 如图所示，光滑斜面高度一定，斜面倾角可调节。物体从斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到斜面底端，下列物理量与斜面倾角无关的是（ ） A. 物体受到支持力的大小 B. 物体加速度的大小 C. 合力对物体做的功 D. 物体运动的时间 【答案】C 【解析】 【详解】A．设斜面的固定高度为，物体质量为，垂直斜面方向受力平衡，支持力 大小随倾角变化，与有关，故A错误； B．由牛顿第二定律可得 得加速度 大小随倾角变化，与有关，故B错误； C．斜面光滑，下滑过程只有重力做功，支持力始终与位移方向垂直、不做功，因此合力做功等于重力做功，该值与倾角无关，故C正确； D．斜面长度​，物体由静止下滑的位移公式为 代入可得运动时间，大小随倾角变化，与有关，故D错误。 故选C。 4. “彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成，其内部某一截面的部分电场线（带箭头实线）和等势线（虚线）分布如图所示，则（　　） A. a、b、c三点的电场强度大小为 B. a、b、c三点的电势大小为 C. 将一正电子从a点移到b点，静电力做负功 D. 将一正电子从a点移到c点，电势能增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线疏密反映场强大小，可知a、b、c三点的电场强度大小关系是，故A错误； B．沿电场线电势降低，则a点电势高于b点，b点、c点电势相等，则a、b、c三点的电势高低关系是，故B正确； C．正电子带正电，，从a点移到b点，电势能减小，静电力做功 因此静电力做正功，故C错误； D．b点、c点电势相等，所以将一正电子从a点移到c点，正电子电势能减小，故D错误。 故选B。 5. 秋日，在摩天轮与晚霞同框时，可捕捉到江面倒影的美景，如图所示，某同学静坐在轮舱内随摩天轮匀速转动一周，下列说法正确的是（ ） A. 该同学的机械能守恒 B. 该同学受到的合力始终指向圆心 C. 该同学在最高点时受到的合力最小 D. 此过程中摩天轮对该同学的作用力做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．学生随轮舱做匀速圆周运动，速度大小不变，但运动过程中高度不断变化，机械能随变化，故机械能不守恒，故A错误； B．学生做匀速圆周运动，加速度始终指向圆心。由牛顿第二定律得，所以合力方向始终指向圆心，故B正确； C．匀速圆周运动中和不变，向心加速度大小恒定，由知合力大小处处相同，故C错误； D．一周后学生回到原位置，重力对学生做的总功为零；由动能定理，学生动能不变时合力做的总功为零，因此摩天轮对学生作用力做的总功也为零，并非正功，故D错误。 故选B。 6. 2024年4月，神舟十八号载人飞船发射升空，并与空间站天和核心舱自主交会对接成功。将二者对接前飞船和空间站的稳定运行轨道简化，如图，轨道I为载人飞船稳定运行的椭圆轨道，轨道II为空间站稳定运行的圆轨道，在两轨道的相切点载人飞船与空间站可实现对接，则（ ） A. 飞船在轨道I上稳定运行时机械能不守恒 B. 飞船要想从轨道I变轨至轨道II，需要在P点点火加速 C. 飞船在轨道I经过P的加速度小于轨道II经过P的加速度 D. 飞船在轨道I的运行周期大于空间站在轨道II的运行周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于只受万有引力作用，飞船在椭圆轨道I上运行时机械能守恒，故A错误； B．飞船要想从轨道I变轨至轨道II，需要在P点点火加速做离心运动，故B正确； C．根据题意有 解得 可知，飞船在轨道I经过P的加速度等于轨道II经过P的加速度，故C错误； D．由开普勒第三定律可知，由于椭圆轨道半长轴小于圆轨道半径，则飞船在轨道Ⅰ上运行时的周期小于空间站的运行周期，故D错误。 故选B。 7. 某同学为研究雨滴下落的规律查阅资料，了解到：较大的雨滴从大约1000m的高空形成并下落，到达地面的速度大约为4m/s。若将雨滴的运动模型看成是1000m高空的物体在有空气阻力的空间中由静止开始下落的运动，其中空气阻力与速度成正比，落地速度为4m/s。下列关于雨滴下落过程的图像分析，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．对雨滴进行受力分析，已知空气阻力��=���� ，由牛顿第二定律得����−����=����   雨滴从静止开始下落， ��=0 时��=0 ，因此初始加速度��=��  随着速度��增大，加速度��逐渐减小，最终当����=����时， ��=0 ，雨滴达到收尾速度后做匀速直线运动，故A错误； B．过原点的直线表示位移与时间成正比，即速度恒定；但雨滴速度从0逐渐增大到恒定，图像的斜率（速度）应该逐渐增大后不变，不符合规律，故B错误； C．图像显示初始速度不为零，且速度随时间减小，不符合雨滴从静止开始加速下落的规律，故C错误； D．初始速度，随时间增大逐渐增大；图像斜率为加速度，逐渐减小因此斜率逐渐减小，最终趋近于恒定的收尾速度，符合规律，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是（ ） A. 