精品解析：浙江杭州市及周边重点中学2026-2027学年高二上学期11月期中物理试题

2026学年第一学期期中杭州地区（含周边）重点中学 高二年级物理学科试题 考生须知： 1、本卷满分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卷上，写在试卷上无效； 4、考试结束后，只需上交答题卷。 5、可能用到的相关参数：重力加速度取10 m/s2。 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. 下列物理量属于标量且单位为国际单位制中的基本单位的是（ ） A. 电流（A） B. 电荷量（C） C. 磁通量（Wb） D. 磁感应强度（T） 【答案】A 【解析】 【详解】A．电流是只有大小、运算遵循代数加减法则的标量，其单位安培（）是国际单位制规定的七个基本单位之一，同时满足“标量”与“单位为国际基本单位”两个要求，故A正确； B．电荷量是标量，但其单位库仑（）为导出单位，不属于国际单位制基本单位，不满足第二个要求，故B错误； C．磁通量是标量，但其单位韦伯（）为导出单位，不属于国际单位制基本单位，不满足第二个要求，故C错误； D．磁感应强度是既有大小又有方向、运算遵循平行四边形定则的矢量，且其单位特斯拉（）为导出单位，既不满足“标量”的要求，单位也不属于国际基本单位，故D错误。 故选A。 2. 在学校秋季运动会男子400米决赛中，小明沿标准400米跑道跑完一圈，用时50秒，获得冠军。下列说法正确的是（ ） A. 400 m与50 s之比等于小明全程的平均速度大小 B. 小明匀速率过弯道时，所受合外力一定不等于零 C. 研究小明跑步时身体各部分的运动，可将小明视为质点 D. 小明冲过终点后不能立即停下，是因为受到惯性力的作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．平均速度的定义为位移与对应时间的比值，小明跑完一圈回到起点，全程位移为，因此全程平均速度为；是小明运动的路程，路程与时间的比值是平均速率，并非平均速度，故A错误。 B．小明匀速率过弯道时，速度大小不变但方向时刻变化，属于变速运动，存在向心加速度；根据牛顿第二定律 有加速度则合外力一定不为零（合外力提供向心力，改变速度方向），故B正确。 C．将物体视为质点的条件是：物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略。研究小明跑步时身体各部分的运动时，肢体的动作、各部分的相对运动是研究核心，小明的大小形状不可忽略，因此不能将其视为质点，故C错误。 D．小明冲过终点后不能立即停下，是因为小明具有惯性，惯性是物体的固有属性，并非受到“惯性力”的作用，惯性力是为了在非惯性系中方便分析问题引入的虚拟力，实际不存在，故D错误。 故选B。 3. 不同电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，在生产、生活中有着广泛的应用。下列关于电磁波应用的说法中正确的是（ ） A. 微波可以用于卫星通信，红外线可以用来加热理疗 B. 紫外线可以用来加热理疗，X射线可以用于摧毁病变的细胞 C. 长波、中波、短波可以用于诊断病情，射线可以用于广播信号传输 D. 可见光让我们看见世界，但不能用于通信 【答案】A 【解析】 【详解】A．微波频率高、穿透电离层能力强，是卫星通信的常用载体；红外线具有显著热效应，可用于加热、红外理疗，故A正确； B．紫外线化学作用强、可杀菌、产生荧光效应，热效应极弱，不用于加热理疗；X射线穿透能力较强，主要用于医学透视、安检，摧毁病变细胞是γ射线的应用，故B错误； C．长波、中波、短波属于无线电波，主要应用为广播、远距离通信，不用于病情诊断；γ射线能量极高、穿透能力极强，不适合传输广播信号，广播信号传输是无线电波的应用，故C错误； D．可见光可被人眼感知，是人类感知世界视觉信号的基础；可见光可用于通信，例如光纤通信中使用的可见光波段激光、LiFi可见光通信技术，故D错误。 故选A。 4. 2026年，天文学家发现了一颗中子星。已知其半径，表面重力加速度。现有一颗卫星贴近该中子星表面做匀速圆周运动。已知万有引力常量，光速。下列说法正确的是（ ） A. 该中子星的质量约为1.8×1028 kg B. 卫星的绕行速度约为1.1×108 m/s C. 卫星的向心加速度大于中子星表面的重力加速度 D. 卫星上的铯原子钟比中子星表面的铯原子钟走得快 【答案】B 【解析】 【详解】A．设中子星质量为，其表面质量为的物体所受重力等于万有引力，有 代入，得，故A错误； BC．设卫星质量为，向心加速度大小为，贴近表面运动时轨道半径近似为，由万有引力提供向心力，有 结合表面重力与万有引力的关系，得 由向心加速度公式，得卫星的线速度为，故B正确，C错误； D．按“贴近表面”的近似，卫星与中子星表面到星心的距离近似相等，所处引力势近似相同，引力时间延缓的差异可忽略。以中子星表面静止的铯原子钟为参照，卫星相对其高速运动，根据狭义相对论的时间延缓效应，卫星上的铯原子钟比表面的铯原子钟走得较慢，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，关于教材中四幅插图所涉及的物理原理，以下说法正确的是（ ） A. 图（a）中，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝，说明该粒子的质量越大 B. 图（b）中，达到稳定状态时，此发电机的电动势与等离子体的入射速度成正比 C. 