南昌市名校2023-2024学年高二上学期第一次月考
物理试题
说明：本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，全卷满分100分，考试用时75分钟.
注意事项：
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求。
1.答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号或IS号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上。
2.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置，在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，请保持卡面清洁和答题纸清洁，不折叠、不破损。
3.考试结束后，请将答题纸交回。
一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）
1.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各个领域。几种电容式传感器如图所示，其中通过改变电容器两极板间的距离而引起电容变化的是（ ）
A. B.
C. D.
2.静电纺纱利用了高压静电场使单纤维两端带上异种电荷，其电场分布如图所示，则（ ）
A.图中虚线是等势线，电场强度
B.图中虚线是电场线，电场强度
C.一电子在A点的电势能大于其在D点的电势能
D.将一电子从C移动到D，电场力做功为零
3.如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（ ）
A.金属球的球心处电场强度大小为
B.感应电荷在金属球球心处激发的电场场强，方向向右
C.感应电荷全部分布在金属球的表面上
D.金属球右侧表面的电势高于左侧表面
4.如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为、，，都用长L的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处，静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法（ ）
A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍；
B.将小球B的质量增加到原来的4倍；
C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半；
D.将两小球的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍；
5.分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地.三小球分别落在图中A、B、C三点，则下列说法错误的是（ ）
A.A带正电、B不带电、C带负电
B.三小球在电场中加速度大小关系是：
C.三小球在电场中运动时间相等
D.三小球到达下板时的动能关系是
6.某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则下列说法正确的是（ ）
A.粒子一定带负电
B.粒子a点的电场强度大于c点的电场强度
C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度
7.某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点，取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计。在从O到A运动过程中，下列关于粒子运动速度和加速度a随时间t的变化，运动径迹上电势和粒子的动能随位移x的变化图线可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，每题6分共18分，每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选对得6分，漏选得3分，错选得0分）
8.武当山主峰——天柱峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新洗过一般，如图所示，对此，下列分析正确的是（ ）
A.出现雷火炼殿现象时，大殿内的人是危险的
B.金殿肯定是一个庞大的优良导体
C.金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电
D.金殿如果安装了避雷针，这种雷火炼殿现象仍会经常出现
9.如图所示为粗细均匀的带电绝缘半圆环，环上电荷分布均匀，此时圆心O点的电场强度大小为，电势为，若将环水平对称轴下方截去，则剩下的四分之一圆环上电荷在O点产生的场强大小，电势为，则下列关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
10.真空中，点电荷a、b分别位于x轴上的处的P点和x=L处的Q点，它们之间连线上电场强度E随位置x变化的图像如图所示。一带正电的检验电荷由处的M点由静止释放后能通过x=0.5L处的N点。不计检验电荷的重力，O为坐标原点，以下判断正确的是（ ）
A.a、b均带正电
B.a电荷量大于b电荷量
C.x轴上从P至Q电势先降低再升高
D.M、O间的电势差大于O、N间的电势差
三、实验题（本大题共2小题。每空2分，共18分）
11.为了测定元电荷的数值，某物理兴趣小组设计了如图所示的实验装置。
实验操作步骤如下；
①按图示装置安装好器材；
②调节实验仪器，使间距为d的平行金属板处于水平位置；
③闭合电源开关，通过喷雾器把油滴（由于摩擦，油滴带负电）通过平行金属板的上极板中间的小孔喷入电场中；
④通过显微镜来观察，找到悬浮不动的油滴，根据观测数据算出油滴的质量为m；
⑤根据平行金属板上所加的已知电压U，算出油滴的电荷量。
（1）平行金属板之间的电场是______；（填“匀强电场或非匀强电场”）
（2）平行金属板的下极板带______；（填“正电或负电”）
（3）若已知元电荷为e，重力加速度为g，则悬浮液滴所带的电荷量等于元电荷的______倍（用m、d、U、g、e表示）。
12.电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。我们常用图示的电路给平行板电容器充电和放电。
（1）若通过图中电流表的电流方向向左，则此时单刀双掷开关S应置于接线柱______，电容器处于______过程中，电压表示数变化是______（选填“增大”“减小”或“不变”），整个电路中能量的转化情况为______。
（2）用电压传感器和电流传感器分别代替图中的电压表与电流表，采集所测电路的电压、电流信号。
a.下图中表示电容器放电过程中电压变化的图像为______；（选涂：A. a B. b）
（a） （b）
b.下图中表示电容器充电过程中电流变化的图像为______。（选涂：A. a B. b）
（a） （b）
四、计算题（本大题共3小题，共36分、把解答写在答题卡中指定的答题处。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
13.（10分）夏季常有闪电，某次两团乌云放电持续时间t=0.1s，中和的电荷量.两团乌云之间的距离d=30.0m，电势差，放电后电势差变为0.已知两团乌云放电前可看作平行板电容器，乌云之间的电场可以视为匀强电场。求：
（1）闪电时的平均电流I
（2）两团乌云构成的电容器的电容C
（3）放电前两团乌云间匀强电场的电场强度大小E
14.（10分）如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点间的距离为.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为（k为静电力常量）、方向指向甲球的恒力（非电场力）作用，两球均可视为点电荷.求：
（1）乙球在释放瞬间的加速度大小
（2）乙球的速度最大时两球间的距离
15.（16分）如图所示，在竖直平面内，倾斜平行放置一对平行金属板ab、cd，板与水平方向间夹角为37°，在两板间加一恒定电压U.从紧靠cd板的e点由静止释放一电荷量为q质量为m的带电粒子，加速后从ab板上的小孔C飞出，立即进入一长方形ABCD区域（AB足够宽），该区域与金属板在同一竖直平面内，且BC边水平，区域内有平行ab板斜向下的匀强电场，带电粒子经该电场偏转恰好从B点飞出。已知BC长度为2d，两板间距离为L.不计粒子重力，，，求：
（1）带电粒子运动至C点时的速度大小
（2）长方形ABCD区域内匀强电场的场强大小E
（3）带电粒子从e点释放至从B点飞出所经历的时间t
参考答案：
1.C 2.C 3.C 4.D 5.C 6.C 7.A 8.BC 9.BC 10.BD
11.匀强电场 负
12.2 放电 减小 电容器储存的电场能（电能）转化为整个电路的内能（电热） B B
13.（1）由电流的定义式
解得
（2）由电容的定义式
解得
（3）由匀强电场中的电场强度与电势差的关系
解得
14.（1）根据牛顿第二定律得：，
又
解得：
（2）当乙球所受的甲的静电斥力和F大小相等时，乙球的速度最大
即：
可解得
15.（1）根据题意可知，带电粒子在平行金属板ab、cd之间做匀加速直线运动，
由动能定理有
整理计算可得
（2）根据题意，带电粒子在长方形ABCD区域内做类平抛运动，沿方向做匀速直线运动，
沿匀强电场E方向做匀加速直线运动，即
沿方向有①
沿匀强电场E方向有②
根据牛顿第二定律，带电粒子在长方形ABCD区域内的加速度为③
联立①②③，解得长方形ABCD区域内匀强电场的场强大小
（3）带电粒子在平行金属板ab、cd之间做匀加速直线运动，根据题意有
④
⑤
联立④⑤解得带电粒子在平行金属板ab、cd之间运动时间为
由②解得带电粒子在长方形ABCD区域内运动时间为
所以带电粒子从e点释放至从B点飞出所经历的时间