振动膜向右运动时，电容器的板间电场强度不变 B. 振动膜向右运动时，点的电势比点的电势低 C. 振动膜向左运动时，电阻上有从到的电流 D. 振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．设极板间距为，极板间电压为。电容器通过电阻与电池保持连接，近似不变。振动膜向右运动时，减小；由匀强电场中电势差与场强的关系可知，极板间电场强度增大，故A错误； B．由平行板电容器的电容决定式，其中为介电常数，为极板正对面积，为静电力常量，振动时和不变。设振动膜所带电荷量的绝对值为，由电容定义式得 向右运动使减小、增大，因而增大，电容器充电。原图中电池长线端为正极，与基板相连，故基板带正电、振动膜带负电；充电电流经电阻从流向。电流在电阻中由高电势流向低电势，因此点电势比点高，故B错误； CD．振动膜向左运动时，增大。由前述关系可知，减小，振动膜所带电荷量的绝对值减小，电容器放电。振动膜上的负电荷经、电阻向流动，常规电流方向与负电荷定向移动方向相反，所以电阻中电流从流向，故C正确，D错误。 故选C。 9. 如图所示，一根粗细均匀的导线中自由电子向右定向移动的平均速率为v，导线两端加上恒定电压U，若导线横截面积为S，电子的电荷量为e，单位长度的自由电子数为n，下列说法正确的是（ ） A. 等效电流的大小为nSve B. 等效电流的方向向右 C. 若将导线均匀拉长为原来的2倍，导线电阻变为原来的2倍 D. 若将导线均匀拉长为原来的2倍，导线中自由电子定向移动的平均速率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在时间内，通过导线某一横截面的电荷量 根据电流的定义式 可得，故A错误； B．等效电流的方向与负电荷定向移动方向相反，等效电流方向向左，故B错误； CD．导线电阻为 若将导线均匀拉长为原来的2倍，横截面积将会变成原来的，则导线电阻变为原来的4倍。导线的电流为 可知电流变为原来的，根据上述分析可知 单位长度的自由电子数为 可得 可知导线中自由电子定向移动的平均速率变为，故C错误，D正确。 10. 如图甲，某水电站建筑工地用发动机沿倾斜光滑轨道将建材拉到大坝顶上，已知轨道的倾角。某次从大坝底端向上拉建材的过程中，发动机所做的功与位移的关系如图乙所示。图乙中时图线为直线，当时发动机达到额定功率，此后保持该功率不变，对应的图线为曲线；当时建材达到最大速度，时图线为直线。已知建材的质量，，。则（ ） A. 发动机的额定功率为5400W B. 建材能达到的最大速度为6m/s C. 时，发动机做的总功为16200J D. 建材在前6s做匀加速运动，加速度大小为3m/s2 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由图乙中横坐标从到的直线段斜率可知，发动机牵引力为 取，沿斜面方向重力分力为 图中标记点的纵坐标为。建材从静止开始，运动到时由动能定理有 所以。发动机在处达到额定功率，所以 在位移介于和之间时功率保持不变；达到最大速度时加速度为零，发动机牵引力等于，所以，故A正确，B错误； C．在处，建材速度为。对从底端到该处的全过程应用动能定理，有 所以，故C错误； D．前内牵引力和重力分力均恒定，合力恒定，故该段为匀加速运动且 由 得，即只经历了前。此后进入恒功率阶段，速度增大使牵引力减小，合力和加速度均减小，因此前并非全程匀加速，故D错误。 故选A。 二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 11. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理思想与研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等。下列关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（ ） A. 伽利略对自由落体运动的研究，应用了实验和逻辑推理相结合的方法 B. 在探究滑动摩擦力与接触面的正压力、粗糙程度等因素的关系实验中，应用了类比法 C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代思想 D. 根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想法 【答案】AD 【解析】 【详解】A．伽利略研究自由落体运动时，由于无法直接实现真空环境、瞬时速度也难以精准测量，他先结合斜面实验冲淡重力做实际测量，再通过逻辑推理外推到自由落体的情况，确实采用了实验和逻辑推理（包含理想实验）相结合的方法，故A正确； B．探究滑动摩擦力和多个变量（正压力、粗糙程度、接触面积等）的关系时，每次只控制一个变量改变、固定其余变量，使用的是控制变量法，而非类比法，故B错误； C．忽略物体大小形状、用质点代替实际物体的方法，属于建立理想化物理模型的思想，并非等效替代，故C错误； D．把极短时间内的平均速度近似当作瞬时速度，是通过让趋近于0的极限过程完成定义，应用了极限思想法，故D正确。 故选AD。 12. 某学习小组设计了两种“水平加速度测量仪”来测量列车在平直轨道上的加速度。