北京市第四中学2019_2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）.docx

北京市第四中学2019-2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）（试卷满分为 100 分，考试时间为 100 分钟）一、单项选择题（本大题共 8 小题；每小题 3 分，共 24 分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，请把答案填涂在答题卡上） 1.关于机械波，下列说法正确的是A. 质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B. 机械波可以在真空中传播C. 任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D. 振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长【答案】D【解析】【详解】A在横波中质点振动的方向垂直于波传播的方向，在纵波中，质点的振动方向与波传播方向平行，选项A错误；B机械波只能借助于介质传播，不可以在真空中传播，选项B错误；C波在传播过程中，质点不随波迁移，选项C错误； D振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长，选项D正确。2.某静电场中有点 P，关于 P 点的电场强度与电势，下列说法正确的是A. 若放在 P 点的试探电荷的电荷量减半，则 P 点的场强减半B. 若放在 P 点的试探电荷的电荷量减半，则 P 点的电势减半C. P 点的场强，电势由电场决定，与试探电荷无关D. P 点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向【答案】C【解析】【详解】ABC电场中某点的场强和电势是由电场本身决定的，与试探电荷的电量无关，选项AB错误，C正确；DP 点的场强方向为正的试探电荷在该点的受力方向，选项D错误。3.关于波的衍射和多普勒效应，下列说法正确的是A. 当障碍物的尺寸比波长大得多时能观察到明显的衍射现象B. 当障碍物的尺寸跟波长相差不多时能观察到明显的衍射现象C. 当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率比波源的频率大D. 当波源与观察者相向运动时，观察者接受到的频率比波源的频率小【答案】B【解析】【详解】AB当障碍物的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多时能观察到明显的衍射现象，选项A错误，B正确；C当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率比波源的频率小，选项C错误；D当波源与观察者相向运动时，观察者接受到的频率比波源的频率大，选项D错误。4.真空中两个完全相同的金属小球 A、B 带同种电荷（可看成点电荷），其所带电量大小之比为 1:9，相隔一定距离时，它们之间的库仑力大小为 F，现将 A、B 球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大小变为A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】设两个电荷电量分别为q和9q；接触以前：接触后各带电量：两者之间的作用力：A，与结论不相符，选项A错误；B，与结论不相符，选项B错误；C，与结论相符，选项C正确；D，与结论不相符，选项D错误；5.如图所示，虚线表示电场中一簇等势面，相邻等势面之间电势差相等，一个正电荷以一定的初速度进入电场 中，仅在电场力作用下从 M 点运动到 N 点（轨迹图中没有画出），此过程中电场力对正电荷做负功，由此可以判断 A. M 点的电场强度大于 N 点的电场强度B. M 点的电场强度等于 N 点的电场强度C. M 点的电势低于 N 点的电势D. M 点的电势等于 N 点的电势【答案】C【解析】【详解】AB因为N点处等势面比M处等势面密集，可知M 点的电场强度小于 N 点的电场强度，选项AB错误；CD根据正电荷的运动轨迹可知，电场力的方向偏向右下方，可知电场线偏向右下方，沿电场线电势降低，可知M 点的电势低于 N 点的电势，选项C正确，D错误。6.如图，沿波的传播方向上有间距均为 1m 的六个质点 a、b、c、d、e、f 均静止在各自的平衡位置，一列横波以1m/s 的速度水平向右传播，t=0 时到达质点 a，a 开始由平衡位置向上运动。t=1s 时，质点a 第一次到达最高点， 则在 t=3s 时 A. 质点 c 的加速度最小B. 质点 a 的速度最大C. 质点 d 开始由平衡位置向下运动D. 质点 e 保持静止【答案】D【解析】【详解】C由题意可知，波的周期T=4s；波长，则3s内波传播3m，即d点开始起振在平衡位置向上振动，选项C错误； A此时质点c在波峰位置，加速度向下最大，选项A错误；B质点 a 到达波谷位置，速度最小，选项B错误；D此时波还没有传到e点，即质点 e 保持静止，选项D正确。7.为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电。以下说法正确的是A. 若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电B. 若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电C. 使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大D. 使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大【答案】D【解析】【详解】A、带正电的玻璃棒接触C外表面，正电荷会分布在C的外表面包括B的两箔片带正电而相互排斥张开；故A错误.B、带正电的玻璃棒接触C内表面，根据静电平衡的原理，净电荷分布在外表面，则B的两箔片也带正电而相互排斥张开；故B错误.C、静电平衡后C的内表面不带电，故反复接触A与C的内表面，没有电荷转移，A最终不带电，A的箔片不会张开；故C错误.D、C的外表面带正电，反复接触A，电量多次平分而转移到A上，则A带正电变多，观察到A的箔片张角变大；故D正确.故选D.8.两相同带电小球，带有等量同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于 O 点，如图所示，平衡时，两小球相距 r，两小球的直径比 r 小得多，可视为点电荷，此时两小球之间的静电力大小为 F。若将两小球的电量同时各减少一半，当他们重新平衡时 A. 两小球间的距离大于 r/2B. 两小球间的距离小于 r/2C. 两小球间的静电力等于 F/2D. 两小球间的静电力等于 F【答案】A【解析】【详解】AB电量减小，根据库仑定律知，库仑力减小，两球间的距离减小。假设两球距离等于，则库仑力与开始一样大，重力不变，则绳子的拉力方向应与原来的方向相同，所以两球距离要变大些，则两球的距离大于选项A正确，B错误；CD当两球电量减半，两球距离为时，两小球间的静电力等于 F；而两球之间的距离大于，可知静电力小于F；当两小球间的静电力等于时，两球之间的距离应该为，但是此时静电力与重力的合力方向与细绳方向不共线，可知两小球间的静电力不等于，选项CD错误。二、多项选择题（本大题共 8 小题；每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，选不全得 2 分，选错不得分，请把答案填涂在答题卡上） 9.A 是某点电荷电场中一条电场线上的点，把电量为+1109C 的试探电荷从零电势点移动到 A 点，静电力做功为4108J，则下列说法正确的是A. 该电荷的电势能增加B. 该电荷的电势能减小C. A 点的电势为-40VD. A 点的电势为 0.25V【答案】BC【解析】【详解】AB把电量为+1109C 的试探电荷从零电势点移动到 A 点，静电力做功为4108J，则电势能减小，选项A错误，B正确；CD因因U0A=0-A=40V则A=-40V选项C正确，D错误。10.某静电场的电场线分布如图所示，P、Q 为该电场中的两点，下列说法正确的是 A. P 点场强大于 Q 点场强B. P 点电势高于 Q 点电势C. 将电子从 P 点移动到 Q 点，电场力做正功D. 将电子从 P 点移动到 Q 点，其电势能增大【答案】BD【解析】【详解】A因为Q点的电场线较P点密集，可知P 点场强小于 Q 点场强，选项A错误；B沿电场线电势降低，可知P 点电势高于 Q 点电势，选项B正确；CD将电子从 P 点移动到 Q 点，电场力做负功，电势能增大，选项C错误，D正确；11.如图 A、B 板平行放置，A 板中间有一小孔，B 板接地，A 板的电势变化如图所示，最大值为0，板间距离为d，设带正电的粒子从A 板的中央小孔无处速度的进入电场。粒子重力不计，则下列说法正确的是 A. 若粒子从 t=0 时刻进入，无论 d 多大，一定能达到B 板上B. 若粒子从 t=T/8 时刻进入，无论 d 多大，一定能打到 B 板上C. 若粒子从 t=T/4 时刻进入，如论 d 多大，一定能打到 B 板上D. 若粒子从 t=3T/8 时刻进入，无论 d 多大，一定能打到 B 板上【答案】AB【解析】【详解】A粒子在t=0时刻进入时，在一个周期内，前半个周期受到的电场力向右，向右做加速运动，后半个周期受到的电场力向左，继续向左做减速运动，T时刻速度为零，接着周而复始，所以粒子一直向B板运动，一定会打在B板上。故A正确；B若粒子是在时刻进入时，在一个周期内：在，粒子受到的电场力向右，向B板做加速运动，在内，受到的电场力向左，继续向B板做减速运动，时刻速度为零，接着向A板加速运动，时间内继续向A板减速运动，时刻速度为零，完成一个周期的运动，接着周而复始，所以粒子时而向B板运动，时而向A板运动，根据运动学规律可知，在一个周期内粒子向B板运动的位移大于向A板运动的位移，所以粒子最后一定会打在B板上。故B正确；C若粒子是在 时刻进入的，在阶段是向B板加速；在向B板减速，末速度为零；在反向A板加速，反向A板减速，末速度为零，完成一个周期的运动，接着周而复始，所以粒子时而向B板运动，时而向A板运动，以某一点为中心做往复运动，不一定能打到 B 板上，故C错误；D若粒子是在 时刻进入的，在，向B板加速；，向右减速到零；，向A板加速；向A板减速，速度减小为零，完成一个周期的运动，接着周而复始，所以粒子时而向B板运动，时而向A板运动，根据运动学规律可知，在一个周期内粒子向B板运动的位移小于向A板运动的位移，所以粒子最后一定不会打在B板上，而是从A板返回；故D错误；12.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是( )A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大【答案】A【解析】A、当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确；B、根据电容器的决定式：，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据可知， 电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故选项B错误；C、根据电容器的决定式：，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据可知， 电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故选项C错误；D、根据可知， 电量Q增大，则电压U也会增大，则电容C不变，故选项D错误。点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么关系。13.如图甲所示，一条电场线与轴重合，取点电势为零，方向上各点的电势随变化的情况如图乙所示。若在点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则A. 电子将沿方向运动B. 电子的电势能将增大C. 电子运动的加速度恒定D. 电子运动的加速度先减小后增大【答案】AD【解析】【详解】由图看出，电势逐渐升高，则电场线方向沿负方向，电子所受的电场力沿正方向，则电子将沿正方向运动，A正确；由静止释放后，电场力对电子做正功，电子的电势能减小，B错误。图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，所以电子的加速度先减小后增大，C错误，D正确。14.如图所示，倾角为光滑绝缘斜面固定在水平面上，为了使质量为 m，带电量为+q 的小球静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强电场（未画出），则 A. 电场强度的最小值为B. 电场强度的最大值为C. 若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度逐渐增大D. 若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度先减小后增大【答案】AC【解析】【详解】电量为+q的小球静止在斜面上，受重力、支持力和电场力，三力的合力为零，则三个力的首尾相连构成矢量三角形，如图所示：A由上图可知，当电场力与支持力垂直时即电场力沿斜面向上时，电场力最小，则电场强度最小，由平衡得：qEmin=mgsin解得：故A正确；B由图可知，当场强方向斜向下时，电场力无最大值，即场强无最大值，选项B错误；CD由上图可知，若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场力与竖直方向夹角逐渐减小，电场力逐渐增大，则电场强度逐渐增大，故C正确，D错误。15.一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，每个质点振动的振幅都为 2cm,已知在 t=0 时刻相距 4cm 的两个质点 a,b 的位移都是 1cm,但速度方向相反，其中 a 质点的速度沿 y 轴负方向，如图所示，则 A. t=0 时刻，a,b 两质点的加速度相同B. a、b 两质点的平衡位置间的距离为波长的整数倍C. 当 a 质点的速度最大时，b 质点的速度为零D. 当 b 质点的位移为+2cm 时，a 质点的位移为-1cm【答案】AD【解析】【详解】Aa、b两个质点都做简谐运动，t=0时刻a、b两质点的位移相同，根据简谐运动的特征：，得知加速度相同，故A正确。B图示时刻两质点位移相同，速度相反，但不是同相点，所以a、b两质点的平衡位置间的距离不是波长的整倍，故B错误。C由图看出，a正向平衡位置运动，速度增大，b正向波峰运动，速度减小，当a通过1cm位移到达平衡位置时，b还没有到达波峰，则a质点速度最大时，b质点速度不为零。故C错误。D假设在t=0时刻，ab之间只有一个波峰则其位置在x=3的位置，当b质点位移为+2cm到达波峰时，波向右传播2m的距离，将波形向右平移2m可看出，此时a质点位于平衡位置下方，位移为-1cm，故D正确。16.如图所示，BD是竖直平面内圆上的一条竖直直径，AC是该圆的另一条直径，该圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆周平面。将带等量负电荷的相同小球从O点以相同的动能射出，射出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达A点时小球的动能总是最小。忽略空气阻力，小球重力不能忽略，则下列说法中正确的是（ ）A. 可以断定电场方向由O点指向圆弧AEB上的某一点B. 到达B点时小球的动能和电势能之和总是最小C. 到达C点时小球的电势能总是最小D. 到达圆上的所有小球中，机械能最小的小球应落在圆弧CFD上的某一点【答案】B【解析】在这个电场中，小球受到两个力影响：重力和电场力在A点动能最小，那说明速度最小了，说明OA方向发射的小球克服合力做功最大，也就是说在这个电场跟重力场中，合力方向是OC，对O点小球受力分析，重力竖直向下，合力方向指向OC，受力方向指向为OB与OC之间，即电场方向应该是由O指向AD弧方向，故A错误；由于只有重力和电场力做功，故任何点的小球，动能+重力势能+电势能=定值； 明显B点的重力势能最大，那么肯定B点的动能与电势能之和最小，故B正确；因电场方向是由O指向AD弧方向，故C点不是电势最高的位置，小球在C点的电势能不是最小的，故C错误；机械能（重力势能+动能）最小，那么肯定就是电势能最大的地方，带负电荷的小球，沿着电场线方向，应该在弧线AD（劣弧）之间，故D错误；故选B三、填空题（本大题共 4 小题，共 12 分，把答案填在答题纸上） 17.如图所示，水面上 M、N 两点为两个振源，两个振源同时开始振动，起振动方向也相同，在水面上形成了两列波。两列波在水面上叠加时，形成了某些区域的振幅加 大，某些区域的振幅减小的稳定图样，则两列波的频率 _（填“相等” 或“不相等”），在M、N 连线的重垂线上有点 A，A 点是振动_（填“加强 点”或“减弱点”）。 【答案】 (1). 相等 (2). 加强点【解析】【详解】1两列波叠加后形成了稳定图样，说明发生了干涉现象，则两列波的频率相等；2在M、N 连线的重垂线上有点 A，A点到MN的距离之差等于零，可知A 点是振动加强点。18.如图所示，在原来不带电的金属细杆 ab 附近的 P 点，放置一个正点电荷+Q，达到静电平衡后，a 端的电势_（填“大于”、“等于”或“小于”）b 端的电势，杆中有一点 c，c 点与点电荷相距为 l，则感应电荷在杆内 c 处的场强的大小为 _，方向 _，（静电力常量为 k） 【答案】 (1). 等于 (2). (3). 向右【解析】【详解】1在原来不带电的金属细杆 ab 附近的 P 点，放置一个正点电荷+Q，达到静电平衡后，金属细杆ab是等势体，即a 端的电势等于b 端的电势；2达到静电平衡时，导体内部场强处处为零，即c处外加电场场强和感应电荷的场强等大反向，即感应电荷在杆内 c 处的场强的大小为 ，方向向右。19.真空中在边长为 r 的正方形 ABCD 的A、B、C 三个顶点上分别固定了一个电荷量为+Q 的点电荷，若在 D 点放置一个电荷量为+q 的点电荷，该点电荷受到的静电力大小为_，（静电力常量为 k）【答案】【解析】【详解】1点电荷受到的静电力是三个电荷对点电荷静电力的矢量和，其大小为：20.图中 A、B、C、D 是匀强电场中一边长为 0.10m 的正方形的四个顶点，已知 A、B、C、D 四点的电势分别为=15V，=3V，C=9V，则 A、B 的中点电势为_V，该电场的电场强度大小为_V/m. 【答案】 (1). 9 (2). 60【解析】【详解】1设AB的中点为M，则根据匀强电场的特点可知，A、B 的中点电势为2因CM电势相等，可知连接MC为等势线，做MC的垂线为场强方向斜向下，如图：由几何关系可知，则场强四、解答题（本大题共 4 小题，共 40 分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 21.如图所示，实线是一列沿 x 正方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形图，虚线是这列简谐横波在t=0.30s 时刻的波形图，求： （1）x=0 处质点在一个周期内走过路程 s； （2）波在一个周期传播的距离 l； （3）波的波速 v.【答案】（1）2m（2）20cm（3）若波向右传播，则波速： （n=0、1、2、3）；若波向左传播，则波速： （n=0、1、2、3）【解析】【详解】（1）x=0 处质点在一个周期内走过的路程 s=4A=2m； （2）波在一个周期传播的距离等于一个波长，则 l=20cm； （3）若波向右传播，则波速： （n=0、1、2、3）若波向左传播，则波速： （n=0、1、2、3）22.有的同学说，电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹，请你分析论证该同学的说法是否正确。【答案】见解析.【解析】【详解】电场线不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹；只有当同时满足三个条件时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合：一、电场线是直线；二、带电粒子只受电场力作用；三、带电粒子从静止开始运动，或者速度方向与电场线共线。23.如图连接电路，闭合开关 S，电源向电容器充电，直到充电结束，请画出充电电流 i 随时间 t 变化的图像， 并说出 i-t 图像与 t 轴所围的“面积”表示的物理意义，请画出充电过程电容器的电压 u 随电容器带电量q 变化的图像，并说出 u-q 图像与 q 轴所围的“面积”表示的物理意义。【答案】见解析【解析】【详解】充电电流 i 随时间 t 变化的图像如图， 根据q=It可知i-t 图像与 t 轴所围的“面积”表示电容器充电的