四川省成都市2023-2024學年高二上學期期中物理試題（含答案）3

四川省成都市2023-2024學年高二上學期期中物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．下列說法正確的是A．伽利略首先確定了單擺做簡諧運動的周期公式B．做簡諧運動的物體所受的回復力就是它所受的合外力C．驅(qū)動力的頻率越大，物體做受迫振動的振幅越大D．做簡諧運動的物體，當位移為負值時，回復力產(chǎn)生的加速度一定為正值2．2023年9月，臺風“?？睂е碌膹娊涤陮ρ睾５貐^(qū)造成了很大的影響。如圖，在暴雨前有一帶電云團（可近似看作帶電球體）正慢慢靠近地面，某野外地面附近有一質(zhì)量較小的帶電體（不計重力）被帶電云團吸上天空，不計空氣阻力。帶電體在靠近帶電云團上升的過程中，下列說法錯誤的是A．帶電云團在周圍產(chǎn)生的是勻強電場B．帶電體的加速度一定越來越大C．帶電體的速度一定越來越大D．帶電體的電勢能一定越來越小3．一質(zhì)點做簡諧運動的x-t圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A．質(zhì)點的振動頻率為4HzB．t=2s和t=4s兩時刻，質(zhì)點的速度相同C．前20s內(nèi)，質(zhì)點通過的路程為40cmD．第9s末，質(zhì)點的速度為零，加速度為零4．如圖，用兩根等長的絕緣細繩把兩個帶同種電荷的相同小球懸掛在水平天花板同一位置處。兩球的質(zhì)量分別為mA、mB，A球所帶的電荷量大于B球所帶的電荷量，兩球靜止時細繩與豎直方向的夾角分別為α、β，且α=β。則A．mA＞mB B．mA＜mB C．mΛ=mB D．無法確定5．如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，其波速為200m/s。下列說法正確的是A．從圖示時刻開始，質(zhì)點b比質(zhì)點a先回到平衡位置B．從圖示時刻開始，經(jīng)過0.01s，質(zhì)點b正在向上運動C．該波在傳播過程中遇到尺寸為10m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D．若該波波源從O點沿x軸正方向運動，則在x=20m處接收到的波的頻率等于50Hz6．如圖，一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，實線和虛線分別表示t1=0和t2=0.75s時的波形圖。若該波的周期T＞0.75s，則t3=1s時的波形圖為A． B．C． D．7．如圖所示，實線表示電場線，虛線表示帶電粒子運動的軌跡．帶電粒子只受電場力的作用，運動過程中電勢能逐漸減小，它運動到b處時的運動方向與受力方向可能的是A． B．C． D．8．一列簡諧橫波沿直線傳播，直線上相距10.5m的質(zhì)點a、b的振動圖像分別如圖中a、b所示，質(zhì)點a的振動滯后于質(zhì)點b。下列說法正確的是A．該波的振幅為20cmB．該波由質(zhì)點b傳播到質(zhì)點a可能歷時3sC．該波的波速大小不可能為10.5m/sD．該波的波長可能為8.4m二、多項選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求；全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。9．在同一地點有兩個靜止的波源，發(fā)出橫波1和橫波2，在同一種介質(zhì)中沿同一方向傳播，如圖為某時刻這兩列波的波形圖。下列說法正確的是A．橫波只能在固體中傳播B．橫波1的頻率小于橫波2的頻率C．橫波1與橫波2的傳播速度不相等D．在這兩列橫波的傳播方向上，會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象10．如圖，一帶正電的粒子以一定的初速度沿中線射入水平放置的兩平行金屬板內(nèi)，恰好從下極板的右邊緣飛出，已知極板間距離為d，極板間電壓不變，不計粒子的重力。下列說法正確的是A．粒子在板間下落前d4和后dB．粒子在板間下落前d4和后dC．若將上極板水平向左移動一小段距離，則兩極板構成的電容器的電容增大D．若將上極板豎直向上移動一小段距離，則兩極板間的電場強度減小11．如圖，在場強大小為E=1.0×103N/C、方向水平向左的勻強電場中有一光滑半圓絕緣軌道豎直放置，半圓軌道的最低點N與一水平絕緣軌道MN平滑連接并固定，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑為R=0.4m。一帶正電的小滑塊（可視為質(zhì)點）的電荷量為q=1×10-4C，質(zhì)量為m=0.05kg，與水平軌道MN間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2。該滑塊以某一水平向左的速度恰能通過半圓軌道的最高點Q進入軌道并沿著軌道運動。半圓軌道的圓心為O，OP為水平半徑，重力加速度大小取g=10m/s2。下列說法正確的是A．滑塊通過Q點時的速度大小為2m/sB．滑塊通過N點時速度最大C．滑塊最終停在水平軌道MN上離N點2.5m處D．滑塊通過P點時對半圓軌道的壓力大小為0.1N三、實驗探究題：本題共2小題，共15分。12．在探究兩電荷之間的相互作用力大小與哪些因素有關的實驗中，一同學猜想可能與兩電荷間的距離和所帶電荷量有關。如圖，他選用帶正電的小球A和B，A球放在可水平移動的絕緣支座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒上的C點（使兩個球心在同一水平線上）。實驗時，先保持兩球的電荷量不變，使A球從遠處逐漸靠近B球，觀察到兩球的距離越小，懸線的偏角越大；再保持兩球的距離和B球的電荷量不變，改變A球的電荷量，觀察到A球的電荷量越大，懸線的偏角越大。該實驗現(xiàn)象表明：兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的而增大，隨其所帶電荷量的而增大。（均填“增大”或“減小”）該同學查閱資料，知道了早在1785年法國科學家?guī)靵鼍脑O計了一種庫侖扭秤，歸納得出了電荷之間相互作用力的規(guī)律，該扭秤設計應用的主要物理思想方法是（填“等效替代法”“理想模型法”或“微小量放大法”）。13．某同學在成都的家里用單擺測定重力加速度大小，實驗裝置如圖甲所示。

甲（1）下列措施能提高該測量精確程度的是和。（均填標號）A.懸線偏離豎直方向的夾角盡可能大

B.擺球選用體積小、質(zhì)量大的鋼球

C.擺球經(jīng)過最低點時開始計時

D.測量一次全振動的時間即作為單擺的周期（2）擺球在擺動過程中，擺球經(jīng)過（填“最高點”或“最低點”）時懸線的拉力最大。若擺球經(jīng)過該位置時懸線斷了，擺球?qū)⒆鲞\動。（3）測出擺長L及單擺完成n次全振動所用的時間t，則重力加速度大小為g=（用L、n、t、2aL=υ（4）為提高結(jié)果的精確度，該同學測出多組實驗數(shù)據(jù)作出T2-L圖像（T為單擺的周期，L為擺長）如圖乙所示，由圖像可以求出成都當?shù)氐闹亓铀俣却笮間=m/s2（保留3位有效數(shù)字，取π2=9.87）。乙四、計算題：本題共3小題，共38分。解答應當寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的，不能得分。14．如圖為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖，從圖示時刻開始計時，波傳播方向上的質(zhì)點b第一次到達波谷的時間比質(zhì)點c早0.05s。求：（1）該波的波長和傳播方向；（2）該波的周期和波速大小；（3）平衡位置位于x=915．如圖為一組勻強電場的等勢線，將一電荷量為q=+2.0×10?6C的點電荷由A點沿水平線移至B點，克服靜電力做了4×1（1）求A、B兩點間的電勢差UAB及電場強度E（2）若該點電荷的質(zhì)量為5×1016．如圖，傾角為θ=37°的絕緣粗糙斜面底端與粗糙程度相同的絕緣水平面平滑連接，整個裝置處于方向水平向右的勻強電場中。一帶電金屬塊A靜止于斜面上，此時金屬塊A所受摩擦力恰好為0。另一完全相同但不帶電的金屬塊B靜止于斜面底端。兩金屬塊均可視為質(zhì)點，重力加速度大小取g=10?m/s2，sin37°=0（1）判斷金屬塊A所帶電荷的電性并求它所受電場力與重力的比值；（2）改變場強大小使金屬塊A所受電場力與重力的比值變?yōu)?8，金屬塊A從斜面上由靜止開始下滑，它與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4（3）在（2）問的條件下，金屬塊A在斜面底端與金屬塊B發(fā)生碰撞并粘合在一起運動，求碰撞后它們在水平面上滑行的最大距離（結(jié)果可用分數(shù)表示）。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A．惠更斯首先確定了單擺做簡諧運動的周期公式，故A錯誤；

B．回復力是使振動物體回到平衡位置的力，不一定是物體受到的合外力，也可能是某個力的分力，故B錯誤；

C．驅(qū)動力的頻率越接近物體的固有頻率，物體做受迫振動的振幅越大，故C錯誤；

Ｄ．做簡諧運動的物體，當位移x為負值時，根據(jù)a=-kxm可知，回復力產(chǎn)生的加速度一定為正值，故D正確。

故選D。

【分析】惠更斯首先確定了單擺做簡諧運動的周期公式；回復力是使振動物體回到平衡位置的力，可能是物體受到的合外力，也可能是某個力的分力；當驅(qū)動力的頻率越接近物體的固有頻率，物體做受迫振動的振幅越大；做簡諧運動的物體，根據(jù)2．【答案】A【解析】【解答】A．帶電云團可近似看作帶點球體，云團產(chǎn)生的電場等效于點電荷的電場，所以帶電云團產(chǎn)生的電場不可能是勻強電場，故A錯誤，但符合題意；

CD．在帶電體被吸引的過程中電場力做正功，則根據(jù)動能定理知帶電體的速度一定是越來越大的，因為電場力做正功，所以帶電體的電勢能越來越小，故CD正確，但不符合題意；

B．在帶電體靠近帶電云團的過程中，因為距離越來越近，根據(jù)庫侖定律可以知道帶電體受到的電場力越來越大，根據(jù)牛頓第二定律可知帶電體的加速度越來越大，故B正確。但不符合題意。

故選Ａ。

【分析】點電荷產(chǎn)生的電場不可能是勻強電場：根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律判斷加速度：根據(jù)電場力做功情況判斷帶電體的速度和電勢能的變化情況。本題把帶電云團類比于點電荷的電場是解題的關鍵，然后根據(jù)電場力做功的特點即可解答。3．【答案】C【解析】【解答】A．由圖可知，質(zhì)點的振動周期為4s，則頻率為f=故A錯誤；

B.x-t圖像的斜率表示速度，t=2s和t=4s兩時刻，質(zhì)點的速度大小相等，但方向相反，故B錯誤；

C．由?t=20s=5Ts=5×4A=20A=20×2故C正確；

D．第9s末，質(zhì)點的運動狀態(tài)與第5s末相同，此時質(zhì)點位于波峰，速度為零，加速度最大，故D錯誤。

故選C。

【分析】通過圖像得到周期，利用頻率等于周期的倒數(shù)求解頻率；根據(jù)v-t圖像的斜率表示速度直接判斷；一個周期內(nèi)質(zhì)點運動的路程為四倍振幅，則5個周期運動路程為20振幅；利用振動的周期性，判斷出9s的振動情況與5s時的振動情況相同做答。4．【答案】C【解析】【解答】設A、B兩球間的庫侖力大小為FABmm因為α=β，所以m故C正確。

故選C。

【分析】因為兩個球都處于靜止狀態(tài)，所以列出平衡方程即可判斷。知道庫侖力是相互作用力，即A、B之間的庫侖力是大小相等的，與它們所帶電荷量的多少無關，能寫出平衡方程是解題的關鍵。5．【答案】B【解析】【解答】A．波沿+x方向傳播，根據(jù)“同側(cè)法”可知a、b都向下振動，質(zhì)點b比質(zhì)點a晚到平衡位置，故A錯誤；

B．該波的周期為T=從圖示時刻，經(jīng)過0.01s質(zhì)點b正在向上運動，故B正確；

C．該波的波長為4m<10m，根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可知，該波在傳播過程中遇到尺寸為10m的障礙物，不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C錯誤；

