广东省深圳市深圳育才2023-2024学年高二上学期10月阶段检测（一）物理试题（含答案）

深圳育才2023-2024学年高二上学期10月阶段检测（一）
物理试题（2023.10）
注意事项：
1. 答题前，考生务必将姓名和考号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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，再选涂其它答案标号。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，请将答题卡交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。1-7为单选题，每小题4分；8-10为多选题，每小题6分，选对但不全得3分，有错选得0分。
1. 关于电荷，以下说法正确的是（ ）
A. 电荷量很小的电荷就是元电荷 B. 物体所带的电荷量可以是任意的
C. 静电感应过程有电荷凭空产生 D. 点电荷是一种理想化模型，实际上并不存在
2. 静电学知识在实际生产生活中有着广泛的应用，下列应用中说法错误的是（ ）
A. 印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
B. 高压输电线上方有两根导线与大地相连是为了输电线免遭雷击
C. 燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比球形更有利于点火
D. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服含金属丝是为了静电屏蔽
3. 对电场强度的理解，以下说法正确的是（ ）
A. 若移走电场中P点的试探电荷，则P点的电场强度变为0
B. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在匀强电场中受力都相同
C. 电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
D. 点电荷的电场强度公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为r处的4倍
4. 真空中两个相同的带等量同种电荷的金属小球A和B（均可看作点电荷），分别固定在两处，两球间静电力大小为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，此时A、B球间的静电力大小为（ ）
A. B. C. D.
5. 某新款华为手机的说明书标明该手机电池容量为，待机时间为20d。说明书还标明，用该手机播放视频的续航时间是16h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍（ ）
表 华为手机说明书（节选）
……
手机类型 智能手机、5G手机……
屏幕分辨率 1920×1080像素（FHD）
电池容量
电池类型 不可拆卸式电池
……
待机时间 20d
……
A. 10 B. 15 C. 30 D. 31
6. 在真空中一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.4m和0.7m（如图甲）。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是（ ）
A. A点的电场强度大小为2.5N/C B. B点的电场强度大小为25N/C
C. 点电荷Q是负电荷 D. 点电荷Q的位置坐标为0.3m
7. 如图所示，正方体，E、F、G、H分别是AD、、CD、中点，A点和点分别放置带等量的异种点电荷＋q和－q，正方体不会对电场造成影响，取无穷远电势为零。关于该电场，下列说法正确的是（ ）
A. 、C电势相同
B. 、D点电场强度大小相等，方向不同
C. 带正电的试探电荷从G点沿直线到H点电势能不变化
D. 带正电的试探电荷从E点沿直线到F点电场力一直做负功
8. 人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例。下列说法中正确的是（ ）
A. 脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
B. 脂肪测量仪的工作原理是通过人体的电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
C. 脂肪测量仪的工作原理是通过测量人体的体温来判断人体脂肪所占的比例
D. 激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
9. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三条等势线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一试探电荷（不计重力）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）
A. a、b、c三条等势线中，a的电势最低 B. 试探电荷在电场中P点处受到的电场力比Q点处大
C. 该试探电荷一定带正点 D. 该试探电荷在Q点具有的动能比在P点具有的动能小
10. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度的大小（g为重力加速度），A、B两物体通过劲度系数为k的绝缘竖直轻质弹簧相连放在水平面上，A、B都处于静止状态。A、B质量均为m，其中A带正电，电荷量为＋q，B不带电。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。若不计空气阻力，不考虑A物体电荷量的变化，保持电场强度的大小不变，将电场方向改为竖直向上，下列说法正确的是（ ）
A. 电场换向的瞬间，物体A的加速度大小为2g
B. 从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中，物体A的速度一直增大
C. 从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中，物体A的机械能增加量等于物体A电势能的减少量
