精品解析：江苏省南通中学2024-2025学年高一下学期4月阶段考试物理试卷

南通中学高一4月物理测试 （满分：70分） 一、单选题（共10题，每题4分，共40分） 1. 静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（　　） A. 静电除尘的原理是静电屏蔽 B. 避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 C. 为了安全加油站工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 D. 印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 【答案】D 【解析】 【详解】A．静电除尘的原理是带电粒子受到电场力作用，故A错误； B．避雷针利用了带电导体凸起尖锐地方电荷密集、附近空间电场较强的特点，故B错误； C．化纤服装容易摩擦起电，在加油站这种易燃易爆环境中，产生的静电可能引发危险，所以加油站工作人员不应穿绝缘性能良好的化纤服装，而应穿不易产生静电的服装，故C错误； D．印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，需空气保持一定湿度，以便及时导走静电，故D正确。 故选D。 2. 示波管可以用来观察电信号随时间的变化情况，其原理如图甲所示，通电后电子枪有电子逸出（初速度为零），经加速电压U1加速后，从偏转电极左侧边缘中心进入偏转电场，最后打在荧光屏上，荧光屏的中心在偏转电极的水平轴线上，以荧光屏的中心为原点O，建立xOy坐标系。若在 YY'电极上输入图乙所示的电压，下列说法正确的是（　　） A. 若在水平电极XX'不加电压，荧光屏上的图像为正弦图像 B. 若在水平电极XX'不加电压，所有的电子打在荧光屏中心 O点 C. 若在水平电极XX'加图丙所示电压，荧光屏上的图像是一条直线 D. 若在水平电极XX'加图丙所示电压，荧光屏上的图像是一个圆 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若在水平电极XX'不加电压，则电子仅在竖直方向偏转，图像为过O点的竖直线，故AB错误； CD．若在水平电极XX'加图丙所示电压，即电极XX'与电极YY'上所加电压均为正弦电压，则电子水平偏转位移和竖直偏转位移始终相等，图像为过O点的满足y=x的倾斜的直线，故C正确，D错误。 故选C。 3. 如图所示，空间中有一均匀带正电的绝缘球壳，P、Q为竖直直径延长线上的两点，且，为水平直径。在P点放置一质量为、电荷量为（且q极小）的小球甲，小球甲恰能静止；移走小球甲，并截除半球壳（不影响半球壳的电荷分布），在Q点放置质量为、电荷量为的小球乙，小球乙也恰能静止。重力加速度为g，则半球壳对小球甲的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】截除ABC前，设半球壳ABC对甲球作用力大小为，ADC对甲球的作用力大小为，则 移走ABC后，根据位置关系可知，ADC对乙球的作用力大小与ABC对甲球的作用力大小相等，即 则 故选A。 4. 利用电场可以使带电粒子实现类似光学中的“折射”（即改变运动的方向）。如图所示，粒子从平行板电容器的上极板点以的速率斜射入板间，速度方向与“法线”成角，经电场“折射”后，从下极板点离开电场，离开时速度方向与“法线”成角（）。已知粒子质量为，电荷量的大小为，两板间电压，不计重力影响，忽略极板厚度，板间可视为匀强电场，则电场对粒子的“折射率”（）为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】电场沿竖直方向，则粒子在水平方向的速度不变，有 竖直方向根据动能定理有 解得 故选D。 5. 内部带空腔的金属导体静置于匀强电场中，静电平衡时电场线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A. a点的电势低于b点的电势 B. 电子在a点的电势能小于在b点的电势能 C. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能 D. a点的电场强度小于b点的电场强度 【答案】B 【解析】 【详解】AD．处于静电平衡状态的金属导体为等势体，且沿电场方向电势逐渐降低可知，a点的电势高于b点的电势；处于静电平衡状态的金属导体内部场强为0，则a点的电场强度大于b点的电场强度，故AD错误； BC．根据，由于a点的电势高于b点的电势，且电子带负电，故电子在a点的电势能小于b点的电势能，故B正确，C错误。 故选B。 6. 