D．當波源接近接收者時，接收者接收的頻率增大。若該波波源從O點沿軸正方向運動，則在x=20m處接收到的波的頻率大于50Hz，故D錯誤。

故選B。

【分析】根據(jù)振動方向判斷誰先達到平衡位置，求出周期，判斷經(jīng)過0.01s時b的振動情況；根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件分析C選項；根據(jù)多普勒效應分析D選項。當聲源與觀察者之間存在著相對運動時，觀察者聽到的聲音頻率就會不同于聲源發(fā)生的頻率。當聲源離觀察者遠去時，觀察者接收到的聲波的波長增加，頻率變小。6．【答案】A【解析】【解答】由題意，簡諧橫波沿x軸負方向傳播，t1=0和t2=0.75s(T>0.75s)時的波形得到實線波形到形成虛線波形，波傳播距離為34λ，經(jīng)過3代入數(shù)值解得：T=1即t3=1s因為經(jīng)過整數(shù)倍周期時間波形重復，故t3=1s時刻與t=0時刻波形相同。

故選A。

【分析】根據(jù)兩時刻的波形，結(jié)合條件T>0.75s，定出周期與時間的關系，求出周期，求出時間t3=1s與周期的倍數(shù)，根據(jù)波形的平移，確定t3=1s時波形圖。對于兩個時刻的波形關系，常常用波形平移的方法研究，但要注意，波形平移，質(zhì)點并沒有遷移。7．【答案】B【解析】【解答】粒子的運動軌跡，判斷粒子所受的電場力大體指向彎曲一側(cè)，從而判斷粒子受力的方向向右；由于運動過程中粒子的速度減小，所以電場力與速度方向夾角大于90°，粒子運動的方向一定是a到c。

故選B

【分析】根據(jù)粒子的運動軌跡，判斷粒子所受的電場力大體指向彎曲一側(cè)，從而判斷粒子受到的電場力的方向；電場力做正功粒子的動能增大，電勢能減小。本題關鍵是根據(jù)運動軌跡來判定電場力方向由曲線運動條件可知合力偏向曲線內(nèi)側(cè)；電場線的疏密表示電場強度的強弱；用電場力做功和能量守恒定律判斷動能和電勢能的變化。8．【答案】D【解析】【解答】A．由振動圖像可知，該波的振幅為10cm，故A錯誤；

BCD．由題意分析可知，質(zhì)點a、b間的距離滿足x可得λ=由振動圖像可知，該波的周期為T=4s則有波速為v=該波由質(zhì)點b傳播到質(zhì)點a可能經(jīng)歷的時間?t=故該波由質(zhì)點b傳播到質(zhì)點a不可能歷時3s，波速大小可能為10.5m/s，波長可能為8.4m，故BC錯誤，D正確。故選D?！痉治觥坑烧駝訄D像可知波的振幅及周期；由圖象得出同一時刻兩質(zhì)點的位置及振動方向，則可得出ab間可能含有的波長數(shù)，則可得出波長的表達式，波速公式可得出波速的可能值；則可知該波從b傳播到a點可能經(jīng)歷的時間。本題考查波的傳播中的空間上的多解性，要注意ab間可能具有的波長個數(shù)，同時在確定兩點之間的距離時，要找同一時刻時兩點的位置及振動方向。9．【答案】A,B【解析】【解答】A．橫波的特征是振動方向和傳播方向垂直，橫波只能在固體中傳播，故A正確；

BC．波速是由介質(zhì)決定的，所以橫波1與橫波2的傳播速度相等；根據(jù)圖像可知，1的波長大于2的波長，根據(jù)f=vλ可知，橫波1的頻率小于橫波2的頻率，故B正確、C錯誤；

D．只有頻率相同的兩列波才能夠產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，所以在這兩列橫波的傳播方向上，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故D錯誤。

故選AB。

【分析】橫波只能在固體中傳播；波速是由介質(zhì)決定的，根據(jù)10．【答案】B,D【解析】【解答】AB．粒子在板間下落前d4W下落后d4W所以W1：W2=1：1故A錯誤，B正確；