图（c）中，若仅增大励磁线圈的电流，电子束在玻璃泡中做圆周运动的半径将变大 D. 图（d）中，为了让电流与指针偏转角度成正比，线圈所在处的磁场必须是匀强磁场 【答案】B 【解析】 【详解】A．图（a）是质谱仪的示意图，粒子在磁场中偏转时受洛伦兹力提供向心力 轨道半径 粒子的比荷（）越大，半径越小，打在底片上的位置越靠近狭缝，不只与质量有关，故A错误； B．图（b）是磁流体发电机的示意图，当达到稳定状态时，等离子体中的带电粒子运动到A、B极板间时受电场力与洛伦兹力平衡； 设E为发电机的电动势， 解得，在磁感应强度与AB板间距离不变的情况下，发电机的电动势与等离子体的入射速度成正比，故B正确； C．图（c）是电子束的磁偏转演示装置示意图，若仅增大励磁线圈的电流，将使玻璃泡中磁感应强度增大； 根据轨道半径公式，在电子入射速度不变的情况下，磁感应强度增大将导致轨道半径减小，故C错误； D．图（d）是磁电式电流表示意图，为了让电流与指针偏转角度成正比，线圈所处的磁场是辐向分布的磁场，而非匀强磁场，辐向磁场可以保证线圈转动过程中磁感应强度大小处处相等，从而让安培力的大小与电流强度成正比，最终让偏转角和电流成正比，故D错误； 故选B。 6. 如图所示，固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒沿框架以速度向右做匀速运动。时，磁感应强度为，此时到达的位置恰好使构成一个边长为的正方形。为使棒中不产生感应电流，从时刻开始，磁感应强度随时间变化。下列说法中不正确的是（ ） A. 闭合回路中的磁通量必须保持不变 B. 时刻磁感应强度的大小为 C. 从开始，磁感应强度随时间均匀减小 D. 回路中没有其它形式的能转化为电热 【答案】C 【解析】 【详解】A．为使MN棒中不产生感应电流，则闭合回路中的磁通量必须保持不变，故A正确； B．初始回路中的磁通量为 在t时刻，回路中的磁通量不变，则 联立，解得，故B正确； C．由B选项分析可知，磁感应强度 即磁感应强度不是随时间均匀减小，故C错误； D．由于回路中没有感应电流的产生，所以没有电热产生，自然没有能量转化成电热，故D正确。 本题选择不正确的，故选C。 7. 如图所示，静止于水平导轨上的金属杆，处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成角斜向上。若通过金属杆的电流为，金属杆的质量为，水平导轨宽为，下列说法中正确的是（ ） A. 金属杆受到的安培力大小为，方向水平向左 B. 金属杆受到的摩擦力大小为，方向水平向左 C. 金属杆对导轨的压力大小为，方向竖直向下 D. 导轨对金属杆的作用力大小为，方向竖直向上 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由电源正负极可知，杆中电流从流向。磁场与杆垂直，设安培力大小为，由安培力公式得。由左手定则可知，安培力斜向左上，与竖直方向的夹角为。沿指向的方向观察，杆的实际受力如图，表示导轨对杆的支持力，表示静摩擦力，虚线箭头表示两者的合力 取水平向右、竖直向上为正方向。设安培力向左的水平分力、向上的竖直分力大小分别记为和，由图中角度关系得和 杆处于静止状态，水平方向受力平衡，有 因此静摩擦力水平向右，大小为，故AB错误； C．杆在竖直方向受力平衡，有 解得支持力大小为 根据牛顿第三定律，杆对导轨的压力与该支持力等大、反向，方向竖直向下，故C正确； D．导轨对杆的作用力是支持力与静摩擦力的合力，其水平分量向右、竖直分量向上，方向斜向右上。两力相互垂直，由勾股定理得其合力大小为，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，倾角为的斜面固定，木块恰好能沿斜面匀速下滑。现用水平推力推木块，下列说法中正确的是（ ） A. 用水平推力推木块，木块可能继续沿斜面匀速下滑 B. 只要逐渐增大，木块最终一定能沿斜面向上运动 C. 无论角度多大，木块都不可能沿斜面匀速运动 D. 若时，则无论水平推力多大，木块都不会向上滑动 【答案】D 【解析】 【详解】木块恰好沿斜面匀速下滑，沿斜面可得 因此动摩擦因数满足 A．施加水平推力后，将沿斜面、垂直斜面分解， 垂直斜面方向支持力变为 滑动摩擦力大小为 由于摩擦力向上增大，且推力的沿斜面分力也为向上，则木块沿斜面方向的合力必然向上，不可能继续匀速下滑，故A错误； BD．若要木块沿斜面向上运动，需沿斜面向上的合力大于0，即 整理得 当时，，不等式左侧恒小于等于0，不可能满足大于右侧正数的条件，因此无论F多大都无法让木块向上运动，故B错误，D正确。 C．当且满足时，可以使木块匀速上滑，故C错误。 故选D。 9. 氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光。当它的发光功率为18 mW时，则单色光一个光子的能量和此时该激光器每秒发射的光子数为（普朗克常量，光速）（ ） A. ，个 B. ，个 C. ，个 D. ，个 【答案】A 【解析】 【详解】根据光子能量公式，单个光子能量为 代入、、，计算得 激光器每秒输出总能量为 每秒发射光子数个 故选A。 10. 如图所示，质量为m的小球A以4v的速度向右运动，质量为M的小球B以速度2v向左运动，两球在光滑水平面上发生一维正碰。若碰撞后B的速度大小变为v，下列推理正确的是（ ） A. 若碰后A向左运动，则 B. 若碰后A向右运动，则 C. 若碰后A向左运动，系统损失的动能范围为 D. 若碰后A向右运动，系统损失的动能范围为 【答案】D 【解析】 【详解】A．