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武汉市常青联合体2024-2025学年度第一学期期中考试
高二物理试卷
考试时间：2024年11月14日10：30-11：45试卷满分：100分
一、单选题：（每题4分，共计28分）
1．下列说法中正确的是（）
A．干涉和衍射是波所特有的现象
B．在波的干涉中，振动加强点的位移始终最大
C．当观察者与波源发生相对运动时，接收到波的频率与波源发出的频率一定不同
D．机械波在某种介质中传播，若波源的频率增大，其传播速度也增大
2．如图所示，为电场中同一条电场线上的三点，其中为的中点。若一个运动的正电荷只在静电力作用下先后经过两点，两点的电势分别为，，则（）
A．a点的场强一定小于b点的场强 B．a点的场强一定大于b点的场强
C．正电荷在a点的动能小于在b点的动能 D．正电荷在a点的动能大于在b点的动能
3．按图连接电路。先使开关S与1端相连，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S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机。电容器在放电过程中，下列说法正确的是（）
A．电容器的电容不断减小 B．电容器所带的电荷量不断增大
C．电容器两极板间的电压保持不变 D．电容器两极板间的电场强度不断减小
4．在同一介质中，O、A两点处的波源分别在和时起振，两波源的振动图像分别如图1、2所示，时由O点发出的波恰好传播到A点。下列说法正确的是（）
A．两列波的起振方向相反，传播速度大小不同
B．两列波不能产生稳定的干涉图样
C．两列波在O、A中点处第一次相遇
D．时，位于O、A中点处质点的位移为15cm
5．地球物理探矿的基本原理是在大地表面设置一对正、负电极，根据地下电场和电流的分布情况，推测出地下矿体的分布。如图所示为某次探矿中电场的分布情况，它和等量异种点电荷的电场分布等效，A、B、C、D为电场中的四个点，其中C、D两点在两点电荷连线的中垂线上，下列说法正确的是（）
A．C点的电势高于D点的电势，C点的电场强度大于D点的电场强度
B．A点的电势高于B点的电势，A点的电场强度小于B点的电场强度
C．负电荷由A点移动到B点，电场力做正功
D．正电荷在B点的电势能大于在C点的电势能
6．如图甲所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。时刻，质量为m的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g。关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是（）
A．末速度大小为 B．末速度有竖直分速度
C．克服电场力做功为mgd D．重力势能减少了
7．在x轴的和3a两处分别固定两个点电荷，图中曲线是两电荷间的电势与位置x之间的关系图像，图线的最低点在处。现在处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的正点电荷，该电荷只在电场力作用下运动，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（）
A．可能都是负电荷 B．两固定电荷电量之比为
C．点电荷q运动到处加速度为零 D．点电荷q可能运动到处
二、多选题：（每题4分，半对2分，共计12分）
8．如图所示，半径为R的半圆柱形玻璃砖，OD为直径，一束由红光和紫光组成的复色光，沿AO方向从真空方向射入玻璃，入射角为，OB、OC为两条折射光线，光由O到B的时间为，由O到C的时间为，以下说法正确的是（）
A．OB为红光 B．
C．若OB长度为R，则OB光线在玻璃中的折射率为
D．若OB长度为R，则OB光线在B点不发生全反射
9．一列简谐横波，某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是（）
A．这列波的波速是25m/s
B．质点P将比质点Q先回到平衡位置
C．经过，A质点通过的路程为4m
D．经过，A质点通过的位移为0.5m
10．如图所示，平行板电容器与电动势为E的电源连接，上极板A接地，一带负电的油滴静止于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（）
A．带电油滴将静止 B．P点的电势将升高
C．带电油滴在P点时的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电荷量减小
三、实验题：（11题6分，12题12分）
11．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一：如图甲所示，用绝缘柄固定带电物体A，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受静电力的大小。步骤二：如图乙所示，固定带电小球B处于同一位置，用绝缘柄移动带电物体A，使A和带电小球B的距离保持不变。增大或减小其所带的电荷量，比较小球所受的静电力大小。
（1）图中实验采用的方法是______（填正确选项前的字母）。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法
（2）为了比较带电小球所受带电体的作用力的大小，下列方法最好的是______。
A．比较小球抬起的高度 B．比较小球往右偏移的距离
C．比较丝线偏离竖直方向的角度 D．比较丝线的长度
（3）如图乙所示缓慢移动绝缘底座，改变A和B的距离，得到五组F、r数据，根据库仑定律，拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是______；
A． B． C．
12．在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲），并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L，接通电源使光源正常工作，发出白光。
（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则______。
A．可观察到水平方向的干涉条纹 B．可观察到竖直方向的干涉条纹
C．看不到干涉现象
（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中______。
A．观察不到干涉条纹 B．可观察到明暗相间的白条纹 C．可观察到彩色条纹
（3）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______。
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝
（4）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，游标尺的读数分别为，则入射的单色光波长的计算表达式为______。分划板刻线在某条亮条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为______mm。
四、解答题：（13题10分，14题14分，15题18分）
13．如图所示，ABC为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面，该种材料的折射率，AC是一半径为R的圆弧，O为圆弧面圆心，ABCO构成正方形，在O处有一点光源，从点光源射入圆弧AC的光线，进入透明材料后首次射向AB或BC界面直接射出．下面的问题只研究进入透明材料后首次射向AB或BC界面的光线，已知AB面上的P点到A点的距离为，求：
（1）从P点射出的光线的折射角；
（2）AB和BC截面上没有光线射出部分的总长度．
14．一列简谐横波某时刻的波形图如图甲所示从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图乙所示。
（1）从该时刻起经过，质点P通过的路程s和波传播的距离L分别为多少；
（2）求此简谐横波的传播速度大小
（3）若时振动刚刚传到A点，则从该时刻起横坐标为45m的质点第二次位于波峰所需要的时间是多少？
15．如图所示，水平轨道上段光滑，BC段粗糙，且为竖直平面内半径为的光滑半圆轨道，两轨道相切于点，CF右侧有电场强度的匀强电场，方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在点，另一端与带负电滑块P接触但不连接，弹簧原长时滑块在点。现向左压缩弹簧后由静止释放，当滑块P运动到点瞬间对轨道压力为4N。已知滑块P的质量为，电荷量大小为，与轨道BC间的动摩擦因数为，忽略滑块P与轨道间电荷转移，重力加速度取。求：
（1）求滑块到F点时的动能；
（2）求滑块到D点时对轨道的压力；
（3）若滑块P沿光滑半圆轨道CDF运动过程中时，对圆弧轨道的最小压力为10N，求弹簧释放瞬间弹性势能。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D D B D C BC AC BD
11．（1）D（2）C（3）C
【详解】（1）图中实验先保持电量不变改变电荷间距；然后保持间距不变，改变电荷量，则采用的方法是固定变量法，故选D；
（2）带电小球平衡时所受带电体的作用力的大小为
则为了比较带电小球所受带电体的作用力的大小，最好的办法是比较丝线偏离竖直方向的角度。故选C。
（3）根据
可知
可知成正比关系。
故选C。
12．BCB31.10
【知识点】杨氏双缝干涉实验的实验步骤和数据处理
【详解】（1）[1]因为该实验是双缝干涉实验，a是单缝，b是双缝，若均竖直放置，观察到的是竖直方向的干涉条纹。
故选B。
（2）[2]若取下红色滤光片，白光干涉条纹为彩色的。
故选C。
（3）[3]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，根据条纹间距的公式
可知，需要减小双缝到屏的距离或增大双缝间的距离。
故选B。
（4）[4]根据题意，条纹间距为
两式联立得
[5]游标卡尺读数等于主尺读数与游标尺读数之和，所以图示读数为
13．（1）（2）
【知识点】折射和全反射的综合问题
【详解】（1）设射向点的光线入射角为，折射角为，由几何关系有
根据折射定律有
解得
（2）设材料的临界角为，射向点的光线恰好发生全反射，则有
截面没有光射出部分的长度为
根据对称性可知，两截面上没有光线射出部分的总长度为
代入解得
14．（1）（2）（3）1.8s
【知识点】波长、频率和波速的关系、机械波相关物理量的计算、振动图像与波形图的结合
【详解】（1）波的周期，波长，则质点通过的路程
波传播的距离
（2）此简谐横波的传播速度大小
（3）横坐标为45m的质点第二次位于波峰时，波向前传播，则用时间
15．（1）0.8J；（2）7N，方向沿连线向右；（3）4.9J
【详解】（1）点时，对滑块，由牛顿第二定律
根据牛顿第三定律知轨道对滑块的压力为
联立解得滑块到点时的动能
（2）滑块从到的过程中，根据动能定理，有
在点时，根据牛顿第二定律
联立解得
根据牛顿第三定律知，滑块对轨道的压力大小为7N，方向沿连线向右；
（3）重力和电场力可看作等效重力（斜向左下方），此时
设等效重力的方向与竖直方向夹角为，则有
可得
设等效最高点为点，点处，对圆弧轨道压力最小，为10N，根据牛顿第二定律
圆弧轨道对滑块的压力
滑块P从压缩时到点的过程中，由动能定理得
联立可得
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