
一、單選題:本大題共8小題,共32分。
1.許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步,下列關(guān)于幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述,說法不正確的是( )
A. 英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入電場(chǎng)的概念,并提出用電場(chǎng)線表示電場(chǎng)
B. 奧地利物理學(xué)家多普勒發(fā)現(xiàn)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者接收到的頻率會(huì)發(fā)生變化
C. 元電荷e的數(shù)值最早由法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鐾ㄟ^扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得
D. 美國(guó)物理學(xué)家富蘭克林命名了正電荷和負(fù)電荷
2.下列說法中正確的是( )
A. 由公式C=QU知,電容器的電容與電容器兩極板間的電壓成反比,與電容器所帶的電荷量成正比
B. 由電場(chǎng)強(qiáng)度E=Fq可知,電場(chǎng)強(qiáng)度E與電荷量q成反比
C. 由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=kQr2可知,r一定時(shí),電荷量Q越大,場(chǎng)強(qiáng)E越大
D. 由電勢(shì)能公式Ep=qφ可知,電勢(shì)φ越高,電勢(shì)能Ep越大
3.如圖所示的裝置,可以探究影響平行板電容器電容的因素,關(guān)于下列操作及出現(xiàn)的現(xiàn)象的描述正確的是( )
A. 電容器與電源保持連接,左移電容器左極板,則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角增大
B. 電容器充電后與電源斷開,在電容器兩極板間插入玻璃板,則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角增大
C. 電容器充電后與電源斷開,在電容器兩極板間插入金屬板,則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角增大
D. 電容器充電后與電源斷開,上移電容器左極板,則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角增大
4.如圖所示,實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線,虛線123分別為三條等勢(shì)線,三條等勢(shì)線與其中一條電場(chǎng)線的交點(diǎn)依次為M、N、Q點(diǎn),已知MN=NQ,電荷量相等的a、b兩帶電粒子從等勢(shì)線2上的O點(diǎn)以相同的初速度飛出,僅在電場(chǎng)力作用下,兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線a′、b′所示,則( )
A. a粒子一定帶正電,b粒子一定帶負(fù)電
B. MN兩點(diǎn)電勢(shì)差|UMN|等于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差|UNQ|
C. a粒子的加速度逐漸增大,b粒子的加速度逐漸減小
D. a粒子從出發(fā)到等勢(shì)線3過程的動(dòng)能變化量比b粒子從出發(fā)到等勢(shì)線1過程的動(dòng)能變化量小
5.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=4×105V/m,A、B兩點(diǎn)相距0.2m,兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)的夾角是600,下列說法正確的是( )
A. 若取A點(diǎn)的電勢(shì)為0,則B點(diǎn)的電勢(shì)φB=4×104V
B. A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是UAB=4×104V
C. 電荷量q=+2×10?4C的電荷從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)電勢(shì)能增大8J
D. 電荷量q=?2×10?4C的電荷從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)電勢(shì)能減小8J
6.如圖所示,粗細(xì)均勻的絕緣棒彎成一直徑為L(zhǎng)的圓形線框,線框上均勻地分布著正電荷,O是線框的圓心,現(xiàn)在線框上E處取下足夠短的帶電荷量為q的一小段,將其沿OE連線向左移動(dòng)L2的距離到F點(diǎn)處,若線框的其他部分的帶電荷量與電荷分布保持不變,則此時(shí)O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( )
A. kqL2B. k3qL2C. k3q2L2D. k5qL2
7.一對(duì)等量點(diǎn)電荷位于平面直角坐標(biāo)系xOy的一個(gè)軸上,它們激發(fā)的電場(chǎng)沿x、y軸方向上的場(chǎng)強(qiáng)和電動(dòng)勢(shì)隨坐標(biāo)的變化情況如圖中甲、乙所示,甲圖為y軸上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)隨坐標(biāo)變化的E?y圖象,且沿y軸正向場(chǎng)強(qiáng)為正。乙圖為x軸上各點(diǎn)電勢(shì)隨坐標(biāo)變化的φ?x圖象,且以無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。圖中a、b、c、d為軸上關(guān)于原點(diǎn)O的對(duì)稱點(diǎn),根據(jù)圖象可判斷下列有關(guān)描述正確的是( )
A. 是一對(duì)關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的等量負(fù)點(diǎn)電荷所激發(fā)的電場(chǎng),電荷位于y軸上
B. 是一對(duì)關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的等量異種點(diǎn)電荷所激發(fā)的電場(chǎng),電荷位于x軸上
C. 將一個(gè)+q從y軸上a點(diǎn)由靜止釋放,它會(huì)在aOb間往復(fù)運(yùn)動(dòng)
D. 將一個(gè)+q從x軸上c點(diǎn)由靜止釋放,它會(huì)在cOd間往復(fù)運(yùn)動(dòng)
8.如圖甲所示,間距為d的兩金屬板水平放置,板間電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間,13T~23T時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng),T時(shí)刻微粒恰好從金屬板邊緣飛出。微粒運(yùn)動(dòng)過程中未與金屬板接觸,重力加速度為g,則從微粒射入到從金屬板邊緣飛出的過程中,下列說法正確的是( )
A. 微粒受到的電場(chǎng)力做功為mgd2B. 微粒的最大速度為v0+gT3
C. 微粒飛出時(shí)的速度沿水平方向且大于v0D. 微粒飛出時(shí)重力的功率為mgv0
二、多選題:本大題共4小題,共16分。
9.下列說法中正確的是( )
A. 電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)一定為零
B. 彈簧振子每次經(jīng)過平衡位置時(shí),位移為零、動(dòng)能最大
C. 光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波
D. 在機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)會(huì)隨著波的傳播而遷移
10.如圖甲所示,每年夏季,我國(guó)多地會(huì)出現(xiàn)日暈現(xiàn)象,日暈是日光通過卷層云時(shí),受到冰晶的折射或反射形成的,如圖乙所示為一束太陽光射到六角形冰晶上時(shí)的光路圖,a、b為其折射出的光線中的兩種單色光,下列說法正確的是( )
A. 在冰晶中,b光的傳播速度較小
B. 通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距較大
C. 從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角較小
D. 用同一裝置做單縫衍射實(shí)驗(yàn),b光中央亮條紋更寬
11.在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶電顆粒以速度v從a點(diǎn)水平向右拋出,不計(jì)空氣阻力,顆粒運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小仍為v,方向豎直向下。已知顆粒的質(zhì)量為m,電荷量為q重力加速度為g,則顆粒從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中( )
A. 做勻變速運(yùn)動(dòng)B. 速率先增大后減小
C. 電勢(shì)能增加了12mv2D. a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)低mv2q
12.如圖,正點(diǎn)電荷固定在O點(diǎn),以O(shè)為圓心的同心圓上有a、b、c三點(diǎn),一質(zhì)量為m、電荷量為?q的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),速率分別為va、vb.若a、b的電勢(shì)分別為φa、φb,則( )
A. a、c兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B. 粒子的比荷qm=va2?vb22(φa?φb)
C. 粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度
D. 粒子從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共14分。
13.某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí),接通電源使光源正常發(fā)光;調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?;卮鹣铝袉栴}:
(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋數(shù),該同學(xué)可______。
A.將單縫向雙縫靠近
B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)
C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)
D.使用間距更小的雙縫
(2)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為l,測(cè)得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx,則單色光的波長(zhǎng)λ= ______。
(3)某次測(cè)量時(shí),選用的雙縫的間距為0.300mm,測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20m,第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm,則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為______nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
14.利用如圖1所示的裝置做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選用:
A.長(zhǎng)約1m的細(xì)絲
B.長(zhǎng)約1m的橡皮繩
C.直徑約2cm的均勻鐵球
D.直徑約5cm的均勻木球
E.秒表
F.時(shí)鐘
G.10分度的游標(biāo)卡尺
H.最小刻度為毫米的米尺
選用了游標(biāo)卡尺和米尺后,還需要從上述器材中選擇______(填寫器材前面的字母)
(2)用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d,測(cè)量的示數(shù)如圖2所示,讀出小球直徑的值為______mm。
(3)將符合實(shí)驗(yàn)要求的單擺懸掛在鐵架臺(tái)上,將其上端固定,下端自由下垂。用米尺測(cè)量擺線長(zhǎng)度為l,小球在豎直平面內(nèi)小角度平穩(wěn)擺動(dòng)后,測(cè)得小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間為t。請(qǐng)寫出重力加速度的表達(dá)式g=______(用l、d、n、t表示)
(4)正確操作后,根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出實(shí)驗(yàn)所在處的重力加速度值,比較后發(fā)現(xiàn):此值比北京的重力加速度值略小,則實(shí)驗(yàn)所在處的地理位置與北京的主要不同點(diǎn)可能是______(寫出一條即可)。
四、簡(jiǎn)答題:本大題共1小題,共12分。
15.多反射飛行時(shí)間質(zhì)譜儀是一種測(cè)量離子質(zhì)量的新型實(shí)驗(yàn)儀器,其基本原理如圖所示,從離子源A處飄出的離子初速度不計(jì),經(jīng)電壓為U的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后射入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器由兩個(gè)反射區(qū)和長(zhǎng)為l的漂移管(無場(chǎng)區(qū)域)構(gòu)成,開始時(shí)反射區(qū)1、2均未加電場(chǎng),當(dāng)離子第一次進(jìn)入漂移管時(shí),兩反射區(qū)開始加上電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大,使得進(jìn)入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移管。離子在質(zhì)量分析器中經(jīng)多次往復(fù)即將進(jìn)入反射區(qū)2時(shí),撤去反射區(qū)的電場(chǎng),離子打在熒光屏B上被探測(cè)到,可測(cè)得離子從A到B的總飛行時(shí)間。設(shè)實(shí)驗(yàn)所用離子的電荷量均為q,不計(jì)離子重力。
(1)求質(zhì)量為m的離子第一次通過漂移管所用的時(shí)間T1;
(2)反射區(qū)加上電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,求離子能進(jìn)入反射區(qū)的最大距離x;
(3)已知質(zhì)量為m0的離子總飛行時(shí)間為t0,待測(cè)離子的總飛行時(shí)間為t1,兩種離子在質(zhì)量分析器中反射相同次數(shù),求待測(cè)離子質(zhì)量m1。
五、計(jì)算題:本大題共3小題,共26分。
16.如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿X軸正向傳播,在t=0時(shí)刻,這列波剛好傳播到x=4m的位置,在t=3s時(shí),x=4m的質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處求:
①這列波的傳播速度;
②從t=0到t=8s的時(shí)間內(nèi),x=7m處的質(zhì)點(diǎn)所通過的路程。
17.如圖,直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=30°.一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進(jìn)入棱鏡,然后垂直于AC邊射出。
(i)求棱鏡的折射率;
(ii)保持AB邊上的入射點(diǎn)不變,逐漸減小入射角,直到BC邊上恰好有光線射出。求此時(shí)AB邊上入射角的正弦。
18.如圖所示,在一傾角為30°的光滑固定絕緣斜面上方,有平行于斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),虛線MN為電場(chǎng)的上邊界,電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=2×103N/C,MN上方有一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.6m的輕質(zhì)絕緣桿,桿的上、下兩端分別固定小球A、B(可看成質(zhì)點(diǎn)),質(zhì)量均為m=0.01kg,A球不帶電,B球所帶電荷量q2=?5×10?5C,B球到MN的距離為d=0.4m?,F(xiàn)將A、B兩小球由靜止釋放(g取10m/s2),求:
(1)小球B在勻強(qiáng)電場(chǎng)中而小球A還未進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),兩小球的加速度大小及桿的彈力大?。?br>(2)從開始運(yùn)動(dòng)到小球A剛要進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)的過程所用時(shí)間。
參考答案
1.C
2.C
3.D
4.D
5.B
6.B
7.C
8.A
9.BC
10.AB
11.AC
12.BC
13.B dΔx(n?2)l 630
14.ACE 17.6 4π2n2(l+d2)t2 實(shí)驗(yàn)所在處緯度低或海拔比較高
15.解:(1)設(shè)離子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后的速度大小為v,根據(jù)動(dòng)能定理可得:qU=12mv2 …①
離子在漂移管中做勻速直線運(yùn)動(dòng),則:T1=lv…②
聯(lián)立①②式,得:T1= ml22qU…③
(2)從開始加速到反射區(qū)速度為零過程中,根據(jù)動(dòng)能定理,有:qU?qEx=0…④
解得:x=UE…⑤
(3)離子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)和反射區(qū)電場(chǎng)中每次單向運(yùn)動(dòng)均為勻變速直線運(yùn)動(dòng),平均速度大小均相等,設(shè)其為v?,有:v?=v2…⑥
通過⑤式可知,離子在反射區(qū)的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)路程是與離子本身無關(guān)的,所以不同離子在電場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的總路程相等,設(shè)為L(zhǎng)1,在無場(chǎng)區(qū)的總路程設(shè)為L(zhǎng)2,根據(jù)題目條件可知,離子在無場(chǎng)區(qū)速度大小恒為v,設(shè)離子的總飛行時(shí)間為t總,有:
t總=L1v+L2v…⑦
聯(lián)立①⑥⑦式,得:t總=(2L1+L2) m2qU…⑧
可見,離子從A到B的總飛行時(shí)間與 m成正比,依題意可得:
t1t0= m1m0
解得:m1=(t1t0)2m0
答:(1)質(zhì)量為m的離子第一次通過漂移管所用的時(shí)間為 ml22qU;
(2)反射區(qū)加上電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,離子能進(jìn)入反射區(qū)的最大距離為UE;
(3)待測(cè)離子質(zhì)量為(t1t0)2m0。
16.解:①由圖象可知,波的波長(zhǎng)λ=4m,波沿x軸正方向傳播。
t=0時(shí),x=4m的質(zhì)點(diǎn)正向下振動(dòng),由于t=3s時(shí),x=4m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)正向最大位移處,則波的振動(dòng)周期T=4s。
解得波的傳播速度v=λT=1m/s。
②根據(jù)波的傳播速度v=xt。
此列波傳播到x=7m位置所需要的時(shí)間為3s,則t=8s時(shí),x=7m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間為5s,即54T。
波的振幅為2cm,則x=7m處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為10cm。
答:①這列波的傳播速度為1m/s。
②從t=0到t=8s的時(shí)間內(nèi),x=7m處的質(zhì)點(diǎn)所通過的路程為10cm。
17.解:(i)光路圖及相關(guān)量如圖所示:
光束在AB邊上折射,由折射定律得:
sinisinα=n ①
式中n是棱鏡的折射率,
由幾何關(guān)系可知:α+β=60° ②
由幾何關(guān)系和反射定律得:β=β′=∠B ③
聯(lián)立①②③式,并代入i=60°得:n= 3 ④
(ii)設(shè)改變后的入射角為i′,折射角為α′,由折射定律得:sini′sinα′=n ⑤
依題意,光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角θc,且:sinθc=1n ⑥
由幾何關(guān)系得:θc═α′+30° ⑦
由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦為:sini′= 3? 22 ⑧
答:(i)棱鏡的折射率為;
(ii)AB邊上入射角的正弦為 3? 22。
18.解:(1)以兩小球?yàn)檠芯繉?duì)象,沿斜面方向根據(jù)牛頓第二定律有:2mgsin30°+q2E=2ma,解得:a=10 m/s2
兩小球加速度大小相同,均為10 m/s2,對(duì)A:mgsin30°+F=ma,解得:F=0.05N
(2)從靜止釋放到B球剛要進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),系統(tǒng)加速度為:a1=2mgsin30°2m=5 m/s2,由:d=12a1t12,知:t1= 2da1= 2×0.45 s=0.4 s
B剛要進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度為v=a1t1=5×0.4 m/s=2 m/s,從B剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)到A剛要進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)的過程中有:L=vt2+12at22,解得:t2=0.2 s,或t2=?0.6s(舍去)
則總時(shí)間:t=t1+t2,解得:t=0.6s
答:(1),兩小球的加速度大小均為10 m/s2,桿的彈力大小為0.05N。
(2)從開始運(yùn)動(dòng)到小球A剛要進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)的過程所用時(shí)間為0.6s。
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這是一份2024~2025學(xué)年重慶市沙坪壩區(qū)鳳鳴山中學(xué)教育集團(tuán)高二(上)期中物理試卷(含答案),共10頁。
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