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）
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. B. C. D.
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，导体壳壁内电场强度不为，导体壳内空腔电场强度为
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，、为电极，设，，，当里面注满某种电解液，且、加上电压后，其图线如图乙所示，当时，下列说法正确的是( )
A. 电解液的电阻为 B. 电解液的电阻为
C. 电阻率是 D. 电阻率是
4.如图所示，质量为的带电小球用长为的绝缘细线悬于点，带电小球固定于点的正下方，小球静止时与小球在同一竖直面内，和与细线的夹角均为，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，静电力常量为，，则小球的带电量为( )
A. B. C. D.
5.质量均为的三个带电小球、、用三根长度均为的绝缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平面上，球的电荷量为在球上施加一个水平向右的恒力之后，三个小球一起向右运动，三根丝线刚好都伸直且没有弹力，的作用线反向延长线与、间的丝线相交于丝线的中点，如图所示．已知静电力常量为，下列说法正确的是( )
A. 球的电荷量可能为 B. 球的电荷量为
C. 三个小球一起运动的加速度为 D. 恒力的大小为
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建立轴，选取轴上到点距离为的点，以为圆心，为半径作圆，如图甲所示。电压传感器的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从点起沿圆周逆时针逐点测圆上各点的电势并记录相应转过的角度，再用此数据绘制图。当半径分别取时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在时达到最大值，最大值分别为，且曲线的最小值恰好为零，则下列说法正确的是( )
A. 曲线对应的取值为 B. 电场方向沿轴负方向
C. 坐标原点的电势为 D. 电场强度的大小为
7.如图，与水平面成角的光滑绝缘细杆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。一套在细杆上的小球从点以某一初速度向上运动，恰能到达点。已知圆环半径为、带电量为，小球的质量为、带电量为，，静电力常量为，重力加速度大小为，则( )
A. 圆环在点产生的场强大小为
B. 小球在点的电势能大于在点的电势能
C. 小球在点的加速度大小为
D. 小球在点的速度大小为
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，、、是轨迹上的三点，则下列说法正确的是( )
A. 点的电势低于点的电势 B. 点的电场强度大于点的电场强度
C. 电子从点到点电势能增加 D. 电子从点到点做加速运动
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，、是、连线上的两点，、是、连线上的两点，、、、到正方形中心的距离相等。则下列判断正确的是。
A. 点的电场强度为零 B. ，，，四点电场强度相同
C. 点电场强度方向水平向左 D. 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~时电压为3 U0，~ 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=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=，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=
B. 粒子离开电场时的速度方向均相同
C. 在t= 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
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图象，图甲所示的电路中；直流电源提供恒定电压为，为电解电容器的电容，先将单刀双掷开关与相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成；然后把开关与相连，电容器通过电阻放电，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图像如图乙所示，下列结果均保留两位有效数字
根据图象可估算出到内图像所围的面积为格，则电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为_______；
通过实验数据，计算电容器的电容为_______；电阻_______
如果不改变电路其它参数，只减小电阻，充电时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、，游标卡尺测出遮光条的宽度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块、砝码盘含砝码的质量分别为和，不计滑轮的重量和摩擦。
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远小于质量
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
对质量保持不变过程，以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图像是一条直线，横纵坐标的单位长度相等，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则滑块质量可表示为________。
A. ． ． ．
该装置中弹簧测力计的读数为，需要验证的表达式为____________。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图甲所示，倾角为的固定斜杆底端固定一个带正电、电量为的小球，将一可视为质点的带电小球从斜杆的底端点与靠得很近，但未接触静止释放，小球沿斜面向上滑动过程中速度随位移的变化图象如图乙所示，小球在点时速度达到最大。已知小球与斜杆间动摩擦因数为，重力加速度，静电力常量。求：
小球的比荷；
、两点的电势差。
14.喷墨打印机的原理示意图如图，质量为的墨滴从墨盒进入带电室后带上电量，以速度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，板间距离为，极板右端与纸的距离为。求
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；
两偏转板间电压为时，墨滴打到纸上的点偏离原入射方向距离；
当电压为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。
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、电荷量为的小球位于轨道内侧的最高点处．小球由静止释放后沿直线打到与圆心等高的点；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，重力加速度为．
求匀强电场的电场强度大小；
求小球做圆周运动时，通过点的动能；
撤掉圆轨道，保留圆形轨道的痕迹，将原电场更换为如图所示的交变电场正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反，小球在点由静止释放，欲使小球经过一个周期图中周期未知恰好能运动到最低点，且小球速度竖直向下时均在圆周上，求所加电场强度．
答案解析
1.