取水平向右为正方向，若碰后B的速度向右，根据动量守恒可得 解得 若碰后A向左运动，即 解得 碰后动能不增加，则 解得 若碰后B的速度向左，根据动量守恒 解得 若碰后A向左运动，即，且 解得 碰后动能不增加，则 解得 所以若碰后A向左运动，则，故A错误； B．若碰后A向右运动，则B一定也向右运动，则 解得 若碰后A向右运动，即 解得 碰后动能不增加，则 解得 且需满足 解得 所以若碰后A向右运动，则，故B错误； C．系统损失的动能为 由A选项分析可知，若碰后A向左运动，则 若，设，则 所以，当时， 当时， 则 若，则 当时， 当时， 则 所以，系统损失的动能范围为，故C错误； D．若碰后A向右运动，根据B选项分析可知 系统损失的动能为 由数学知识可知，单调递增，则当时， 当时， 则 所以，系统损失的动能范围为，故D正确。 故选D。 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，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 如图所示为架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量。一台热水器的聚热面积为，若每天相当于太阳直射热水器4 h，太阳能的20%可转化为水的内能。下列说法中正确的是（计算结果均保留2位有效数字）（ ） A. 该热水器一天内接收到的总太阳能约为 B. 该热水器一天内接收到的总太阳能约为 C. 该热水器一天内最多能利用的太阳能约为 D. 该热水器一天内最多能利用的太阳能约为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．每天太阳直射时间，接收的总太阳能 ，A正确，B错误；； CD．最多能利用的太阳能 ，C正确，D错误。 故选 AC。 12. 如图所示，图（a）为锂离子电池的原理图，图（b）为一吉利汽车铭牌信息。若该车在纯电模式下行驶时电能转化为机械能的效率可达98%以上，在平直公路上匀速行驶时受到的阻力恒为300 N。下列说法中正确的是（计算结果均保留2位有效数字）（ ） A. 根据图（a），电池放电时锂离子从负极通过电解液返回正极，此过程将化学能转化为电能 B. 铭牌上的电池容量“37 Ah”是指电池能储存的最大充电电能，且37 Ah约等于 C. 根据电池容量“37 Ah”和工作电压“308 V”可以算出该电池充满电需要的电能为 D. 该吉利汽车充满电后，在纯电模式下最多可行驶的路程约为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电池放电时，通过非静电力将锂离子从电池的负极通过电解液搬运到正极，此过程通过非静电力做功将化学能转化为电能， 故A正确； B．铭牌上的电池容量“37 Ah”的单位是电荷量，不是能量单位，故B错误； C．该电池充满电需要的电能，故C错误； D．设该吉利汽车充满电后，在纯电模式下最多可行驶的路程为，由题意有 解得，故D正确。 故选AD。 13. 如图所示，质量m=60 kg的宇航员，手中拿着一个质量为的小物体，在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。宇航员要返回飞船时，将手中的小物体相对于自己以的速度抛出，则下列说法中正确的是（计算结果均保留2位有效数字）（ ） A. 小物体的动量变化量大小为，方向与的方向相同 B. 小物体受到的冲量大小约为，方向与的方向相同 C. 宇航员的速度变化量大小约为，方向与的方向相反 D. 此过程中，宇航员消耗约11 J的生物能转化为系统的总动能 【答案】BC 【解析】 【详解】设抛出后宇航员相对飞船速度为，规定宇航员速度方向为正，则物体相对宇航员速度是，物体相对飞船速度 A．根据动量守恒可得 代入数据，解得， 小物体的动量变化量大小为 所以，小物体的动量变化量大小为 负号说明方向与的方向相同，故A错误； B．根据动量定理可得 小物体受到的冲量大小约为，负号说明方向与的方向相同，故B正确； C．宇航员的速度变化量大小约为 宇航员的速度变化量大小约为，正号说明方向与的方向相反，故C正确； D．根据能量守恒，此过程中，宇航员消耗的生物能为，故D错误。 故选BC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图（a）所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图（b）所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。 （1）本实验中，重物应选用下列选项中的 。 A. B. C. D. （2）关于实验操作和数据处理，下列说法正确的是 。 A. 竖直固定打点计时器、拉直纸带，可以消除纸带下落过程中受到的阻力 B. 本实验需要用天平测出重物的质量才能验证机械能守恒定律 C. 计算重物重力势能减小量时，g值必须取当地的重力加速度值 D. 必须选点迹清晰、第1、2两点间距约2 mm的纸带，才能验证机械能守恒 （3）已知交流电频率为50 Hz，重物质量为200 g，则从O点到C点，重物下落的高度______cm，重物在C点的动能______J（动能计算结果保留3位有效数字）。 （4）若处理纸带时发现：从起点O到某点P，重物动能的增加量大于重力势能的减少量，下列关于可能的原因分析，正确的是 。 A. 纸带与限位孔间有摩擦，空气阻力做负功 B. 重物质量测量值偏大，导致动能计算值偏大 C. 纸带第1、2两个打点间距约1 mm，说明重物初速度不为零 D. 