甲测量仪（图甲）由质量为的小滑块和两根劲度系数均为的轻弹簧组成，滑块可在光滑水平杆上滑动，弹簧另一端固定在外壳上。静止时两弹簧处于原长，滑块指针指在0刻度。运动时弹簧始终在弹性限度内，通过刻度尺可测出小滑块的位移。乙测量仪（图乙）用细线悬挂质量为的小球，静止时悬线与0刻度重合。运动时小球摆动平面与刻度盘平行，通过刻度盘可测出悬线与竖直方向的夹角。将两测量仪正确放置在列车内，忽略空气阻力。待其稳定后，下列说法正确的是（ ） A. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，则列车加速度方向为水平向右 B. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧距离处，则列车的加速度大小为 C. 若将乙测量仪的刻度值标定为对应的加速度值，则加速度的刻度值随角度均匀变化 D. 若标定加速度值后，将乙测量仪换用质量为的小球，其加速度刻度不需要重新标定 【答案】BD 【解析】 【详解】A．若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，左侧弹簧伸长，右侧弹簧压缩，则弹力向左，由牛顿第二定律可知列车加速度方向为水平向左，故A错误； B．若甲测量仪指针指在0刻度线右侧距离处，由牛顿第二定律得 解得，故B正确； CD．对乙图，设细线偏离竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得 解得 显然将乙测量仪的刻度值标定为对应的加速度值，加速度的刻度值随角度非均匀变化，若将乙测量仪换用质量为的小球，其加速度刻度不需要重新标定，故C错误，D正确。 故选BD。 13. 如图甲为直线加速器原理图。多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交流电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交流电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1.若已知电子的质量为、电子电荷量为、电压的绝对值为、周期为，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。为使电子能量不断增大，则（ ） A. 圆筒内的电场强度与其长度成反比 B. 圆筒的长度与序号的平方根成正比 C. 此加速器对该电子做的功与圆筒总数的平方成正比 D. 若圆筒间隙均为，考虑电子通过圆筒间隙的时间，则时刻进入的电子能达到的最大动能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属圆筒具有静电屏蔽作用，筒内电场强度为，电子在筒内做匀速直线运动，加速只发生在相邻圆筒的间隙中，故A错误； BC．表示电子电荷量的绝对值。电子带负电，加速时从低电势处运动到高电势处，每个间隙两端电势差的大小均为，由电场力做功与电势差的关系，单次加速中电场力做功为 电子从静止进入第个圆筒前，共通过个加速间隙，电场力的总功为 设电子进入第个圆筒时的速度为，由动能定理得 解得 图乙为奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差随时间变化的图像，电压极性每隔反转一次。相邻间隙的电场方向在同一时刻相反，按依次同步加速的设计，电子在各圆筒内的匀速运动时间取，圆筒长度为，故B正确，C错误； D．考虑过隙时间，将间隙内电场近似看作匀强电场，其场强大小为。取电子向前运动的方向为正方向。由牛顿第二定律得，所以 在首次遇到减速电场前，每次完整过隙仍增加动能，电子进入各圆筒后的速度仍为前述，筒内运动时间仍为。这些半周期与间隙的奇偶变化相匹配，而过隙时间会逐次累积，使电子相对理想同步时刻不断滞后。图乙显示，时距离第一次电压反向还有；累计滞后达到这一时间时，所处间隙的电场力开始反向，电子达到连续加速阶段的最大速度。因此，此前电子在各间隙内累计加速的时间为 电子在圆筒内速度不变，各间隙内加速度相同，将各段加速过程的速度增量相加，电子从静止开始达到的最大速度为 由动能定义得最大动能为，故D正确。 故选BD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 某同学用伏安法测干电池的电动势和内阻，有以下器材可供选择： ①干电池（电动势1.5V，内阻约1Ω） ②直流电流表（0~0.60A挡，内阻为0.1Ω） ③直流电流表（0~3.00A挡，内阻为0.02Ω） ④直流电压表（0~3.00V挡，内阻约5kΩ） ⑤滑动变阻器（0~10Ω，允许最大电流为1.00A） ⑥滑动变阻器（0~1000Ω，允许最大电流0.60A） ⑦开关一个，导线若干 （1）选择仪器：电流表选____________滑动变阻器选____________。（选填仪表前的序号） （2）在下面实物图中以笔画线代替导线连好电路____________。 （3）该同学在实验中记录了6组数据（如下表），根据数据在下图的坐标纸上作U-I图线____________，并根据图线求出E=____________V，r=____________Ω。