天津市第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试卷（Word版附解析）

这是一份天津市第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试卷（Word版附解析），文件包含天津市第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题Word版含解析docx、天津市第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。

一、单项选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）
1. 在静电场中，将一正电荷从a移动到b点，电场力做了负功，则（ ）
A. b点电场强度一定比a点大
B. 电场线方向一定从b指向a
C. b点的电势一定比a点高
D. 该电荷的动能一定减小
【答案】C
【解析】
【详解】C．电场力做负功，该电荷电势能增加．正电荷在电势高处电势能较大，b点的电势一定比a点高，C不符合题意；
D．电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负．由动能定理可知，动能不一定减小，D不符合题意；
A．根据题意只能判断ab两点的电势关系，而电势高低与场强大小无必然联系，所以A不符合题意；
B．b点电势高于a点．但a、b可能不同一条电场线上，B不符合题意．
2. 如图所示，真空中两个等量同种正点电荷放置在M、N两点，MN连线上的中点为D，以MD为棱边构成一个空间正方体，A、B、C是该正方体上三个顶点。则下列说法正确的是（ ）
A. A、C两点电场强度相同
B. B、D两点的电势相等
C. 将电子从C点沿CB方向射出，电子可能做匀速圆周运动
D. 将电子从B点沿BC方向射出，电子可能做匀速圆周运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．由对称可知，A、C两点的电场强度大小相等，方向不同，选项A错误；
B．因D点距离两正电荷比B点更近，可知D点的电势高于B点电势，选项B错误；
C．电子在以D为圆心，以正方体边长为半径的圆上所受的电场力大小相等且都指向D点，则将电子从C点沿CB方向射出，因该方向与电场力方向垂直，则若电场力等于电子所需的向心力，则电子能做匀速圆周运动，选项C正确；
D．因BC方向与电子在B点受的电场力方向不垂直，则将电子从B点沿BC方向射出，电子不可能做匀速圆周运动，选项D错误。
故选C。
3. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电油滴恰好静止在两极板之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，那么在下列的过程中（ ）
A. 如果保持连接电源，只将A板上移，油滴将向上加速运动
B 如果保持连接电源，只将两极板非常缓慢地错开一些，电流计中电流从b流向a
C. 如果断开电源，B板接地，只将A板上移，油滴静止不动，油滴处电势不变
D. 如果断开电源，将两极板与静电计相连，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针张角变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．如果保持连接电源，只将A板上移，则根据
可知，电容器极板间的电场强度减小，而带电油滴恰好静止时有
因此可知，当电场强度减小，电场力将小于重力，带电油滴将向下加速运动，故A错误；
B．如果保持连接电源，则电容器极板间的电压不变，根据电容器电容的决定式
可知，只将两极板非常缓慢地错开一些，板间正对面积S减小，因此电容器的电容减小，根据
可知，电容器所带电荷量减小，即电容器要放电，因此电流计中电流从a流向b，故B错误；
C．如果断开电源，则电容器所带电荷量不变，只将A板上移，根据
，，
联立可得
可知，电场强度与板间距无关，因此油滴静止不动，而B板接地，即B板处的电势为零，带电油滴静止不动，距B板的距离不变，设为，带点油滴所在位置的电势为，则带电油滴所在位置与B板间的电势差为
带电油滴所在位置距B板的电势差不变，因此油滴处电势不变，故C正确；
D．静电计用来测定电势差大小，张角越大则表示电势差越大，如果断开电源，则电容器所带电荷量一定，将两极板与静电计相连，只在极板间插入有机玻璃板，根据
可知，增大，电容器电容增大，又根据
可知，Q不变，C增大，则U减小，因此静电计指针张角变小，故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示，两板距离足够宽，板间原来固定一电子，使之处于静止状态，电子重力不计。两极板间加上如图乙所示的交变电压，在 t时刻释放电子，以下说法正确的是（ ）
A. 如果t=，电子一直向A板运动
B. 如果t=，电子时而B板运动，时而向A板运动，最后向B板靠近
C. 如果t=，电子时而向B板运动，时而向A板运动，最后向A板靠近
D. 如果t=，电子时而向B板运动，时而向A板运动，最后向A板靠近
【答案】D
【解析】
【详解】A．如果t=，电子先向A板加速，再向A板减速，而后向B板加速，再向B板减速，之后重复以上运动，最后打到A板。故A错误；
B．如果t=，电子先向A板加速，再向A板减速，而后向B板加速，再向B板减速，之后重复以上运动，电子时而B板运动，时而向A板运动，两板距离足够宽，最后不会打到A、B板上。故B错误；
C．如果t=，电子先向B板加速，再向B板减速，而后向A板加速，再向A板减速，之后重复以上运动，电子时而B板运动，时而向A板运动，两板距离足够宽，最后不会打到A、B板上。故C错误；
D．如果t=，电子先向B板加速，再向B板减速，而后向A板加速，再向A板减速，之后重复以上运动，最后打到A板。故D正确。
