1．答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。
2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3．考試結束后，將答題卡交回，試卷自己帶走。
一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1. 對研究對象或研究過程建立理想化模型，突出問題的主要方面忽略次要因素從而有效地解決問題，是物理學研究的常用方法。下列各選項中屬于理想化模型的是（ ）
A. 點電荷B. 元電荷C. 重心D. 電場
【答案】A
【解析】
【詳解】A．點電荷是本身大小比相互之間的距離小得多的帶電體，實際不存在屬于理想化模型，故A正確；
B．元電荷是最小的電荷量，不屬于理想化模型，故B錯誤；
C．重心是重力在物體上的等效作用點，不屬于理想化模型，故C錯誤；
D．電場是存在于電荷周圍能傳遞電荷與電荷之間相互作用的物理場，不屬于理想化模型，故D錯誤。
故選A。
2. 如圖所示的高壓輸電線路，在鐵塔的頂端還有兩條導線（圖中箭頭所指），它們與大地相連，這兩條導線的主要功能是（ ）
A. 輸送電能B. 各變電站之間通訊
C. 連接各鐵塔，使鐵塔更穩(wěn)固D. 預防雷電擊中下方的輸電線
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】實現靜電屏蔽不一定要用密封的金屬容器，金屬網也能起到屏蔽作用。兩條導線與大地相連，形成一個稀疏的金屬“網”，把高壓線屏蔽起來，使其免遭雷擊。
故選D。
3. 如圖所示，虛線a、b、c代表電場中三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即，實線為一帶正電的質點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據此可知（ ）

A. 三個等勢面中，c的電勢最高
B. 帶電質點在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能小
C. 帶電質點通過P點時的動能比通過Q點時小
D. 帶電質點通過P點時的加速度比通過Q點時小
【答案】C
【解析】
【詳解】A．由于質點只受電場力作用，根據運動軌跡可知電場力指向運動軌跡的凹側，即斜向右下方，由于質點帶正電，因此電場方向也指向右下方，由于沿電場線電勢降低，故三個等勢面中，a的電勢最高，c的電勢最低，故A錯誤；
B．P點電勢高于Q點電勢，質點帶正電，所以質點在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能大，故B錯誤；
C．質點在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能大，根據能量守恒可知，質點通過P點時的動能比通過Q點時小，故C正確；
D．等差等勢面密集的地方場強大，稀疏的地方場強小，則P點的電場強度大于Q點的電場強度，質點在P點時的電場力比通過Q點時大，所以質點通過P點時的加速度比通過Q點時大，故D錯誤。
故選C。
4. 人體細胞膜由磷脂雙分子層組成，雙分子層間存在電壓（醫(yī)學上稱為膜電位）。某小塊均勻的細胞膜，厚度為d，膜內的電場可視為勻強電場，簡化模型如圖所示，若初速度為零的鈉離子（帶正電荷）僅在電場力的作用下，從圖中的B點運動到A點，則下列說法正確的是（ ）

A. 此細胞膜內電場的電場強度方向由A點指向B點
B. 運動過程中鈉離子的電勢能增大
C. 若膜電位不變，則d越大，鈉離子射出細胞外的速度越小
D. 若膜電位不變，則d變化，鈉離子射出細胞外的速度不變
【答案】D
【解析】
【詳解】A．因為鈉離子（帶正電荷）僅在電場力的作用下由靜止從B點運動到A點，所以此細胞膜內電場的電場強度方向由B點指向A點，故A錯誤；
B．因為電場力對鈉離子做正功，所以鈉離子的電勢能減小，故B錯誤；
CD．根據題意，由動能定理有
可知鈉離子射出細胞外的速度v與d無關，因為膜電位U不變，所以鈉離子射出細胞外的速度不變，故C錯誤，D正確。
故選D。
5. 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=0時刻的波形圖如圖所示。已知波速為0.4m/s，且波剛傳到c點。下列選項正確的是（ ）