（结果均保留2位小数） 物理量/ 次数 1 2 3 4 5 6 电流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.44 0.57 电压U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.13 1.05 【答案】（1） ①. ② ②. ⑤ （2） （3） ①. ②. 1.47 ③. 0.61 【解析】 【小问1详解】 [1]干电池电动势约，内阻约，估算电路最大电流不超过，选用挡既能覆盖实验电流范围，又有较高的读数精度，因此电流表选② [2]干电池内阻约为，选用滑动变阻器调节范围合适，且允许通过的最大电流大于实验电流，因此选⑤ 【小问2详解】 电流表应串联在干电池、滑动变阻器和开关所在的主回路中，电压表并联在电源外电路两端；各电表正接线柱接电势较高的一端，滑动变阻器采用“一上一下”的接法。接线完成后，应先将滑片置于最大阻值处，再闭合开关。 【小问3详解】 [1]以电流为横轴、电压为纵轴描出六组数据点，作一条使各点尽量均匀分布在直线两侧的直线，得到图线。 [2][3]对电源和外电路，闭合电路欧姆定律为，整理得 图线纵轴截距等于，斜率为。设直线斜率为，则 由图线读得纵轴截距约为，斜率绝对值约为，所以， 15. 用如图所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。 （1）在这个实验中，利用了_______来探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）探究向心力大小F与质量m的关系时，选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板_______（选填“A”或“B”）和挡板C处。 （3）如图所示，若两个质量相等的小球放在A、C位置，与皮带连接的左右两个变速塔轮半径之比为，则左、右两个小球的角速度之比_______，标尺上的等分格显示出左、右两个小球受向心力之比_______。 【答案】（1）C （2） ①. 不同 ②. B （3） ①. 1:3 ②. 1:9 【解析】 【小问1详解】 在该实验中，主要利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度的关系。 故选C。 【小问2详解】 [1][2]根据，探究向心力大小F与质量m的关系时，选择两个质量不同的小球，小球运动半径不同，则应分别放在挡板B和挡板C处。 【小问3详解】 [1][2]设轨迹半径为r，塔轮半径为R，根据公式， 可知角速度之比为1:3，向心力之比为1:9。 16. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）关于该实验的操作和数据分析，以下说法中正确的是______（填正确答案标号） A. 将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上 B. 先接通电源，后释放纸带 C. 必须用天平测出重锤的质量 D. 用计算打点计时器打下某点时的瞬时速度 （2）按照正确的操作多次完成实验后，发现由纸带上的数据计算出来的重锤重力势能的减少量总是略大于动能的增加量。关于这个误差，下列说法中正确的是______ A. 该误差属于偶然误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的 B. 该误差属于偶然误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 C. 该误差属于系统误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的 D. 该误差属于系统误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 【答案】（1）B （2）C 【解析】 【小问1详解】 A．打点计时器应接交流电源，不能接学生电源的直流输出，故A错误； B．应先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放纸带，故B正确； C．验证时比较重锤重力势能的减少量与动能的增加量，重锤质量在两项中都作为因子出现，可以约去，因此不必用天平测出重锤质量，故C错误； D．理想自由落体的速度公式只适用于物体由静止开始且忽略阻力的情况，实验中某点的瞬时速度应根据纸带上该点附近的点间距和时间间隔估算，不能直接用理想自由落体公式计算，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 A．该现象在多次实验后仍保持同一方向，说明它不是由读数波动造成的偶然误差，故A错误； B．多次实验取平均值主要用于减小偶然误差，不能解释误差总是同向出现，故B错误； C．纸带运动时受到空气阻力和摩擦阻力，重锤重力势能的一部分转化为内能，所以重力势能的减少量会稳定地大于动能的增加量。这种由实验装置和过程本身引起、方向基本固定的误差属于系统误差，故C正确； D．没有取平均值会影响偶然误差的大小，不是造成该固定方向误差的主要原因，故D错误。 故选C。 四、计算题（本题共4小题，共44分） 17. 