交流电源的实际频率低于50 Hz，计算动能值时频率仍按50 Hz代入 【答案】（1）C （2）C （3） ①. 27.89##27.90##27.91 ②. 0.588 （4）D 【解析】 【小问1详解】 本实验应选用质量较大、体积较小且便于固定纸带的实验重锤，使空气阻力和纸带阻力相对于重力的影响尽量小。 故选C。 【小问2详解】 A．竖直固定打点计时器、拉直纸带可以减小纸带与限位孔之间的摩擦，但不能消除摩擦和空气阻力，故A错误； B．设重物质量为，从静止下落高度为时速度为。验证机械能守恒需要比较重力势能减少量与动能增加量，对应关系为 等式两边的质量可以约去，因此不必测量重物的质量，故B错误； C．重力势能减少量由重物在当地受到的重力及下降高度决定，计算时应取当地的重力加速度值，故C正确； D．除从静止开始的过程外，也可选纸带上两个合适的点，比较其间动能增加量与重力势能减少量，不必限定第一、二点间距约为，故D错误。 故选C。 【小问3详解】 [1]纸带图中，毫米刻度尺给出各点的位置，点对应零刻度，点对应，所以重物下落的高度为 结合点迹宽度与毫米尺估读，读数在之间均可。 [2]，和是连续打下的三个点，按题给交流电频率，相邻两点的时间间隔为 由尺图读出和。重物的下落可视为匀变速直线运动，点的瞬时速度等于段的平均速度，因此 由动能的定义，重物在点的动能为 【小问4详解】 A．根据动能定理，重力做正功、阻力做负功时，动能增加量小于重力势能减少量，与所述情况相反，故A错误； B．质量测量值偏大时，计算得到的动能增加量和重力势能减少量均按相同比例增大，不改变两者的大小关系，故B错误； C．从静止自由下落、相邻打点时间间隔为时，由可知第一、二点间距应约为；若已有向下的初速度，该间距应更大，不能用约的间距说明重物已有向下初速度，故C错误； D．实际频率低于时，实际打点时间间隔大于。仍按计算，就会用偏小的时间间隔求速度，使速度和动能的计算值偏大，可能出现动能增加量大于重力势能减少量的结果，故D正确。 故选D。 15. 在金属丝电阻率的测量实验中，小明同学利用伏安法测镍铬合金丝的电阻率。除待测合金丝外，可供使用器材有：干电池组（电动势，内阻不计）；电压表（0~3 V、0~15 V双量程）；电流表（0~0.6 A、0~3 A双量程）；滑动变阻器（0~20 Ω，额定电流0.5 A）；毫米刻度尺、螺旋测微器、电键、导线若干。 （1）如图（a）所示，螺旋测微器测得合金丝的直径________。 （2）①由于镍铬合金丝阻值未知，小明同学应先用欧姆挡_______（选填“最大倍率”、“中等倍率”或“低倍率”）进行试测； ②选择倍率×1挡、欧姆调零后测量，表盘示数如图（b），则合金丝的阻值约为_______。 （3）下列四个实物连线图中，能完成实验、误差小且能耗小的是 。 A. B. C. D. （4）已知合金丝接入电路的长度；利用伏安法测得合金丝电阻；则镍铬合金丝的电阻率为______（结果保留1位有效数字）。 （5）若实验中金属丝通电时间过长，电流过大，会导致电阻率测量值______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）0.638##0.639##0.640 （2） ①. 中等倍率 ②. 2.4##2.5##2.6 （3）B （4） （5）偏大 【解析】 【小问1详解】 图（a）中，固定刻度读数为，可动刻度与基准线对齐的位置约为第13.9格，分度值为，可动刻度对应的长度为 螺旋测微器的示数等于两部分读数之和，因此合金丝的直径为 考虑估读，均可。 【小问2详解】 [1]待测电阻未知时，先用中等倍率试测，再根据指针位置调整倍率，使指针尽量位于欧姆刻度中央附近；换挡后须重新进行欧姆调零。 [2]图（b）中，最上方反向且不均匀的刻度是欧姆刻度，指针对应的示数约为。设所选倍率为，欧姆挡测得的电阻等于刻度示数乘倍率，本题采用挡，因此合金丝电阻为 考虑读数误差，均可。 【小问3详解】 AC．两图均采用滑动变阻器分压接法，变阻器全电阻支路接在电源两端，增加电能消耗。本题不要求待测电压从零开始调节，且滑动变阻器的最大阻值大于合金丝电阻，限流接法即可满足调节需要，分压接法不符合能耗小的要求，故AC错误； BD．两图均采用滑动变阻器限流接法。合金丝电阻仅约，属于小电阻，宜采用电流表外接法：电压表直接测量合金丝两端电压，电压表分流引起的相对误差较小。B图采用外接法；D图采用内接法，电压表示数包含电流表两端电压，电流表内阻对小电阻测量的影响较大，故B正确，D错误。 故选B。 【小问4详解】 把合金丝视为横截面积为的均匀圆柱形导体。由电阻定律和圆的面积公式，可得电阻率为 取第（1）问的直径，将长度换算为，代入并保留1位有效数字得 【小问5详解】 通电时间过长且电流过大，焦耳热使合金丝温度升高。金属导体的电阻率随温度升高而增大；忽略热膨胀时，合金丝的电阻随之增大。将升温后的电阻代入第（4）问的电阻率表达式，所得结果相对于实验开始时的电阻率偏大。 16. 如图所示，某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子速度大小、方向各不相同。M旁放置一个金属网N，在M、N之间加电压U，发现当时电流表中就没有电流。电子质量。求： （1）被这束紫外线照射出的电子，最大速度是多少（结果保留1位有效数字）。 （2）调节M、N间电压，当电流表示数为时，求通过电流表的电流方向和每秒钟到达金属网N的电子数n。 （3）若将逸出速度最大的电子从左侧引入速度选择器，调节PQ间电压，使水平入射的电子恰能通过速度选择器。已知速度选择器内磁感应强度，极板PQ间距。 ①判断P、Q哪个极板电势高， ②电压的大小。 