2024-2025学年江西省南昌市第十九中学高二（上）月考物理试卷（10月）（含答案）

这是一份2024-2025学年江西省南昌市第十九中学高二（上）月考物理试卷（10月）（含答案），共10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：本大题共7小题，共28分。
1.比值定义法是定义物理概念常用的方法，下列哪个表达式属于比值定义式( )
A. a=FmB. C=εS4πkdC. φ=EpqD. E=kqr2
2.关于下列四幅图像的说法正确的是
A. 图甲中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷
B. 图乙中，处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0
C. 图丙中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
D. 图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电
3.如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=0.1m，b=0.2m，c=0.8m，当里面注满某种电解液，且P、Q加上电压后，其U−I图线如图乙所示，当U=10V时，下列说法正确的是( )
A. 电解液的电阻为1000ΩB. 电解液的电阻为200Ω
C. 电阻率是50Ω⋅mD. 电阻率是25Ω⋅m
4.如图所示，质量为m的带电小球A用长为L的绝缘细线悬于O点，带电小球B固定于O点的正下方，小球A静止时与小球B在同一竖直面内，OB和AB与细线的夹角均为θ=37∘，两带电小球带电量相同，两球均可视为点电荷。已知重力加速度为g，静电力常量为k，sin37∘=0.6，则小球A的带电量为( )
A. 35 mgL2kB. 45 mgL2kC. 34 mgL2kD. 58 mgL2k
5.质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平面上，A球的电荷量为+q.在C球上施加一个水平向右的恒力F之后，三个小球一起向右运动，三根丝线刚好都伸直且没有弹力，F的作用线反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点，如图所示．已知静电力常量为k，下列说法正确的是( )
A. B球的电荷量可能为+2qB. C球的电荷量为− 2q
C. 三个小球一起运动的加速度为 3kq2ml2D. 恒力F的大小为2 3kq2l2
6.为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心，r为半径作圆，如图甲所示。DIS电压传感器的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测圆上各点的电势φ并记录相应转过的角度θ，再用此数据绘制φ−θ图。当半径r分别取r0,2r0,3r0时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在θ=θ0时达到最大值，最大值分别为2φ0,3φ0,4φ0，且曲线③的最小值恰好为零，则下列说法正确的是( )
A. 曲线①对应的r取值为r0B. 电场方向沿x轴负方向
C. 坐标原点O的电势为φ0D. 电场强度的大小为4φ03r0
7.如图，与水平面成30°角的光滑绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环，并垂直圆环所在平面，细杆与平面的交点为圆环的圆心O。一套在细杆上的小球从A点以某一初速度向上运动，恰能到达D点。已知圆环半径为L、带电量为+Q，小球的质量为m、带电量为+q，AB=BO=OC=CD=L，静电力常量为k，重力加速度大小为g，则( )
A. 圆环在D点产生的场强大小为kQ4L2
B. 小球在D点的电势能大于在B点的电势能
C. 小球在C点的加速度大小为12g+ 2kqQ4mL2
D. 小球在A点的速度大小为2 gL
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用。其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，其中虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，则下列说法正确的是( )
A. a点的电势低于b点的电势B. a点的电场强度大于c点的电场强度
C. 电子从a点到b点电势能增加D. 电子从a点到b点做加速运动
9.(多选)离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置。如图所示为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图，四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连，相当于四个电极，相对的电极带等量同号电荷，相邻的电极带等量异号电荷。在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcd，A、C是a、c连线上的两点，B、D是b、d连线上的两点，A、C、B、D到正方形中心O的距离相等。则下列判断正确的是( )。
A. D点的电场强度为零B. A，B，C，D四点电场强度相同
C. B点电场强度方向水平向左D. O点的电场强度为零
10.如图甲所示，真空中水平正对放置两块长度均为l的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示的周期性变化的电压，其中0~T2时电压为3 U0，T2~ T时电压为−U0。在两板左侧中央处有一粒子源A，自t=0时刻开始连续发射初速度大小为v0、方向平行于金属板的带负电的相同粒子，这些粒子均能从金属板间射出，且t=T4时刻发射的粒子恰能水平击中光屏中的 O点（AO在同一水平线上）。已知电场变化的周期T=lv0，粒子的质量为 m，不计粒子间的作用力，重力加速度为g。则（ ）
A. 粒子的电荷量q=mgd2U0
B. 粒子离开电场时的速度方向均相同
C. 在t=18 T时刻发射的粒子在离开电场时的电势能等于进入电场时的电势能
D. 光屏上有粒子击中的区域的长度为gl2v 02
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.电流传感器可以测量电流，它的电阻不计，反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化；将它与计算机相连还能用计算机显示出电流随时间变化的i−t图象，图甲所示的电路中；直流电源提供恒定电压为7V，C为电解电容器的电容，先将单刀双掷开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成；然后把开关S与2相连，电容器通过电阻R放电，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i−t图像如图乙所示，(下列结果均保留两位有效数字)
(1)根据i−t图象可估算出1s到4s内图像所围的面积为42格，则电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为_______C；
(2)通过实验数据，计算电容器的电容为_______F；电阻R=_______Ω
(3)如果不改变电路其它参数，只减小电阻R，充电时i−t曲线与横轴所围成的面积将_______(填“增大”、“不变”或“变小”)；充电时间将________(填“变长”、“不变”或“变短”)。
12.某探究学习小组的同学欲以如图甲所示装置中的滑块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和砝码盘(含砝码)等组成。光电门可以测出滑块上的遮光条依次分别通过两个光电门的时间Δt1、Δt2，游标卡尺测出遮光条的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、砝码盘(含砝码)的质量分别为M和m，不计滑轮的重量和摩擦。
(1)实验操作中，下列说法正确的是__________。
A.该实验装置需要平衡摩擦力
B.为减小误差，实验中一定要保证质量m远小于质量M
C.实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值以减小偶然误差
D.气垫导轨充气后，如果气垫导轨水平，则滑块轻放在导轨上能保持静止
(2)对质量保持不变过程，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a−F图像是一条直线，横纵坐标的单位长度相等，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则滑块质量可表示为________。
A.2tanθ B．2tanθ C．k D．2k
(3)该装置中弹簧测力计的读数为F，需要验证的表达式为F=____________。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图甲所示，倾角为θ=30∘的固定斜杆底端固定一个带正电、电量为Q=2.0×10−4C的小球A，将一可视为质点的带电小球B从斜杆的底端a点(与A靠得很近，但未接触)静止释放，小球沿斜面向上滑动过程中速度v随位移s的变化图象如图乙所示，小球B在b点时速度达到最大。已知小球与斜杆间动摩擦因数为 33，重力加速度g=10m/s2，静电力常量k=9×109N⋅m2/C2。求：
(1)小球B的比荷qm；
(2)a、b两点的电势差Uab。
14.喷墨打印机的原理示意图如图，质量为m的墨滴从墨盒进入带电室后带上电量q，以速度v0沿平行板中线进入偏转电场，墨滴经过电场偏转后打到纸上。没有信号时墨滴不带电并沿直线运动打到回流槽中回收，墨滴运动过程中忽略空气阻力和重力。已知偏转板上板带正电下板带负电，板长均为L1，板间距离为d，极板右端与纸的距离为L2。求
(1)墨滴带电的电性及打印机正常打印时两偏转板间的最大电压Um；
(2)两偏转板间电压为Um时，墨滴打到纸上的点偏离原入射方向距离ym；
(3)当电压为U时纸上打出的是四号字，若使纸上字的大小为原来的一半(即在纸上的偏转量为原来的一半)，保持喷墨速度不变时两板间电压U′。
15.某游戏公司的设计人员，构想通过电场来控制带电小球的运动轨迹．如图1所示，绝缘光滑圆轨道竖直放在水平方向的匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球位于轨道内侧的最高点A处．小球由静止释放后沿直线打到与圆心O等高的B点；当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动．小球可视为质点，已知圆轨道的半径为R，重力加速度为g．
(1)求匀强电场的电场强度E1大小；
(2)求小球做圆周运动时，通过A点的动能Ek；
(3)撤掉圆轨道，保留圆形轨道的痕迹，将原电场更换为如图2所示的交变电场(正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反)，小球在A点由静止释放，欲使小球经过一个周期(图中周期T未知)恰好能运动到最低点C，且小球速度竖直向下时均在圆周上，求所加电场强度E2．
参考答案
1.C
2.D
3.C
4.D
5.C
6.C
7.D
8.AD
9.CD
10.BD
11.(1)1.68×10−3
(2) 2.4×10−4 、2.5×103
(3) 不变、变短
12.(1)CD
(2)B
(3) F=Md24L1Δt22−1Δt12