在一些长下坡路段行车道外侧时常会增设避险车道，车道表面是粗糙碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。如图所示为某处避险车道，现有一辆质量为2000kg的汽车沿倾角的下坡路面行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度，汽车继续沿下坡匀加速直行时到达避险车道，此时速度。求：（，） （1）汽车下坡时的加速度大小； （2）汽车下坡时受到的阻力大小； （3）若避险车道与水平面的夹角为30°，汽车在避险车道上受到路面的阻力是下坡公路上的4倍，求汽车在避险车道上运动的最大位移。 【答案】（1） （2）3500N （3）37.5m 【解析】 【小问1详解】 根据速度位移关系式 解得 【小问2详解】 根据牛顿第二定律可知 解得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律 解得 根据速度位移关系式，汽车在避险车道上运动的最大位移 18. 如图所示，是一段光滑水平轨道，是直轨道，是半径的半圆形轨道，是直轨道。是倾角、以的速度顺时针运行的传送带，轨道与传送带平滑连接。弹簧具有弹性势能，随后质量的物块被弹簧弹出，物块沿轨道运动。物块运动到点时速度恰好为0，已知物块与传送带的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计轨道连接处的能量损失，物块可视为质点，，。在上述过程中，求： （1）物块通过点的速度； （2）物块通过点时轨道对其作用力的大小； （3）物块在传送带上运动的时间； （4）传送带电机因运送此物块多消耗的电能。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 从弹簧释放到点，轨道光滑且点与点等高，弹簧的弹性势能转化为物块的动能，机械能守恒，有 代入和，得 【小问2详解】 轨道为光滑水平轨道，物块由到速度保持不变，所以，代入前问结果得。在点，轨道作用力可分解为竖直向上的支持力和指向圆心的水平分力。水平方向的分力提供向心力，故 代入得。竖直方向平衡，所以 代入得。轨道对物块作用力的大小为 所以 【小问3详解】 物块到达点时速度仍为，由前问得，传送带沿斜面向上运动，速度。取沿斜面向上为正方向，滑动摩擦力大小为 代入得。第一阶段物块相对传送带向上滑动，摩擦力沿斜面向下，由牛顿第二定律得 所以。物块从减速到，满足 得。此时若物块与传送带相对静止，所需的静摩擦力满足 代入得。最大静摩擦力为 代入得，由此 物块不能与传送带保持相对静止，随后相对传送带向下滑动，摩擦力改为沿斜面向上。第二阶段由牛顿第二定律得 所以。物块从减速到0，满足 得。所以传送带上运动时间为 【小问4详解】 传送带匀速运行，电机因运送物块而额外提供的能量等于抵消物块与传送带间摩擦力对传送带所做的净功。第一阶段摩擦力对传送带做正功，有 代入得。第二阶段摩擦力对传送带做负功，有 代入得。摩擦力对传送带的总功为 因此电机多消耗的电能为 19. 如图所示，空心圆柱体的半径为2R、长为4R，内表面涂有荧光粉，中间为某电学器件。该电学器件由阴极和阳极构成，中间阴极是一根长为4R的细长直导体，阳极是环绕阴极且半径为R的金属网罩。从阴极均匀发射的电子（初速度不计），经加速后从阳极小孔水平射出，撞到内壁被吸收，可使内壁发光。已知阴、阳两极之间所加电压恒为U，电子质量为m、电荷量为e，电子重力、电子间相互作用力以及其他阻力均不计。 （1）求电子从阳极射出时的速度大小； （2）若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，求所加电场的电场强度的大小和方向； （3）若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，求撞到上表面的电子数与总电子数之比η与电场强度大小E的函数关系。 【答案】（1） （2），电场强度方向沿轴线向下 （3）η = 0（电场强度方向沿轴线向上），（电场强度方向沿轴线向下） 【解析】 【小问1详解】 设电子从阳极射出时的速度大小为v，由动能定理得 解得 【小问2详解】 由题意可知，要使电子向上运动，则电子得受到向上的电场力，故匀强电场的电场强度方向应沿轴线向下。为了恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，设电场强度大小为E0，此时从阳极下表面飞出的电子做类平抛运动，恰好落到圆柱体内壁与上表面的交界处，则 解得 【小问3详解】 ①当电场强度方向沿轴线向上时，没有电子撞到上表面，此时η = 0。 ②当电场强度方向沿轴线向下时，由（2）问可知： i．当时，所有电子将撞到上表面，此时η = 1； ii．当E = 0时，没有电子撞到上表面，此时η = 0； iii．当时，只有在阳极上到上表面的距离小于h的位置射出的电子才能到达上表面，其中0 < h < 4R，则 解得 综上所述，撞到上表面的电子数与总电子数之比η与电场强度大小E的函数关系为 η = 0（电场强度方向沿轴线向上） （电场强度方向沿轴线向下） 20. 电容器是一种重要的电学元件，基本工作方式就是充电和放电。下述与电容器有关的情境中，k为静电力常量，不考虑极板边缘效应。 （1）如图1所示，电源与电容器、电阻、开关组成闭合电路。