2023-2024年湖北省武漢市重點(diǎn)中學(xué)5G聯(lián)合體高二上學(xué)期期中考試物理試題(解析版)

2023—2024學(xué)年度上學(xué)期武漢市重點(diǎn)中學(xué)5G聯(lián)合體期中考試高二物理試卷一、選擇題1.如圖所示，下列說法正確的是（）A.圖甲為等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線B.圖乙離點(diǎn)電荷距離相等的、兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同C.圖丙中在點(diǎn)靜止釋放一正電荷，可以沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)D.圖丁中點(diǎn)與點(diǎn)兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同【答案】D【解析】圖甲為等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖乙離點(diǎn)電荷距離相等的、兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖丙中在點(diǎn)靜止釋放一正電荷，因電場(chǎng)線是曲線，則不可能沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖丁是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則圖中點(diǎn)與點(diǎn)兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同，選項(xiàng)D正確。故選D。2.某同學(xué)利用如圖甲所示玻璃制成的實(shí)心“水晶球”模擬彩虹的形成，該同學(xué)讓一細(xì)束復(fù)色光從點(diǎn)射入水晶球，最后分成、兩束單色光從水晶球射出，光路圖如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.彩虹的形成是光的干涉現(xiàn)象B.遇到同樣的障礙物，光比光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.在“水晶球”中，光的傳播速度比光的大D.光的頻率比光的頻率高【答案】D【解析】彩虹的形成是光的折射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；對(duì)光的折射率比光的大，所以光的頻率比光大，則光的波長比光的長，遇到同樣的障礙物，光比光更容易發(fā)生明顯衍射，故B錯(cuò)誤，D正確；由可知，“水晶球”中，光的傳播速度比光的小，故C錯(cuò)誤。故選D。3.兩列相干水波的干涉圖樣如圖所示，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。已知兩列波的振幅均為，點(diǎn)是連線的中點(diǎn)，下列說法中正確的是（）A.圖示時(shí)刻、兩點(diǎn)的豎直高度差為B.圖示時(shí)刻點(diǎn)正處于平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)C.再過半個(gè)周期，點(diǎn)變?yōu)闇p弱點(diǎn)D.點(diǎn)保持靜止不動(dòng)【答案】D【解析】由圖可知、兩點(diǎn)均為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，此時(shí)點(diǎn)位移為，點(diǎn)位移為，圖示時(shí)刻、兩點(diǎn)的豎直高度差為，故A錯(cuò)誤；由圖可知點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，且兩列波的振幅相等，則點(diǎn)保持靜止不動(dòng)，故B錯(cuò)誤；由圖可知點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，再過半個(gè)周期，點(diǎn)仍為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；由圖可知點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，且兩列波的振幅相等，則點(diǎn)保持靜止不動(dòng)，故D正確。故選D。4.彩帶舞深受廣大人民的喜愛，在公園、廣場(chǎng)隨處可見。彩帶舞愛好者，某次抖動(dòng)彩帶形成一列彩帶波（可看成橫波），波形圖如圖所示，圖甲為時(shí)的彩帶波形圖，圖乙為處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。下列說法中正確的是（）A.該彩帶波沿軸正方向傳播B.從開始，再過，處質(zhì)點(diǎn)的位移為C.彩帶波的波速為D.時(shí)，處質(zhì)點(diǎn)沿軸負(fù)方向振動(dòng)【答案】B【解析】根據(jù)振動(dòng)圖像與時(shí)的波形圖可知，這列彩帶波沿軸負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；這列波的周期為，波長，所以波速為，由圖乙可知，再過，即，處質(zhì)點(diǎn)此時(shí)位移為，故B正確，C錯(cuò)誤。