2025-2026学年吉林省长春汽车经济技术开发区第三中学高一（下）期末物理试卷(含详细答案解析)

这是一份2025-2026学年吉林省长春汽车经济技术开发区第三中学高一（下）期末物理试卷(含详细答案解析)，共4页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.“电”的概念古来有之，但对电的研究到了16世纪才随着现代科学的发展而开始。关于元电荷、点电荷、试探电荷、比荷，下列说法正确的是( )
A. 元电荷可以是质子也可以是电子
B. 体积小的带电小球在任何情况下都可以看成点电荷
C. 试探电荷的电荷量很小，不影响原电场分布
D. 质子和电子所带电荷量相等，比荷也相等
2.下列有关静电的防止与利用说法正确的是( )
A. 甲图中，女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有异种电荷
B. 乙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象
C. 丙图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力
D. 丁图中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的
3.分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；③围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；④声呐系统，用于探测海中的物体，这些物理现象分别属于波的( )
A. 衍射、折射、干涉、干涉B. 衍射、干涉、多普勒效应、折射
C. 折射、干涉、多普勒效应、反射D. 衍射、多普勒效应、干涉、反射
4.长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图，当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小和方向( )
A. kqR2，向左B. kqR2，向右C. kq(R+l2)2，向左D. kq(R+l2)2，向右
5.一列简谐横波沿x轴传播，如图甲所示是x=0处质点的振动图像，如图乙所示是该波t=0.05s时的波形图。下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为0.2m
B. 该波的波速大小为1m/s
C. 该波沿x轴正方向传播
D. 在0∼0.2s内，x=0处质点沿x轴正方向运动2cm
6.如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷q′后，恰好D的电场强度等于0。则放在B点的电荷电性和电荷量为( )
A. 负电荷 电荷量为 2q
B. 负电荷 电荷量为2 2q
C. 正电荷 电荷量为2 2q
D. 正电荷 电荷量为 2q
7.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的大小。如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则( )
A. 图中左侧点电荷带负电，右侧点电荷带正电
B. B、C两点场强大小和方向都相同
C. A、D两点场强大小相等，方向相反
D. E、O、F三点比较，O点场强最小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.关于下列四幅图的描述正确的是( )
A. 图1是一束单色光进入平行玻璃砖，随入射角i的不断增大，在bb′面会发生全反射
B. 图2中的泊松亮斑，为光照射小圆盘得到的衍射图样
C. 图3中，若仅增大光屏与双缝间的距离，条纹间距将变小
D. 图4中，当光照射双手时在墙上出现影子，是光沿直线传播的结果，而影子轮廓模糊是由于光的衍射造成的
9.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中关于a、b两点电场强度大小、方向的描述正确的是( )
A. 甲图中与点电荷等距的a、b两点电场强度大小相等、方向相反
B. 乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点电场强度大小相等、方向相同
C. 丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点电场强度大小相等、方向相反
D. 丁图中非匀强电场中的a、b两点电场强度大小相等、方向相反
10.一摆球在竖直平面内做单摆运动，从最低点开始计时，该单摆的振动图像如图所示，重力加速度g取10m/s2，取π2=10，下列说法正确的是( )
A. 该单摆的摆长为4m
B. t=2s时，摆球的加速度为0
C. t=3s时，摆球的速度最大
D. t=2s到t=4s时间内，回复力先增大后减小