已知电源电动势为E，内阻不计，电阻阻值为R，电容器电容为C，请在图2中画出充电过程中电容器的带电荷量q随电容器两极板电压u变化的图像；并求出稳定后电容器储存的能量； （2）如果一个导体附近没有其他导体和带电体，这个导体叫做孤立导体。孤立导体可以看作电容器。已知取无穷远电势为零时，点电荷Q形成的电场中，电荷量为q的检验电荷与场源电荷距离为r时的电势能为，求半径为的孤立导体球的电容C； （3）在电场中，将单位体积内所蕴藏的电场能量叫做能量密度。 a.已知平行板电容器的电容，S为两极板的正对面积，d为极板间距，两极板间为真空，板间电场可视为匀强电场。求平行板电容器极板带电量为Q时极板间电场的能量密度； b.通常情况下，地面附近的电场分布如图3所示，低空大气与地球表面可视为平行板电容器。若地面附近某空间的电场强度为，求该处区域的电场能量密度。 【答案】（1） （2） （3）a.，b. 【解析】 【小问1详解】 根据q = Cu 画出q-u图像如图所示 充电过程中，电源搬运电荷对电容器做功，电荷量从0增加到的过程中，电压u随q线性增大，q-u图线与横轴围成的面积就是电容器储存的能量： 可得  【小问2详解】 孤立导体球表面与无穷远处的电势差 由电容的定义式 可得 【小问3详解】 a.电容器极板带电量为Q时极板间电场能 平行板电容器的电容 联立可得 能量密度为 b.由电容的定义式可得 板间的电场为 平行板电容器的电容 联立可得 又 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级物理学科试题 考生须知： 1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4.考试结束后，只需上交答题纸。 5.本卷无特殊说明，重力加速度取。 选择题部分 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 在国际单位制中，下列都属于力学基本单位的一组是（　　） A. kg、m B. m、N C. m/s、A D. s、J 2. 如图所示的足球比赛中，进攻球员共跑动了42m路程，用时7.0s。视频裁判通过视频回放认定此过程中进攻球员踩了防守球员，进攻方犯规。则此过程中（ ） A. “7.0s”指时刻 B. 进攻球员的平均速度为6m/s C. 研究进攻球员过人动作时可以把他看成质点 D. 进攻球员对防守球员的力等于防守球员对进攻球员的力 3. 如图所示，光滑斜面高度一定，斜面倾角可调节。物体从斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到斜面底端，下列物理量与斜面倾角无关的是（ ） A. 物体受到支持力的大小 B. 物体加速度的大小 C. 合力对物体做的功 D. 物体运动的时间 4. “彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成，其内部某一截面的部分电场线（带箭头实线）和等势线（虚线）分布如图所示，则（　　） A. a、b、c三点的电场强度大小为 B. a、b、c三点的电势大小为 C. 将一正电子从a点移到b点，静电力做负功 D. 将一正电子从a点移到c点，电势能增大 5. 秋日，在摩天轮与晚霞同框时，可捕捉到江面倒影的美景，如图所示，某同学静坐在轮舱内随摩天轮匀速转动一周，下列说法正确的是（ ） A. 该同学的机械能守恒 B. 该同学受到的合力始终指向圆心 C. 该同学在最高点时受到的合力最小 D. 此过程中摩天轮对该同学的作用力做正功 6. 2024年4月，神舟十八号载人飞船发射升空，并与空间站天和核心舱自主交会对接成功。将二者对接前飞船和空间站的稳定运行轨道简化，如图，轨道I为载人飞船稳定运行的椭圆轨道，轨道II为空间站稳定运行的圆轨道，在两轨道的相切点载人飞船与空间站可实现对接，则（ ） A. 飞船在轨道I上稳定运行时机械能不守恒 B. 飞船要想从轨道I变轨至轨道II，需要在P点点火加速 C. 飞船在轨道I经过P的加速度小于轨道II经过P的加速度 D. 飞船在轨道I的运行周期大于空间站在轨道II的运行周期 7. 某同学为研究雨滴下落的规律查阅资料，了解到：较大的雨滴从大约1000m的高空形成并下落，到达地面的速度大约为4m/s。若将雨滴的运动模型看成是1000m高空的物体在有空气阻力的空间中由静止开始下落的运动，其中空气阻力与速度成正比，落地速度为4m/s。下列关于雨滴下落过程的图像分析，正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是（ ） A. 振动膜向右运动时，电容器的板间电场强度不变 B. 振动膜向右运动时，点的电势比点的电势低 C. 振动膜向左运动时，电阻上有从到的电流 D. 振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量增加 9. 如图所示，一根粗细均匀的导线中自由电子向右定向移动的平均速率为v，导线两端加上恒定电压U，若导线横截面积为S，电子的电荷量为e，单位长度的自由电子数为n，下列说法正确的是（ ） A. 等效电流的大小为nSve B. 等效电流的方向向右 C. 若将导线均匀拉长为原来的2倍，导线电阻变为原来的2倍 D. 