【解析】A.为加速度的决定式，不属于比值定义式，故A错误；
B.为平行板电容的决定式，不属于比值定义式，故B错误；
C.为电势的定义式，属于比值定义式，故C正确；
D.为点电荷场强的决定式，不属于比值定义式，故D错误。
2.
【解析】A.图甲中，毛皮带正电是因为在摩擦过程中失去电子，故A错误；
B.图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，内表面没有电荷，导体壳壁内电场强度为，导体壳内空腔电场强度也为，故B错误；
C.图丙中，工作人员在超高压带电作业时，金属丝编制的衣服可起到静电屏蔽的作用，因此穿金属丝编制的工作服比绝缘橡胶服更安全，故C错误；
D.图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电，故D正确。
故选D。
3.
【解析】电解液的电阻为
故AB错误；
根据
故C正确；D错误。
故选C。
4.
【解析】设的距离为，由题可知，的距离也为，根据几何关系可得
解得
对小受力分析，如图所示
可知间的库仑力与轻绳的合力大小等于，根据相似三角形原理有
因，则可得
解得
故选D。
5.
【解析】A.由于三个小球相对静止且细线无拉力，则对和的静电力大小相等，故B球的电荷量为，故A错误；C.以三个小球为研究对象受力分析如图所示，
设球所带的电荷量绝对值为，对球沿方向根据平衡条件可得：
解得，球带负电，故B错误；
C.设三个小球的加速度都是，根据牛顿第二定律和库仑定律：
解得，故C正确；
D.对整体受力分析可知，故D错误。
故选C。
6.
【解析】解：
B.三条曲线均在时达到最大值，即圆周上电势最大点在，表明电场线不是沿着轴，而是沿着与轴正方向的夹角为的直线，根据沿电场线电势降低，可知电场线方向指向左下方，即电场强度的方向与轴夹角为，且指向左下方，故 B错误；
A.曲线的最大值在三条图像中最大，只有半径越大，点绕原点逆时针转过时，逆着电场线走过的距离才越大，对应的电势才越高，所以曲线对应的取值为，故 A错误；
C.根据上述可知，曲线对应的取值为。根据题意，曲线对应的最高电势和最低电势分别为、，由于坐标原点在最高电势点和最低电势点连线的中点，所以坐标原点的电势为
故C正确；
D.取曲线最高点电势和最低点电势来求电场强度
故D错误。
故选C。
7.
【解析】根据题意可知，圆环上电荷分布均匀，取环上一点，设其电荷量为，该点到点的距离为
则在点产生的场强为
以点为坐标原点，方向为正方向建立轴，在点产生的场强在轴方向的分量为
则圆环在点产生的场强大小为
方向沿向上，同理可求，圆环在点产生的场强大小为
方向沿向上，由牛顿第二定律有
解得小球在点的加速度大小为
故AC错误
B.根据题意，由对称性可知
由沿电场线方向电势逐渐降低可知
则有
由公式可知，由于小球带正电，则小球在点的电势能小于在点的电势能，故B错误
D.根据题意，由对称性可知，小球从点运动到点过程中，电场力做功为零，由动能定理有
解得
故D正确。
故选D。
8.
【解析】解：、由电场线与等势面处处垂直，结合电子运动轨迹的弯曲方向可知，若电子从点运动到点，电场力的方向大致指向右下方，则电场力的方向与运动方向之间的夹角是锐角，电场力做正功，则电子在点时电势能大于在点的电势能；若电子从点运动到点，电场力做负功，则电子在点时电势能依然大于其在点的电势能，电子从点到点电势能减少。由于电子带负电，故点的电势低于点的电势，故A正确，C错误；
B、根据等差等势面的疏密可表示场强大小，由于点等差等势面比点稀疏，则点的电场强度小于点的电场强度，故B错误；
D、同的分析可知，若电子从点运动到点，电场力做正功，则电子从点到点做加速运动，故D正确。
故选：。
根据电场线与等势面相互垂直，以及电子所受电场力的方向与电场线方向反向来，分析电子透镜的作用，然后作出判断。
解决本题的关键要读懂题意，理解电子显微镜的等势面分布，利用电场线与等势面处处垂直，作出电场线。对于此类题型，多数要先画出电场线。
9.