因?yàn)闀r(shí)處質(zhì)點(diǎn)沿軸負(fù)方向振動(dòng)，往前推半個(gè)周期，所以時(shí)處質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向振動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B。5.質(zhì)量均為的三個(gè)帶電小球、、用三根長度均為的絕緣絲線相互連接，放置在光滑絕緣的水平面上，球的電荷量為。在球上施加一個(gè)水平向右的恒力之后，三個(gè)小球一起向右運(yùn)動(dòng)，三根絲線剛好都伸直且沒有彈力，的作用線反向延長線與、間的絲線相交于絲線的中點(diǎn)，如圖所示。已知靜電力常量為，下列說法正確的是（）A.球的電荷量可能為B.球的電荷量為C.三個(gè)小球一起運(yùn)動(dòng)的加速度為D.恒力的大小為【答案】C【解析】由于三個(gè)小球繩長相對(duì)靜止且細(xì)線無拉力，則對(duì)和的作用力大小相等，故球的電荷量為，故A錯(cuò)誤；以三個(gè)小球?yàn)檠芯繉?duì)象受力分析如圖所示，設(shè)球所帶的電荷量為，對(duì)球沿方向根據(jù)平衡條件可得：，解得，球帶負(fù)電，故B錯(cuò)誤；設(shè)三個(gè)小球的加速度都是，根據(jù)牛頓第二定律和庫侖定律，對(duì)球受力分析可知：，解得，故C正確；對(duì)整體受力分析可知，故D錯(cuò)誤。故選C。6.水波從深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)，水速變小，其折射規(guī)律類似于光的折射，若下圖中實(shí)線代表波峰，則下列水波折射示意圖可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】【解析】水波從深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)，水速變小，頻率不變，根據(jù)可知，波長變小。故選B。7.如圖所示，、是水面上兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的波源，其振動(dòng)方向?yàn)樨Q直方向，、發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣，且波長均為。是水面上的一點(diǎn)，且、、三點(diǎn)剛好構(gòu)成一個(gè)直角三角形，、兩點(diǎn)之間的距離為，。下列說法中正確的是（）A.連線中點(diǎn)始終處于最大位移B.連線上（不包含點(diǎn)）共有個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)C.連線上（不包含、兩點(diǎn)）共有個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D.點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)【答案】D【解析】連線中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其在自己的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，不是始終處于最大位移處，故A錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可知，的長度為，的長度為，則兩列波到點(diǎn)的波程差為，所以點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，故D正確；因?yàn)閮闪胁ㄕ駝?dòng)情況完全相同，則當(dāng)波程差等于半波長的偶數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，所以連線上（不包含、兩點(diǎn)）共有個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，分別在距離為、、、、的位置，故C錯(cuò)誤；設(shè)為連線上因?yàn)閮闪胁ㄕ駝?dòng)情況完全相同，則當(dāng)波程差等于半波長的偶數(shù)倍時(shí)，即滿足（），，所以連線上（不包含點(diǎn)）只有個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，在距離為的位置，故B錯(cuò)誤。故選D。8.下列四幅圖描述的場(chǎng)景依次為雷電擊中避雷針（圖甲）、高壓輸電線上方還有兩條與大地相連的導(dǎo)線（圖乙）、燃?xì)庠钪械尼樇鉅铧c(diǎn)火器（圖丙）、工人穿戴著含金屬絲制成的工作服進(jìn)行超高壓帶電作業(yè)（圖丁），關(guān)于這四幅圖所涉及的物理知識(shí)，下列說法正確的是（）A.圖甲中避雷針的工作原理主要是靜電屏蔽B.圖丙中的點(diǎn)火器是利用尖端放電的原理進(jìn)行點(diǎn)火的C.圖丙中的點(diǎn)火器的工作原理和圖丁中工作服內(nèi)摻入的金屬絲的工作原理是相同的D.圖乙中與大地相連的兩條導(dǎo)線所起的作用和圖丁中工作服內(nèi)的金屬絲所起的作用是相同的【答案】B、D【解析】避雷針的工作原理主要是利用尖端放電避免雷擊，故A錯(cuò)誤；放電電極做成針尖狀，更容易累積電荷從而發(fā)生尖端放電現(xiàn)象，故B正確；點(diǎn)火器是利用高壓尖端放電的原理，而工作服內(nèi)摻入的金屬絲，是利用靜電屏蔽的原理，故C錯(cuò)誤；高壓輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，這兩條導(dǎo)線的作用是它們與大地相連，形成稀疏的金屬“網(wǎng)”把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊，與工作服內(nèi)摻入的金屬絲，都是利用了靜電屏蔽的原理，故D正確。故選BD。9.在一個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，讓軸與電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線重合，坐標(biāo)軸上、兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為和（如圖甲所示），在、兩點(diǎn)分別放置帶正電的試探電荷，其受到的靜電力跟試探電荷的電荷量的關(guān)系分別如圖乙中直線、所示，水平向右為正方向。已知靜電力常量，下列說法正確的是（）A.點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是，方向沿軸正方向B.點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是，方向沿軸負(fù)方向C.點(diǎn)電荷帶正電，所在位置為處D.點(diǎn)電荷的帶電荷量約為【答案】A、C、D【解析】根據(jù)圖象乙的斜率可得出電場(chǎng)強(qiáng)度大小點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為，點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為，由于試探電荷為正電，得、兩點(diǎn)均沿軸正方向，故A正確，B錯(cuò)誤；由于點(diǎn)電荷在兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，且點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，則場(chǎng)源電荷必在點(diǎn)左側(cè)。設(shè)場(chǎng)源電荷的坐標(biāo)為，，，解得，將代入，解得，故CD正確。故選ACD。10.某公園的水池底部有一排等間距的光源（視為點(diǎn)光源），如圖所示，每個(gè)光源可以依次發(fā)出紅、黃、藍(lán)三種顏色的光。水池底部水平，水深為，紅、黃、藍(lán)三種顏色的光在水中的折射率分別為、、，下列說法正確的是（）A.藍(lán)光在水中的傳播速度最大B.紅光在水中的波長最長C.單個(gè)光源發(fā)出的黃光照亮的水面面積為D.相鄰光源的距離只要大于就可以使所有的光色在水面不交疊【答案】B、C【解析】根據(jù)，紅光的折射率最小，故紅光在水中的傳播速度最大，故A錯(cuò)誤；根據(jù)，紅光的頻率最小，故紅光在水中的波長最長，故B正確；黃光的臨界角為，單個(gè)光源發(fā)出的黃光照亮的水面面積為，故C正確；紅光的臨界角最大，故單個(gè)光源發(fā)出的紅光照亮的水面面積最大，故相鄰光源的距離只要大于，就可以使所有的光色在水面不交疊，故D錯(cuò)誤。故選BC。二、實(shí)驗(yàn)題11.“用雙縫干涉測(cè)光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離。然后，接通電源使光源正常工作。（1）“用雙縫干涉測(cè)量光的波長”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。光具座上、、處放置的光學(xué)元件依次為________（選填選項(xiàng)前字母）。A．濾光片雙縫單縫B．濾光片單縫雙縫C．單縫濾光片雙縫D．雙縫濾光片單縫（2）某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖2所示，分劃板在圖中、位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖2中所示，則①分劃板在圖中位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為________，在位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為________，相鄰兩條紋間距________；②該單色光的波長________（保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.B；②.；③.；④.；⑤.【解析】（1）器材從左到右的安裝順序?yàn)楣庠础⑼雇哥R、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、像屏。故選B。（2）①[2]分劃板在圖中位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為。[3]在位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為。[4]相鄰兩條紋間距。②[5]根據(jù)，可得，代入數(shù)據(jù)可得。12.某研究性學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示），已知單擺在擺動(dòng)過程中的擺角小于；在測(cè)量單擺的周期時(shí)，從單擺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)且記數(shù)為，到第次經(jīng)過最低點(diǎn)所用的時(shí)間為；在測(cè)量單擺的擺長時(shí)，先用毫米刻度尺測(cè)得擺球懸掛后的擺線長（從懸點(diǎn)到擺球的最上端）為，再用螺旋測(cè)微器測(cè)得擺球的直徑為（讀數(shù)如圖乙所示）。（1）從圖可知，擺球的直徑為________；（2）用上述物理量的符號(hào)寫出求重力加速度的一般表達(dá)式________；（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們?cè)谟懻撊绾文軌蛱岣邷y(cè)量結(jié)果的精確度時(shí)，提出了以下建議，其中可行的是________。A．盡可能選擇細(xì)、輕且不易伸長的線作為擺線B．當(dāng)單擺經(jīng)過最大位移時(shí)開始計(jì)時(shí)C．質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的D．測(cè)量多組周期和擺長，作關(guān)系圖像來處理數(shù)據(jù)【答案】①.；②.；③.AD【解析】（1）螺旋測(cè)微器的精確度為，擺球的直徑為。（2）從單擺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)且記數(shù)為，到第次經(jīng)過最低點(diǎn)所用的時(shí)間內(nèi)為，則單擺全振動(dòng)的次數(shù)為，根據(jù)單擺全振動(dòng)的次數(shù)和時(shí)間的關(guān)系，單擺周期為，單擺的擺長為，根據(jù)單擺的周期公式，解得重力加速度。（3）為了減小實(shí)擺長對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，實(shí)驗(yàn)中要盡可能選擇細(xì)、輕且不易伸長的線作為擺線，故A正確；單擺通過平衡位置時(shí)速度最大，停留時(shí)間最小，為了減小計(jì)時(shí)產(chǎn)生的誤差，需要當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，故B錯(cuò)誤；為了減小空氣阻力的影響而產(chǎn)生的誤差，在相同質(zhì)量時(shí)，應(yīng)該選用體積較小的小球作為擺球，故C錯(cuò)誤；應(yīng)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，測(cè)量多組周期和擺長，作關(guān)系圖像來處理數(shù)據(jù)，由單擺的周期公式，可得，圖像的斜率，重力加速度，故D正確。故選AD。三、計(jì)算題13.如圖所示，三棱鏡的橫截面為等腰三角形，頂角，左側(cè)面上的A點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離為，一光線從點(diǎn)以入射角射入棱鏡，折射后到達(dá)右側(cè)面上的點(diǎn)（圖中未畫出）。三棱鏡對(duì)該光線的折射率，光在真空中的傳播速度大小為。求；（1）該光線從點(diǎn)射入棱鏡的折射角；（2）該光線從點(diǎn)傳播到點(diǎn)的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）根據(jù)題意，可畫出光路如圖所示：根據(jù)折射定律有，解得。（2）根據(jù)上述，由幾何關(guān)系可知，此時(shí)折射光線恰好與右側(cè)面垂直，、兩點(diǎn)間的距離，該光線在三棱鏡中傳播的速度大小，光線從點(diǎn)傳播到點(diǎn)的時(shí)間，解得。14.一簡(jiǎn)諧橫波沿水平繩沿軸負(fù)方向以的波速傳播。已知時(shí)的波形如圖所示，繩上兩質(zhì)點(diǎn)、的平衡位置分別是、。從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，求：（1）質(zhì)點(diǎn)第一次回到平衡位置的時(shí)間；（2）在哪些時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)、振動(dòng)的速度相同?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）波沿軸負(fù)向傳播，則當(dāng)質(zhì)點(diǎn)第一次回到平衡位置時(shí)，波向左傳播，則用時(shí)間。（2）時(shí)，質(zhì)點(diǎn)、振動(dòng)的速度大小相等，方向相反，速度不同，經(jīng)過一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)、振動(dòng)的速度仍不相同。當(dāng)某質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置時(shí)，其兩側(cè)與它平衡位置間距相等的質(zhì)點(diǎn)速度相同，平衡位置的振動(dòng)狀態(tài)傳播到中點(diǎn)的距離，經(jīng)過的時(shí)間，解得，即在時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)、振動(dòng)的速度相同。15.如圖所示，沿軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，實(shí)線為時(shí)刻的波形圖，虛線為