2022-2023学年四川省绵阳南山中学高二上学期期中考试物理试题含解析

  绵阳南山中学高2021级高二上学期半期试题

物理

命题人：

2022年11月

本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由必考题和选考题组成，满分110分.

1.答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内.

2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效.

一、必考选择题.本题共9小题，每小题4分，共36分.在每小题给出的四个选项中，第1-66题只有一项符合题目要求，第7-9题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.

1. 干燥的天气里，在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发，越梳头发越蓬松，主要原因是（　　）

A. 头发散失了水分后变得坚硬

B. 梳子的机械分离作用使各根头发彼此分开

C. 太阳照射和摩擦产生的热使头发膨胀

D. 由于摩擦起电，头发带了同种电荷互相排斥

【答案】D

【解析】

【详解】干燥的天气里，在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发，头发与梳子之间因摩擦而带电，由于同种电荷相互排斥，所以越梳头发越蓬松，故D正确ABC错误。

故选D

2. 如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则

A. a点场强的大小比b点大

B. b点场强的大小比c点小

C. a点电势比b点高

D. b点电势比c点低

【答案】D

【解析】

【详解】由点电荷场强公式确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低．

由点电荷的场强公式可知，a、b两点到场源电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确．

3. 如图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β，且α＜β，两小球在同一水平线上，由此可知（　　）

A. B球受到的库仑力较大，电荷量较大

B. B球的质量较大

C. B球受到的拉力较大

D. 两球接触后，再处于静止的平衡状态时，悬线的偏角α′、β′仍满足α′＜β′

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据牛顿第三定律得：A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力，无论两球电荷量是否相等所受库伦力都相等，故无法比较哪个电荷量较大，故A错误；

B．对小球A、B受力分析

根据平衡条件有

因α＜β，所以mA＞mB，故B错误；

C．根据平衡条件有

因α＜β，所以B球受的拉力较小，故C错误；

D．两球接触后，再静止下来，两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α′、β′，对小球A、B受力分析，根据平衡条件有

因为mA＞mB，所以α′＜β′，故D正确。

故选D。

4. 如图，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长为＝2cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、D、E的电势分别为-2V、0V、6V、4V．则下列说法正确的是(    )

A. C点的电势＝

B. A、F间的电势差＝

C. C、F间的电势差＝

D. 该匀强电场的场强大小＝

【答案】D

【解析】

【详解】A.连接、、，与、的交点为、；设六边形的中心点为，如图所示：

由图可知，与、都垂直，由六边形的特点可知，则有：

因为在匀强电场中将某一线段等分同时就将该两线段的电势差等分，可知、、的电势分别是0V、2V、4V，又E点电势为4V，则点的电势一定与点相等，为4V，故A错误；

B.M点电势为0，B点电势为零，则点的电势也是0V，所以有：

故B错误；

C.点、之间的电势差为：

故C错误；

D.由几何关系可知：

所以电场强度的大小为：

故D正确．

5. 两个等量异种电荷分别固定在两点，如图所示，A、B为中垂线上两点，C、D为两电荷连线上两点，且A、B、C、D与O点间距离相等，则（   ）

A. A、B、C、D四点场强相同 B. C点电势比D点电势低

C. 正电荷从A运动到B，电场力做正功 D. 正电荷从C运动到D，电势能减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．两个等量异种点电荷形成的电场，两个电荷的连线上下的电场是对称的，AO = BO，那么A、B两点的场强就是相等的，小于O处的场强。由于C、D两处电场线比O处密，则C、D两处的场强比O处大，A错误；

B．电场线从正电荷出发到负电荷终止，而顺着电场线方向电势降低，则知C点电势比D点电势高，B错误；

C．AB为中垂线，是一条等势线，其上各点的电势都相等，AB之间的电势差为0，则正电荷从A运动到B，电场力不做功，C错误；

D．正电荷从C运动到D，电场力从C指向D，电场力做正功，电势能减小，D正确。

故选D。

6. 静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如图示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度。为了使指针张开的角度减小些，下列采取的措施可行的是（   ）

A. 断开开关S后，将A、B两极板靠近些

B. 断开开关S后，将A、B两极板正对面积减小些

C. 保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些

D. 保持开关S闭合，将变阻器滑片向右移动

【答案】A

【解析】

【详解】AB．断开开关，电容器带电量Q不变，将A、B两极板靠近些，则d减小，根据

知，电容C增大，根据

知，电势差U减小，指针张角减小；同理若将A、B两极板正对面积减小些，则电容C减小，根据

知，电势差U增大，指针张角增大，A正确，B错误；

C．保持开关闭合，电容器两端的电势差不变，则指针张角不变，C错误；

D．保持S闭合，电容器两端的电势差不变，变阻器仅仅充当导线功能，滑动触头移动不会影响指针张角，D错误。

故选A。

7. 如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（均可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态，图中ab间距小于bc间距，则以下判断正确的是（    ）