【答案】（1） （2）向上通过电流表，个 （3）①板电势高；② 【解析】 【小问1详解】 由电源极性可知，金属板的电势高于金属网的电势，光电子从金属板飞向金属网时，电场力做负功。由电流消失的临界条件可知，遏止电压为。设光电子的最大初速度为，元电荷为，临界时最快光电子到达金属网处的速度恰好为零，由动能定理得 保留一位有效数字，最大初速度为 【小问2详解】 光电子由金属板飞向金属网，再由金属网经电流表向点定向移动。电流方向与电子定向移动方向相反，因此电流向上通过电流表，即从点流向金属网。取，设这段时间到达金属网的电子数为，其总电荷量的绝对值为，由电流的定义及电荷量的量子化，有和 联立并代入数据得 【小问3详解】 ①图中圆点表示磁场垂直纸面向外，电子水平向右运动，由左手定则可知，电子所受洛伦兹力竖直向上。忽略电子重力，电子沿水平方向匀速通过时，电场力应竖直向下。电子受力与电场强度的方向如图所示 电子带负电，电场方向与电场力方向相反，故电场竖直向上，由板指向板。沿电场方向电势降低，因此板电势高。②电子匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力大小相等，有 板间为匀强电场，电场强度与电压大小满足，联立并代入数据得 17. 如图所示，轻弹簧左端固定，右端与质量的小滑块接触（不粘连）；小滑块右侧有一段水平粗糙区域，该区域动摩擦因数随位移满足（式中x为小滑块进入该区域后的位移，单位m），区域总长；中间为水平传送带，长，以逆时针匀速转动，小滑块与传送带间动摩擦因数；最右端放置质量的光滑圆弧曲面滑块，圆弧底端与传送带右端平齐相切，圆心在圆弧轨道底端正上方，圆弧轨道对应的圆心角为。游戏时，先用力压缩弹簧至P点左侧某一位置，再释放小滑块，小滑块脱离弹簧后依次经过变摩擦区域、传送带、随后滑上曲面滑块M…，若小滑块能返回P点，则判定游戏成功。小滑块与其余位置的摩擦均不计，重力加速度，，。求： （1）若弹簧的弹性势能时释放小滑块，小滑块恰能到达曲面的最高处，求曲面的高h。 （2）小滑块滑回曲面底端时，小滑块对曲面的压力大小。 （3）若游戏成功，求释放小滑块时弹簧弹性势能的范围。 【答案】（1）0.3m （2）16N （3） 【解析】 【小问1详解】 小滑块在变摩擦区域受摩擦力 用平均力法求得做功 传送带摩擦力做功 小滑块从释放到曲面底端，能量 解得v=3m/s 小滑块滑上曲面至最高点，竖直分速度为 0，系统水平方向动量守恒，二者共速 解得 v共=1m/s 由机械能守恒 解得h=0.3m 【小问2详解】 小滑块滑上、滑离曲面过程，水平方向动量守恒、机械能守恒，等效弹性碰撞， 代入m=1kg、M=2kg、v=3m/s，解得v1=-1m/s、v2=2m/s 小滑块相对滑块的速度大小 几何关系h=R（1-cos37°） 解得 R=1.5m 在曲面底端，向心力公式 解得N=16N 由牛顿第三定律，小滑块对曲面的压力大小N'=16N 【小问3详解】 约束条件：①小滑块不从曲面飞出；②小滑块最终能返回出发点。 上限：小滑块刚好到达曲面顶端不飞出，对应滑上曲面的最大速度， 下限：小滑块能抵达曲面底端且速度v>0，即 故EP>2.5J 小滑块从曲面反弹向左进入传送带与变摩擦区域，只要小滑块能抵达曲面底端，反弹后即可通过传送带、变摩擦区域回到弹簧处。 综上弹性势能取值范围 18. 如图所示，倾角的粗糙平行金属导轨固定在斜面上，导轨间距。导体棒质量、电阻，垂直放在导轨上，与定值电阻并联；电源（电动势，内阻）与电阻箱串联后，与、一起组成闭合回路。整个导轨平面处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度。闭合开关，导体棒在安培力作用下沿斜面向上加速，运动过程中始终与导轨垂直，不计导轨电阻，导体棒与导轨间动摩擦因数（滑动摩擦力与最大静摩擦力相等）。，，。 （1）电阻箱阻值调至，则闭合电键瞬间流过导体棒的电流大小和导体棒的加速度。 （2）保持B的大小不变，将磁场方向改为竖直向上，并把电阻箱调至，导体棒最终将沿斜面向上作匀速运动，此时流过导体棒的电流为。则导体棒匀速运动时： ①导体棒两端的电压U的大小； ②导体棒受到的阻力f的大小； ③导体棒匀速运动时的速率v。 （3）接（2）问，若“导体棒”匀速运动时可等效为一直流“电动机”，求该“电动机”的效率。 【答案】（1），，加速度方向沿斜面向上。 （2）①②③ （3） 【解析】 【小问1详解】 合闸瞬间导体棒尚未运动，不产生感应电动势。定值电阻与导体棒电阻并联，等效电阻为 由闭合电路欧姆定律，电源所在干路的电流为 两并联支路电阻相等，故通过导体棒的电流为 以导体棒为研究对象，取沿斜面向上为正方向。设安培力大小为，导轨对棒的总支持力大小为，滑动摩擦力大小为。磁场垂直导轨平面，安培力沿斜面向上；棒向上运动，摩擦力沿斜面向下，受力关系如图 导体棒与磁场垂直，由安培力公式得 垂直导轨平面方向上，导体棒受力平衡，有 解得。由滑动摩擦力公式，其大小为 沿斜面方向，由牛顿第二定律得 代入得 加速度为正，方向沿斜面向上。 【小问2详解】 ①导体棒两端的电压。本问导体棒中的电流仍为。设定值电阻中的电流为，由于两支路电压相同，由欧姆定律有，电源所在干路的电流为 电源电动势等于内阻、电阻箱及并联部分的电压之和，故 代入本问 解得 ②导体棒受到的阻力。磁场改为竖直向上后，由左手定则，安培力水平指向斜面高端，其大小仍为。此时安培力存在压向斜面的分量，受力关系如图 垂直导轨平面方向取背离斜面为正方向，由平衡条件得 因此支持力大小为 滑动摩擦力大小为 棒受到的阻力包括重力沿斜面的分力和滑动摩擦力，二者均沿斜面向下。将总阻力大小记为，则 ③导体棒匀速运动时的速率。