如图所示，A、B、C为三个质量均为m、电荷量大小均为q的带负电小球，A、B两球在水平绝缘地面上，C球悬停在空中，三球保持静止状态，三球间距满足，下列说法正确的是（　　） A. C球处的电场强度大小为 B. A球在B球处产生的电场强度大小为 C. 地面对A球的支持力大小为2mg D. A球与B球同时等距离缓慢靠拢，C球的电势能增加 【答案】A 【解析】 【详解】A．C球悬停在空中，由平衡条件可得 解得 故A正确； B．根据可知，A球在B球处产生的电场强度大小为其在C球处产生的电场强度大小的，即 故B错误； C．对A、B、C整体进行受力分析可知，地面对A球的支持力大小为，故C错误； D．A球与B球同时等距离缓慢靠拢时，C球升高。电场力对C球做正功，C球的电势能减少，故D错误。 故选A。 7. 某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图甲所示。将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、电流表等构成如图乙所示的电路。闭合开关S后，若升高溶液浓度，则（　　） A. 电容器电容增大 B. 电容器两极板之间电场强度减小 C. 电容器两极板之间电势差减小 D. 溶液浓度升高过程中电流流过电流表的方向为M→N 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，若增大溶液浓度，不导电溶液的相对介电常数减小，根据电容器的决定式可知，电容器的电容减小，故A错误； BC．由于电容器与电源相连，则电容器两极板间的电压不变，根据可知，电容器两极板间电场强度不变，故BC错误； D．根据可知，由于电容减小，电压不变，则电容器所带电荷量减小，即电容器放电，流过电流表的电流方向为M→N，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，在竖直平面内有一个带正电的小球，质量为，所带的电荷量为，用一根不可伸长的绝缘轻细线系在匀强电场中的O点，匀强电场方向水平向右，场强为。现将带正电小球从O点右方由水平位置A点（细线绷直）无初速度释放，取重力加速度。以下说法错误的是（　　） A. 小球运动到点时速度刚好为零 B. 从到的过程中小球减少的重力势能大于电势能的增加量 C. 若将小球从点由静止释放，小球将先做直线运动后做曲线运动 D. 若将小球从点由静止释放，运动过程中机械能和电势能的和不守恒 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设绳子长度为，小球从到过程，根据动能定理 代入数据可得 可知小球运动到B点时速度刚好为零，根据能量守恒定律可知从A到B的过程中小球减少的重力势能等于电势能的增加量，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； CD．若将小球从C点由静止释放，根据题意可知小球所受的合力与竖直方向的夹角为，做匀加速直线运动，当小球运动到点时，绳子绷紧，沿着绳子方向的分速度瞬间变为零，之后小球做曲线运动，该过程有能量损失，所以运动过程中机械能和电势能的和不守恒，故CD正确，不符合题意。 故选B。 9. 两电荷量分别为和的点电荷，放在y轴上的O、M两点。若规定无限远处电势为零，则在两电荷连线上各点的电势随y变化的关系如图。其中，A、N两点的电势为零，ND段中C点的电势最高。则下列说法中正确的是（　　） A. 为正点电荷，为负点电荷 B. A、N两点的电场强度大小可能为零 C. 从N点沿y轴正方向，电场强度大小先增大后减小 D. 将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图像可知，点附近的电势为负值，点附近的电势为正值，可得为正点电荷，为负点电荷，故A正确； B．A、N两点的电势为零，但场强不为零，因为图像斜率不为零，其斜率大小变化代表场强大小变化，故B错误； C．从N点沿y轴正方向，图像斜率先减小后增大再逐渐减小，所以电场强度大小先减小后增大再逐渐减小，故C错误； D．从N点移到D点，根据图像可知电势先增大后减小，由公式 又电荷为负，所以电势能先减小后增大，因此电场力先做正功后做负功，故D错误。 故选A 10. 空间中有竖直向上的匀强电场，一质量为m、带电荷量为q的微粒在竖直平面内运动，其电势能和重力势能随时间的变化如图所示，则该微粒（　　） A. 一定带正电 B. 0~3s内电场力做的功为9J C. 运动过程中动能增加 D. 0~3s内除电场力和重力外所受其他力对微粒做的功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．重力势能减少，即微粒竖直方向上向下运动，电势能减少，即电场力做正功，因电场竖直向上，则微粒所受电场力竖直向下，所以微粒带负电，故A错误； B．0~3s内电势能减少，所以电场力做的功为，故B正确； C．