2023-2024武漢三中高二十月月考物理試題一、選擇題：本題共10小題。每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有錯選的得0分。1. 下面有關(guān)物理學(xué)的發(fā)展過程和研究方法的表述正確的是（　?。?/span>①庫侖利用扭秤裝置，測出小球帶電量，根據(jù)帶電小球之間的作用規(guī)律發(fā)現(xiàn)庫倫定律②特斯拉最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場③法國學(xué)者泊松通過圓盤衍射現(xiàn)象證明了自己觀點的正確性④用點電荷來代替帶電體用到了等效法的物理方法A. ①③ B. ②③ C. ③④ D. 均錯【答案】D【解析】【詳解】庫侖利用扭秤裝置，利用每次懸絲扭轉(zhuǎn)角度，找到力與距離之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了庫倫定律，庫侖并沒有測出小球帶電量，故①錯誤；法拉第最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場，故②錯誤；泊松亮斑是法國學(xué)者泊松根據(jù)菲涅爾的理論提出的一種現(xiàn)象，菲涅爾和阿拉果通過圓盤衍射現(xiàn)象證明了自己觀點的正確性，故 ③錯誤；用點電荷來代替帶電體用到了理想模型的物理方法，故④錯誤。故選D。2. 寶石切工是衡量寶石價值的重要指標(biāo)之一，優(yōu)秀的切割工藝可以讓寶石璀璨奪目。若將某寶石的剖面簡化如圖所示（關(guān)于虛線左右對稱），一束激光垂直面入射，恰好分別在面，面發(fā)生全反射后垂直面射出，由此可知該寶石對該激光的折射率為（　?。?/span>A.  B.  C. 1 D. 2【答案】A【解析】【分析】【詳解】要求激光分別在PO面、QO面發(fā)生全反射后垂直MN面射出，所以光路應(yīng)具有對稱性，從而得到光線在 PO面發(fā)生全反射后光線水平。由幾何關(guān)系可得PO面的入射角為，因此故A正確。故選A。3. 如圖所示，空間有一電場，電場中有兩個點a和b。下列表述正確的是（    ）  A. 該電場是勻強電場B. 正電荷在a、b兩點受力方向相同C. a點的電場強度比b點的大D. a點的電勢比b點的低【答案】C【解析】【詳解】A．電場線的疏密代表場強的強弱，該電場的電場線疏密不同，各點的場強不同，所以該電場不是勻強電場，故A錯誤；B．正電荷在A、B兩點所受電場力方向與該點電場強度方向相同，而a、b兩點的電場強度方向不同，所以受力方向也不同，故B錯誤；C．電場線的疏密代表場強的強弱，a點的電場線比b點密，所以a點的場強大于b點的場強，故C正確；D．沿電場線方向電勢逐漸降低，可知a點的電勢比b點的高，故D錯誤。故選C。4. 如圖所示，平行板電容器左極板接地，充電后與電源斷開，兩板間有一個帶負(fù)電的試探電荷固定在P點。靜電計的金屬球與電容器的負(fù)極板連接外殼接地。以E表示兩板間的電場強度，φ表示P點的電勢，表示該試探電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角。若保持負(fù)極板不動，將正極板緩慢向上平移一小段距離（靜電計帶電量可忽略不計），關(guān)于各物理量變化情況，下列說法正確的是（　?。?/span>A. E增大，φ降低，減小，θ增大B. E增大，φ降低，增大，θ增大C. E不變，φ不變，不變，θ減小D. E不變，φ升高，減小，θ減小【答案】B【解析】【詳解】正極板緩慢向上平移一小段距離，兩板間的正對面積減小，根據(jù)電容的決定式可知，電容C變小，而電容器的電量Q不變，則由得知，板間電壓U增大，靜電計指針的偏角反映板間電壓則增大；板間場強為可見E增大；P點到正極板距離不變，由電壓公式U=Ed1得知P點的電勢降低；負(fù)電荷在P點的電勢能為因，則增大；綜上所有分析結(jié)論，故選B。5. 在靜電場中將一個帶電量為的點電荷從A點移動到B點，這個過程中電場力做功，其動能增加。若規(guī)定A點為該電場的零電勢點，則B點的電勢以及除電場力外其他的力做功分別為（        ）A. －200V，  B. －200V，C. 200V， D. 200V， 【答案】C【解析】【詳解】由題意得，從A點移動到B點電場力做功又因為所以由動能定理得，從A點移動到B點滿足解得故選C。6. 一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下沿x軸正向運動，其電勢能隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～段是關(guān)于直線對稱的曲線，～段是和曲線相切的直線，則下列說法正確的是（　?。?/span>A. 處電場強度最小，但不為零B. 粒子在0～段做勻變速運動，在～段做勻速運動C. 在0、、、處的電勢、、、的關(guān)系為D. ～段電場強度大小隨位移線性增大，且方向不變【答案】C【解析】【詳解】AD．Ep-x圖像的斜率的絕對值表示粒子所受電場力的大小，斜率的正負(fù)表示粒子所受電場力的方向，所以x1處電場強度為零，～段的電場強度不變，故AD錯誤；B．粒子在0～段所受電場力時刻在變，所以加速度時刻在變，不是做勻變速運動，粒子在～所受電場力為恒力，加速度不變，做勻變速運動，故B錯誤；C．因為粒子帶負(fù)電，根據(jù)可知故C正確。故選C。7. 用5根完全相同的均勻絕緣帶電棒圍成正五邊形abcde，O為該五邊形的中心，ab、bc、de、ea所帶電荷量均為+Q，cd所帶電荷量為-3Q，此時O點處的場強的大小為E，若移走cd棒而保持其它棒的位置和電荷分布不變，則O處的場強的大小為（　?。?/span>  A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)點電荷的電場強度公式可知cd棒對O點電場強度是其他幾根棒各自對O點的電場強度的3倍，因此設(shè)ab、bc、de、ea在O點的電場強度都為，cd棒在O點的電場強度為；ab、ea帶電棒完全相同，這兩帶電棒在O產(chǎn)生的電場強度大小相同，另由于兩個帶電棒關(guān)于O點左右軸對稱，所以這個兩個帶正電的棒在O點的電場方向都是沿著棒的垂直平分線從O點向下，兩個電場方向互成72°角；同理可知，bc、de帶電棒在O點的電場方向沿著棒的垂直平分線從O點向上，兩個電場方向互成144°角；則根據(jù)場強疊加原理可知，ab、bc、de、ea帶電棒的合場強方向豎直向下，且有又因為cd棒在O點的電場方向豎直向下，所以5根電棒的合場強為解得則cd棒在O點的電場大小為，移走cd棒后O點的電場大小變?yōu)?/span>，故C正確，A、B、D錯誤。故選C。8. 下列說法正確的是（　　）A. 光可以像無線電波那樣，作為載體來傳遞信息，從而實現(xiàn)光纖通信，利用到了衍射原理B. 兩束光頻率不同振動方向相同，即使相位差等于π也可以發(fā)生干涉現(xiàn)象C. 攝影師為更加清晰地拍攝玻璃櫥窗里的陳列物，需在照相機鏡頭前裝一特殊鏡片，這是利用了光的偏振現(xiàn)象D. 觀看立體電影（3D電影）時，觀眾需戴上一副特殊的眼鏡，這是利用了光的偏振現(xiàn)象【答案】CD【解析】【詳解】A．光纖通信利用了光的全反射現(xiàn)象，故A錯誤；B．只有頻率相同，相位差恒定的光疊加后才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故B錯誤；C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在照相機鏡頭前加偏振片可以減小玻璃表面反射光的強度，從而使玻璃后的影像清晰，是利用了光的偏振現(xiàn)象，故C正確；D．3D電源的屏幕上發(fā)出兩種相互垂直的偏振光，所以觀看3D電影時戴上特制的帶偏振片的眼鏡，才會產(chǎn)生立體感覺，這是利用了光的偏振現(xiàn)象，故D正確；故選CD。9. 如圖所示為半圓柱體玻璃磚的橫截面，OD為直徑，一束由a光和b光組成的復(fù)色光沿AO方向由真空從OD面射入玻璃，之后分成兩束分別從B、C兩點射出，其中從B點射出的為a光，從C點射出的為b光。則下列說法正確的是（　?。?/span>A. 在玻璃磚中，b光的傳播速度一定大于a光的傳播速度B. a和b光在玻璃磚中的傳播時間相等C. 將a和b光通過相同的雙縫干涉裝置，b光的干涉條紋間距較小D. 若將a和b光分別放在水面足夠大的池塘底部同一位置，則b光照亮的水面區(qū)域小【答案】AB【解析】【詳解】A．由題圖可知，玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，又所以在玻璃磚中，b光的傳播速度一定大于a光的傳播速度，A正確；B．連接B、D和C、D，設(shè)∠ODB=α，∠ODC=β，玻璃磚的半徑為R，則有a光在玻璃磚中的傳播時間為b光在玻璃磚中的傳播時間為設(shè)復(fù)色光從真空射入玻璃磚時的入射角為θ，則有以上各式聯(lián)立可解得所以a光和b光在玻璃磚中傳播時間相等，B正確；C．玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，則a光的波長比b光的波長小，又干涉條紋間距可知a光的干涉條紋間距較小，b光的干涉條紋間距較大，C錯誤；D．臨界角由于玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，可知a光的全反射臨界角較小，b光的全反射臨界角較大，故b光照亮的范圍大，選項D錯誤。故選AB。10. 如圖所示，絕緣粗糙的水平軌道AB（動摩擦因數(shù)μ=0.5）與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，BC為豎直直徑，半圓形軌道的半徑R=0.4m，在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場線與軌道所在的平面平行，電場強度E=1×104N/C?，F(xiàn)有一電荷量q=+3×10-4C、質(zhì)量m=0.4kg的帶電體（可視為質(zhì)點）在水平軌道上的P點由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點C，然后落至水平軌道上的D點（圖中未畫出）。g取10m/s2，則下列說法正確的是（　?。?/span>  A. 帶電體運動到半圓形軌道C點時速度大小為2m/sB. P點到B點的距離xPB=mC. D點在B點左側(cè)，距離為0.2mD. 帶電體在從B點運動到落至D點過程中動能最大值為3.4J【答案】AC【解析】【詳解】A．帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點C，根據(jù)牛頓第二定律得解得A正確；B．設(shè)帶電體運動到B點時的速度大小為vB，對帶電體從B運動到C的過程，根據(jù)動能定理得解得對帶電體從P運動到B的過程，根據(jù)動能定理得解得B錯誤；C．帶電體最高點C，拋出后，有解得C正確；D．帶電體在重力場和電場的復(fù)合中運動，當(dāng)帶電體在半圓形軌道上運動至速度方向與電場力和重力的合力方向垂直時（即運動到等效最低點Q時）的動能最大，由題意可知帶電體所受重力電場力根據(jù)力的合成與分解可知OQ連線與豎直方向的夾角為37°。如圖：  設(shè)帶電體的最大動能為Ekm，對帶電體從B運動到Q的過程，根據(jù)動能定理得解得D錯誤。故選AC。二、實驗題：（本題共2小題，第11題6分，第12題10分，共16分）11. 某同學(xué)測量玻璃磚的折射率，準(zhǔn)備了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚.如圖所示，直尺與玻璃磚平行放置，激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點射向玻璃磚表面，在直尺上觀察到A、B兩個光點，讀出OA間的距離為20.00 cm，AB間的距離為6.00 cm，測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1＝10.00 cm，玻璃磚厚度d2＝4.00 cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中傳播速度v＝________ m/s(光在真空中傳播速度c＝3.0×108 m/s，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字).【答案】    ①. 1.2    ②. 2.5×108 m/s.【解析】【詳解】第一空、作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何知識可得入射角i＝45°，設(shè)折射角為r，則tan r＝，故折射率n＝第二空、光在玻璃介質(zhì)中的傳播速度 ＝2.5×108 m/s.12. 在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中：（1）用如圖1所示的電容器做實驗，電容器外殼上面標(biāo)著“”，下列說法正確的是_______；A.電容器的擊穿電壓為            B.電壓為時，電容器才正常工作C.電容器電壓為時，電容是  D.電容器電壓為時，電容是（2）把干電池E、電阻箱R、電容器C、電流表G、單刀雙擲開關(guān)S按圖2電路圖連成實驗電路如圖3所示，將電阻箱R調(diào)到合適阻值。①先使開關(guān)S接1，電源給電容器充電，觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為_________；A.逐漸偏轉(zhuǎn)到某一刻度后保持不變       B.逐漸偏轉(zhuǎn)到某一刻度后迅速回到0C.迅速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后保持不變       D.迅速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后逐漸減小到0②電容器充電完畢，斷開開關(guān)，此時如圖2所示電路圖中電容器上極板_______（填“帶正電”、“帶負(fù)電”或“不帶電”）；③然后將開關(guān)S接2，電容器放電。在放電過程中，電流_______（填“向左”或“向右”）流過電阻箱R，若該電流大小為i，電容器所帶電荷量為Q，電容器兩極板電勢差為U，電容器的電容為C。下面關(guān)于i、Q、U、C隨時間t的變化的圖像，正確的是_____。【答案】    ①. C    ②. D    ③. 帶正電    ④. 向右    ⑤. B【解析】【詳解】（1）[1]A．10V是電容器的額定電壓，不是電容器的擊穿電壓，故A錯誤；B．10V是電容器的額定電壓，電壓低于10V時，電容器也能正常工作，故B錯誤；CD．電容與電容器所加電壓無關(guān)，只與自身構(gòu)造有關(guān)，可知電容器電壓為5V時，電容是200μF，故C正確，D錯誤。故選C。（2）①[2] 使開關(guān)S接1，電源給電容器充電，電路瞬間有了充電電流，隨著電容器所帶電荷量逐漸增大，電容器兩極板間的電壓逐漸增大，充電電流逐漸減小，所以此過程中觀察到電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后逐漸減小到0。故選D。②[3]由電路圖可知，電容器上極板與電源正極相連，故電容器充電完畢，斷開開關(guān)，電容器上極板帶正電。③[4]在放電過程中，電流向右流過電阻箱R；[5]D．放電過程中，電容與電容器所帶電荷量和電容器極板間電壓沒有關(guān)系，可知電容器電容保持不變，故D錯誤；ABC．放電過程中，電容器所帶電荷量逐漸減小，根據(jù)電容定義式可知電容器極板間電壓逐漸減小，則放電電流逐漸減小，根據(jù)可知Q?t圖像的切線斜率絕對值逐漸減小，故B正確，AC錯誤。故選B。三、解答題（共44分）13. 如圖，邊長為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為AB邊的中點。在截面所在的平面，一光線自M點射入棱鏡，入射角為60°，經(jīng)折射后在BC邊的N點恰好發(fā)生全反射，反射光線從CD邊的P點射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及P、C兩點之間的距離。【答案】，【解析】【詳解】光線在M點發(fā)生折射有sin60° = nsinθ由題知，光線經(jīng)折射后在BC邊的N點恰好發(fā)生全反射，則C = 90° - θ聯(lián)立有根據(jù)幾何關(guān)系有解得再由解得14. 帶電量分別為＋2q、－2q的等量異種電荷A、B固定在同一水平線上，相距6x，在它們連線的中點P上方2x處有一懸點O，用絕緣細(xì)繩掛著一個質(zhì)量為m的帶電小球C，OP＝2x，繩長，如圖所示，平衡時小球剛好靜止在兩電荷連線上。重力加速度為g，問：（1）小球所受電場力大小為多少？（2）小球所在處A、B產(chǎn)生的電場合場強為多少？（3）小球所帶電荷量是正是負(fù)？電荷量為多少？【答案】（1）；（2）；（3）負(fù)電荷，【解析】【詳解】（1）對小球C由平衡條件可得其中聯(lián)立解得（2）由幾何關(guān)系可得，CP長度為由點電荷場強公式及場強疊加原理可得，小球所在處的場強大小為方向水平向右。（3）由平衡條件可知，小球受到的電場力水平向左，與場強方向相反，故小球帶負(fù)電，電荷量為15. 在一柱形區(qū)域內(nèi)有勻強電場，柱的橫截面是邊長為L的正方形ABCD，E是AB的中點，F是BC的中點，如圖所示。質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子在紙面內(nèi)自E點先后以不同的速度進入電場，速度方向與電場的方向垂直。已知剛進入電場時速度為零的粒子，自F點以速率v0穿出電場。運動中粒子僅受電場力作用。（1）求電場強度的大小；（2）為使粒子穿過電場后的動能增量最大，該粒子進入電場時的速度v1應(yīng)為多大？（3）為使粒子穿過電場前后速度變化量的大小為v0，該粒子進入電場時的速度v2應(yīng)為多大？【答案】（1）；（2）；（3）或【解析】【詳解】（1）由題意可知E點速度為零的粒子會沿著電場線方向運動，由于，故電場線由E指向F，根據(jù)幾何關(guān)系可知根據(jù)動能定理有解得（2）為使粒子從E點進穿過電場后的動能增量最大，即電場力做正功最多，則粒子從C點出電場做類平拋運動，如圖所示聯(lián)立解得（3）粒子從E點剛進入電場時速度為零的粒子，自F點以速率v0穿出電場，穿過電場前后速度變化量的大小為v0，則第一種情況為；第二種情況，如圖所示，，即為電場中等勢線，故粒子從N點離開時電場力做功與第一種情況相同，速度的變化量的大小也為v0；粒子做類平拋運動，有聯(lián)立解得

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