棒匀速运动时，输入电功率转化为克服阻力的机械功率和棒的热功率，由能量守恒得 解得 【小问3详解】 将导体棒视为直流电动机，其输入功率应取导体棒两端电压与棒中电流的乘积，因此 匀速运动时，电动机输出的机械功率用于克服总阻力，故 由效率的定义得 19. 古气候研究利用碳酸盐矿物中的团簇同位素反演古环境温度。13C18O16O这类同位素分子与普通二氧化碳分子质量差异很小，对仪器分辨率要求极高。地质古气候研究中，将碳酸盐样品分解得到CO2分子。电离生成的CO2+存在能量涨落与入射角度发散，双聚焦结构可以同时消除这两类弥散，保证离子精准汇聚到收集器。 如图所示，为Nier-Johnson双聚焦同位素质谱仪的标准构型：离子源→加速电场→狭缝M→90°静电分析器→狭缝N（能量聚焦）→90°磁分析器→收集器狭缝（方向聚焦）。静电分析器通道内为均匀辐射电场，中心线圆弧MN处的电场强度大小为E，圆弧半径为rE；磁分析器区域分布垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。 CO2分子经离子源电离后形成两种同位素CO2+，电荷量均为q，质量分别为m、m+Δm（Δm<<m），离子的初速度和经电压U加速后的速度大小相比可忽略，离子的重力不计。提示：当x<<1时有：。求： （1）①质量为m的CO2+沿中心线圆弧MN通过狭缝N的动能Ek（用m、q、U、E、B及rE表示）； ②说明静电分析器对同位素能量聚焦的原理。 （2）经狭缝N运动到磁分析器的同位素CO2+实际上存在能量涨落与入射角发散，为使离子经过90°磁分析器后能重新会聚在收集器狭缝，实行方向聚焦。若在发散角度α很小的情况下，所有离子射入磁分析器时垂直边界的速度分量v⟂均相等，求：质量为m的离子在磁场中的圆轨道半径和的间距L的关系。 （3）若定义分辨率，代表仪器区分两种相近质量同位素离子的能力，推导分辨率R与离子在磁场中运动的轨道半径r，半径之差Δr之间的关系；并提出1条可提高仪器分辨率的可行性措施。（由于能量聚焦，离子进入磁场的动能Ek是定值，可作为已知量用） 【答案】（1）①；②根据对于确定的静电分析器（E、固定），同位素离子q相同，即只有动能相同的同位素离子才能沿中心线通过出口狭缝 （2） （3）；①增大磁分析器的扇形几何半径，增大离子偏转轨道半径r；②减小狭缝宽度，提升静电分析器的能量聚焦性能，减小离子束的能量弥散 【解析】 【小问1详解】 ①静电分析器内，径向电场力提供圆周运动向心力 动能 ②根据对于确定的静电分析器（E、固定），同位素离子q相同，即只有动能相同的同位素离子才能沿中心线通过出口狭缝。 【小问2详解】 在中（为任意的一入射点图中未标出，β为小于α的任意发散角），由正弦定理得 把，， 任一式子代入解得：r=L时，从N发出的所有离子经过90°扇形磁场偏转，可在磁场外交会于同一点，实现方向聚焦。 【小问3详解】 根据牛顿第二定律可得 可得 则 近似 结合半径r公式得出 措施：①增大磁分析器的扇形几何半径，增大离子偏转轨道半径r；②减小狭缝宽度，提升静电分析器的能量聚焦性能，减小离子束的能量弥散等等。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026学年第一学期期中杭州地区（含周边）重点中学 高二年级物理学科试题 考生须知： 1、本卷满分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卷上，写在试卷上无效； 4、考试结束后，只需上交答题卷。 5、可能用到的相关参数：重力加速度取10 m/s2。 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. 下列物理量属于标量且单位为国际单位制中的基本单位的是（ ） A. 电流（A） B. 电荷量（C） C. 磁通量（Wb） D. 磁感应强度（T） 2. 在学校秋季运动会男子400米决赛中，小明沿标准400米跑道跑完一圈，用时50秒，获得冠军。下列说法正确的是（ ） A. 400 m与50 s之比等于小明全程的平均速度大小 B. 小明匀速率过弯道时，所受合外力一定不等于零 C. 研究小明跑步时身体各部分的运动，可将小明视为质点 D. 小明冲过终点后不能立即停下，是因为受到惯性力的作用 3. 不同电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，在生产、生活中有着广泛的应用。下列关于电磁波应用的说法中正确的是（ ） A. 微波可以用于卫星通信，红外线可以用来加热理疗 B. 紫外线可以用来加热理疗，X射线可以用于摧毁病变的细胞 C. 长波、中波、短波可以用于诊断病情，射线可以用于广播信号传输 D. 可见光让我们看见世界，但不能用于通信 4. 2026年，天文学家发现了一颗中子星。已知其半径，表面重力加速度。现有一颗卫星贴近该中子星表面做匀速圆周运动。已知万有引力常量，光速。下列说法正确的是（ ） A. 该中子星的质量约为1.8×1028 kg B. 卫星的绕行速度约为1.1×108 m/s C. 卫星的向心加速度大于中子星表面的重力加速度 D. 卫星上的铯原子钟比中子星表面的铯原子钟走得快 5. 如图所示，关于教材中四幅插图所涉及的物理原理，以下说法正确的是（ ） A. 图（a）中，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝，说明该粒子的质量越大 B. 图（b）中，达到稳定状态时，此发电机的电动势与等离子体的入射速度成正比 C. 图（c）中，若仅增大励磁线圈的电流，电子束在玻璃泡中做圆周运动的半径将变大 D. 