A. 波源的振動周期為0.4s
B. t=0時，質點d沿y軸正方向運動
C. t=0時，質點a的加速度比質點b的加速度大
D. 質點a比質點b先回到平衡位置
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由圖可得波長為
故周期為
故A錯誤；
B．波向右傳播，根據“平移法”可知t=0時，質點d沿y軸正方向運動，故B正確；
C．由圖可知質點a比質點b離平衡位置近，根據
可知質點a加速度比質點b的加速度小，故C錯誤；
D．波向右傳播，根據“平移法”可知b向下振動，a向下振動，則質點b比質點a先回到平衡位置，故D錯誤。
故選B。
6. 某靜電場在x軸上各點的電勢隨坐標x的分布圖像如圖。x軸上A、O、B三點的電勢值分別為、、，電場強度沿x軸方向的分量大小分別為、、，電子在A、O、B三點的電勢能分別為、、。下列判斷正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】A．由圖知
故A錯誤；
B．根據圖像切線斜率的大小等于電場強度沿x軸方向的分量大小，則知
故B錯誤；
C．電子帶負電，根據電勢能公式
分析得知
故C錯誤；
D．由圖知，OA間電勢差大于OB間電勢差，即有
即
電子帶負電，則根據電勢能公式
得
故D正確。
故選D
7. 如圖所示為勻強電場的電場強度隨時間變化的圖象．當時，在此勻強電場中由靜止釋放一個帶電粒子，設帶電粒子只受電場力的作用，則下列說法中正確的是

A 帶電粒子將始終向同一個方向運動
B. 內，電場力做的總功為零
C. 末帶電粒子回到原出發(fā)點
D. 內，電場力做的總功為零
【答案】D
【解析】
【詳解】AC．因內粒子向正方向運動的加速度
在內粒子運動的加速度
則在時刻速度減為零，然后反向運動畫出帶電粒子速度隨時間變化的圖象如圖所示

圖線與時間軸所圍“面積”表示位移，可見帶電粒子不是只向一個方向運動，4s末帶電粒子不能回到原出發(fā)點，故AC錯誤
B．2s末速度不為，可見0~2s內電場力做的功不等于，故B錯誤
D．2.5s末和4s末，速度的大小、方向都相同，則內，動能變化為零，電場力做功等于，故D正確。
故選D。
8. 一均勻帶負電的半球殼，球心為O點，AB為其對稱軸，平面L垂直AB把半球殼分為左右兩部分，L與AB相交于M點，對稱軸AB上的N點和M點關于O點對稱，已知一均勻帶電球殼內部任一點的電場強度為零；取無窮遠處電勢為零，點電荷q在距離其為r處的電勢為φ=k（q的正負對應φ的正負）。假設左側部分在M點的電場強度為E1，電勢為φ1；右側部分在M點的電場強度為E2，電勢為φ2；整個半球殼在M點的電場強度為E3，在N點的電場強度為E4。下列說法正確的是（ ）

A. 若左右兩部分的表面積相等，有，
B. 若左右兩部分的表面積相等，有，
C. 不論左右兩部分的表面積是否相等，總有，
D. 只有左右兩部分的表面積相等，才有，
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．設想將右側半球補充完整，右側半球在M點的電場強度向右，因完整均勻帶電球殼內部任一點的電場強度為零，可推知左側半球在M點的電場強度方向向左，根據對稱性和矢量疊加原則可知，E1方向水平向左，E2方向水平向右，左側部分在M點產生的場強比右側電荷在M點產生的場強大，E1＞E2，根據幾何關系可知，分割后的右側部分各點到M點的距離均大于左側部分各點到M點的距離，根據，且球面帶負電，q為負，得：φ1＜φ2，故AB錯誤；
CD．E1＞E2與左右兩個部分的表面積是否相等無關，完整的均勻帶電球殼內部任一點的電場強度為零，根據對稱性可知，左右半球殼在M、N點的電場強度大小都相等，故左半球殼在M、N點的電場強度大小相等，方向相同，故C正確，D錯誤。
故選C。
二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得，有選錯的得0分。
9. 對下圖中所列光學現象的認識，正確的是（ ）
A. 甲圖中，全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，因此需要用激光進行拍攝
B. 乙圖中，用白光照射不透明的小圓盤，在圓盤陰影中心出現一個亮斑是光的折射現象
C. 丙圖中，用3D眼鏡看3D電影感受到的立體影像是利用了光的偏振現象
D. 丁圖中，陽光下吹出的肥皂泡呈現出彩色花紋是光的全反射現象
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，需要用激光進行拍攝，故A正確；
B．用白光照射不透明的小圓盤，在圓盤陰影中心出現一個亮斑是光的衍射現象，故B錯誤；
C．看3D電影所的特制眼鏡的兩鏡片相當于兩透振方向彼此垂直的偏振片，能夠看到兩種不同方向振動的光，形成了立體感，即戴上特制眼鏡看3D電影有立體感是利用了光的偏振原理，故C正確；
D．太陽光下的肥皂泡呈現出彩色條紋，是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇發(fā)生干涉形成的，故是光的干涉現象，故D錯誤。
故選AC。
10. 計算機鍵盤每個鍵下都連有一塊小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊固定的小金屬片，這組金屬片組成一個可變的平行板電容器，如圖所示。當鍵被按下時兩金屬片的距離減小為之前的一半，假設金屬片的正對面積及兩端的電壓始終保持不變，則（ ）
A. 金屬片間場強保持不變
B. 金屬片間的場強變?yōu)樵瓉淼膬杀?br>C. 金屬片上的電荷量變?yōu)樵瓉淼囊话?br>D. 金屬片上的電荷量變?yōu)樵瓉淼膬杀?br>【答案】BD
【解析】
【詳解】AB．依題意，由于金屬片間的電壓始終保持不變，所以當兩金屬片的距離減小為之前的一半，根據可知，金屬片間的場強變?yōu)樵瓉淼膬杀?，故A錯誤，B正確；
CD．根據，，可得金屬片上的電荷量為
金屬片的正對面積及兩端的電壓始終保持不變，當兩金屬片的距離減小為之前的一半，則金屬片上的電荷量變?yōu)樵瓉淼膬杀?，故C錯誤，D正確。
故選BD。
11. 如圖所示，帶電平行金屬板水平放置，電量相同的三個帶電粒子a、b、c從兩板正中央以相同的初速度垂真電場線方向射入勻強電場（不計粒子的亞力），則它們在兩板間運動的過程中（ ）
A. a、b粒子運動時間相等B. 電場力對a和b兩粒子做功不相等
C. b粒子的動量的變化量與c粒子的動量的變化量相等D. c粒子電勢能減少量最少
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．帶電粒子做類平拋運動，水平方向有
由圖可知
可得
故A錯誤；
B．電場力對a和b兩粒子做功為
可知電場力對a和b兩粒子做功相等，故B錯誤；
C．根據動量定理可知粒子的動量的變化量
水平方向有
故b粒子的動量的變化量與c粒子的動量的變化量相等，故C正確；
D．根據
可知c粒子電勢能減少量最少，故D正確。
故選CD。
12. 如圖所示，在地面上方的水平勻強電場中，一個質量為m、電荷量為+q的小球，系在一根長為L的絕緣細繩一端，小球繞細繩的固定端O點在豎直平面內做圓周運動。AB為圓周的水平直徑，CD為圓周的豎直直徑。已知重力加速度為g，電場強度的大小，忽略空氣阻力的影響。下列說法正確的是（ ）
A. 運動過程中，細繩拉力最大位置，小球的動能最大
B. 運動過程中，小球動能最小的位置，電勢能最大
C. 小球經過C、D兩點時，細繩拉力大小的差值為6mg
D. 小球經過B、A兩點時，細繩拉力大小的差值為4.5mg
【答案】ACD
【解析】
【詳解】
A. 設細繩拉力、電場力的合力的方向與豎直方向的夾角為θ
解得
細繩拉力、電場力的合力為 ，從P點到Q點，合力做功最多，所以在P點動能最小，在Q點動能最大，在Q點由牛頓第二定律
由上式得，在Q點速度最大，繩的拉力最大，A正確；
B. 運動過程中，小球在P點動能最小，在A點電勢能最大，B錯誤；
C. 小球從D到C的過程中
解得 ，C正確；
D. 小球從A到B的過程中
解得 ，D正確。
故選ACD。
三、非選擇題：本題共6小題，共60分。
13. 某實驗小組探究單擺做簡諧運動的周期和小球的質量、單擺擺長的關系。

（1）小組內的兩位同學各自組裝了一套實驗裝置，分別如圖甲、乙所示。為了保證小球在確定的豎直面內擺動，應選用圖 ___________（選填“甲”或“乙”）所示的實驗裝置。
（2）關于該實驗，下列說法正確的是 ___________。
A．該探究方法為控制變量法
B．實驗所用小球的質量要盡量大，體積要盡量小
C．實驗時細線的最大擺角約為45°
D．測量小球的擺動周期時，應該從小球處于最高點時開始計時
（3）當小球的質量一定，探究單擺做簡諧運動的周期和擺長的關系時，該小組同學利用正確裝置通過改變擺長進行了多次實驗，畫出的T2﹣l圖像如圖丙所示，由圖丙可得小球的質量一定時，周期T和擺長l的關系為T=___________（用a、b、l表示）。
【答案】 ①. 乙 ②. AB##BA ③.
【解析】
【詳解】（1）[1]為了保證小球在確定的豎直面內擺動，應選用圖乙所示的實驗裝置；
（2）[2] A．探究單擺做簡諧運動的周期和小球的質量關系時，應控制單擺擺長相同；探究單擺做簡諧運動的周期單擺擺長的關系，應控制小球的質量相同，故該探究方法為控制變量法，故A正確；
B．為減小空氣阻力的影響，實驗所用小球的質量要盡量大，體積要盡量小，故B正確；
C．小球做單擺運動，實驗時細線的最大擺角約為5°，故C錯誤；
D．測量小球的擺動周期時，應該從小球處于最低點時開始計時，故D錯誤。
故選AB。
（3）[3]根據圖象可得
可得周期T和擺長l的關系為
14. 我們用如圖所示的裝置來做“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗。
（1）將實驗儀器按要求安裝在光具座上，則在圖甲中A、B處分別應該安裝的器材和濾光片的位置分別是_______。
A．A處為雙縫、B處為單縫，濾光片在光源和凸透鏡之間
B.A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在A和B之間
C.A處為雙縫，B處為單縫、濾光片在遮光筒內
D.A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在凸透鏡和A之間
（2）若在實驗當中，某同學觀察到以下圖像，即測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，若繼續(xù)移動目鏡觀察，將會使測量結果出現偏差，所以需要對儀器進行調整，使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上，下面操作中可行的有_______。
A．調節(jié)撥桿方向 B.其他不動，測量頭旋轉一個較小角度
C.其他不動，遮光筒旋轉一個較小角度 D.將遮光筒與測量頭整體旋轉一個較小角度
（3）已知雙縫間距離，雙縫到毛玻璃屏間的距離為，如圖丙所示，實驗時先轉動測量頭上的手輪，使與游標卡尺相連的分劃線對準圖丁所示的第1條明條紋，此時卡尺的主尺和游標的位置如圖戊所示，然后再轉動手輪，使與游標卡尺相連的分劃線向右邊移動，直到對準第5條明條紋，如圖丁所示，此時卡尺的主尺和游標的位置如圖己所示，則游標卡尺上的讀數______。由以上已知數據和測量數據，則該單色光的波長是_______m。
【答案】 ①. D ②. BC##CB ③. ④.
【解析】
【詳解】（1）[1]為獲取兩個單色線光源，A處應為單縫、B處應為雙縫，濾光片在凸透鏡和A之間。
故選D；
（2）[2]因為有清晰的干涉圖樣，所以不用不用調節(jié)撥桿方向，題中問題是分劃板中心線與干涉條紋不平行，所以應調節(jié)測量頭使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上，所以其他不動，將測量頭旋轉一個較小角度?；蛘咂渌粍?，將遮光筒旋轉一個較小角度，AD錯誤，BC正確。
故選BC。
（3）[3]讀數為
[4]根據公式
得
15. 如圖所示，絕緣細線上端固定在O點，下端P系一質量為m的帶電小球，置于一方向水平向左、場強為E的勻強電場中，重力加速度為g。當細線偏離豎直方向的夾角為時，小球處于圖示平衡狀態(tài)。（結果用m、g、E、表示）
（1）小球帶何種電荷，電荷量q為多少？
（2）若在圖示位置將細線剪斷，求繩斷后瞬間小球的加速度a。