D. 物体B刚要离开地面时，A的速度大小为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。每个试题考生都必须作答。
11.（8分）在学习了电容器的知识后，某同学用如图甲所示的电路观察某电容器的充、放电现象，并测量电容器的电容；
（1）粗略观察充放电的电流大小和方向时，应选择表头为______（选填“乙”或“丙”）图的电流表；
（2）图甲中的单刀双掷开关S接2时，电容器处于______状态（选填“充电”或“放电”）；
（3）电容器放电过程中，电流随时间变化的规律如图丁所示，通过计算机可以得出图像中图线跟横轴所围的面积为。已知电阻R为，直流电源电压恒为2V，则该电容器电容为______（结果保留三位有效数字）；
（4）若换用另一个电介质相同、电极板间距相等、电极正对面积较小的电容器进行实验，则得到的图线与坐标轴所围成图形的面积将______（填“变大”“变小”或“不变”）。
12.（8分）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某实验小组的同学测量一段阻值约为、粗细均匀金属丝的电阻率。该同学采用图3所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻R，现有电源（电源两端电压保持3V不变），开关导线若干，以及下列器材：
图1 图2 图3 图4
A. 电压表（量程0~3V，内阻约）
B. 电压表（量程0~15V，内阻约）
C. 电流表（量程0~3A，内阻约）
D. 电流表（量程0~0.6A，内阻约）
E. 滑动变阻器R（，3A）
（1）如图1所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径d。先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动______（填“A”、“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音为止。测量读数如图2所示，则______mm；
（2）为减小测量误差，在实验中，电压表应选用______，电流表应选用______。（均选填各器材前的字母）
（3）图4是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图3的电路图，补充完成图4中实物间的连线。
（4）测量出金属丝直径为d、长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式______。
13.（12分）如图所示，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。已知电场的方向与所在的平面平行。
（1）A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差分别为多少？
（2）如果规定B点的电势为0，则A点和C点的电势分别为多少？
（3）请在图中画出过B点的电场线方向，并说明理由。
14.（12分）如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，长的绝缘轻杆上端连接在O点。有一质量为、电荷量的带电金属小球套在绝缘轻杆上，球与杆间的动摩擦因数。当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑，g取。
（1）求匀强电场的电场强度E大小；
（2）若轻杆与竖直方向的夹角为时，小球在下滑过程中与杆之间的摩擦力恰好为0，求角；保持角不变，将小球从O点由静止释放，求小球离开杆时的速度大小。
15.（14分）如图，质子在电势差为的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为的两块水平正对的金属极板AB的中央，入射方向跟极板平行。已知极板长L，间距d，质子质量m，电荷量＋q，整个装置处在真空中，质子的重力可忽略不计。求：
（1）质子从加速电场射出时的速度；
（2）若质子恰好从A板边缘射出，则为多大；
（3）若在AB板间加上如图所示的交变电压，大小仍为（2）中的（电压为正时B板带正电），要使质子能从极板中央水平射出电场，则电压的周期T应满足什么条件？在满足条件的周期取最大值时，大致画出质子的运动轨迹。
深圳育才2023-2024学年高二上学期10月阶段检测（一）
物理答案
一、选择题：本题共10小题，共46分。1-7为单选题，每小题4分；8-10为多选题，每小题6分，选对但不全得3分，有错选得0分。
1.【解答】解：A. 元电荷是最小的电量单位，电荷量很小的电荷不是元电荷，故A错误；
B. 物体所带的电荷量必须是元电荷的整数倍，不可以是任意值，故B错误；
C. 静电感应实质是电荷从物体的一端移动到另一端，其电荷的总量保持不变，故C错误；
D. 点电荷是一种理想化模型，实际上并不存在，故D正确；
故选：D。
2.【解答】解：A. 印染厂应保持空气湿润，避免静电积累带来的潜在危害，故A错误；
B. 高压输电线上方有两根导线与大地相连是为了输电线免遭雷击，故B正确；
C. 因尖端容易放电，则燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比球形好，故C正确；
D. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服含金属丝是为了静电屏蔽，防止静电对人体的危害，故D正确。
本题选错误的，故选：A。
3.【解答】解：A. 电场强度由电场本身决定，与放不放试探电荷无关，在电场中的P点不放试探电荷，P点的电场强度不为零，故A错误；
B. 电荷在电场中所受电场力，电荷电场中所受电场力与q、E有关，匀强电场中的电场强度处处相同，电荷的电荷量q不同，电荷在其中受力不同，故D错误；
C. 公式是电场强度的定义式，电场强度由电场本身决定，电场中某点的电场强度的大小与试探电荷所带的电荷量大小无关，故C错误；
D. 公式是真空中点电荷电场强度的决定式，则点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍，故B正确；
故选：D。
4.【解答】解：真空中两个静止点电荷间的静电力大小为：，