【解析】根据电场的叠加原理，、两个电极带等量正电荷，其中点的合电场强度为零，、两个电极带等量负电荷，其中点的合电场强度为零，则点的合电场强度为零，项正确同理，点的电场强度水平向右，点的电场强度水平向左，项错误，项正确、、、四点的电场强度大小相等、方向不同，项错误。
10.BD
【解析】A.粒子进入电场后，在水平方向做匀速运动，粒子在电场中的运动时间，此时间正好是交变电场变化的一个周期，在时刻发射的粒子恰好从两极板中央水平离开电场，则粒子在时间内的加速度和时间内的加速度等大反向，有，解得，故A项错误；
B.粒子在电场中的运动时间是交变电场变化的一个周期，加速度向上和向下的时间均为半个周期，则粒子离开电场时竖直方向的速度均为零，粒子均水平离开电场，故B项正确，
C.粒子在时间内的加速度方向竖直向上，大小为2g，在时间内的加速度方向竖直向下，大小为2g，则在时刻进入电场的粒子，离开电场时在竖直方向上的位移方向向上，大小，而离开电场时竖直方向速度为零，则W电-mgy1＝0，电场力做功W电＝，即粒子的电势能减小了，故C项错误；
D.粒子离开电场后的运动情况相同，则光屏上有粒子击中的区域的长度取决于粒子离开电场时在竖直方向的偏移量，t＝0时进入电场的粒子在竖直方向的偏移量最大，为，由对称性可知，光屏上有粒子击中的区域的长度为，故D项正确。
故选BD。
11.
、
不变、变短
【解析】解：电容器所带的电荷量在数值上等于图象与坐标轴所包围的面积，确定每个小方格所对应的电荷量值，纵坐标的每个小格为，横坐标的每个小格为，则每个小格所代表的电荷量数值为 ；曲线下包含的小正方形的个数为个，由曲线下方的方格数与的乘积即得电容器在全部放电过程中释放的电荷量 ；
电容器的电容： ；
由乙图可知，刚开始放电瞬间电路中电流
电阻
由电容器的计算公式可得电荷量，电容器储存的电荷量与电阻无关，如果不改变电路其他参数，只减小电阻，充电时曲线与横轴所围成的面积将不变。由于电阻对电流的阻碍作用，充电时间将变短。
12.
【解析】气垫导轨摩擦力很小，不需要平衡摩擦力，A错误；
B.弹簧测力计可以直接读出拉力的大小，不需要满足质量 远小于质量 ，B错误；
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减小偶然误差，此做法合理，C正确；
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其合外力为零，则滑块能保持静止，D正确。
故选CD。
该装置中弹簧测力计的读数，则滑块所受合力为，则滑块的加速度
图线的斜率为，则有
解得
B正确。
故选B。
由运动学公式可知
解得
需要验证
整理可得
13.由 图可知，在 时，小球的速度最大为 ，受力平衡，即有
所以小球带正电，则荷质比为
对小球从释放到速度最大的过程，由动能定理得
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.解：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时，，，解得。
根据几何关系，得。
当电压为时，在纸上的偏转量，偏转电压为，要求偏转量变为，且速度不变，电压应变为。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.解：根据小球由静止沿直线打到点，可得合力的方向沿方向，
则：可得：。
根据小球合力方向可知，小球能通过圆轨道等效最高点点位于点左上侧处，
则能做完整的圆周运动，小球的合力大小：
小球在点：
到过程，由动能定理有：；
解得：。
小球在个周期内，∽周期内，做直线运动；
∽周期内做曲线运动，时刻回到点的正下方；
在水平方向上，∽周期内，向右运动，
∽周期内，做曲线运动，水平方向上，向右运动位移仍为，
∽周期内返回，
竖直方向上做自由落体运动：则，
由运动的分析可知，要使小球由点运动到最低处点且不与轨道相碰，需时刻到达最大水平位移处，并满足向右运动的最大位移为由几何关系可得
由此可得：，
解得：。
【解析】本题带电粒子在复合场中运动的问题，小球的受力情况，确定研究方法，在重力与电场的复合场中运用分解法研究，在电场、重力场的复合场中画出轨迹，运用几何知识是基本方法。
小球由静止释放后沿直线打到与圆心等高的点，小球合力沿方向，受力分析可求场强；
小球做圆周运动等效最高点点位于点左上侧处时，合外力提供向心力是能做完整圆周运动的临界条件；
运用运动的分解分析小球运动，根据运动学规律和几何关系列式求解场强。
第1页，共1页