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹数，该同学可______。
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=______。
(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长为______nm(结果保留3位有效数字)
12.如图(a)，某同学利用激光测距仪分别在①、②位置测量玻璃砖厚度时，发现两次示数差异较大。他猜想这可能与玻璃砖的折射率有关，于是设计了如下验证实验。
如图(b)，在白纸上描出玻璃砖的两个边a和a′，使激光沿纸面以某一角度入射到玻璃砖侧面，在光束1上靠近光源处标记点M，在光束1与a的交点处标记点O，在光束2与a′的交点处标记点N。
移走测距仪和玻璃砖。如图(c)，过O点作a的垂线b，连接MO和ON，以O为圆心、ON为半径作圆弧，与MO交于P点。分别测量N、P到b的距离，记为xN和xP。
改变入射角多次测量，记录多组数据，计算玻璃砖折射率n及其平均值。结果表明，测距仪在①、②位置测量时的示数比值与此平均值近似相等。
回答下列问题：
(1)上述实验过程中，下列说法正确的是 (单选)。
A.点M只能标记在光束1上靠近光源处
B.点N只能标记在光束2与a′的交点处
C.只能以ON为半径作圆弧
(2)处理数据时，n= (用xN、xP表示)。
(3)该同学推测，测距仪是通过测量激光的传播时间Δt来计算距离的，则该测距仪示数是通过 (选填“cΔt2”或“vΔt2”，c和v分别是激光在真空和介质中的速度)计算的。
(4)该同学将深度为16.0cm的不锈钢杯装满水(折射率为1.33)后，测量此杯深度，若测距仪的示数接近 cm(保留至小数点后1位)，则符合他的推测。
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.夜晚，景观水池中央底部的光源发出的光在水面形成一个发光圆，若水中点光源离水面距离为1m，在水面上观察到发光圆的半径为3 77m，已知真空中光速c=3×108m/s，求：
(1)水的折射率n；
(2)光在水中传播的速度v。
14.正弦波因其数学简洁性、物理可实现性及能量集中特性，成为自然界和工程技术中最基础的“通用语言”。图中的a是一列正弦波在某时刻的波形曲线，b是0.2s后它的波形曲线。
(1)若该波的周期T大于0.2s，且向右传播，求波的传播速度和周期；
(2)若该波向左传播，求波的传播速度和周期。
15.悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个质量为m、带电荷量为−q的小球，若在空间加一匀强电场，则小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。
(1)若电场沿着水平方向，则电场强度应是多大？
(2)求所加匀强电场场强的最小值及其方向；
(3)若在某时刻突然撤去电场，当小球运动到最低点时，求小球对细线的拉力。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.元电荷是最小的电荷量单位，是物理量而非质子、电子这类实物粒子，故A错误；
B.点电荷是理想化模型，只有当带电体的形状、大小对所研究问题的影响可忽略时，才能视为点电荷，体积小的带电小球若研究近距离相互作用，也不能看成点电荷，故B错误；
C.试探电荷的电荷量需足够小，放入后不会改变原场源电荷的分布，因此不会影响原电场分布，符合试探电荷的定义要求，故C正确；
D.比荷为电荷量与质量的比值qm，质子和电子带电量大小相等，但质子质量远大于电子的质量，因此二者比荷不相等，故D错误。
故选：C。
根据元电荷是最小的电荷量单位，点电荷是理想化模型，结合试探电荷的电荷量需足够小，放入后不会改变原场源电荷的分布，以及比荷的定义分析求解。
本题考查了静电场的基本知识，理解基本物理量背后的含义和特点是解决此类问题的关键。
2.【答案】B
【解析】解：A、甲图中，根据接触带电的特点可知，女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有同种电荷，故A错误；
B、乙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象，故B正确；
C、丙图中，优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，以防止外部信号对电缆内部电信号的干扰，没有增强其导电能力，故C错误；
D、丁图中，屏蔽服作用使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害。用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的，故D错误。
故选：B。
根据接触带电的特点分析；燃气灶的点火用到了尖端放电现象；根据静电屏蔽原理分析；根据静电屏蔽的作用分析。
本题考查了接触带电的特点、尖端放电现象和静电屏蔽的原理及应用等。
3.【答案】D
【解析】解：“空山不见人，但闻人语响”，声音绕过山体传播，属于衍射；②彩超检测血流速度，利用运动物体反射波频率改变，属于多普勒效应；③围绕双声源走动声音忽强忽弱，两列声波叠加产生稳定强弱分布，属于干涉；④声呐向水下发射声波，接收反射回波探测物体，属于波的反射。对应现象依次为衍射、多普勒效应、干涉、反射，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据声波绕过山体障碍物传播属于衍射现象分析；根据利用反射波频率变化测速是多普勒效应分析；根据双声源叠加出现声音强弱交替是波的干涉分析；根据声呐依靠声波反射探测水下物体是波的反射分析。
本题综合考查波的衍射、多普勒效应、干涉、反射四种现象的实际应用，解题关键是分清各类波动现象对应的典型实例，准确匹配生活场景与物理原理。
4.【答案】C
【解析】解：因为处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为0，因此当图中导体棒达到静电平衡后，O点的合场强为零，由此可知：
棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度与点电荷q在该处产生的电场强度等大、反向，
因为点电荷q在O点的电场强度大小可根据基础公式计算、方向向右，所以棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小为：
E感=Eq=kq(R+l2)2，方向向左，故C正确，ABD错误。
故选：C。
结合题意，由处于静电平衡状态导体的特点、点电荷电场强度的特点，即可分析判断。
本题考查用特殊的方法求解电场强度，解题时需注意，多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
5.【答案】C
【解析】解：A、由图乙可知该波的波长为λ=2cm，故A错误；
B、由图甲可知周期为T=0.2s，则该波的波速大小为v=λT=20.2cm/s=10cm/s，故B错误；
C、由图甲可知t=0.05s时，x=0处质点向下振动。在图乙上，根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故C正确；
D、简谐横波沿x轴传播，质点只在平衡位置附近振动，不沿x轴方向运动，故D错误。
故选：C。
由图乙直接读出波长；由图甲读出周期，根据波速计算公式v=λT求解波速；由图甲读出t=0.05s时刻x=0处质点的振动方向，利用同侧法判断波的传播方向；质点只在平衡位置附近振动，不向前移动。
本题既要理解振动图像和波动图像各自的物理意义，由振动图像能判断出质点的速度方向，同时要把握两种图像的内在联系，能由质点的振动方向能判断出波的传播方向。
6.【答案】B
【解析】解：设正方形边长l，A、C点的电荷在D点的场强均为
E=kql2
则A、C点的电荷在D点的合场强为
E′=Ecs45∘= 2kql2
因为D点的电场强度恰好等于零，则B点的点电荷在D点的场强与A、C点的电荷在D点的合场强等大反向，因此B点的点电荷带负电，且B点的点电荷在D的电场强度大小是
E′=kQ( 2l)2
解得
Q=2 2q
故ACD错误，B正确。
故选：B。
根据电场的叠加，B点的点电荷在D点的场强与A、C点的电荷在D点的合场强等大反向，结合几何关系求解。
本题关键要抓住对称性，结合几何关系，由电场的叠加分析场强大小，注意D点的电场强度恰好等于0是解题的突破口。
7.【答案】B
【解析】解：A、根据电场线从正电荷出发，终止于负电荷，可知图中左侧点电荷带正电，右侧点电荷带负电，故A错误；
B、电场线疏密表示电场强度大小，B、C两点电场线疏密相同，场强方向均水平向右，则场强大小和方向都相同，故B正确；
C、由对称性可知，A、D两点场强大小相等，方向相同，故C错误；
D、E、O、F三点比较，O点电场线最密集，则场强最大，故D错误。
故选：B。
依据电场线指向判断电荷正负，结合等量异种电荷电场对称规律、电场线疏密与场强大小的关系逐一分析选项：电场线由正电荷出发指向负电荷；连线上对称点场强大小、方向均一致；中垂线上离中点越远电场线越稀疏，场强越小。
本题围绕等量异种电荷电场线分布设置基础选择题，综合考查电荷电性判断、场强对称规律、电场线疏密含义，考点覆盖静电场核心基础知识点，题型经典，能有效检验学生对等量异种电荷电场特征的识记与理解。
8.【答案】BD
【解析】解：A.图1是一束单色光进入平行玻璃砖，因光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角，可知随入射角i的不断增大，光线不会在bb′面发生全反射，故A错误；
B.泊松亮斑属于光的衍射现象，是单色平行光照射不透明小圆盘后，在圆盘阴影中心出现亮斑，图2图样与之对应，故B正确；
C.图3中，根据条纹间距表达式Δx=ldλ，若仅增大光屏与双缝间的距离，条纹间距将变大，故C错误；