因电场力和重力都是恒力，且电势能和重力势能都随时间均匀变化，所以微粒在相等的时间内位移相等，即微粒做匀速直线运动，动能不变，故C错误； D．0~3s内电势能减少，重力势能减少，总共减少了，因动能不变，所以减少的电势能和重力势能用于克服除电场力和重力外的其他力做功，即除电场力和重力外的其他力对微粒做功为，故D正确。 故选BD。 二、解答题（共2题，每题15分） 11. 如图所示，在P处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子自A板小孔进入A、B平行板间的加速电场从静止加速后，水平进入静电分析器（为圆弧）中，静电分析器中存在着如图中所示的辐向电场，电场线沿半径方向指向圆心O，粒子在该电场中沿图示虚线恰好做匀速圆周运动，已知静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小为E，粒子运动轨迹的半径为R，A、B两板间的距离为d，粒子重力不计。 （1）求粒子在静电分析器中做圆周运动的速度大小； （2）加速电场的电场强度大小； （3）求粒子从P点到出静电分析器的过程中运动的总时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在静电分析器中做圆周运动，电场力充当向心力，则 解得 【小问2详解】 在加速电场中根据动能定理 解得 【小问3详解】 由匀变速直线运动规律可知，粒子在A、B两板间运动的时间 粒子在静电分析器中运动时间 故可得总时间 12. 某示波管简化装置由加速板、，偏转板、及圆弧荧光屏组成，如图1所示，加速电场电压为，、两板间距和板长均为，荧光屏圆弧的半径为，其圆心与正方形偏转区域的中心点恰好重合，、板间电压随时间的变化规律如图2所示。质量为、电荷量为、初速度为零的粒子从时刻开始连续均匀地“飘入”加速电场，粒子通过偏转电场的时间远小于，不计粒子间的相互作用及粒子的重力。求： （1）粒子进入偏转电场时的速度大小； （2）在电压变化的一个周期内，能穿过偏转电场的粒子数占总粒子数的百分比（精确至0.1%）； （3）粒子从进入偏转电场到打在屏上的最长时间与最短时间之差。 【答案】（1） （2）66.7% （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子进入偏转电场时的速度大小为，根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 粒子通过偏转电场的时间远小于T，故在AB板间运动时电压可视作恒定。粒子恰好从极板右侧边缘射出时电压为U，根据类平抛运动规律得， 粒子在偏转电场中的加速度 联立解得 故在电压变化的一个周期内，能穿过偏转电场的粒子数占比为 【小问3详解】 由于所有出射粒子进入偏转电场后沿轴线方向的运动相同，故该方向的分位移之差最大时，时间差最大，如图所示 则最长时间与最短时间之差 几何关系可知 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南通中学高一4月物理测试 （满分：70分） 一、单选题（共10题，每题4分，共40分） 1. 静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（　　） A. 静电除尘的原理是静电屏蔽 B. 避雷针利用了带电导体凸起尖锐地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 C. 为了安全加油站工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 D. 印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 2. 示波管可以用来观察电信号随时间的变化情况，其原理如图甲所示，通电后电子枪有电子逸出（初速度为零），经加速电压U1加速后，从偏转电极左侧边缘中心进入偏转电场，最后打在荧光屏上，荧光屏的中心在偏转电极的水平轴线上，以荧光屏的中心为原点O，建立xOy坐标系。若在 YY'电极上输入图乙所示的电压，下列说法正确的是（　　） A. 若在水平电极XX'不加电压，荧光屏上的图像为正弦图像 B. 若在水平电极XX'不加电压，所有的电子打在荧光屏中心 O点 C. 若在水平电极XX'加图丙所示电压，荧光屏上的图像是一条直线 D. 若在水平电极XX'加图丙所示电压，荧光屏上图像是一个圆 3. 如图所示，空间中有一均匀带正电的绝缘球壳，P、Q为竖直直径延长线上的两点，且，为水平直径。在P点放置一质量为、电荷量为（且q极小）的小球甲，小球甲恰能静止；移走小球甲，并截除半球壳（不影响半球壳的电荷分布），在Q点放置质量为、电荷量为的小球乙，小球乙也恰能静止。