若将导线均匀拉长为原来的2倍，导线中自由电子定向移动的平均速率为 10. 如图甲，某水电站建筑工地用发动机沿倾斜光滑轨道将建材拉到大坝顶上，已知轨道的倾角。某次从大坝底端向上拉建材的过程中，发动机所做的功与位移的关系如图乙所示。图乙中时图线为直线，当时发动机达到额定功率，此后保持该功率不变，对应的图线为曲线；当时建材达到最大速度，时图线为直线。已知建材的质量，，。则（ ） A. 发动机的额定功率为5400W B. 建材能达到的最大速度为6m/s C. 时，发动机做的总功为16200J D. 建材在前6s做匀加速运动，加速度大小为3m/s2 二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 11. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理思想与研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等。下列关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（ ） A. 伽利略对自由落体运动的研究，应用了实验和逻辑推理相结合的方法 B. 在探究滑动摩擦力与接触面的正压力、粗糙程度等因素的关系实验中，应用了类比法 C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代思想 D. 根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想法 12. 某学习小组设计了两种“水平加速度测量仪”来测量列车在平直轨道上的加速度。甲测量仪（图甲）由质量为的小滑块和两根劲度系数均为的轻弹簧组成，滑块可在光滑水平杆上滑动，弹簧另一端固定在外壳上。静止时两弹簧处于原长，滑块指针指在0刻度。运动时弹簧始终在弹性限度内，通过刻度尺可测出小滑块的位移。乙测量仪（图乙）用细线悬挂质量为的小球，静止时悬线与0刻度重合。运动时小球摆动平面与刻度盘平行，通过刻度盘可测出悬线与竖直方向的夹角。将两测量仪正确放置在列车内，忽略空气阻力。待其稳定后，下列说法正确的是（ ） A. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，则列车加速度方向为水平向右 B. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧距离处，则列车的加速度大小为 C. 若将乙测量仪的刻度值标定为对应的加速度值，则加速度的刻度值随角度均匀变化 D. 若标定加速度值后，将乙测量仪换用质量为的小球，其加速度刻度不需要重新标定 13. 如图甲为直线加速器原理图。多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交流电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交流电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1.若已知电子的质量为、电子电荷量为、电压的绝对值为、周期为，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。为使电子能量不断增大，则（ ） A. 圆筒内的电场强度与其长度成反比 B. 圆筒的长度与序号的平方根成正比 C. 此加速器对该电子做的功与圆筒总数的平方成正比 D. 若圆筒间隙均为，考虑电子通过圆筒间隙的时间，则时刻进入的电子能达到的最大动能为 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 某同学用伏安法测干电池的电动势和内阻，有以下器材可供选择： ①干电池（电动势1.5V，内阻约1Ω） ②直流电流表（0~0.60A挡，内阻为0.1Ω） ③直流电流表（0~3.00A挡，内阻为0.02Ω） ④直流电压表（0~3.00V挡，内阻约5kΩ） ⑤滑动变阻器（0~10Ω，允许最大电流为1.00A） ⑥滑动变阻器（0~1000Ω，允许最大电流0.60A） ⑦开关一个，导线若干 （1）选择仪器：电流表选____________滑动变阻器选____________。（选填仪表前的序号） （2）在下面实物图中以笔画线代替导线连好电路____________。 （3）该同学在实验中记录了6组数据（如下表），根据数据在下图的坐标纸上作U-I图线____________，并根据图线求出E=____________V，r=____________Ω。（结果均保留2位小数） 物理量/ 次数 1 2 3 4 5 6 电流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.44 0.57 电压U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.13 1.05 15. 用如图所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。 （1）在这个实验中，利用了_______来探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）探究向心力大小F与质量m的关系时，选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板_______（选填“A”或“B”）和挡板C处。 （3）如图所示，若两个质量相等的小球放在A、C位置，与皮带连接的左右两个变速塔轮半径之比为，则左、右两个小球的角速度之比_______，标尺上的等分格显示出左、右两个小球受向心力之比_______。 16. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）关于该实验的操作和数据分析，以下说法中正确的是______（填正确答案标号） A. 将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上 B. 先接通电源，后释放纸带 C. 必须用天平测出重锤的质量 D. 用计算打点计时器打下某点时的瞬时速度 （2）按照正确的操作多次完成实验后，发现由纸带上的数据计算出来的重锤重力势能的减少量总是略大于动能的增加量。关于这个误差，下列说法中正确的是______ A. 该误差属于偶然误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的 B. 该误差属于偶然误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 C. 该误差属于系统误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的 D. 该误差属于系统误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 四、计算题（本题共4小题，共44分） 17. 在一些长下坡路段行车道外侧时常会增设避险车道，车道表面是粗糙碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。如图所示为某处避险车道，现有一辆质量为2000kg的汽车沿倾角的下坡路面行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度，汽车继续沿下坡匀加速直行时到达避险车道，此时速度。求：（，） （1）汽车下坡时的加速度大小； （2）汽车下坡时受到的阻力大小； （3）若避险车道与水平面的夹角为30°，汽车在避险车道上受到路面的阻力是下坡公路上的4倍，求汽车在避险车道上运动的最大位移。 18. 如图所示，是一段光滑水平轨道，是直轨道，是半径的半圆形轨道，是直轨道。是倾角、以的速度顺时针运行的传送带，轨道与传送带平滑连接。弹簧具有弹性势能，随后质量的物块被弹簧弹出，物块沿轨道运动。物块运动到点时速度恰好为0，已知物块与传送带的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计轨道连接处的能量损失，物块可视为质点，，。在上述过程中，求： （1）物块通过点的速度； （2）物块通过点时轨道对其作用力的大小； （3）物块在传送带上运动的时间； （4）传送带电机因运送此物块多消耗的电能。 19. 如图所示，空心圆柱体的半径为2R、长为4R，内表面涂有荧光粉，中间为某电学器件。该电学器件由阴极和阳极构成，中间阴极是一根长为4R的细长直导体，阳极是环绕阴极且半径为R的金属网罩。从阴极均匀发射的电子（初速度不计），经加速后从阳极小孔水平射出，撞到内壁被吸收，可使内壁发光。已知阴、阳两极之间所加电压恒为U，电子质量为m、电荷量为e，电子重力、电子间相互作用力以及其他阻力均不计。 （1）求电子从阳极射出时的速度大小； （2）若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，求所加电场的电场强度的大小和方向； （3）若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，求撞到上表面的电子数与总电子数之比η与电场强度大小E的函数关系。 20. 电容器是一种重要的电学元件，基本工作方式就是充电和放电。下述与电容器有关的情境中，k为静电力常量，不考虑极板边缘效应。 （1）如图1所示，电源与电容器、电阻、开关组成闭合电路。已知电源电动势为E，内阻不计，电阻阻值为R，电容器电容为C，请在图2中画出充电过程中电容器的带电荷量q随电容器两极板电压u变化的图像；并求出稳定后电容器储存的能量； （2）如果一个导体附近没有其他导体和带电体，这个导体叫做孤立导体。孤立导体可以看作电容器。已知取无穷远电势为零时，点电荷Q形成的电场中，电荷量为q的检验电荷与场源电荷距离为r时的电势能为，求半径为的孤立导体球的电容C； （3）在电场中，将单位体积内所蕴藏的电场能量叫做能量密度。 a.已知平行板电容器的电容，S为两极板的正对面积，d为极板间距，两极板间为真空，板间电场可视为匀强电场。求平行板电容器极板带电量为Q时极板间电场的能量密度； b.通常情况下，地面附近的电场分布如图3所示，低空大气与地球表面可视为平行板电容器。若地面附近某空间的电场强度为，求该处区域的电场能量密度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $