广东省实验中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题-A4

这是一份广东省实验中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题-A4，共17页。
本试卷分选择题和非选择题两部分，共7页，满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷收回。
第一部分选择题（共46分）
一、单项选择题（每题4分，共28分）
1．下面说法中正确的是（ ）
A．根据知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B．根据可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关
C．根据电可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
D．根据可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差
2．下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是（ ）
A．图甲为、两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，光的传播速度比光的大
B．图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C．图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在上面玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D．图丁中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
3．图示是“研究电容器两极板正对面积对电容大小影响”的实验装置，实验中保持电容器电荷量不变，当左极板稍向上移动时（ ）
A．极板间电势差减小B．极板间电场强度减小
C．电容器的电容减小D．静电计张角减小
4．如图所示，用两条细线悬挂一个除去了柱塞的注射器，当其静止时，针头恰好对准下面木板的中心线（图中虚线）。将注射器内装上墨汁，当注射器左右摆动时，垂直于摆动的方向以速度v匀速拖动木板，在木板上留下墨汁图样，A、B两点间距为L。则该注射器在摆动时（）
A．通过A点正上方时向右摆动B．通过B点正上方时加速度为零
C．通过A点和B点时摆动方向相同D．摆动的周期为
5．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（ ）
A．甲图中A、B两点的竖直高度差为5cm
B．从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为20cm
C．乙图所表示的是波的衍射现象
D．在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率低
6．如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为，所带电量分别为和，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为，平衡时细线都被拉紧。平衡时的可能位置是图中的（ ）
A．B．
C．D．
7．学习了反冲原理之后，同学们利用饮料瓶制作的“水火箭”。如图所示，瓶中装有一定量的水，其发射原理是通过打气使瓶内空气压强增大，当橡皮塞与瓶口脱离时，瓶内水向后喷出。静置于地面上的质量为M（含水）的“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v0的速度竖直向下喷出。重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A．水火箭的原理与体操运动员在着地时要屈腿的原理是一样的
B．发射后，水火箭的速度大小为
C．水火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
D．水火箭上升到最大高度的过程中，重力的冲量为
二、多项选择题
8．如图所示，水平面上放置着半径为R、质量为的半圆形槽，为槽的水平直径。质量为m的小球自左端槽口A点的正上方距离为R处由静止下落，从A点切入槽内。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．槽向左运动的最大位移为
B．小球在槽中运动的最大速度为
C．小球能从B点离开槽，且上升的最大高度小于R
D．小球自释放后第二次与凹槽共速时，小球和凹槽都恰好回到初始位置
9．美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，较为准确地测定了电子的电荷量。如图所示，平行板电容器两极板M、N与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d。现有一个质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则（ ）