13.(1)由 v−s 图可知，在 s0=3m 时，小球的速度最大为 2 5m/s ，受力平衡，即有
kqQs02=mgsinθ+μmgcsθ
所以小球B带正电，则荷质比为
qm=5×10−5C/kg
(2)对小球从释放到速度最大的过程，由动能定理得
qUab−mgsinθ⋅s0−μmgcsθ⋅s0=12mv2
解得
Uab=4×105V

14.解：(1)墨滴向上偏转，故判断带负电。墨滴在偏转板间的最大偏转量为d2时L1=v0t，d2=12at2，qUmd=ma，解得Um=mv02d2qL12。
(2)根据几何关系d2ym=L12L12+L2，得ym=(L1+2L2)d2L1。
(3)当电压为U时，在纸上的偏转量y=qUL1(L1+2L2)2mdv02，偏转电压为U=2ymdv02(L1+2L2)qL1，要求偏转量变为y2，且速度v0不变，电压应变为U′=12U。
15.解：(1)根据小球由静止沿直线打到B点，可得合力的方向沿AB方向，
则：mg=qE1可得：E1=mgq。
(2)根据小球合力方向可知，小球能通过圆轨道等效最高点D点(位于O点左上侧45°处)，
则能做完整的圆周运动，小球的合力大小：F= (mg)2+(qE)2= 2mg
小球在D点： 2mg=mvD2R
A到D过程，由动能定理有：mgR(1−sin45°)−qE1Rsin45°=12mvD2−Ek45∘；
解得：Ek=3 2−22mgR。
(3)小球在1个周期内，0∽T4周期内，做直线运动；
T4∽T周期内做曲线运动，T时刻回到A点的正下方；
在水平方向上，0∽T4周期内，向右运动x1=12qE2m(T4)2，
T4∽T2周期内，做曲线运动，水平方向上，向右运动位移仍为x1，
T2∽T周期内返回，
竖直方向上做自由落体运动：2R=12gT2则T= 4Rg，
由运动的分析可知，要使小球由A点运动到最低处C点且不与轨道相碰，需T2时刻到达最大水平位移处，并满足向右运动的最大位移为 32R(由几何关系可得)
由此可得：12qE2m(T4)2×2= 32R，
解得：E2=2 3mgq。