南昌县莲塘第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试卷(含答案)

这是一份南昌县莲塘第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．以下说法正确的是( )
A.由可知电场中某点的电场强度E与F成正比，与试探电荷电量q成反比
B.根据库仑定律可知，当时，库仑力
C.由可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D.根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为
2．“空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流高压电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场，其作用之一可加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部下方聚集，促进植物快速生长。如图为空间某截面电场模拟图，下列相关说法正确的是( )
A.悬挂电极应接电源负极
B.图中所示A，B两点场强相同
C.图中所示A、B两点所在虚线为等势线
D.钾、钙离子向根部聚集过程中，电势能减少
3．电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件为由两块极板组成的平行板电容器，其中极板M固定，极板N可以自由移动，移动的距离与汽车的加速度大小成正比。已知电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性导致极板之间的相对位置发生变化，电容器两极板之间的电压减小，当电压减小到某一值时，安全气囊弹出。汽车在水平路面上行驶时，下列车内平行板电容器的安装方式正确的是( )
A.B.C.D.
4．阿秒（as）光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲，如同高速快门相机，可用以研究原子内部电子高速运动的过程。已知，电子所带电荷量为，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为。目前阿秒光脉冲的最短时间为43as，电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的( )
A.2.8倍B.3.7倍C.4.2倍D.5.5倍
5．如图所示，一等腰梯形ABCD处于匀强电场中，电场强度方向平行于等腰梯形所在平面，已知，，，A、D、C三点的电势分别为1V、3V、5V。下列说法正确的是( )
A.B点的电势为6V
B.电场强度大小为
C.一质子在梯形区域内的电势能不一定大于零
D.一电子从D点移到AB的中点，电场力做正功
6．人体静电是静电防护工程领域和静电应用领域的重要内容，人体静电带电规律的研究.具有基础性指导作用.如图所示为人体带正1kV静电时的等势线分布，下列说法正确的是( )
A.若两手握拳，则手指周围的电场强度减小
B.带电粒子沿着人体表面运动，电势能一定变化
C.若在a点有一静止的带负电粒子，该粒子仅在电场力作用下将以垂直于人体的速度打在人体表面上
D.在人体内部，越靠近皮肤电势越低
7．假设在某电场中沿x轴方向上，电势φ与x的距离关系如图所示，现有一个电子在电场中仅受电场力作用移动，则下列关于电场和电子能量说法正确的是( )
A.区域内沿x轴方向的电场强度均匀增大
B.区域内沿x轴方向场强不为零
C.若一电子从出发运动到，则该电子至少应具有2eV的初动能
D.电子在区域内沿x轴方向所受电场力大于区域内沿x轴方向所受电场力
二、多选题
8．如图所示，图中大小相同的4个圆环组成一个完整的大圆环，每个圆环电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘，所带电荷量已在图中标出。将第四象限的圆环移走，若规定无穷远处的电势为零，下列判断正确的是( )
A.O点处的电势变低B.O点处的电势变高
C.O点处的电场强度变小D.O点处的电场强度变大
9．示波管是电子示波器的心脏，其中的电子枪产生一个聚集很细的电子束，电子束经电场加速到很大的速度，再经过一对偏转板，加在偏转板上的电压使电子束发生偏转，电子束将随偏转板的电压的变化而上下运动。简化示波管的工作原理图如图所示，两组平行带电金属板Ⅰ和Ⅱ，板间距离和板长均为L，金属板组Ⅰ竖直放置，两板间所加电压为，金属板组Ⅱ水平放置，两板间所加电压为。电子从金属板组Ⅰ竖直板上的A点由静止释放后，经B点沿金属板组Ⅱ的中心线水平进入，最终恰好从金属板组Ⅱ的上板右边缘射出。则下列说法正确的是( )
A.电子经过两组金属板的时间之比为
B.电子经过两组金属板的加速度之比为
C.平行带电金属板组Ⅰ和Ⅱ所加电压之比为
D.电子射出两组金属板的末动能之比为
10．如图，是竖直面内的固定半圆形光滑轨道，O为其圆心，A、C两点等高，过竖直半径的虚线右侧足够大的区域内存在沿方向的匀强电场。一带正电小球从A点正上方P由静止释放，沿轨道通过B、C两点时的动能分别为和，离开C点后运动到最高点D（图中未画出）。已知P与A间距离等于轨道半径，则( )
A.D点与P点等高
B.小球在电场中受到的电场力是其重力的两倍
C.小球在C处对轨道的压力是其重力的两倍
D.小球通过D点时的动能大于
三、实验题
11．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）图甲中实验采用的方法是______（填正确选项前的字母）。