A．油滴下降过程中电势能逐渐增加
B．油滴带电荷量为
C．将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动
D．减小极板间电压，油滴将加速下落
10．如图甲所示，光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，A以水平向左的初速度开始运动，B的初速度为0，A、B运动的图像如图乙所示。已知A的质量为m，时间内B的位移为，时二者发生碰撞并粘在一起，则（ ）
A．B的质量为2mB．橡皮绳的最大弹性势能为
C．橡皮绳的原长为D．时间内橡皮绳对B的平均作用力大小为
第二部分非选择题（54分）
11．（8分）小沈同学进行“用双缝干涉测波长”的实验，
（1）其中部分器材如下：
A．白炽灯B．凸透镜C．单缝片D．滤光片E．测量头F．双缝片
将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是（填字母）：
A、B、 、 、F、E
（2）某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是
A．增加光源的功率 B．将毛玻璃换成透明玻璃
C． 换一个面积更大的凸透镜 D．调节测量头的位置
（3）下列图示中条纹间距表示正确的是 。
A． B． C。 D．
（4）如图所示是小沈同学改为参考课本上”用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中的

A．单缝与双缝的缝距一定较大B．光强度较小
C． 光源离双缝的距离较大D．双缝离光传感器的距离可能较小
12．（8分）在“用单摆测量重力加速度”的实验中：
（1）在摆球自然下垂的状态下，用毫米刻度尺测得绳长为l （从悬点到小球最上端）；用游标卡尺测量摆球的直径d，示数如图甲所示，则d= cm；
（2）将小球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使其在竖直面内振动。待振动稳定后，从小球经过平衡位置时开始计时，测量N次全振动的时间为t，由本次实验数据可求得g= （用l、d、N、t表示）；
（3）若某次实验测得g数值比当地公认值偏大，原因可能是______；
A．开始计时时，过早按下秒表
B．实验时误将49次全振动记为50次
C．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，摆线长度增加
D．小球质量过大
（4）某同学在伽利略用斜面“冲淡”重力思想的启发下，创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境：如图乙所示，在水平地面上固定一倾角 θ 可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。测得摆长为L，小角度拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，测得球摆动周期为T。多次改变斜面的倾角 θ，重复实验，记录θ 和T，绘制了图像，该图像斜率表达式为 （用π、L、g表示）
13．（8分）我国宇航员王亚平在进行太空授课时进行了一个小实验，在太空失重环境下，一水滴成为一形状规则的球体，当一束光照射到“水球”上时，会形成美丽的彩虹。如图为某均匀透明球形液滴截面图，半径为R＝0.5m，O为球心。一束光从空中（看作真空）平行直径AOB射到圆上的C点，入射角i＝60°，该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AOB射向空中。C、D关于AOB对称。
（1）画出光路图并求液滴对该光的折射率n；
（2）该光从C点射入经反射从D点射出在液滴内传播的时间。
14．（12分）如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形图，虚线是在t2=0.2s时刻的波形图。
（1）求此列波传播速度的可能值；
（2）若波速为55m/s，求x=5m处的质点M在t1时刻的振动方向；
（3）在t1到t2时间内，x=5m处的质点M通过的路程为1.8m，求波的传播速度。
15．（18分）如图所示，一光滑曲面与足够长的水平直轨道平滑连接，直轨道MN段粗糙，其余部分光滑，MN段存在方向水平向右的匀强电场，N点右侧的P点处静止放置一绝缘物块b，一带正电的物块a从曲面上距水平面高为h处由静止释放，滑出电场后与物块b发生弹性碰撞。已知h=1.0m，直轨道长L=1.0m，物块a与MN之间的动摩擦因数μ=0.4，物块a的质量m=1kg，物块b的质量M=2kg，场强E=2×106N/C，物块a的电荷量q=6×10-6C，重力加速度g取10m/s2。物块a、b均可视为质点，运动过程中物块a的电荷量始终保持不变。
(1)求物块a与物块b第一次碰撞前瞬间物块a的速度大小；
(2)求物块a与物块b第一次碰撞后，物块b的速度大小；