C．根據(jù)電容的計算公式可得C=若將上極板水平向左移動一小段距離，兩極板正對面積S減小，則電容C減小，故C錯誤；

D、若將上極板豎直向上移動一小段距離，由E=可知，極板間距離d增大，而U不變，則場強E減小，故D正確。

故選BD。

【分析】根據(jù)電場力做功的計算公式求解電場力做功之比；根據(jù)電容的計算公式C=εrS11．【答案】A,C【解析】【解答】A．滑塊恰能通過最高點Q進入軌道并沿著軌道運動，由重力提供向心力可得：mg=m解得v故A正確；

B．將滑塊所受重力和電場力合成為等效重力，方向斜向左下。當滑塊速度方向與等效重力方向垂直時，速度最大，不是在N點，故B錯誤；

C．滑塊受到的電場力為F=qE=1.0×滑塊受到的滑動摩擦力大小為f=μmg=0.2×0.05×10所以滑塊達到最右端不會返回。設滑塊最終停在離N點距離為x處，全過程由動能定理有mg·2R-qEx-μmgx=0-解得x=2.5故C正確；

D．從Q點到P點，由動能定理有mgR+qER=在P點，由牛頓第二定律有F聯(lián)立解得F由牛頓第三定律，可得滑塊對半圓軌道的壓力大小為1.8N，故D錯誤。

故選AC。

【分析】在Q點由重力提供向心力進行解答；當滑塊速度方向與等效重力方向垂直時，速度最大；全過程由動能定理進行解答；從Q點到P點，由動能定理、牛頓第二定律、牛頓第三定律進行解答。有關帶電粒子在勻強電場中的運動，可以從兩條線索展開；其一，力和運動的關系。根據(jù)帶電粒子受力情況，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運動學公式進行解答；其二，功和能的關系。根據(jù)電場力對帶電粒子做功，引起帶電粒子的能量發(fā)生變化，利用動能定理進行解答。12．【答案】減小；增大；微小量放大法【解析】【解答】[1][2]保持兩球的電荷量不變，使A球從遠處逐漸靠近B球，觀察到兩球的距離越小，懸線的偏角越大，說明兩球之間的作用力變大了，即兩球之間的相互作用力隨它們之間的距離的減小而增大；保持兩球的距離和B球的電荷量不變改變A球的電荷量，觀察到A球的電荷量越大，懸線的偏角越大，說明兩球之間的作用力變大了，即兩球之間的相互作用力隨它們所帶電荷量的增大而增大。

[3]庫侖扭秤的設計思想是借用了卡文迪什測萬有引力常量的思想，都是采用了微小量放大的方法。

【分析】根據(jù)懸線的偏角的變化可以分析它們之間作用力的變化情況，進而可以得到兩球之間的作用力與哪些因素有關；庫侖扭秤實驗采用里微小量譜放大的思想。解題的關鍵是知道懸線的偏角越大，說明兩球之間的作用力越大。13．【答案】（1）B；C（2）最低點；平拋（3）4（4）9.77【解析】【解答】（1）[1]A．單擺做簡諧運動的擺角滿足θ≤5°，故A錯誤；

B．擺球選用體積小、質(zhì)量大的鋼球，能減小空氣阻力，故B正確；

C．擺球經(jīng)過最低點時開始計時誤差更小，故C正確；

D．測量30到50次全振動的總時間來計算周期誤差更小，故D錯誤．

故選BC。

（2）[2][3]擺球在擺動過程中，根據(jù)牛頓第二定律可知，擺球經(jīng)過最低點時懸線的拉力最大；若擺球經(jīng)過該位置時懸線斷了擺球速度水平將做平拋運動；

（3）[4]周期T=結(jié)合T=2得g=（4）[5]根據(jù)T=2得T所以T2k=由圖線得k=解得g=9.77【分析】本題考查利用單擺計算重力加速度，學生應掌握單擺周期公式。

（1）單擺擺角不應太大，擺球應選體積小質(zhì)量大的鋼球，單擺應從最低點開始計時，應記錄30次或50次全振動總時間計算周期；

（2）擺球最低點拉力最大，最低點斷開小球做平拋運動；

（3）根據(jù)單擺周期公式計算加速度；

（4）根據(jù)單擺周期公式結(jié)合圖線斜率計算。14．【答案】（1）