图（d）中，为了让电流与指针偏转角度成正比，线圈所在处的磁场必须是匀强磁场 6. 如图所示，固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒沿框架以速度向右做匀速运动。时，磁感应强度为，此时到达的位置恰好使构成一个边长为的正方形。为使棒中不产生感应电流，从时刻开始，磁感应强度随时间变化。下列说法中不正确的是（ ） A. 闭合回路中的磁通量必须保持不变 B. 时刻磁感应强度的大小为 C. 从开始，磁感应强度随时间均匀减小 D. 回路中没有其它形式的能转化为电热 7. 如图所示，静止于水平导轨上的金属杆，处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成角斜向上。若通过金属杆的电流为，金属杆的质量为，水平导轨宽为，下列说法中正确的是（ ） A. 金属杆受到的安培力大小为，方向水平向左 B. 金属杆受到的摩擦力大小为，方向水平向左 C. 金属杆对导轨的压力大小为，方向竖直向下 D. 导轨对金属杆的作用力大小为，方向竖直向上 8. 如图所示，倾角为的斜面固定，木块恰好能沿斜面匀速下滑。现用水平推力推木块，下列说法中正确的是（ ） A. 用水平推力推木块，木块可能继续沿斜面匀速下滑 B. 只要逐渐增大，木块最终一定能沿斜面向上运动 C. 无论角度多大，木块都不可能沿斜面匀速运动 D. 若时，则无论水平推力多大，木块都不会向上滑动 9. 氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光。当它的发光功率为18 mW时，则单色光一个光子的能量和此时该激光器每秒发射的光子数为（普朗克常量，光速）（ ） A. ，个 B. ，个 C. ，个 D. ，个 10. 如图所示，质量为m的小球A以4v的速度向右运动，质量为M的小球B以速度2v向左运动，两球在光滑水平面上发生一维正碰。若碰撞后B的速度大小变为v，下列推理正确的是（ ） A. 若碰后A向左运动，则 B. 若碰后A向右运动，则 C. 若碰后A向左运动，系统损失的动能范围为 D. 若碰后A向右运动，系统损失的动能范围为 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，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 如图所示为架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量。一台热水器的聚热面积为，若每天相当于太阳直射热水器4 h，太阳能的20%可转化为水的内能。下列说法中正确的是（计算结果均保留2位有效数字）（ ） A. 该热水器一天内接收到的总太阳能约为 B. 该热水器一天内接收到的总太阳能约为 C. 该热水器一天内最多能利用的太阳能约为 D. 该热水器一天内最多能利用的太阳能约为 12. 如图所示，图（a）为锂离子电池的原理图，图（b）为一吉利汽车铭牌信息。若该车在纯电模式下行驶时电能转化为机械能的效率可达98%以上，在平直公路上匀速行驶时受到的阻力恒为300 N。下列说法中正确的是（计算结果均保留2位有效数字）（ ） A. 根据图（a），电池放电时锂离子从负极通过电解液返回正极，此过程将化学能转化为电能 B. 铭牌上的电池容量“37 Ah”是指电池能储存的最大充电电能，且37 Ah约等于 C. 根据电池容量“37 Ah”和工作电压“308 V”可以算出该电池充满电需要的电能为 D. 该吉利汽车充满电后，在纯电模式下最多可行驶的路程约为 13. 如图所示，质量m=60 kg的宇航员，手中拿着一个质量为的小物体，在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。宇航员要返回飞船时，将手中的小物体相对于自己以的速度抛出，则下列说法中正确的是（计算结果均保留2位有效数字）（ ） A. 小物体的动量变化量大小为，方向与的方向相同 B. 小物体受到的冲量大小约为，方向与的方向相同 C. 宇航员的速度变化量大小约为，方向与的方向相反 D. 此过程中，宇航员消耗约11 J的生物能转化为系统的总动能 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图（a）所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图（b）所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。 （1）本实验中，重物应选用下列选项中的 。 A. B. C. D. （2）关于实验操作和数据处理，下列说法正确的是 。 A. 竖直固定打点计时器、拉直纸带，可以消除纸带下落过程中受到的阻力 B. 本实验需要用天平测出重物的质量才能验证机械能守恒定律 C. 计算重物重力势能减小量时，g值必须取当地的重力加速度值 D. 必须选点迹清晰、第1、2两点间距约2 mm的纸带，才能验证机械能守恒 （3）已知交流电频率为50 Hz，重物质量为200 g，则从O点到C点，重物下落的高度______cm，重物在C点的动能______J（动能计算结果保留3位有效数字）。 （4）若处理纸带时发现：从起点O到某点P，重物动能的增加量大于重力势能的减少量，下列关于可能的原因分析，正确的是 。 A. 纸带与限位孔间有摩擦，空气阻力做负功 B. 重物质量测量值偏大，导致动能计算值偏大 C. 纸带第1、2两个打点间距约1 mm，说明重物初速度不为零 D. 交流电源的实际频率低于50 Hz，计算动能值时频率仍按50 Hz代入 15. 