安徽省部分学校2023-2024学年高二上学期10月阶段性测试（一）物理试题（含解析）

安徽省部分学校2023-2024学年高二上学期10月阶段性测试（一）
物 理
考生注意：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号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，写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列现象中不属于静电屏蔽的是（ ）
A. 超高压带电作业的工人穿戴含金属丝织物的工作服
B. 野外高压输电线上方两根导线与大地相连
C. 优质话筒线外面有金属网将导线包围
D. 建筑物的顶端要安装避雷针
2. 一物体以一定的初速度自固定斜面底端O点沿粗糙斜面上滑，随后返回O点。对物体在上滑和下滑过程中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 上滑过程，物体运动时间较长 B. 下滑过程，物体所受合力较大
C. 上滑过程，物体平均速度较大 D. 下滑过程，物体速度变化较快
3. 如图所示，真空中电荷量为q和mg的两个点电荷分别固定在直角三角形的顶点A和B上，°，CM是直角C的角平分线。若C点的电场强度沿CM方向，则（ ）
A. ， B. ， C. ， D. ，
4. 2023年8月，我国成功发射陆地探测四号01星。卫星运行于倾斜地球同步轨道，其轨道半径约为地球半径的7倍，运行的周期为T（地球自转周期）。已知引力常量为G，地球视为质量均匀分布的球体。依据以上数据可计算出（ ）
A. 陆地探测四号01星的质量 B. 地球的质量
C. 陆地探测四号01星的线速度大小 D. 地球的密度
5. 一电荷量为的粒子以一定初速度水平射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中，静电力对粒子做功的功率P随时间t变化的图像如图所示。不计粒子的重力，图像的斜率为k，则该粒子的比荷为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，两平行的带电金属板A、B竖直放置，B极板接地。两板间有一质量为m的带电小球，小球用绝缘的细线悬挂于O点，静止时，细线与竖直方向的夹角为。现将极板A向左平移到虚线位置处，则（ ）
A. 不变 B. 减小
C. 小球所在位置的电势减小 D. 小球的电势能增加
7. 如图所示，一匀强电场的方向与所在的平面平行，，，。A、B、C三点的电势分别为14V、7V和－2V，则匀强电场的电场强度大小为（ ）
A. 350V/m B. 300V/m C. 250V/m D. 200V/m
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，带箭头的实线表示电场线，虚线表示某一带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b和c是轨迹上的三点，则（ ）
A. 带电粒子带正电 B. 带电粒子带负电
C. a、b、c三点中，b点电场强度最小 D. a、b、c三点中，c点电势最高
9. 一列质量为m的动车，在平直轨道上以恒定功率P启动，运动的图像如图所示，图中和均为已知量。设动车行驶过程所受到的阻力保持不变，动车在时间内（ ）
A. 牵引力做功为 B. 位移大小为
C. 平均速度大小为 D. 克服阻力做功的平均功率为
10. 如图所示，均为正一价质量不同的两种离子混合物由静止开始经同一电场加速，通过同一对平行板形成的匀强偏转电场，进入偏转电场时速度方向与电场方向垂直。在偏转电场中，两离子运动的时间分别为和。射出电场时，两离子的动能分别为和，沿垂直板面方向偏移的距离分别为、，偏转角分别为、，则（ ）
A. B. C. D.
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）在“验证机械能守恒定律”实验中，小明使用照相机对图1中从某高度处由静止开始下落的小球进行拍摄，照相机每隔0.05s拍摄一次，某次拍摄后得到的照片如图2所示。实验中测得的小球影像对应的实际高度差已经在图中标出。当地的重力加速度，小球质量为200g。
图1 图2
（1）从B到D，小球重力势能变化量的绝对值______J，小球动能增量______J（结果均保留3位有效数字）。
（2）比较和的大小，出现这一结果的主要原因是____________。
12.（10分）在“观察电容器的充、放电现象”实验中，某同学将直流8V电源、电容器C、电阻箱、电压表、电流传感器、计算机及单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
回答下列问题：
图1
（1）用电压表测量电容器两端的电压，电压表的正接线柱应与______（填“a”或“b”）端相连。
（2）将单刀双掷开关S与“1”端相接，此时电源给电容器充电。在此过程中，发现电压表的示数______（填正确选项序号）。
A. 先增大，随后逐渐稳定在3V
B. 先增大后减小
C. 迅速增大，随后逐渐稳定在8V
（3）上述过程中，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图2所示，曲线与坐标轴所围面积等于电荷量。估算出该次充电完成后电容器上的电荷量______C，电容器的电容约为______。
图2
（4）将电阻箱电阻由最大分别调节至和（），先后两次把开关S由1端掷向2端，计算机屏幕上显示的图像如图3中曲线Ⅰ和Ⅱ所示，则曲线Ⅰ对应的电阻是______（填“”或“”）。
图3
13.（11分）如图1所示，一质量为0.4kg的小物体静止在水平台面上，在水平推力F的作用下从坐标原点O开始沿x轴运动，F与物体坐标x的关系如图2所示。在时撤去力F，同时物体从平台飞出，落到距离台面的水平地面上。物体与水平台面间的动摩擦因数为，重力加速度g取，不计空气阻力。求：
图1 图2
（1）时，物体的加速度大小a；
（2）时，力F的功率P；
（3）物体落地点离平台的水平距离。
14.（13分）如图所示，绝缘粗糙的竖直墙面OM的右侧存在水平向左的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带电小滑块（视为质点）锁定在离水平地面高为h的M点。解除锁定，给滑块向下的速度，滑块恰好匀速下滑。已知滑块与OM间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）判断滑块所带电荷的正负；
（2）求电场强度E的大小；
（3）不改变E的大小，将电场强度方向变为水平向右，解除锁定，让滑块从M点由静止开始运动，求滑块运动至水平地面时速度v的大小及它离O点的距离x。
15.（14分）如图所示，xOy平面内的第三象限内有加速电场，一比荷为k的带正电粒子从A点由静止加速，从B点进入第二象限内的辐向电场（电场强度方向指向O），沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，从C点进入第一象限内沿y轴负方向的匀强电场中，从点射出电场，不同象限内电场互不影响，不计粒子的重力。圆弧虚线处电场强度大小为E，求：
（1）加速电场的电势差U；
（2）第一象限匀强电场的场强大小；
（3）粒子从D射出电场时的速度。
安徽省部分学校2023-2024学年高二上学期10月阶段性测试（一）
物理·答案
1~7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。8~10小题每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 答案 D
命题透析 本题以图片蕴含的物理知识为背景，考查静电的防护与应用，意在考查学生应用知识分析问题的能力。
思路点拨 选项A、B、C所蕴含的静电知识应用均属于静电屏蔽。在雷雨天气里，避雷针通过尖端放电，使电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的，不属于静电屏蔽，D正确。
2. 答案 C
命题透析 本题以物体在斜面上的运动为背景，考查受力分析、加速度、牛顿第二定律及匀变速运动规律等相关知识，意在考查学生分析问题能力。
思路点拨 设斜面倾角为，物体的质量为m，物体在运动过程中所受的滑动摩擦力为。上滑过程物体受合力，下滑过程受合力，上滑过程物体所受的合力较大，加速度较大，速度变化快，选项B、D错误；上滑和下滑过程，位移大小相同，上滑加速度较大，运动时间短，平均速度大，选项C正确。
3. 答案 B
命题透析 本题以点电荷电场为背景，考查点电荷电场强度及电场强度的叠加，意在考查学生分析综合能力和应用数学知识解决问题的能力。
思路点拨 C点的电场强度沿CM方向，由电场强度的叠加，知，且两点电荷在C点的电场强度大小相等。设AC长为a，结合数学知识及点电荷电场强度，有，解得，选项B正确。
4. 答案 D
命题透析 本题以卫星运行为背景，考查万有引力定律在天体运动中的应用，意在考查学生综合应用知识解决问题的能力。
思路点拨 设地球的质量为M，半径为R，陆地探测四号01星的质量为m，由知，不能计算出卫星的质量。因地球半径R未知，不能计算出地球的质量，选项A、B错误；卫星运行的线速度，同样因R未知，不能计算其大小，选项C错误；结合，可计算出地球的密度，选项D正确。
5. 答案 B
命题透析 本题以带电粒子在电场中的运动为背景，考查类平抛运动规律，静电力的功率等知识点，意在考查学生的分析综合能力与应用图像解决问题的能力。
思路点拨 带电粒子在电场中做类平抛运动，静电力做功的功率，v是粒子沿静电力方向的速度，而，即功率，图像的斜率，解得，选项B正确。
6. 答案 A
命题透析 本题以带电小球在平行板电容器中的平衡为背景，考查动态电容器的分析，意在考查学生综合应用知识解决问题的能力。
思路点拨 由及知，将极板A向左平移到线位置的过程中，两极板间的电场强度E不变，小球受力不变，不变，选项A正确；设小球静止时，离B极板的距离，小球所在位置的电势不变，小球的电势能不变，选项C、D错误。