【答案】（1）負電，；（2），方向沿繩向下
【解析】
【詳解】（1）因小球向右偏，所受電場力水平向右，場強水平向左，所以小球帶負電。
由平衡條件得
得

（2）將細線剪斷，小球沿合力方向做勻加速直線運動，剪斷細線后小球所受合外力為

根據牛頓第二定律得加速度為
方向沿繩向下。
16. 如圖所示，一直角棱鏡。從邊界面垂直入射的甲、乙兩種不同頻率的單色光，在棱鏡中傳播速度分別為和（為真空中的光速），甲光第一次到達邊恰好發(fā)生全反射。求：
（1）該棱鏡分別對甲光和乙光的折射率；
（2）邊的長度。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【詳解】（1）由光速與折射率的關系，可得該棱鏡對甲光的折射率
該棱鏡對乙光的折射率
（2）設邊的長度為L，根據題述甲光第一次到達邊恰好發(fā)生全反射，可畫出光路圖
解得
【點睛】
17. 如圖所示，A、B、C是勻強電場中的三點，也是直角三角形的三個頂點，勻強電場與三角形ABC平面平行。從C點向某一方向以大小為v0的速度射出一個質量為m電荷量為q的帶正電粒子，粒子僅在電場力作用下恰好能先后通過A、B兩點，粒子通過A、B兩點時的速度大小分別為，，已知∠A=90°，∠C=60°，AB邊長為L，粒子重力不計。求：
（1）C、B兩點及C、A兩點的電勢差；
（2）勻強電場的電場強度。
【答案】（1）；（2），沿AF方向
【解析】
【詳解】（1）粒子從C到B，根據動能定理
解得
粒子從C到A，根據動能定理
解得
（2）根據（1）結果得
D、E兩點將AB邊三等分，根據勻強電場的電勢分布特點可知，CD為等勢線。
由A點作AF垂直CD，則
勻強電場的電場強度大小
由于A點電勢比C點電勢高，因此電場方向沿AF方向。
18. 如圖所示，平面內，x軸下方無電場，x軸上方被某直線邊界分割成兩部分，一部分充滿勻強電場（電場強度與y軸負方向成角），另一部分無電場，該邊界與y軸交于M點，與x軸交于N點。只有經電場到達N點、與x軸正方向成角斜向下運動的帶電粒子才能進x軸下方區(qū)域。從M點向電場內發(fā)射一個比荷為的帶電粒子A，其速度大小為、方向與電場方向垂直，僅在電場中運動時間T后進入第四象限，且通過N點的速度大小為。忽略邊界效應，不計粒子重力。
（1）求角度；
（2）在該邊界上任意位置沿與電場垂直方向直接射入電場內的、比荷為的帶電粒子，只要速度大小適當，就能通過N點進入第四象限，求N點橫坐標及此邊界方程。
（3）若在x軸上N點左側發(fā)射比荷、電性均與A相同的帶電粒子B，其速度大小為，方向與A粒子在M點發(fā)射時初速度相同，若B粒子恰過N點。求B粒子發(fā)射時的坐標及射出到運動至N點的時間。

【答案】（1）；（2），；（3），
【解析】
【詳解】（1）粒子M點垂直于電場方向入射，粒子在電場中做類平拋運動，沿電場方向做勻加速直線運動，垂直于電場方向做勻速直線運動，在N點將速度沿電場方向與垂直于電場方向分解，在垂直于電場方向上有
解得
（2）對于從M點射入的粒子，沿初速度方向的位移為
沿電場方向的位移為
N點橫坐標為，根據幾何關系有

解得
根據上述與題意可知，令粒子入射速度為v，則通過N點進入磁場的速度為，令邊界上點的坐標為則在沿初速度方向上有
在沿電場方向有
解得
（3）相似得
解得
即水平位移

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