四川省甘孜藏族自治州泸定县泸定中学2023-2024学年高二上学期期中物理试题（Word版附解析）

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注意事项：
1.全卷总分100分，考试时间90分钟。
2.在作答前，考生务必将自己的姓名、准考证号涂写在答题卡上。
3.选择题部分必须使用2B铅笔填涂；非选择题部分必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
4.请按照题号在答题卡上各题对应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸上、试题卷上答题均无效。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分）
1. 关于振动和波的关系，正确说法是（ ）
A. 物体做机械振动，一定会产生机械波
B. 如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
C. 介质中有机械波传播，其中质点不一定在做机械振动
D. 介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】AC．物体做机械振动，不一定会产生机械波；介质中有机械波传播，其中质点一定在做机械振动，故AC错误；
B．如果波源停止振动，在介质中传播的波动并不会立即停止，故B错误；
D．介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同，故D正确。
故选D。
2. 关于库仑定律，下面的说法中正确的是（ ）
A. 两个点电荷之间的库仑力遵从牛顿第三定律
B. 根据，当两电荷间的距离趋近于零时，它们之间的静电力将趋于无穷大
C. 若点电荷的电荷量大于点电荷的电荷量，则对的静电力大于对的静电力
D. 库仑定律只适用于很小的电荷，因为只有很小的电荷才是点电荷
【答案】A
【解析】
【详解】AC．两个点电荷之间的库仑力遵从牛顿第三定律，对的静电力与对的静电力是一对相互作用力，大小相等，故A正确，C错误；
B．当两电荷间的距离趋近于零时，库仑定律表达式不再成立，不能得到它们之间的静电力将趋于无穷大的结论，故B错误；
D．当带电体的形状大小在研究的问题中可以忽略不计，则带电体可以看成点电荷，不是只有很小的电荷才是点电荷，故D错误。
故选A。
3. 有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到点，它运动的速度图像如图所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是下图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据图像可知，负电荷从A到B做加速度逐渐增大的加速运动，则从A到B过程场强越来越大，电场线越来越密集，负电荷受到的电场力向右，则电场方向向左。
故选B。
4. 一静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（ ）
A. 处的电场强度为零B. 处的电场强度为零
C. 负电荷从移到，电势能增加D. 负电荷从移到，受到的电场力增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．图象的斜率表示电场强度，处图象斜率不为零，故处的电场强度不为零，故A错误；
B．处图象斜率为零，故处的电场强度为零，故B正确；
C．负电荷从移到，电场力做功为
负电荷从移到，电场力做正功，电势能降低，故C错误；
D．从移到，图象的斜率逐渐减小，电场强度逐渐减小，负电荷受到的电场力逐渐减小，故D错误。
故选B。
5. 均匀带电球壳在球壳外某处产生的电场可等效看做相同电荷量的点电荷位于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布负电荷，总的电荷量为，球面半径为，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，M、N、P为CD上的点，且，。当P点固定一电荷量为的点电荷时，N点电场强度为0。则M点的场强大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】假设半球面右侧有一相同的半球面组成一个完整的均匀带电球壳，球壳所带电荷量为，设半球面在点的场强大小为，半球面在点的场强大小为，则有
当P点固定一电荷量为的点电荷时，N点电场强度为0，则有
联立解得
，
根据对称性可知半球面在点的场强大小为
则P点固定一电荷量为的点电荷时，M点的场强大小为
故选D。
6. 如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连，开始时开关S闭合，发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将b板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是（ ）