A.理想实验法B.等效替代法C.微小量放大法D.控制变量法
（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ，若两次实验中A的电量分别为和，θ分别为和，则为_______。
12．如图1所示，在探究影响平行板电容器电容的因素的实验中，给平行板电容器充上一定量的电荷后，将电容器的两极板分别跟静电计的指针和外壳相连（接地）。现请回答下列问题：
（1）将B极板向左移动少许，则静电计指针的偏转角将_______；将一块陶瓷板插入两极板之间，则静电计指针的偏转角将_______。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
（2）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图2中①②所示，其中对应电容为的电容器充电过程图像的是_______（选填①或②）。
四、计算题
13．如图所示，在水平地面上固定一个光滑的绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为，在斜面上放一个质量为m的带电小物块A，在斜面底端的正上方固定一个电性、电荷量均与A相同的点电荷B。高度相同，间距为d，此时A恰能静止在斜面上。已知静电力常量为k，重力加速度为g，A可视为点电荷。求：
（1）点电荷B所带的电荷量大小；
（2）保持电性不变，只将B的带电量减小，使A能沿斜面下滑，求A滑到斜面底端时速度大小。
14．图甲是某XCT机实物图。其产生X射线主要部分的示意图如图乙，图中P、Q之间加速电压为，M、N两板之间偏转电压为U，电子从电子枪逸出后沿图中虚线射入，经加速电场、偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点C，产生X射线（图中虚线箭头所示）。已知电子质量，电荷量为，偏转极板M、N长，间距，虚线距离靶台竖直高度，靶台水平位置可以调节，不考虑电子重力、电子间相互作用力及电子从电子枪逸出时初速度大小，不计空气阻力。求：
（1）电子进入偏转电场区域时速度的大小；
（2）若M、N两板之间电压大小时，为使X射线击中靶台中心点C，靶台中心点C离N板右侧的水平距离；
（3）在（2）中，电子刚出偏转电场区域时的速度。
15．如图，倾角为的固定绝缘光滑斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，斜面底端连接一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧另一端连接着一质量为m的不带电小球A，小球A静止时，到斜面顶端的距离为L。有一电荷量为、质量为的小球B以初速，从斜面顶端沿斜面向下运动，与小球A发生弹性碰撞之后，两小球平分了原来的总电荷量，已知电场强度，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计，重力加速度为g，求：
（1）小球A静止时，弹簧的形变量x；
（2）两小球碰撞前，小球B的速度大小v；
（3）小球A从碰后到速度最大的过程中，电场力对它所做的功W。
参考答案
1．答案：D
解析：A.电场中某点的电场强度只与场源电荷有关，此公式为定义式，电场强度与F、q无关。A错误；B.库仑定律，适用于点电荷之间的相互作用。当时，电荷不能看成是点电荷，此时库仑定律不适用，B错误；C.由为沿电场线方向的位移，故在匀强电场中若沿电场线方向两点a、b间的距离越大，则两点间的电势越大；在匀强电场中若没有沿电场线方向两点a、b间的距离越大，两点间的电势差不一定越大，如a、b两点在垂直于电场线的方向上，两点间的电势差为零，C错误；D.根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为-1V，D正确。故选D。
2．答案：D
解析：A.电场可加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部下方聚集，可知电场方向向下，悬挂电极应接电源正极，故A错误；B.根据对称性可知，图中所示A，B两点场强大小相等，但方向不同，故B错误；C.等势线与电场力垂直，由于电场线不是直线，所以图中所示A、B两点所在虚线不是等势线，故C错误；D.钾、钙离子向根部聚集过程中，电场力做正功，电势能减少，故D正确。故选D。
3．答案：C
解析：由平行板电容器的决定式。AB.当汽车速度减小时，由于惯性导致N极板相对M极板向右运动，即两极板正对面积S减小，则电容器电容减小，又由,又因为电容器所带电荷量始终保持不变，电容器M、N两极板之间的电压增大，安全气囊不会弹出。故AB错误；C.当汽车速度减小时，由于惯性导致N极板相对M极板向右运动，即两极板距离d减小，则电容器电容增大，又由,又因为电容器所带电荷量始终保持不变，电容器M、N两极板之间的电压减小，电压减小到一定值时安全气囊会弹出。故C正确；D.当汽车速度减小时，由于惯性导致N极板相对M极板向右运动，即两极板距离d增大，则电容器电容减小，又由,又因为电容器所带电荷量始终保持不变，电容器M、N两极板之间的电压增大，安全气囊不会弹出。故D错误。故选C。
4．答案：B
解析：根据电流定义式可得，可得电子绕氢原子核一周的时间为，则有，故选B。
5．答案：B
解析：AB.取AB中点为F，由几何关系可知四边形AFCD为平行四边形，故，故，即DF为3V的等势线，作出电场线如图
所以B点的电势为，电场强度大小为，故A错误，B正确；C.如图可知，在梯形区域内BC电势最高为5V，A点电势最低为1V，根据可知一质子在梯形区域内的电势能一定大于零，故C错误；D.因为，所以一电子从D点移到AB的中点，电场力做不做功，故D错误。故选B。