不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触：
则两点电荷间的静电力大小为：
所以选项C正确，选项ABD错误。
故选：C。
5.【解答】该手机的待机电流
用该手机播放视频时的电流
，故选C。
6.【解答】解：A、由图可知，A点的电场强度大小为，故A错误；
B、由图可知，B点的电场强度大小为，故B错误；
C、由于A、B两点的电场强度方向都沿x轴正方向，且有，故点电荷Q的位置在A点的左侧；又由于试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，可得点电荷Q是正电荷，故C错误；
D、设点电荷Q的位置坐标为x，则有，
代入数据，解得，故D正确。
故选：D。
7.【解答】解：A. 点距离正电荷较近，C点距离负电荷较近，则点电势高于C点电势，故A错误；
B. 根据等量异种电荷的电场分布，结合对称性可知，、D点电场强度大小相等，方向也相同，故B错误；
C. 因GH连线在等量异种电荷连线的中垂面上，则GH连线上各点电势相等，因此带正电的试探电荷从G点沿直线到H点电势能不变化，故C正确；
D. 从E点沿直线到F点电势一直降低，由此可分析出带正电的试探电荷从E点沿直线到F点电场力一直做正功，故D错误。
故选：C。
8.【解答】解：ABC、利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，故AC错误，B正确；
D、激烈运动之后，人体内含水量和钠、钾等无机盐会有一部分流失，人体脂肪所占比例会发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，故D正确。
故选：BD。
9.【解答】解：AC、做曲线运动的物体受力指向轨迹凹侧，但不知道带电质点的电性，所以无法判断电场强度的方向，也就无法判断这三条等势线电势的高低，故A和C均错误；
B、等势线的疏密程度可以表示场强的大小，等势线越密集的地方电场强度越大，所以P点的场强大于Q点的场强，则该试探电荷在P点处受到的电场力比在Q点处大，故B正确；
D、电场线与等势线处处垂直，带点质点受到的电场力垂直等势线指向轨迹弯曲的凹侧。若带电质点从P向Q运动，电场力的方向与速度方向的夹钝角，电场力做负功，动能减小；若从Q向P运动，则电场力做正功，动能增加，故在Q点具有的动能比在P点具有的动能小，故D正确。
故选：BD。
10.【解答】解：A、在电场未反向时，A物体处于平衡状态，对A根据平衡条件可得：
当施加上电场力瞬间，对A物体根据牛顿第二定律可得：
解得：，故A正确；
B、在电场未反向时，弹簧处于压缩状态，压缩量为，
根据平衡条件可得：，解得：
B刚要离开地面时，弹簧处于伸长状态，伸长量为，
对B根据平衡条件可得：，解得：
对物体A受向上的电场力与向下的重力等大反向，可知物体A受的合力等于弹簧的弹力，则A受的合外力先受向上后向下，则加速度先向上后向下，则物体A先向上加速后向上减速，故B错误；
C、从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中，因，即从初态到末态弹簧的形变量减小，弹性势能减小，A物体的机械能增量等于电势能的减少量与弹性势能的减少量之和，则物体A的机械能增加量大于物体A电势能的减少量，故C错误；
D、物体B刚要离开地面时，由能量关系可知：
解得A的速度大小为：，故D正确。
故选：AD。
三、实验题
11.【解答】解：（1）充、放电的电流方向相反，应选择可以测量正反向电流的表头乙。
（2）图甲中的单刀双掷开关S接2时，电容器处于放电状态
（3）根据可知图像中图线跟横轴所围的面积为通过的电荷量
因此：
（4）根据电容决定式：
若换用另一个电介质相同、电极间距相等、电极正对面积较小的电容器进行实验，则电容器电容变小，根据电容的定义式：可知电容器充完电后所带的电荷量变小，则得到的图线与坐标轴所围成图形的面积将变小。
故答案为：（1）乙；（2）放电；（3）600；（4）变小。
12.【解答】解：（1）C，1.498
（2）电源电动势为3V，故电压表选A；流过待测金属丝的最大电流约为，电流表应选择D；由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法。
（3）电路图如下图所示：
图2
（4）由欧姆定律得：，再根据电阻决定式，
所以
故答案为：（1）C，1.498 （2）A，D （3）见解析 （4）
13.【解答】（1）
（2） ∴
∴
（3）取AB中点D，
则DC连线为等势线，过点B作DC的垂线即为电场线，电场线方向指向电势降低的方向，如图所示。
14.（12分）【分析】（1）根据杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑，由受力平衡求解；
（2）根据摩擦力为零得到正压力为零，从而得到轻杆与竖直方向的夹角，即可求得小球所受合外力，进而得到小球加速度，最后由匀加速直线运动规律求得末速度。
【解答】解：（1）当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑，故小球受力平衡；
由小球受重力、电场力、杆的支持力和摩擦力作用可得：，
所以，匀强电场的电场强度为：
（2）轻杆与竖直方向的夹角为时，小球下滑过程中与杆之间的摩擦力为0，
故支持力为零，则重力、电场力垂直轻杆方向分力等大反向，
故有：，
所以，，故
，；
小球受到合外力
，
由牛顿第二定律得：
故小球从O点静止释放，沿杆做加速度的匀加速直线运动，
由运动学公式得：
故小球离开杆时的速度；
答：（1）匀强电场的电场强度大小为16N/C；
（2），将小球从O点静止释放，则小球离开杆时的速度大小为2m/s。
15.【解答】解：（1）对质子在加速电场中，由动能定理得：
解得质子从加速电场射出时的速度为：；
（2）质子在偏转电场中做类平抛运动，
根据牛顿第二定律，可知质子的加速度为：
根据水平方向上做匀速直线运动，可知运动时间为：
由运动学公式可得，偏转的侧位移为：
解得：
（3）加上图示电压时，质子在不撞到极板时，一个周期内在电场中先做类平抛，后做反方向类平抛，再反向类平抛和类平抛运动，即经过一个周期后速度方向恰好沿两板中央水平向右。
因此要让质子从中央水平向右射出电场，质子在电场中运动的时间恰好为电压周期的整数倍，即，
所以：
当时，满足条件的周期T取最大值，此时质子的运动轨迹如图：