7. 答案 C
命题透析 本题以匀强电场电场中各点的电势为背景，考查电势差与电场强度的关系，意在考查学生综合应用知识的能力。
思路点拨 如图所示，设AC边上电势为7V的点D距离A点为，由，解得，连接BD即为等势线，过C点作，垂足为F，则CF为电场线。由几何知识，知，则，又，则，选项C正确。
8. 答案 BD
命题透析 本题以带电粒子在电场中的运动为背景，考查电场的相关知识，意在考查应用知识解决问题的能力。
思路点拨 带电粒子在电场中做曲线运动，在a点所受的静电力方向沿电场线切线指向轨迹的凹侧，与该点电场线方向相反，可知带电粒子带负电，选项A错误，B正确；三点中，b处电场线最密，电场强度最大，选项C错误；沿着电场线，电势降低，a、b、c三点中，c点电势最高，选项D正确。
9. 答案 AC
命题透析 本题以车辆启动为背景，考查位移、平均速度、功、功率和动能定理等知识，意在考查学生的分析和综合应用知识解决问题的能力。
思路点拨 在时间内，动车牵引力做功为，选项A正确；由图像知动车位移大于，选项B错误；设动车运动所受阻力为f，则，动车在时间内的位移为x，依据动能定理，知动车克服阻力做功，结合以上式子，得，动车平均速度大小为，动车克服阻力做功的平均功率，选项C正确，D错误。
10. 答案 BD
命题透析 本题以带电粒子在电场中运动为背景，考查带电粒子在电场中的加速和偏转，意在考查学生的分析能力和综合应用知识解决问题的能力。
思路点拨 设加速电场的电势差为，偏转电场的电势差为，平行板板长为l，间距为d。粒子在电场中加速有，得，两离子是正一价不同离子，m不同，进入偏转电场的速度不同，运动时间不同，选项A错误；射出电场时，离子的偏转量、而、，偏转角，，综合以上式子，解得，，均与q、m无关，选项B正确，C错误；离开偏转电场时，离子动能，因q和y相同，动能相同，选项D正确。
11. 答案 （1）0.345（0.343~0.347，2分），0.340（0.338-0.342，2分）
（2）有空气阻力（含有阻力均给分，2分）
命题透析 本题以验证机械能守恒实验为背景，考查学生的创新实验能力。
思路点拨 （1）从B到D，由得，小球在B点速度大小，在D点的速度大小，动能的增量，代入数据，解得；
（2）比较和的大小，出现这一结果的主要原因是：空气有阻力，使得小球增加的动能略小于小球减小的重力势能。
12. 答案 （1）a（2分）
（2）C（2分）
（3）（都给分，2分） 360（350~380都给分，2分）
（4）（2分）
命题透析 本题以“观察电容器的充、放电现象”实验为背景，考查学生的分析能力和实验能力。
思路点拨 （1）电容器的上极板充上正电荷，电压表正接线柱应接a端；
（2）迅速增大，随着两极板充有的电荷量越来越多，极板间电势差越来越大，随后逐渐稳定在8V，选项C正确；
（3）图像中，图像和坐标轴所围成的面积即为q，（数格，大于或等于半格算一格，小于半格忽略。方格约为36（35~38格均可给分），（或均给分）；
（4）放电瞬间电流最大值，由于，曲线Ⅰ对应的电阻是。
13. 命题透析 本题以物体的运动为背景，考查牛顿第二定律、瞬时功率、变力做功、动能定理和平抛运动等知识点，意在考查学生的分析与综合应用知识的能力。
思路点拨 （1）由图像知，在0~2m，有
（1分）
时，（1分）
滑动摩擦力（1分）
物体的加速度（1分）
（2）设时，物体运动的速度为
依据动能定理有（1分）
代入数据，有，得（1分）
力F的功率（1分）
（3）设物体离开平台时，速度为v
依据动能定理有（1分）
物体沿平台飞出，做平抛运动，有（1分）
物体落点地离平台的水平距离（1分）
由以上三式并代入数据，解得（1分）
14. 命题透析 本题以滑块在复合场中的运动为背景，考查动力学的相关知识，意在考查学生分析与综合应用知识的能力。
思路点拨 （1）解除锁定，滑块能沿墙面匀速下滑，电场力水平向左，滑块带正电。（2分）
（2）滑块沿竖直面匀速下滑，对滑块
在竖直方向有（1分）
滑动摩擦力，而（1分）
联立解得（1分）
（3）如图所示，不改变E的大小，将电场强度方向变为水平向右，让滑块从M点由静止开始运动，滑块做匀加速直线运动，滑块从开始运动到运动至水平地面
竖直方向有（1分）
（1分）
水平方向有（1分）
（1分）
加速度（1分）
运动至地面时的速度大小（1分）
联立解得，（2分）
15. 命题透析 本题以带电粒子在不同电场内的运动为背景，考查带电粒子的加速、圆周运动及类平抛运动等知识，意在考查学生综合应用知识解决问题的能力。
思路点拨 （1）设带电粒子在电场中加速后，速度为v
在电场中加速，有（1分）
在辐向电场中运动，有（2分）
由以上两式，解得（1分）
（2）如图所示，带电粒子在第一象限内做类平抛运动，设运动的加速度为，时间为t
x轴方向，有（1分）
y轴方向，有（1分）
加速度（1分）
而在第（1）问中，求得（1分）
联立解得（2分）
（3）粒子从D点射出电场，设速度与x轴正向成角，将速度反向延长，过水平位移的中点，有
（1分）
解得
所以（2分）
方向与x轴正方向成角。（1分）