6．答案：A
解析：A.带电物体在其尖端位置场强大，两手握拳以后手部场强变小，故A正确；B.人体各部位电势相等，带电粒子沿着人体表面运动时电势能不变，故B错误；C.由图可知，电场线为曲线，且皮肤表面的电场线垂直于人体，故粒子除垂直于人体表面的速度外，还有沿着表面的分速度，合速度不会垂直于人体，故C错误；D.人体为等势体，内部电势处处相等，故D错误。故选A。
7．答案：C
解析：AB.根据，可知图像的斜率表示电场强度，则区域内沿x轴方向的电场强度保持不变，区域内沿x轴方向场强为零，故AB错误；C.由图像斜率表示场强可知，从位置到位置电势均匀减小，则位置到位置间的电场方向向右，电子在其间受到的电场力向左，电子从运动到克服电场力做功2eV，电子至少应该具有2eV的初动能；电子从运动到电场力做正功，电子从电势为2V的位置向右到电势为2V的位置，电场力做的总功为零，则电子从电势为2V的位置向右移动到电势为2V的位置，电子至少应具有2eV的初动能，故C正确；D.根据图像斜率表示场强可知，区域内的电场强度小于区域内电场强度，则电子在区域内沿x轴方向所受电场力小于区域内沿x轴方向所受电场力，故D错误。
故选C。
8．答案：AD
解析：AB.O点的电势由4个圆环在O点的电势按算数法则叠加而得，移走第四象限带正电的圆环后，O点处的电势变低，故A正确，B错误；CD.由对称性可知，移走第四象限的圆环前，O点处的电场强度为零，移走第四象限的圆环后，O点处的电场强度不为零，因此移走第四象限的圆环后，O点处的电场强度变大，故C错误，D正确。故选AD。
9．答案：AB
解析：A.设经过B点的速度为，根据运动学公式可知经过金属板组Ⅰ的时间为
经过金属板组Ⅱ的时间为
可知电子经过两组金属板的时间之比为
故A正确；
B.经过金属板组Ⅰ有
经过金属板组Ⅱ有
可知电子经过两组金属板的加速度之比为
故B正确；
C.经过金属板组Ⅰ的加速度为
经过金属板组Ⅱ的加速度
可知平行带电金属板组Ⅰ和Ⅱ所加电压之比为
故C错误；
D.电子经过金属板组Ⅰ，由动能定理可得
电子经过金属板组Ⅱ，由动能定理可得
联立可得
可知电子射出两组金属板的末动能之比为，故D错误。
故选AB。
10．答案：BD
解析：A.若在A点速度等于C点的速度，在竖直方向对称性可知，D点与P点等高，由动能定理可知A点的速度小于C点的速度，所以D点高于P点，故A错误；
B.设小球在电场中所受电场力为F，轨道半径为R，小球从P到B过程，由动能定理得
小球从P到C过程，由动能定理得
联立可得
故B正确；
C.由动能定理的表达式
在C点时，由牛顿第二定律得
结合
联立可得
由牛顿第三定律得小球在C处对轨道的压力
故C错误；
D.因为
可知小球从C点飞出后，竖直方向的加速度小于水平方向的加速度，竖直方向，由逆向思维，看成反向的初速度为零的匀加速直线运动，则小球从C到D过程中，水平方向的位移大于竖直放的位移，根据
可知电场力所做正功大于重力所做负功，则小球通过D点时的动能大于，故D正确。
故选BD。
11．答案：（1）D（2）减小（3）
解析：（1）图甲中先保持带电小球的电荷量不变，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，改变两个小球之间的距离，比较库仑力的大小；后来保持小球之间的距离不变，改变小球所带的电荷量大小，分析小球之间的库仑力，所以实验采用的方法是控制变量法，故D正确。
故选D。
（2）本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受静电力的大小，由图可知，电荷量越大、距离越小，丝线偏离竖直方向的角度越大，设偏角为θ，由平衡条件有
可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的增大而减小，故填减小。
（3）设小球B的质量为m，电量为q，B球的受力情况如（2）中图所示；当A球带电量为时，由平衡条件得
其中
当A球带电量为时，由平衡条件得
其中
联立解得
12．答案：（1）增大（2）减小；②
解析：（1）根据电容的决定式
及定义式
可知
将B极板向左移动少许，极板间距d增大，电势差U增大，静电计指针的偏转角将增大；将一块陶瓷板插入两极板间，则相对介电常数ε增大，那么电势差变小，静电计指针的偏转角减小；
（2）用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，则充电完成后，两电容器两端电压相同，根据可知，电容器的电容小则其带电量小，而图像面积代表带电量，所以对应电容为的电容器充电过程图像的是②。
13．答案：（1）（2）
解析：（1）A恰能静止在斜面上，根据平衡条件可得
解得
（2）从A释放到滑到斜面底端时，库仑力做功为零，只有重力做功，根据动能定理可得
解得
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）根据动能定理有
解得
（2）M、N两板之间电压大小时，根据类平抛运动规律有
，
根据牛顿第二定律有
根据几何关系可知
解得
（3）结合（2）中的类平抛运动规律有
，
则电子刚出偏转电场区域时的速度为
解得
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）小球A静止时，对A分析有
解得
（2）对小球B分析有
解得
小球向下做匀减速直线运动，则有
解得
（3）对AB碰撞过程有
，
解得
，
可知，碰撞后B球体反弹，与A分离，向上做匀加速直线运动，A向下运动，则小球A碰后到速度最大时，小球A的加速度为0，令此时弹簧的压缩量为，对小球A分析有
则小球A从碰后到速度最大的过程中，电场力对它所做的功
解得