重力加速度为g，则半球壳对小球甲的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 利用电场可以使带电粒子实现类似光学中的“折射”（即改变运动的方向）。如图所示，粒子从平行板电容器的上极板点以的速率斜射入板间，速度方向与“法线”成角，经电场“折射”后，从下极板点离开电场，离开时速度方向与“法线”成角（）。已知粒子质量为，电荷量的大小为，两板间电压，不计重力影响，忽略极板厚度，板间可视为匀强电场，则电场对粒子的“折射率”（）为（　　） A. B. C. D. 5. 内部带空腔的金属导体静置于匀强电场中，静电平衡时电场线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A. a点的电势低于b点的电势 B. 电子在a点的电势能小于在b点的电势能 C. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能 D. a点的电场强度小于b点的电场强度 6. 如图所示，A、B、C为三个质量均为m、电荷量大小均为q的带负电小球，A、B两球在水平绝缘地面上，C球悬停在空中，三球保持静止状态，三球间距满足，下列说法正确的是（　　） A. C球处的电场强度大小为 B. A球在B球处产生的电场强度大小为 C. 地面对A球的支持力大小为2mg D. A球与B球同时等距离缓慢靠拢，C球的电势能增加 7. 某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图甲所示。将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、电流表等构成如图乙所示的电路。闭合开关S后，若升高溶液浓度，则（　　） A. 电容器电容增大 B. 电容器两极板之间电场强度减小 C. 电容器两极板之间电势差减小 D. 溶液浓度升高过程中电流流过电流表的方向为M→N 8. 如图所示，在竖直平面内有一个带正电的小球，质量为，所带的电荷量为，用一根不可伸长的绝缘轻细线系在匀强电场中的O点，匀强电场方向水平向右，场强为。现将带正电小球从O点右方由水平位置A点（细线绷直）无初速度释放，取重力加速度。以下说法错误的是（　　） A. 小球运动到点时速度刚好为零 B. 从到的过程中小球减少的重力势能大于电势能的增加量 C. 若将小球从点由静止释放，小球将先做直线运动后做曲线运动 D. 若将小球从点由静止释放，运动过程中机械能和电势能和不守恒 9. 两电荷量分别为和的点电荷，放在y轴上的O、M两点。若规定无限远处电势为零，则在两电荷连线上各点的电势随y变化的关系如图。其中，A、N两点的电势为零，ND段中C点的电势最高。则下列说法中正确的是（　　） A. 正点电荷，为负点电荷 B. A、N两点的电场强度大小可能为零 C. 从N点沿y轴正方向，电场强度大小先增大后减小 D. 将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功 10. 空间中有竖直向上的匀强电场，一质量为m、带电荷量为q的微粒在竖直平面内运动，其电势能和重力势能随时间的变化如图所示，则该微粒（　　） A. 一定带正电 B. 0~3s内电场力做的功为9J C. 运动过程中动能增加 D. 0~3s内除电场力和重力外所受其他力对微粒做的功为 二、解答题（共2题，每题15分） 11. 如图所示，在P处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子自A板小孔进入A、B平行板间的加速电场从静止加速后，水平进入静电分析器（为圆弧）中，静电分析器中存在着如图中所示的辐向电场，电场线沿半径方向指向圆心O，粒子在该电场中沿图示虚线恰好做匀速圆周运动，已知静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小为E，粒子运动轨迹的半径为R，A、B两板间的距离为d，粒子重力不计。 （1）求粒子在静电分析器中做圆周运动的速度大小； （2）加速电场的电场强度大小； （3）求粒子从P点到出静电分析器过程中运动的总时间。 12. 某示波管简化装置由加速板、，偏转板、及圆弧荧光屏组成，如图1所示，加速电场电压为，、两板间距和板长均为，荧光屏圆弧的半径为，其圆心与正方形偏转区域的中心点恰好重合，、板间电压随时间的变化规律如图2所示。质量为、电荷量为、初速度为零的粒子从时刻开始连续均匀地“飘入”加速电场，粒子通过偏转电场的时间远小于，不计粒子间的相互作用及粒子的重力。求： （1）粒子进入偏转电场时的速度大小； （2）在电压变化的一个周期内，能穿过偏转电场的粒子数占总粒子数的百分比（精确至0.1%）； （3）粒子从进入偏转电场到打在屏上的最长时间与最短时间之差。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$