(3)若每次物块a与P点处的物块碰撞之后，都立即在P点放入与物块b完全相同的静止物块。求物块a静止释放后，经过足够多次的碰撞，物块a在电场中运动的总路程。
参考答案：
1．B
【解析】A．根据
但是这是电场强度的定义公式，场强只与场源电荷及在电场中的位置有关，与试探电荷的电荷量无关，A不符合题意；
B．根据
这是点电荷的场强公式，是决定式，则电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量有关，B符合题意；
C．根据
这是电容器的电容的定义公式，平行板电容器电容大小的决定式为
可见，电容的大小只与本身性质有关，与所带电荷量和两极板间的电压无关，C不符合题意；
D．根据
可知带电荷量为1C的正电荷，从电场中的A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为－1V， D不符合题意。
故选B。
2．A
【解析】A．根据光的干涉条纹间距公式
a光的干涉条纹比光的宽，所以，，在同种均匀介质中，光的传播速度比光的大，A符合题意；
B．光导纤维的原理是利用光的全反射，根据全反射的条件是从光密介质射向光疏介质，所以内芯的折射率比外套的折射率大，B不符合题意；
C．两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，C不符合题意；
D．图丁用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏没有光斑，没有亮线，D不符合题意。
故选A。
3．C
【解析】C．根据平行板电容器决定式可知，左极板稍向上移动时，两板正对面积减小，电容器的电容减小，故C符合题意；
A．根据电容器的定义式可知，Q不变时，U增大，故A不符合题意；
B．根据，两板间电场强度增大，故B不符合题意；
D．静电计与电容器并联，外壳和指针间电压与电容器两极板电压相等，张角增大，故D不符合题意。
故选C。
4．D
【解析】A．由图可知，通过A点正上方后的墨汁留在了A点的左侧，所以，通过A点正上方时向做摆动，故A不符合题意；
B．通过B点正上方时，加速度为向心加速度，即此时注射器的加速度不为零，故B不符合题意；
C．由图可知，注射器通过A点的摆动方向向左，通过B点时摆动方向向右，故C不符合题意；
D．该单摆由A到B，恰好摆动了1.5个周期，故满足
解得
故D符合题意。
故选D。
5．B
【解析】A．甲图中A点是峰峰相遇点，则位移为10cm，C点是谷谷相遇点，则位移为-10cm，B点在平衡位置，则AB两点的竖直高度差为10cm，选项A不符合题意；
B．波的周期
B点振动加强，振幅为10cm，甲图所示时刻B在平衡位置，经0.25s，即半个周期，B点通过的路程为20cm，选项B符合题意；
CD．乙图所表示的是波的多普勒现象，因为波源向E点观察者靠近，则接受到的频率较高；波源远离F点观察者靠近，则接受到的频率较低，即在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率高，选项CD不符合题意。
故选B。
6．A
【解析】取甲乙整体为研究对象，整体受到重力、电场力和上面绳子的拉力，因为两个电场力的矢量和为
所以上边的绳子对小球的拉力与总重力平衡，即上边绳子的拉力与整体的重力等大反向，所以上边的绳子应保持在绳子竖直位置；再对负电荷进行研究可知，负电荷受到的电场力水平向右，所以下面的绳子向右倾斜。
故选A。
7．B
【解析】A．体操运动员在着地时屈腿可以延长着地时间，从而可以减小地面对运动员的作用力，故A不符合题意；
B．由题意可得，由动量守恒定律可得
解得火箭获得的速度为
故B符合题意；
C．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，故C不符合题意；
D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，火箭在空中飞行的时间为
重力的冲量为
故D不符合题意。
故选B。
8．ABD
【解析】A．球在槽中运动过程中，系统水平方向动量守恒，则有
mx1=3mx2
x1+x2=2R
联立解得
x2=0.5R
故A符合题意；
B．当球到达槽的最低点时速度最大，则由动量守恒和能量关系
mv1=3mv2
解得
选项B符合题意；
C．系统机械能守恒，小球从B点离开时，由水平方向动量守恒可知，凹槽速度为0，故小球上升最大高度为R，故C不符合题意；
D．小球从B点飞出瞬间，小球和半圆槽的水平速度都为0，小球做竖直上抛运动，小球在最高点时速度为0，是释放后小球和凹槽第一次共速，然后小球回落，第二次小球和凹槽共速，就是小球和凹槽都恰好回到初始位置，速度均为0，故D符合题意。
故选ABD。
9．AD
【解析】A．由图可知N板电势低，M板电势高，油滴下降过程中电势降低，由于油滴带负电，故电势能逐渐增加，故A符合题意；
B．油滴在极板间匀速下落
解得
故B不符合题意；
C．将极板 N 向下缓慢移动一小段距离，板间距增大，场强减小，电场力减小，电场力小于重力，合力向下，故油滴将加速下降，故C不符合题意；
D．减小极板间电压，场强减小，电场力小于重力，合力向下，故油滴将加速下落，故D符合题意。
故选AD。
10．AD