A. 液滴将加速向下运动B. 液滴将保持不动
C. P点电势减少，液滴在P点时电势能减少D. P点电势升高，液滴在P点时电势能增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，开关S闭合时，对于液滴，根据平衡条件有
断开开关后，电容器所带电荷量不变，而将b板向下平移一小段距离时，根据
，，
联立可得
可知，带电量一定的情况下，板间距与电容器两极板间的电场强度无关，即电场强度不变，因此可知，液滴将保持不动，故A错误，B正确；
CD．设P点的电势为、b板的电势为，而b板接地，则有
另有
根据以上分析可知，电场强度不变，但Pb间距离变大，因此可知P点的电势升高，液滴处于平衡状态，液滴所受电场力竖直向上，而电场强度竖直向下，因此可知液滴带负电，而根据
结合以上分析可知，P点的电势升高，则液滴在P点的电势能减小，故CD错误。
故选B。
7. 一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距，图是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向轴正方向运动，这列波的波速可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题图可知周期为0.4 s。由题意可知质点A、B间最简单波形如图所示
A、B间距和波长的关系为
由公式
解得
v=m/s（n=0，1，2，…）
当n=0时，v=4.5 m/s，C正确，ABD错误。
故选C
8. 如图所示，为北斗导航系统的一颗地球同步静止轨道卫星的示意图，已知地球可看作质量分布均匀、半径为、质量为、自转周期为的球体，引力常量，则（ ）
A. 该同步卫星可以出现在我校的正上方B. 该同步卫星距地面的高度
C. 该同步卫星的加速度D. 地球两极点的重力加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．同步卫星指的就是卫星绕星球转动和星球自转同步，始终停留在同一位置的上空，而且以地球来说，为了保证同步，同步卫星的轨道必须是在赤道上，其他地方是不可能的，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
可得同步卫星的轨道半径
该同步卫星距地面的高度
故B错误；
C．赤道上随着地球自转的物体向心加速度为
同步卫星的轨道半径大于赤道上随着地球自转的物体的轨道半径，所以该同步卫星的加速度大于，故C错误；
D．在两级，根据
可得地球两极点的重力加速度
故D正确。
故选D。
二、多选题（每小题5分，共20分。全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选得0分）
9. 如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且共处于同一竖直平面内。若用图示方向的水平推力作用于B，则两球静止于图示位置，如果将B稍向左推过一些，两球重新平衡时的情况与原来相比（ ）
A. 推力将增大B. 地面对B的弹力减小
C. 墙面对A的弹力将减小D. 两小球之间的距离增大
【答案】CD
【解析】
【详解】CD．设小球A、B与竖直方向夹角为，对小球A受力分析由平衡条件得
，
将小球B向左推动少许，夹角减小，可知墙面对A的弹力减小；两小球间的库仑力减小，根据库仑定律可知，两小球之间的距离增大，故CD正确；
AB．以小球A、B整体为研究对象，由平衡条件得
，
由于墙面对A的弹力减小，则推力减小，水平地面对B球的弹力不变，故AB错误。
故选CD。
10. 如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带正电粒子通过电场区域时的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图可以判断的是（ ）
A. 可以判断该电场的方向B. 产生该电场的场源电荷为正电荷
C. 带电粒子从A运动到BD. 带电粒子在A、B两点的加速度何处大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据曲线运动的合力方向位于轨迹凹侧，可知带正电粒子受到的电场力方向沿电场线向左，则电场方向向左，产生该电场的场源电荷为负电荷，故A正确，B错误；
C．带电粒子不一定从A运动到B，也可能从B运动到A，故C错误；
D．根据电场线的疏密程度，可知A点的场强大于B点的场强，则带电粒子在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，带电粒子在A点的加速度大于在B点受到的加速度，故D正确。
故选AD。
11. 电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则（ ）

A. E、F两点电场强度相同
B. A、D两点电场强度不同
C. B、O、C三点中，O点电场强度最小
D. 从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，电场强度方向与等势线垂直，因此E、F两点电场强度方向相同，由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，则其电场强度大小也相等，故A正确；
B．根据对称性可知，A、D两点处电场线疏密程度相同，则A、D两点电场强度大小相等，由题图甲看出，A、D两点电场强度方向相同，故B错误；
C．由题图甲看出，B、O、C三点比较，O点处的电场线最稀疏，电场强度最小，故C正确；
D．由题图可知，电子从C点向O点运动过程中，电场强度逐渐减小，则静电力逐渐减小，由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐减小，故D错误。
故选AC。
12. 如图，A、B为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是（ ）
A. Q点始终处于波峰位置
B. R、S两点始终处于静止状态
C. P点在图中所示的时刻处于波谷，再过四分之一个周期处于平衡位置
D. 如果A、B两波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉现象
【答案】BC
【解析】
【详解】A．此时Q点波峰与波峰相遇，为振动加强点，但仍上下振动，不是始终处于波峰位置，故A错误；
B．R、S两点是波峰与波谷相遇，为振动减弱点，且A、B两波源的振幅相同，则R、S两点位移为零，始终处于静止状态，故B正确；
C．P是波谷与波谷相遇，所以P点在图中所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置，故C正确；
D．两列波相遇发生干涉的必要条件是：两列波的频率相同，如果A、B两波源频率不同，不能产生类似的稳定的干涉现象，故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题
三、填空题（每空2分，共16分）
13. 如图所示，在观察静电感应现象实验中，取一对用绝缘柱支持的导体A和B使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在它们下面的金属箔是闭合的。