故选D。
5. 如图所示，在坐标系平面内有一个匀强电场，场强方向平行于平面。以坐标原点O为圆心，半径为cm的圆与坐标轴相交于M、N、P、Q四点。现测得P点的电势为3V，Q点的电势为V，M点的电势为4V，则下列说法正确的是（ ）
A. 场强方向沿y轴负方向B. N点的电势为V
C. 匀强电场的电场强度大小为250V/mD. 圆周上两点间的最大电势差为8V
【答案】C
【解析】
【详解】AC．由题意可知O点的电势为零，则场强在+x方向的分量为
沿-y方向的分量为
则场强大小
方向与x轴正向夹角为
则
选项A错误，C正确；
B．因为
可得
选项B错误；
D．圆周上两点间的最大电势差为
选项D错误。
故选C。
二、多项选择题（每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。）
6. 高大的建筑物上安装避雷针，阴雨天气时可避免雷击，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是某次避雷针即将放电时，带负电的云层和避雷针之间三条等势线的分布示意图；实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹，不计该带电粒子的重力，则（ ）
A. 避雷针尖端带负电B. 带电粒子带负电
C. 带电粒子越靠近避雷针尖端，其加速度越小D. 带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A．云层带负电，则避雷针尖端带正电。故A错误；
BD．根据运动轨迹可知，带电粒子所受电场力指向避雷针尖端，带电粒子带负电，由M点到N点电场力做正功，电势能降低，则带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能。故BD正确；
C．带电粒子越靠近避雷针尖端，等势线越密集，电场强度越大，带电粒子所受电场力越大，加速度越大。故C错误。
故选BD。
7. 如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地进入水平向右的加速电场E1，之后进入竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（ ）
A. 偏转电场E2对三种粒子做功一样多
B. 三种粒子打到屏上时的动能一样大
C. 三种粒子运动到屏上所用时间相同
D. 三种粒子一定打到屏上的同一位置
【答案】ABD
【解析】
【详解】D．带电粒子在加速电场中加速，由动能定理可知
解得
粒子在偏转电场中的时间
在偏转电场中的竖直方向速度
竖直方向位移
即位移与比荷无关，与速度无关；所以三种粒子在偏转电场中轨迹重合，离开偏转电场后粒子做匀速直线运动，因此三种粒子一定打到屏上的同一位置，D正确；
AB．偏转电场E2对粒子做功
q、E2、y相等，则知偏转电场E2对三种粒子做功相等，根据动能定理
故三种粒子打到屏上时的动能
均相等，故AB正确；
C．因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与水平方向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同，C错误。
故选ABD。
8. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，重力加速度为g，下列说法正确（ ）
A. 小球的带电荷量
B. 小球动能的最小值为
C. 小球在运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．对小球进行受力分析如图所示
根据平衡条件可得
所以小球的带电量为
故A错误；
B．由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力，在圆上各点中，小球在平衡位置A点时的势能（重力势能和电势能之和）最小，在平衡位置的对称点B点，小球的势能最大，由于小球总能量不变，所以在B点的动能EkB最小，如图所示
在B点，小球受到的重力和电场力，其合力提供小球做圆周运动的向心力，而绳的拉力恰为零，有
根据牛顿第二定律有
而动能为
联立解得
故B正确；
CD．由于总能量保持不变，即
=恒量
所以当小球在圆上最左侧的C点时，电势能EpE最大，机械能最小，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，质量为m、电荷量为q的小球在电场强度E的匀强电场中，以初速度v0沿直线ON做匀变速运动，直线ON与水平面的夹角为30°，若小球在初始位置的电势能为零，重力加速度为g，则下面说法中正确的是（ ）
A. 电场方向一定竖直向上
B. 电场强度E的最小值为
C. 如果电场强度为E=，则小球相对初始位置的最大高度为
D. 如果电场强度为E=，小球电势能的最大值为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．因为小球做匀变速直线运动，则小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场力的方向不确定，有最小值，当电场力垂直于运动方向时，电场力最小为，如图所示
所以电场强度的最小值
故A错误，B正确；
CD．根据平行四边形定则知，小球所受的重力和电场力相等，两个力的夹角为，所以合力大小与分力大小相等，等于，根据牛顿第二定律知，小球的加速度为，小球斜向上做匀减速直线运动，匀减速直线运动的位移
则小球上升的最大高度
在整个过程中电场力做功
电势能增加，所以小球电势能的最大值为。故C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题
10. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况及电容大小，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。
实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关K掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关K掷向2端，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图像如图乙所示。
（1）电容器放电时，流过电阻R的电流方向为________；（选填“由a到b”或“由b到a”）
（2）乙图中，阴影部分的面积______；（选填“>”、“<”或“=”）
（3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时间将________；（填“变长”、“不变”或“变短”）
（4）图丙为电压恒为电源给电容器充电时作出的电流随时间变化的图像，电容器充电完毕后的电荷量为________C，电容器的电容为C=________F。（计算结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. 由a到b ②. = ③. 变短 ④. ## ⑤. ####
【解析】
【详解】（1）[1]电容器充电时上极板接电源正极，故上极板带正电荷，放电时上极板正电荷通过电阻流向下级板，故流过电阻R的电流方向为由a到b。
（2）[2]根据电流的定义式
则
乙图中，阴影部分的面积等于充、放电的电荷量，而充放电的电荷量相等，故
（3）[3] 根据电流的定义式
可得
如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则放电电流将增大，由上式可知放电时间将变短。
（4）[4]根据图像的面积表示电容器充电完毕后的电荷量，由图知，每小格代表的电荷量为
数出图线包围的格数，满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去，数得格数为32格，则电容器充电完毕后的电荷量为
因从图中数格数有一定误差，故结果也可能为
[5]根据电容的定义知，电容器的电容为
因电荷量有一定误差，故电容的计算值也可以是或。
四、 计算题
11. 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速， 从A板中心孔沿中心线KO射出， 然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场）， 电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直， 电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求：
（1）电子穿过A板时的速度大小；
（2）电子从偏转电场射出时的竖直偏移量 y1；
（3）P点到O 点的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设电子经电压加速后的速度为，根据动能定理得
解得
（2）设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为，电子的加速度为，离开偏转电场时的侧移量为，根据牛顿第二定律和运动学公式得
，，
解得
（3）设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为，根据运动学公式得
电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为，电子打到荧光屏上的侧移量为，如图所示，且
，
解得P至O点的距离为

12. 如图所示，竖直虚线MN、PQ将两竖直挡板间的空间分成等间距的三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在区域Ⅰ内有一与水平线成角的光滑绝缘斜面AC（C是MN与的交点），区域Ⅱ内有竖直向上的匀强电场，区域Ⅲ内存在水平向左的匀强电场，两区域电场强度均未知。现有一电荷量为q、质量为m的带电滑块（可视为质点）从左挡板的A点由静止释放，从C点进入区域Ⅱ后恰好能垂直PQ进入区域Ⅲ，最后滑块恰好与右挡板相切于D点（图中没画出），已知各区域宽均为L，重力加速度为g，，，滑块运动中所带电荷量不变，求：
（1）区域Ⅱ中电场强度的大小；
（2）区域Ⅲ中电场强度的大小；
（3）的长度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理可得
解得
滑块在电场中，水平方向有
竖直方向有
又
解得
（2）在的电场有
又
解得
（3）根据匀变速直线运动，可得
则有
又
解得
故
13. 如图所示，ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径AC方向建立x轴，竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的小球，从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）小球落回到A点时的速率；
（2）电场强度的大小；
（3）小球从A下滑到电场内的B点时受到轨道支持力的大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设小球离开D点时的速率为，由D落回到A的时间为t，则由平抛运动规律有
解得
小球落回到A时的速率为，根据动能定理有
解得
【小问2详解】
小球从A到D的过程中，根据动能定理有
解得
【小问3详解】
小球通过轨道最低点B处时的速率为，轨道对小球的支持力为F，则有
根据合力提供向心力有
解得
小球从A下滑到电场内的B点时受到轨道支持力的大小