D.图4中，当光照射双手时在墙上出现影子，是光沿直线传播的结果，而影子轮廓模糊是由于光离开直线传播的路径发生了衍射造成的，故D正确。
故选：BD。
掌握全反射的两个必备条件，结合平行玻璃砖界面平行的几何特点分析下表面能否全反射；泊松亮斑是光照射小圆盘产生的衍射图样；借助双缝干涉条纹间距公式判断距离变化带来的条纹改变；影子由光的直线传播形成，影子边缘模糊源于光的衍射现象。
本题考查光的全反射、光的衍射、双缝干涉、光的直线传播，解题关键是知道全反射的发生条件、双缝干涉条纹间距公式、泊松亮斑的产生原理。
9.【答案】BC
【解析】解：A.甲图中与点电荷等距的a、b两点，电场强度大小相等，方向不相反，故A错误；
B.对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，故B正确；
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点，电场强度大小相同，方向相反，故C正确；
D.对丁图，根据电场线的疏密可判断，b点的电场强度大于a点的电场强度，方向不同，故D错误。
故选：BC。
电场强度为矢量，电场线的疏密表示电场强度的大小，箭头表示电场强度的方向。
本题考查了常见电场的特点以及电场线的特点：疏密表示场强的大小，切线表示场强的方向。
10.【答案】AD
【解析】解：A.根据T=2π lg，T=4s，得l=4m，故A正确；
B.由图像可知，t=2s时，摆球在最低点，摆球做圆周运动，加速度不为0，故B错误；
C.根据单摆的振动图像可知t=3s时，摆球在最大位移处，速度最小，故C错误；
D.根据单摆的振动图像可知t=2s到t=3s的过程中，摆球远离最低点，受到的回复力变大，t=3s到t=4s过程中，摆球靠近最低点，受到的回复力减小，故D正确。
故选：AD。
根据单摆周期公式分析；摆球在最低点，存在向心加速度；结合图像分析速度以及回复力。
能够读懂振动图像是解题的基础，还要掌握单摆周期公式的应用。
11.【答案】B dΔx(n−2)l 630
【解析】解：(1)增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离Δx=λld，为减小相邻亮条纹(暗条纹)间的宽度，则可以减小双缝到屏的距离，增大双缝间的距离，或换用波长短的光，故ACD错误，B正确；
故选：B。
(2)两个相邻亮条纹之间的距离Δx′=Δxn−2
根据双缝公式条纹间距公式Δx′=ld⋅λ
代入数据联立解得λ=dΔx(n−2)l
(3)所测单色光的波长λ=dΔx(n−2)l=0.3×10−3m×7.56×10−3m(5−2)×1.2m=6.3×10−7m=630nm
故答案为：(1)B；(2)dΔx(n−2)l；(3)630。
(1)根据公式Δx=λld分析出可增加从目镜中观察到的条纹个数；
(2)根据波长的计算公式完成分析；
(3)根据波长的计算公式代入数据完成分析。
本题主要考查了双缝干涉测量光的波长的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合波长的计算公式完成分析。
12.【答案】B
xPxN
cΔt2
21.3

【解析】解：(1)A、M点只需在入射光线MO直线上任意一点，不强制只能靠近光源，但距离a较远时误差较小，故A错误。
B、N点是出射光线与a′交点，题目操作要求在此标记，所以点N只能标记在光束2与a′的交点处，故B正确；
C、半径可以任意选取，不一定非要ON，故C错误；
故选：B。
(2)如图所示：
根据折射定律可得：n=sinθsinα
根据几何关系可得：sinθ=xPxOP，sinα=xNxON，且xOP=xON
联立解得：n=xPxN；
(3)激光测距仪出厂是按“真空光速c”标定的，无论在介质还是空气，都统一用c计算距离；光往返传播，路程L=c⋅Δt，单程示数为cΔt2；
(4)实际深度ℎ=16.0 cm，水中光速v=cn，光在水中往返时间：Δt=2ℎv=2ℎcn=2ℎnc
测距仪示数L=c⋅Δt2=nℎ=1.33×16.0cm≈21.3cm。
故答案为：(1)B；(2)xPxN；(3)cΔt2；(4)21.3。
(1)根据该实验的操作方法以及各点位置的确定方法进行分析；
(2)根据折射定律结合几何关系进行解答；
(3)激光测距仪出厂是按“真空光速c”标定的，由此分析；
(4)求出光在水中的传播速度以及往返时间，根据激光测距仪的原理求解测距仪示数。
本题主要是光的折射，解答本题的关键是掌握“激光测距”的原理，知道光的折射定律及其应用方法。
13.【答案】水的折射率为43 光在水中传播的速度为2.25×108m/s
【解析】解：(1)光从水中射向空气，当入射角达到某一角度时，发生全反射，如图所示，
由几何关系可得此时入射角α满足sinα=34。根据全反射条件，sinα=1n，解得：n=43。
(2)光在水中传播的速度v=cn，解得：v=2.25×108m/s。
答：(1)水的折射率为43。
(2)光在水中传播的速度为2.25×108m/s。