（1）手握绝缘棒，把带正电的带电体C移近导体A，金属箔都张开，A导体带________（填“正电”或“负电”）
（2）先移走C，再把A，B分开，此时A________（填“带正电”或“带负电”或“不带电”）
（3）如果在此次实验中A带上了的电荷，则B失去的电子数为________个。
【答案】 ①. 负电 ②. 不带电 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]把带正电荷的带电体C移近导体A时，根据静电感应的“近异远同”规律可知，A端带负电；
（2）[2]先移走C，A、B中正负电荷中和，再把A、B分开，则A不带电；
（3）[3] B失去的电子数为
14. 把一个电量为的负电荷从电场中的A点移到无限远处，电场力对电荷做的负功；若把该电荷从A点移到电场中的另一点B电场为做的正功。设无穷远处的电势能为零，那么，该电荷在A点的电势为______V，A、B间的电势差______V，B点的电势能为______J
【答案】 ①. 20 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]负电荷从电场中的A点移动到无限远处，由电场力做功与电势差的关系得
设无穷远处的电势能为零，因为
可得，该电荷在A点的电势为
[2]从A点移到电场中的另一点B，由电场力做功与电势差的关系得，A、B间的电势差为
[3]由电势差与电势的关系
可得，该电荷在B点的电势为
由电势能与电势的关系，可得B点的电势能为
15. 如图所示，某同学握住软绳一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至__________（选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. P ②. 不变
【解析】
【详解】[1]经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点。
[2]波速是由介质决定，与频率无关，波的频率增大，而波速度仍保持不变。
四、解答题（共40分）
16. 如图所示，一质量为m=1.0×10-2kg带电荷量大小为q=1.0×10-6C的小球，用绝缘轻细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场范围足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为θ=37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取10m/s2。（sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（1）小球带何种电荷？
（2）求电场强度E的大小；
（3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度v。
【答案】（1）正电荷；（2）7.5×104N/C；（3）12.5m/s；方向与竖直方向夹角为37°斜向右下
【解析】
【详解】（1）由图可知，小球所受电场力方向与电场强度方向一致，所以带正电荷。
（2）由平衡条件得小球所受电场力
F=mgtanθ
所以电场强度的大小
E==7.5×104N/C
（3）剪断细线后，小球所受合力
F合==1.25mg
根据牛顿第二定律，得小球的加速度
a==1.25g=12.5m/s2
所以1s时小球的速度大小
v=at=12.5m/s
速度方向沿原细线方向斜向下，即方向与竖直方向夹角为37°斜向右下。
17. 抖动绳子一端可以在绳子上形成一列简谐横波。图甲为一列沿轴传播的简谐横波某时刻的波动图像，此时振动恰好传播到的质点A处，质点A此后的振动图像如图乙所示。质点在轴上位于处，求：
（1）这列波的传播速度大小；
（2）质点A的振动方程表达式；
（3）再经过4s后，质点运动的路程和位移。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）由甲图得波长
由乙图得周期
波速可得
（2）由
得
（3）由题意得
波传到点需要时间
4s内质点振动的时间为

由
所以质点通过的路程
质点位移为
18. 如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，沿右侧两平行正对的极板中心轴线射入偏转电场，并从另一侧射出，打到荧光屏上的点，为荧光屏的中心点。已知电子质量为、电荷量为、加速电场所加的电压为、偏转电场所加的电压为、水平极板的长度为、上下两板间距离为、水平极板的右端到荧光屏的距离为。不计电子所受重力。求：
（1）电子经加速电场加速后的速度大小；
（2）电子离开偏转电场时速度的偏转角的正切值；
（3）电子打在荧光屏上的点到点的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电子在加速电场中，根据动能定理得
解得
（2）电子在偏转电场中，做类平抛运动，在水平方向上有
在竖直方向上有
，
联立解得
电子射出时竖直方向速度为
电子离开偏转电场时速度偏转角的正切值为
联立解得
（3）得电子打在荧光屏上的点到点的距离为
19. 如图所示，在电场强度大小、竖直向上的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道与一水平绝缘轨道在点相切，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径为半圆形轨道最低点，为圆弧的中点。一电荷量、质量带负电的滑块（视为质点）与水平轨道间的动摩擦因数，位于点右侧的处，取重力加速度大小，不计空气阻力。
（1）若滑块刚好能到处，求其初速度大小；
（2）若滑块恰能运动到半圆轨道的最高点，求其在水平轨道上的落点到点的距离；
（3）求满足（2）条件的滑块通过点时对轨道的压力大小。
【答案】（1）；（2）；（2）
【解析】
【详解】（1）由动能定理
解得
（2）设滑块到达点时的速度大小为，由牛顿第二定律
解得
滑块过点后做类平抛运动，竖直方向
其中
水平方向
联立解得
（3）设滑块到达点时的速度大小为，由动能定理
在点，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律可得滑块通过点时对轨道的压力大小