A. 的电荷量可能比的少 B. 对的静电力可能是斥力

C. 对的静电力一定是引力 D. 的电荷量一定比的少

【答案】CD

【解析】

【详解】A．三个点电荷在静电力作用下处于平衡状态，则根据“两大夹一小”，可知a的电量比b大，c的电量比b大，故A错误；

BC．三个点电荷在静电力作用下处于平衡状态，则根据“两同夹一异”，可知a对b的静电力一定是引力，故B错误，C正确；

D．对b受力分析知

由图可得

所以

故D正确。

故选CD。

8. 最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是（　　）

A. 加油时可以通过整理衣服导走静电

B. 通过与加油机接地的金属面板进行接触操作，会导走身上的静电

C. 衣服上的静电产生方式属于接触起电

D 加油前可以先通过洗手以消除静电

【答案】BD

【解析】

【详解】A．加油时整理衣服，衣物与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；

B．通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B正确；

C．衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故C错误；

D．加油前可以先洗手，手比较湿润，可以消除静电，故D正确。

故选BD。

9. 如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为的点电荷固定在A点。先将一电荷量也为的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W。再将Q1从C点沿CB移到B点并固定。最后将一电荷量为的点电荷Q2从无穷远处移到C点。下列说法正确的有（　　）

A.  Q1移入之前，点的电势为

B.  Q1从点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0

C.  Q2从无穷远处移到点的过程中，所受电场力做的功为

D.  Q2在移到点后的电势能为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．Q1从无穷远处（电势为0）移到C点的过程，根据电场力做功公式得

得：

又

可得Q1移入之前，C点的电势为

故A错误；

B．因为Q1移入之前，C点与B点的电势相等，两者间的电势差为0，根据W=qU知，Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0，故B正确；

C．Q2从无穷远处移到C点的过程中，根据电势的叠加原理知，C点的电势为

所以Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为

故C错误；

D．Q2从无穷远处移到C点的过程中，电场力做的功为8W，其电势能减少了8W，而Q2在无穷远处电势能为0，所以Q2在移到C点后的电势能为，故D正确。

故选BD。

二、必考非选择题.本题共4小题，共44分.

10. 南山高二物理课堂，一同学研究电阻时发现，均匀电阻丝1两端加上电压，测得电流为，则内通过电阻丝1横截面积的电荷量为________C，该电阻丝电阻为________。测量另一根不同材料制成的均匀电阻丝2，电阻丝1与2长度之比，直径之比，给它们加相同的电压，通过它们的电流之比为，则它们的电阻率之比为________。

【答案】    ①. 20    ②. 30    ③. 8：15

【解析】

【详解】[1]根据电流的定义式，可得内通过电阻丝1横截面积的电荷量为

[2]该电阻丝电阻为

[3]根据电阻定律及、可得金属丝的电阻率表达式为

则

11. 南山中学某物理课外活动小组准备测量南山公园处的重力加速度，其中一小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下半部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁.本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离，并通过改变而测出对应的摆动周期，再以为纵轴、为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度和当地的重力加速度。

（1）实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径___________ mm。

（2）测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时，同时数0，当摆球第二次通过最低点时数1，依此法往下数，当他数到60时，按下停表停止计时，读出这段时间，则该单摆的周期为___________。

A.    B.    C.    D.

（3）如果实验中所得到的关系图线如图乙中的_____所示（选填，，），当地的重力加速度_________（取，结果取小数点后两位）

【答案】    ①. 12.0    ②. C    ③. a    ④. 9.86

【解析】

【详解】（1）[1]游标卡尺读数为

（2）[2]从“0”数到“60”时有经历了30个周期，该单摆的周期为。故选C。

（3）[3][4]摆线在筒内部分的长度为h，由

可得

可知其关系图线应为a，再将

代入

可得

将

代入

可求得

12. 如图所示，在绝缘水平面上的O点固定一电荷量为+Q点电荷，在O点正上方高为H的A处由静止释放某带电荷量为+q的小液珠，开始运动的瞬间小液珠的加速度大小恰好等于重力加速度，方向竖直向上。已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：

（1）液珠开始运动瞬间所受库仑力的大小和方向；

（2）运动过程中小液珠速度最大时其离O点的距离h。（以上两问结果只能用题中已知的物理量k，Q，q，H表示）

【答案】（1），方向竖直向上；（2）

【解析】

【详解】（1）根据库仑定律有

因为同种电荷相互排斥，所以库仑力方向竖直向上。

（2）开始运动瞬间根据牛顿第二定律得

速度最大时加速度为零，则

即

解得

13. 如图，K处发出的电荷（初速为0）先经过的加速电场加速，接着沿C、D板间的中心线射入偏转电场，最后打在荧光屏上。设C、D间的电场为匀强电场，且两板外无电场。已知负电荷的质量、电荷量绝对值（重力不计），偏转电压，C、D板长为，间距为，苂光屏距C、D右端的距离为，所有带电粒子都能通过偏转电极。求：

（1）电荷通过偏转电场时在水平方向做什么运动，以及通过偏转电场的过程所用的时间；

（2）在偏转电压恒为时，电荷刚离开偏转电场时的偏移量大小；

（3）如果电压随时间变化如图乙所示，并且的周期，假如电荷刚刚能到达O点，求此情景下在偏转电场中第一次加速所用时间，到达苂光屏上O点的电荷的动能。

【答案】（1）匀速直线运动，；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）在偏转电场中运动，水平方向做匀速直线运动，即

电荷在电场加速过程

得

（2）竖直方向满足

联立解得

（3）当时，电荷要到达O点必须在竖直方向有先加速后减速再反向加速过程，并且加速大小相等，刚离开电场做匀速运动，整个过程向上位移和向下的位移大小相等，设向上加速时间为，加速度大小为a，则在竖直方向上有，电场中

刚离开电场做匀速运动的竖直方向位移

要到达O点

联立得

所以到达O点的电荷经过偏转电场时电场力做功

电荷从K到O过程由动能定理得

三、选考题（3-4）.本部分共6小题，共30分.第14-18题每小题4分，给出的四个选项中只有一项符合题目要求，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.第19题10分.

14. 某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　）

A. 降噪声波与环境噪声的频率不相等

B. 降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音

C. 降噪过程实际上是声波发生了干涉

D. P点经过一个周期传播的距离为一个波长

【答案】C

【解析】

【详解】AC．由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，又由机械波传播的速度由介质决定可知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，则两列波频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，选项A错误，C正确；

B．降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，选项B错误；

D．P点并不随波移动，选项D错误。

故选C。

15. 如图所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离，释放后振子在A、B间振动，且，振子由A到B的时间为，则下列说法中正确的是（    ）

A. 振子在A、B两点时，弹簧弹力大小相等

B. 振子在间振动，由B到A时间仍为

C. 振子完成一次全振动通过的路程为

D. 振子由A运动到B回复力先增大后减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．由对称性可知，振子在A、B两点时的加速度等大反向，则在A、B两点分别满足

所以振子在A、B两点时，弹簧弹力

故A错误；

B．由时间对称性可知，振子由A到B的时间与由B到A时间相等，均为0.1s，故B正确；

C．由题意知，振子的振幅为

所以振子完成一次全振动通过的路程为

故C错误；

D．因为靠近平衡位置时，振子的回复力减小，远离平衡位置时，振子的回复力增大，所以振子由A运动到B的过程回复力先减小后增大，故D错误。

故选B。

16. 为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示，则（　　）

A. 针对不同树木，落果效果最好振动频率可能不同

B. 随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大

C. 打击杆对不同粗细树干打击结束以后，树干的自由振动频率相同

D. 振动器对树木振动稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与树木的固有频率相同

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据共振的条件知，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时落果效果最好，而不同的树木的固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，故A正确；

B．当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，则随着振动器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故B错误；

C．打击结束后，树干做阻尼振动，阻尼振动的频率小于树干的固有频率，振动过程中频率不变，粗细不同的树干，固有频率不同，则打击结束后，粗细不同的树干频率可能不同，故C错误；

D．树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，故D错误。

故选A。

17. 一列横波在某一时刻的波形图如图所示，处的P质点此时运动方向沿y轴的负方向，并经过第一次到达波峰，由此判断（　　）

A. 波沿轴正方向传播，波速大小为

B. 波沿轴负方向传播，波速大小为

C. 波沿轴正方向传播，波速大小为

D. 波沿轴负方向传播，波速大小为

【答案】D

【解析】

【详解】由题意知，P质点此时运动方向沿y轴的负方向，由上下坡法可得，波沿轴负方向传播。又因为经过P质点第一次到达波峰，即右侧x=1.0m处的波峰经过0.2s传播到x=0.3m处，所以可得波速为

故选D。

18. 质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0 m/s．经0.3 s后，此质点立即停止运动，再经过0.1 s后的波形图是图中的(　　)

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据振动图像得知， 时刻质点沿y轴正方向振动，则介质中各质点起振方向均沿y轴正方向，所以波最前方的质点振动方向沿y轴正方向；由振动图像读出周期，波长 ，则再经过0.1s后，即0.4s后波总共传播的距离为0.4m，则波最前方振动质点为0.4m处的质点，且正好处于平衡位置向上运动，结合波的传播可知C正确；ABD错误；故选C

19. 如图，一列横波沿轴传播，实线为0时刻的波形曲线，虚线为时的波形曲线，求：

（1）该波的波长和振幅；

（2）假设该波向左传播且，则波速多大；

（3）假设波速为，通过计算说明波的传播方向；并求出在此波速下处的质点从时刻开始计时的振动方程（不写推导过程，用正弦表达）。

【答案】（1）4m，2cm；（2）；（3）该列波向右传播，

【解析】

【详解】（1）根据图像可得波长和振幅分别为

（2）若该列波向左传播，则

且周期大于0.5s，则

可得周期

由得波速

（3）假设该列波向左传播，则由得

令

则

可见n取不到整数，故舍去。假设该列波向右传播，则

由得

令

则

所以该列波向右传播。且在此波速下，波的周期为

由波形图可知，0时刻，处质点处于平衡位置且向y轴负方向振动，所以振动方程为

其中

联立得