【解析】A．由于A、B组成的系统受合外力为零，动量守恒，则结合题图乙可知，时间内有
解得B的质量为
故A符合题意；
B．时刻二者速度相同，橡皮绳刚好处于最大形变量，由能量守恒定律有
解得橡皮绳的最大弹性势能为
故B不符合题意；
C．由题图乙分析可知时刻，橡皮绳刚好由拉伸状态变为原长，时间内物块A向右做匀速运动，物块B向左做匀速运动，直至相碰，由系统动量守恒和能量守恒有
解得二者的速度大小为
则设橡皮绳原长为，由运动关系可知橡皮绳的原长为
故C不符合题意；
D．时间内，对B应用动量定理可得
可得橡皮绳对B的平均作用力大小为
故D符合题意。
故选AD。
11． D C AC C D
【解析】(1)根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依次为：白色光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头．将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是：A、B、D、C、F、E；
(2)为了便于测量，要使条纹亮度增加，即使得单位时间内的光子数目增多；
A．当增加光源的功率，导致单位时间内的光子数目增多，故A符合题意；
B．将毛玻璃换成透明玻璃，不会看到亮条纹，故B不符合题意；
C．将放大镜A换一个面积更大的放大镜，则光的强度的增强，导致亮度增加，故C符合题意；
D．调节测量头的位置，亮度不变，故D不符合题意。
故选AC。
(3)干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹（或暗条纹）的中心之间的距离，故图C是符合题意的，图ABD不符合题意．
故选C。
(4)由图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据可知：
A. 单缝与双缝的缝距对条纹间距无影响，选项A不符合题意；
B. 光强度对条纹间距无影响，选项B不符合题意；
C. 光源离双缝的距离对条纹间距无影响，选项C不符合题意；
D. 双缝离光传感器的距离l较小，则条纹间距较小，选项D符合题意；
故选D。
12．(1)1.63(2)(3)B(4)
【解析】（1）根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）N次全振动的时间为t，周期为
摆长为
根据周期公式有
解得
（3）A．开始计时时，过早按下秒表，则周期测量值偏小大，结合上述可知，重力加速度测量值偏小，故A不符合题意；
B．实验时误将49次全振动记为50次，导致周期测量值偏小，结合上述可知，重力加速度测量值偏大，故B符合题意；
C．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，摆线长度增加，即摆长测量值偏小，结合上述可知，导致重力加速度测量值偏小，故C不符合题意；
D．根据周期公式可知，重力加速度的测量值与小球质量无关，故D不符合题意。
故选B。
（4）令等效重力加速度为a，则有
根据周期公式有
解得
则图像斜率表达式
13．（1）；（2）
【解析】（1）根据对称及光路可逆性，作出光路如图所示
由图可知
根据折射定律
解得
（2）由几何关系得
光在液滴中的传播速度
光在液滴中的传播时间
14．（1）沿x轴正向：；沿x轴负向；（2）质点M沿y轴负方向振动；（3）45m/s
【解析】（1）（2）从波的图像可以看出，波长为
λ=4m
若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为
波传播的速度为
无论n取值多少不能求出波速55m/s
若波沿x轴负方向传播，波传播的距离为
波传播的速度为
当，解得
则波沿x轴负方向传播，根据波与质点的振动方向的关系，则质点M沿y轴负方向振动。
（3）从波的图像可以看出振幅为
M通过的路程为1.8m，则经历的时间是两个周期再加四分之一周期，波传播的距离为
波速大小为
15．(1)6m/s(2)4m/s(3)m
【解析】（1）物块a从静止释放到与物块b碰撞前瞬间，根据动能定理有
解得
（2）物块a与物块b发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
，
（3）物块a与物块b碰撞后，物块a第1次经过N点运动到最左端过程中，根据能量守恒定律有
解得
物块a从最左端运动到第2次经过N点的过程，根据动能定理有
解得
物块a与物块b发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
，
即物块a与物块b（与物块b完全相同的物块）每次发生弹性碰撞后瞬间，物块a的速率均为碰撞前瞬间速率的，物块b（与物块b完全相同的物块）的速率均为碰撞前瞬间物块a速率的，，结合（2）可知，每次物块a与另一物块碰撞后，物块a第1次经过N点和第2次经过N点的速率之比均为，设物块b（与物块b完全相同的物块）每次与物块碰撞后瞬间的速率依次为、、…，则有
…
归纳可得
经过足够多的碰撞，物块b（与物块b完全相同的物块）获得的总动能为
当时解得
在物块a的整个运动过程中根据能量守恒定律有
解得