(1)光源在水下发光，光从水中射向空气时，当入射角大于临界角时发生全反射，形成光斑。已知光源深度和发光圆半径，通过几何关系可确定全反射临界角的正弦值，再根据全反射条件中折射率与临界角正弦的关系，即可求出水的折射率。
(2)光在介质中的传播速度与介质折射率直接相关。已知真空中的光速和第一问求得的折射率，利用光在介质中传播速度等于真空中光速除以折射率的关系，即可计算出光在水中的传播速度。
本题以水池中点光源形成发光圆为背景，巧妙考查光的全反射这一核心知识点。题目通过提供光源深度和发光圆半径，要求学生结合几何关系确定临界角的正弦值，进而利用全反射条件求解折射率，并进一步计算光速，计算量适中，难度中等。该题能有效锻炼学生的空间几何建模能力与物理规律的应用能力，需要学生准确理解全反射发生的条件及临界角与折射率的关系，并清晰构建光路与几何图形之间的联系，是巩固全反射知识的典型好题。
14.【答案】若该波的周期T大于0.2s，且向右传播，波的传播速度为5m/s，周期为0.8s；
若该波向左传播，波的传播速度为5(4n+3)m/s，(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)，周期为T=45(4n+3)s,(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)
【解析】(1)由图可知，波长λ=4m
则有v⋅Δt=14λ+nλ，(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)
解得v=5(4n+1)m/s，(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)
由T=λv
解得T=45(4n+1)s，(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)
而T>0.2s，则n=0
代入，解得v=5m/s，T=0.8s
(2)若该波向左传播，则有v⋅Δt=34λ+nλ，(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)
且由T=λv
则解得v=5(4n+3)m/s，(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)，T=45(4n+3)s，(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)
答：(1)若该波的周期T大于0.2s，且向右传播，波的传播速度为5m/s，周期为0.8s；
(2)若该波向左传播，波的传播速度为5(4n+3)m/s，(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)，周期为T=45(4n+3)s,(n=0,1,2,3,⋅⋅⋅)。
(1)根据波速、波长和周期的关系，结合波程差与周期的关系分析求解；
(2)根据波向左传播时，波速、波长和周期的关系分析求解。
本题考查了机械波相关知识，理解质点在不同时刻的振动状态，熟练掌握波速、波长和周期的关系是解决此类问题的关键。
15.【答案】若电场沿着水平方向，则电场强度大小为mgtanθq
所加匀强电场场强的最小值为mgsinθq及其方向为斜向左下方与水平方向的夹角为θ
若在某时刻突然撤去电场，当小球运动到最低点时，小球对细线的拉力大小为mg(3−2csθ)，方向竖直向下
【解析】解：(1)若电场沿着水平方向，以小球为对象，根据受力平衡可得：tanθ=qEmg
解得电场强度大小为：E=mgtanθq
(2)当静电力的方向与细线垂直且向上时，电场强度最小，如下图所示：
根据受力平衡可得：mgsinθ=qEmin
解得最小电场强度为：Emin=mgsinθq
又小球带负电，则所受静电力方向与场强方向相反，故场强方向为斜向左下方与水平方向的夹角为θ。
(3)设细线长为l，小球运动到最低点的速度为v，细线对小球的拉力大小为F，根据动能定理可得：
mgl(1−csθ)=12mv2
根据牛顿第二定律可得
F−mg=mv2l
联立解得：F=mg(3−2csθ)
根据牛顿第三定律可知，小球对细线的拉力大小为mg(3−2csθ)，方向竖直向下。
答：(1)若电场沿着水平方向，则电场强度大小为mgtanθq；
(2)所加匀强电场场强的最小值为mgsinθq及其方向为斜向左下方与水平方向的夹角为θ；
(3)若在某时刻突然撤去电场，当小球运动到最低点时，小球对细线的拉力大小为mg(3−2csθ)，方向竖直向下。
(1)以小球为对象进行受力分析，根据受力平衡，结合电场力与电场强度的关系解答；
(2)当静电力的方向与细线垂直且向上时，电场强度最小，根据受力平衡与几何关系解答；
(3)根据动能定理求得小球运动到最低点的速度大小，根据牛顿第二定律求得细线对小球的拉力大小，再根据牛顿第二定律解答。
本题考查了带电体在电场中受力与运动问题，掌握平行四边形定则或三角形定则的应用，掌握牛顿第二定律在圆周运动中的应用。