重庆市长寿中学校2022-2023学年高二上学期10月期中物理Word版含解析.docx

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重庆市长寿中学校高2022-2023学年高二上期半期考试物理试题（考试时间：75分钟；满分：100分）第I卷（选择题）一、单选题（每小题4分，7小题共28分）1.真空中两个静止的点电荷相距r，电荷量分别为q1和q2，则它们之间的库仑力大小为（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】根据库仑定律可知故选D。2.在下列四种电场中，分别有a、b两点。其中a、b两点的电势不相等但电场强度相同的是（　　）A.甲图：与点电荷等距的a、b两点B.乙图：两等量同种电荷连线上关于中点对称的a、b两点C.丙图：匀强电场中离上板距离不同的a、b两点D.丁图：点电荷与带电平板形成的电场中与平板等距离的a、b两点【答案】C【解析】【详解】A．甲图中与点电荷等距的a、b两点电场强度大小相等，方向不同，电势相等，A错误；B．乙图中两等量同种电荷连线上关于中点对称的a、b两点电场强度等大反向，B错误；C．丙图中匀强电场中离上板距离不同的a、b两点电场强度相同，电势不相等，C正确；D．丁图中点电荷与带电平板形成的电场中与平板等距离的a、b两点，电场强度不同，D错误。故选C。 3.某电场的电场线分布如图实线所示，一带电粒子仅在电场力作用下经A点运动到B点，运动轨迹如虚线所示。则粒子的加速度、动能、电势能的变化情况是（　　）A.粒子带正电，其加速度和动能都增大，电势能减小B.粒子带正电，其动能增大，加速度和电势能都减小C.粒子带负电，其加速度和动能都增大，电势能减小D.粒子带负电，其加速度和动能都减小，电势能增大【答案】A【解析】【详解】由带电粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致向右，即大致沿电场线方向，可知粒子带正电，电场力与轨迹上每一点的切线方向即瞬时速度方向成锐角，则电场力对带电粒子做正功，其电势能减小，动能增大。电场线越来越密，场强增大，粒子所受的电场力增大，加速度增大，A正确，BCD错误。故选A。4.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（　　）A.在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 C.光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上的条纹间距D.以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光【答案】A【解析】【详解】A．由题图可知，a光的折射角较小，而两光的入射角相等，根据折射率公式可知a光在同一介质中的折射率较大，根据折射率的速度公式可知a光在玻璃中的传播速度小，故A正确；B．根据选项A的分析可知，a光的折射率更大。而折射率越大，以相同角度斜射到同一玻璃砖表面后侧移量越大，从题图中也可看出a光的侧移量更大，故B错误；C．根据双缝干涉条纹的间距公式可知波长越长，间距越大，而根据选项A的分析可知，a光的折射率更大，则频率更大，波长更小，所以故C错误；D．根据选项A的分析，b光的折射率更小，根据可知b光的临界角更大，不容易发生全反射，因此在空气中只能看到一种光时，一定是b光，故D错误。故选A。5.如图所示，一束单色光以入射角从半圆形玻璃砖的点入射，经一次折射后，恰好在半圆形玻璃砖的点发生全反射，半圆形玻璃砖的折射率为（　　） A.B.C.D.2【答案】B【解析】【详解】设临界角为C，则在A点折射角为r=90°-C入射角i=60°根据折射定律在B点时联立解得故选B。6.如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角并固定，杆上套有一带正电小球，质量为m、电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止（　　）A.垂直于杆斜向上，场强大小为B.竖直向上，场强大小为C.垂直于杆斜向上，场强大小为 D.水平向右，场强大小为【答案】B【解析】【详解】AC．若所加电场的场强垂直于杆斜向上，对小球受力分析可知，其受到竖直向下的重力、垂直于杆斜向上的电场力和垂直于杆方向的支持力，在这三个力的作用下，小球沿杆方向上不可能平衡，选项AC错误；B．若所加电场的场强竖直向上，对小球受力分析可知，当时，电场力与重力等大反向，小球可在杆上保持静止，选项B正确；C．若所加电场的场强水平向右，对小球受力分析可知，其共受到三个力的作用，假设小球此时能够静止，则根据平衡条件可得Eq＝mgtanθ所以E＝选项D错误．故选B。7.一列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴方向传播，t=0.2s时刻的波形图如图甲所示，质点M的平衡位置在处，质点N的平衡位置在处，质点N的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A.该波的传播速度大小为0.2m/sB.0~2s内质点M运动的路程为1.8mC.该波沿x轴正方向传播D.自t=0.2s时刻起，质点M到达波谷位置的最短时间为0.15s【答案】D 【解析】【详解】A．由题图可知，该波的波长与周期分别为、T=0.4s，有故A错误；B．由题图可知，该波的振幅A=10cm，0~2s内，质点M运动的路程故B错误；CD．由题图乙可知，在t=0.2s时，质点N沿y轴正方向运动，因此该波沿x轴负方向传播，则故C错误、D正确。故选D。二、多选题（每小题5分，3小题共15分）8.下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是（　　）A.图甲为、两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，光的传播速度比光的大B.图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小C.图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果D.图丁中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮【答案】AC【解析】【详解】A．根据光的干涉条纹间距公式a光的干涉条纹比光的宽，所以，，在同种均匀介质中，光的传播速度比光的大，A正确；B ．光导纤维的原理是利用光的全反射，根据全反射的条件是从光密介质射向光疏介质，所以内芯的折射率比外套的折射率大，B错误；C．两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，C正确；D．图丁用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏没有光斑，没有亮线，D错误。故选AC。9.“甩绳”运动可以提升健身者的爆发力、心肺耐力等，如图甲所示，两根相同的绳子一端固定，健身者双手分别握住绳子的另一端，两臂上下交替抖动，绳子在竖直面内分别形成波形。如图乙开始时，健身者抖动M端和N端，产生的波Ⅰ、Ⅱ恰好分别传到A点和B点，已知M、N到固定点距离为10m，A点到固定点距离为4m，每秒抖动3次，波Ⅰ、Ⅱ可视为简谐波，则（　　）A.波Ⅰ的传播速度为0.8m/sB.波Ⅰ比波Ⅱ先到达固定端C.波Ⅰ的起振方向竖直向上，且与波Ⅱ的起振方向相反D.从开始振动到如图时刻，质点P与Q的振动方向始终相反【答案】CD【解析】【详解】A．波长为2.4m，频率为3Hz，波速7.2m/s，故A错误；B．因绳子相同，波速相同，波Ⅰ、Ⅱ同时到达固定点，故B错误；C．由最远点A可以判断波Ⅰ的起振方向竖直向上，且与波Ⅱ的起振方向相反，故C正确；D．P与Q的振动始终反相，振动方向也始终相反，故D正确。故选CD。10.如图为两点电荷Q、的电场等势面分布示意图，Q、位于x轴上，相邻等势面的电势差为3V。若x轴上的M点和N点位于0V等势面上，P为某等势面上一点，则（　　） A.N点的电场强度大小比M点的大B.Q正电荷C.M点的电场方向沿x轴负方向D.将一电荷量为e的电子从M点移动到P点，静电力做功12eV【答案】AD【解析】【详解】A．等差等势面的疏密程度反应电场强度的大小，由图可知N点的等差等势面比M点的更密，所以N点的电场强度大小比M点的大，故A正确；B．沿着电场线的方向电势逐渐降低，结合各等势面的电势高低，由图可知电场线由N点指向Q，则Q为负电荷，故B错误；C．沿着电场线的方向电势逐渐降低，结合各等势面的电势高低关系可知M点的电场方向沿x轴正方向，故C错误；D．M点和N点位于0V等势面上，P点与N点的等势线间隔四个，而相邻等势面的电势差为3V，则P点与M点的电势差为12V，则静电力做功为故D正确。故选AD。第II卷（非选择题）三、实验题（共15分，每一空3分）11.如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。 （1）影响平行板电容器电容的因素有________。A．两极板的正对面积B．两板间距离C．电介质的介电常数D．极板的材料（2）下列关于实验中使用静电计的说法正确的是有________。A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况C．静电计可以用电压表替代D．静电计可以用电流表替代【答案】①.ABC②.A【解析】【详解】(1)[1]由平行板电容器的电容公式可知影响平行板电容器电容的因素有：两极板的正对面积、两板间距离、电介质的介电常数，故ABC正确，D错误。故选ABC。(2)[2]AB．静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，无法判断电量的变化情况。故A正确，B错误；CD．静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代。电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转。故CD错误。故选A。12.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线． （1）在图甲上补画出所需的光路．（2）为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图甲中的AB分界面上画出这两个角，分别用i和r表示．（3）为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当______（选填“小一些”、“无所谓”或“大一些”）．（4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n=______．【答案】①.小一些②.1.5【解析】【详解】（1）连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖交点，即为折射光线，作出光路图如图：（2）标出需要测量的入射角i和折射角γ，如上图．（3）为防止光线在弧面CD发生全反射，光线在弧面AB的入射角应适当小一些．（4）根据折射定律得．四、解答题（13题10分，14题14分，15题18分）13.如图是一组匀强电场的电场线，把电量为q=1.0×10-6C的负电荷从A点移动到B点，知电场强度E=200V/m，A、B间距离d=2m，求：（1）A、B两点间的电势差多大？（2）把电荷从A点移动到B点时电场力所做的功？ 【答案】（1）200V；（2）-2×10-4J；【解析】【详解】（1）A、B两点间电势差（2）把电荷从A点移动到B点时电场力所做的功14.图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经1s后，其波形如图中虚线所示。（1）如果该波的周期T大于1s，且波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？【答案】（1）0.06m/s，4s；（2），【解析】【详解】（1）如果该波的周期T大于1s，且波是向左传播的，波的速度是周期为（2）如果波是向右传播的，波的速度是解得 周期为解得15.如图所示，三个带有同种电荷的小球，由三根等长的绝缘轻线相连，构成等边三角形，静止于水平光滑绝缘桌面上，桌面上C点到三角形三个顶点的距离相等。已知三个小球质量均为m，电荷量均为q，轻线长均为l，小球的质量和电荷量可认为集中在球心，轻线不可伸长。（1）求小球1和小球2间绝缘轻线拉力的大小FT；（2）若三个小球与绝缘轻线组成系统以C点为圆心做匀速圆周运动，轻线中拉力为静止时拉力的3倍，求小球1的动能Ek；（3）在（2）所述的系统匀速圆周运动的某时刻，若三条轻线同时绷断，则之后当小球1到C点的距离变为绷断前2倍时，求：小球1的动能。（已知相距为r的两个点电荷q1、q2间具有相互作用的电势能，其大小为E12=，k为静电力恒量。当空间中有两个以上点电荷时，任意两电荷间都具有相互作用的电势能，且均可由上式计算，系统的电势能为任意两点电荷间电势能的代数和。不考虑运动过程中的电磁辐射。）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）球1静止时和小球2间绝缘轻线拉力的大小，则有FT=F库=（2）球1做匀速圆周运动时，由牛顿第二定律可得 2cos30°−2F库cos30°=m其中=3FT=3r=联立解得到小球1的动能1k=（3）由任一时刻三球速度矢量和为零（三个矢量构成封闭三角形），如图所示，且三个球初态位置构成等边三角形可知，当小球1到C点的距离变为绷断前2倍时，三个球速度的大小仍相等且三球的位置仍构成等边三角形。由系统能量守恒，从绳子刚绷断到题目所求位置的过程中，电场力做正功，系统减少的电势能等于增加的动能，则有3−3=3−3Ek可得