在金属丝电阻率的测量实验中，小明同学利用伏安法测镍铬合金丝的电阻率。除待测合金丝外，可供使用器材有：干电池组（电动势，内阻不计）；电压表（0~3 V、0~15 V双量程）；电流表（0~0.6 A、0~3 A双量程）；滑动变阻器（0~20 Ω，额定电流0.5 A）；毫米刻度尺、螺旋测微器、电键、导线若干。 （1）如图（a）所示，螺旋测微器测得合金丝的直径________。 （2）①由于镍铬合金丝阻值未知，小明同学应先用欧姆挡_______（选填“最大倍率”、“中等倍率”或“低倍率”）进行试测； ②选择倍率×1挡、欧姆调零后测量，表盘示数如图（b），则合金丝的阻值约为_______。 （3）下列四个实物连线图中，能完成实验、误差小且能耗小的是 。 A. B. C. D. （4）已知合金丝接入电路的长度；利用伏安法测得合金丝电阻；则镍铬合金丝的电阻率为______（结果保留1位有效数字）。 （5）若实验中金属丝通电时间过长，电流过大，会导致电阻率测量值______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 16. 如图所示，某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子速度大小、方向各不相同。M旁放置一个金属网N，在M、N之间加电压U，发现当时电流表中就没有电流。电子质量。求： （1）被这束紫外线照射出的电子，最大速度是多少（结果保留1位有效数字）。 （2）调节M、N间电压，当电流表示数为时，求通过电流表的电流方向和每秒钟到达金属网N的电子数n。 （3）若将逸出速度最大的电子从左侧引入速度选择器，调节PQ间电压，使水平入射的电子恰能通过速度选择器。已知速度选择器内磁感应强度，极板PQ间距。 ①判断P、Q哪个极板电势高， ②电压的大小。 17. 如图所示，轻弹簧左端固定，右端与质量的小滑块接触（不粘连）；小滑块右侧有一段水平粗糙区域，该区域动摩擦因数随位移满足（式中x为小滑块进入该区域后的位移，单位m），区域总长；中间为水平传送带，长，以逆时针匀速转动，小滑块与传送带间动摩擦因数；最右端放置质量的光滑圆弧曲面滑块，圆弧底端与传送带右端平齐相切，圆心在圆弧轨道底端正上方，圆弧轨道对应的圆心角为。游戏时，先用力压缩弹簧至P点左侧某一位置，再释放小滑块，小滑块脱离弹簧后依次经过变摩擦区域、传送带、随后滑上曲面滑块M…，若小滑块能返回P点，则判定游戏成功。小滑块与其余位置的摩擦均不计，重力加速度，，。求： （1）若弹簧的弹性势能时释放小滑块，小滑块恰能到达曲面的最高处，求曲面的高h。 （2）小滑块滑回曲面底端时，小滑块对曲面的压力大小。 （3）若游戏成功，求释放小滑块时弹簧弹性势能的范围。 18. 如图所示，倾角的粗糙平行金属导轨固定在斜面上，导轨间距。导体棒质量、电阻，垂直放在导轨上，与定值电阻并联；电源（电动势，内阻）与电阻箱串联后，与、一起组成闭合回路。整个导轨平面处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度。闭合开关，导体棒在安培力作用下沿斜面向上加速，运动过程中始终与导轨垂直，不计导轨电阻，导体棒与导轨间动摩擦因数（滑动摩擦力与最大静摩擦力相等）。，，。 （1）电阻箱阻值调至，则闭合电键瞬间流过导体棒的电流大小和导体棒的加速度。 （2）保持B的大小不变，将磁场方向改为竖直向上，并把电阻箱调至，导体棒最终将沿斜面向上作匀速运动，此时流过导体棒的电流为。则导体棒匀速运动时： ①导体棒两端的电压U的大小； ②导体棒受到的阻力f的大小； ③导体棒匀速运动时的速率v。 （3）接（2）问，若“导体棒”匀速运动时可等效为一直流“电动机”，求该“电动机”的效率。 19. 古气候研究利用碳酸盐矿物中的团簇同位素反演古环境温度。13C18O16O这类同位素分子与普通二氧化碳分子质量差异很小，对仪器分辨率要求极高。地质古气候研究中，将碳酸盐样品分解得到CO2分子。电离生成的CO2+存在能量涨落与入射角度发散，双聚焦结构可以同时消除这两类弥散，保证离子精准汇聚到收集器。 如图所示，为Nier-Johnson双聚焦同位素质谱仪的标准构型：离子源→加速电场→狭缝M→90°静电分析器→狭缝N（能量聚焦）→90°磁分析器→收集器狭缝（方向聚焦）。静电分析器通道内为均匀辐射电场，中心线圆弧MN处的电场强度大小为E，圆弧半径为rE；磁分析器区域分布垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。 CO2分子经离子源电离后形成两种同位素CO2+，电荷量均为q，质量分别为m、m+Δm（Δm<<m），离子的初速度和经电压U加速后的速度大小相比可忽略，离子的重力不计。提示：当x<<1时有：。求： （1）①质量为m的CO2+沿中心线圆弧MN通过狭缝N的动能Ek（用m、q、U、E、B及rE表示）； ②说明静电分析器对同位素能量聚焦的原理。 （2）经狭缝N运动到磁分析器的同位素CO2+实际上存在能量涨落与入射角发散，为使离子经过90°磁分析器后能重新会聚在收集器狭缝，实行方向聚焦。若在发散角度α很小的情况下，所有离子射入磁分析器时垂直边界的速度分量v⟂均相等，求：质量为m的离子在磁场中的圆轨道半径和的间距L的关系。 （3）若定义分辨率，代表仪器区分两种相近质量同位素离子的能力，推导分辨率R与离子在磁场中运动的轨道半径r，半径之差Δr之间的关系；并提出1条可提高仪器分辨率的可行性措施。（由于能量聚焦，离子进入磁场的动能Ek是定值，可作为已知量用） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $