湖北省武汉市2023-2024学年高二上学期物理期中考试试卷（含答案）

湖北省武汉市2023-2024学年高二上学期物理期中考试试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．物体做简谐运动时，下列叙述正确的是（）A．平衡位置就是回复力为零的位置B．处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态C．物体到达平衡位置时，合力一定为零D．物体到达平衡位置时，回复力不一定为零2．一束光线从空气射向折射率为2的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是（）A． B．C． D．3．真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为（）A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：14．在图中，弹簧振子从平衡位置O向最右位置C的运动过程中（）A．加速度不断增大的减速运动 B．加速度不断减小的加速运动C．加速度不变的加速运动 D．加速度不断减小的减速运动5．单摆M、N、O、P自由振动时，振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是（）A．若使M振动起来，P不会振动B．若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2sC．若使P振动起来，稳定时N比M的振幅大D．若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3s6．如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD，已知A、B、C三点的电势分别为φA=12V，φBA．1V B．3V C．6V D．8V7．如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列表述正确的是（）A．该电场是匀强电场 B．正电荷在a、b两点受力方向相同C．b点的电场强度比a点的大 D．a点的电场强度比b点的大二、多选题8．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单光色，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（）A．a光的频率最高 B．在真空中a光的波长最小C．玻璃对c光的折射率最大 D．在三棱镜中c光传播速度最小9．如图是某横波的波形图，实线表示某时刻的波形，虚线表示0.2s后的波形图，则下列说法中正确的是（）A．若波向左传播，它传播的距离可能是1mB．若波向左传播，它传播的距离可能是3mC．若波向右传播，它的周期可能是0.8sD．若波向右传播，它的周期可能是1.6s10．如图所示，下列图片场景解释说法错误的有（）A．如图甲，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样B．如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是薄膜干涉现象C．如图丙，筷子“折断”的现象说明光线在不同介质的交界处发生了折射D．如图丁，是光线通过一个不透光的小圆盘得到的干涉图样11．如图所示，在竖直放置的半径为R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．O处固定的点电荷带负电B．小球滑到最低点B时的速率为2gRC．B点处的电场强度大小为2mgD．小球不能到达光滑半圆弧绝缘细管水平直径的另一端点C三、实验题12．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D．干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是；（2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为mm；（3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。13．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，（1）摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺（如图）测量出从悬点量到摆球的最底端的长度L=0.8840m，再用游标卡尺（如图）测量出摆球直径D=m，则单摆摆长l=m。测周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并计为第1次，测得第N次（约30∼50次）经过该位置的时间为t，则周期为。（2）（单选）如果他测得的g值偏小，可能的原因是（）A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加C．开始计时时，秒表过迟按下（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L与T的数据如图乙，再以l为横坐标，T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g=四、解答题14．如图所示，甲为某一简谐横波在t=0时刻的图像，x=2m处的质点P的振动图像如图乙所示。（1）写出该波振幅和周期的大小；（2）求该波的传播方向和波速v；（3）求19315．宝石外观光彩夺目，部分原因是由于其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图为某宝石的剖面图，一条光线由MN边从空气射入宝石，入射角i为60°，经过折射后，折射角正弦值sinr=34，该折射光线第一次射到OQ（1）该光线在宝石中的速度大小；（2）角β大小。16．如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB（动摩擦因数μ=0.5）与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R=0.4m，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E=1N/C。现有一电荷量q=+1C、质量m=0.1kg的带电体（可视为质点）在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点（图中未画出）。g取10m/s2，求：（1）带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小；（2）P点到B点的距离xPB；（3）带电体在从B点运动到落至C点的过程中何处动能最大？并求出最大动能。（第3小题保留两位有效数字）

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】平衡位置是回复力等于零的位置，但此时物体不一定处于平衡状态，即物体所受合力不一定为零。例如单摆在摆到达最低点时即为平衡位置，但此时摆的合力并不为零，其也不是平衡态。故答案为：A。

【分析】回复力为零的位移为平衡位置，平衡位置合力不一定为零，也不一定处于平衡状态。2．【答案】C【解析】【解答】光由空气射向玻璃，是光疏介质射入密介质，不可能发生全反射，即在界面同时发生折射和反射，折射角小于入射角，反射角等于入射角，C符合题意，ACD不符合题意。故答案为：C。

【分析】透明物体表面即可以反射光，也可以折射光，明确入射角、反射角和折射角的大小关系，结合光的折射定律和光的反射定律作图即可。3．【答案】D【解析】【解答】根据点电荷场强公式E=kQr故答案为：D。

【分析】根据点电和周围电场强度的表达式得出AB两点电场强度的比值。4．【答案】A【解析】【解答】弹簧振子从平衡位置O向最右位置C的运动过程中合外力逐渐增大，加速度不断增大速度不断减小，即做加速度不断增大的减速运动，A符合题意，BCD不符合题意；故答案为：A。

【分析】弹簧振子从O到C的过程合外力逐渐增大，结合牛顿第二定律得出加速度的变化情况，进一步得出振子的运动情况。5．【答案】D【解析】【解答】A．若使M振动起来，其他小球也会振动，做受迫振动，A不符合题意；B．受迫振动的周期等于驱动力的周期，B不符合题意；C．若使P振动起来，由于M的固有周期与驱动力的周期相同，M发生共振，稳定时M比N的振幅大，C不符合题意；D．O的周期为3s，使O振动起来，M做受迫振动，则稳定时M的振动周期为3s，D符合题意。故答案为：D。

【分析】其他小球随M球振动叫做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，结合受迫振动的周期关系进行分析判断正确的选项。6．【答案】C【解析】【解答】根据匀强电场的电势分布特点可知φA-故答案为：C。

【分析】利用匀强电场中等间距两点间的电势差相等得出D点的电势。7．【答案】D【解析】【解答】A.匀强电场的电场线是平行等间距的，该电场不是匀强电场，A不符合题意；B.正电荷在a、b两点受力方向都沿着切线的，电场力的方向不相同，C不符合题意；CD．电场线越密，电场强度越大，a点的电场强度比b点的大，C不符合题意，D符合题意。故答案为：D。

【分析】电场强度的大小通过电场线疏密判断，匀强电场电场线均匀分布；正电荷受到的电场力方向沿着电磁学方向。8．【答案】C,D【解析】【解答】AB．由光路图可知，a光的偏折程度最小，则a光的折射率最小，a光的频率最低，据λ=cCD．由光路图可知，c光的偏折程度最大，c光的折射率最大，根据v=c故答案为：CD。

【分析】根据三种光的偏折程度得出折射率的大小关系，结合波长和频率与光速的关系得出三种光波长的长短，结合光在介质中传播的速度和折射率的关系得出光在介质中传播速度的大小关系。9．【答案】B,C【解析】【解答】AB．由图可知，该机械波的波长为λ=4m，若波向左传播，它传播的距离可表示为Δx=34λ+nλ=3+4n  (n=0，1，2…)，由此可知，若波向左传播，它传播的距离可能为3m、7m、11m、15m…CD．若波向右传播，传播的时间可以表示为Δt=14T+nT=0.2s  (n=0，1，2…)整理得T=0.81+4n故答案为：BC。

【分析】在波向左和向右传播时利用波传播的距离和波长之间的关系以及传播的时间和周期的关系得出波长的的表达式和周期的表达式，从而得出该波可能的周期和波长。10．【答案】A,D【解析】【解答】A．立体电影原理是利用光的偏振原理，照相机镜头表面涂上的增透膜原理是利用光的干涉原理，A错误，符合题意；B．肥皂膜上的彩色条纹是从肥皂膜上下表面反射回来的两列光发生干涉的结果，B正确，不符合题意；C．筷子“折断”的现象说明光线在不同介质的交界处发生了折射，C正确，不符合题意；D．图丁是光线通过一个不透光的小圆盘得到的衍射图样，D错误，符合题意。故答案为：AD。

【分析】立体电影原理是利用光的偏振原理，肥皂膜上的彩色条纹是光发生干涉的结果，筷子“折断”的现象是发生了折射，光线通过一个不透光的小圆盘得到的衍射图样。11．【答案】A,B【解析】【解答】B．小球从A点由静止释放，运动到B点的过程中，电场力不做功，则由机械能守恒定律可得mgR=12mA．由题意可知，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则在B点对小球受力重力和电场力，小球带正电受向上的电场力，则O处固定的点电荷带负电，A符合题意；C．B点由牛顿第二定律kQqR2D．根据点电荷的电场分布特点，可知电场线沿着半圆轨道的半径方向，所以小球从A点运动到C点的过程中，电场力不做功，即小球从A点运动到C点的过程中，机械能守恒，即小球可以到达光滑半圆弧绝缘细管水平直径的另一端点，所以D不符合题意；故答案为：AB。

【分析】小球从A点由静止释放，根据机械能守恒定律得出B点的速度，对小球进行受力分析，根据力的合成得出小球的电性，小球在B点利用牛顿第二定律得出电场强度的表达式，结合点电荷的电场分布进行分析判断正确的选项。12．【答案】（1）AD（2）0.700（3）大于【解析】【解答】（1）A．为了获得清晰的干涉条纹，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，A符合题意；B．由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行，B不符合题意；CD．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度无关，干涉条纹的间距与光的波长有关，C不符合题意，D符合题意；（2）根据螺旋测微器的读数规则可得，手轮的读数为0.5mm＋20.0×0.01mm＝0.700mm（3）条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值为Δx实＝Δxcosθ，θ为条纹与分划板中心刻线间的夹角，故Δx实＜Δx【分析】（1）根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验原理得出正确的选项；

（2）根据螺旋测微器的读数原理进行读数；

（3）条纹与分划板中心刻线不平行时，结合几何关系得出测量值和真实值的大小关系。13．【答案】（1）0.0186；0.8747；2t（2）B（3）4【解析】【解答】（1）根据游标卡尺的读数原理：主尺整毫米刻度+游标尺与主尺对齐的游标尺刻线数×精确度，图中游标尺读数为D=1.8cm+6×0.1mm=1.86cm=0.0186m，则单摆摆长为l=L−D2（2）根据单摆周期公式T=2πlgA．测摆线长时摆线拉得过紧，则l的测量值偏大，根据上式g得计算结果偏大，A不符合题意；B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使实际运动中摆线长度增加，则测量的单摆周期偏大，根据上式g得计算结果偏小，B符合题意；C．开始计时时，秒表过迟按下，测量的周期偏小，根据上式g得计算结果偏大，C不符合题意。故答案为：B。（3）根据单摆周期公式得T2=4π2g【分析】（1）结合螺旋测微器的读数原理得出摆球的直径，根据游标卡尺的读数原理得出得出摆长，通过单摆的周期和时间的关系得出该单摆的周期。

（2）根据单摆周期的表达式得出重力加速度的表达式，从而得出测得g值偏小的原因；

（3）根据单摆周期的表达式得出L与T的关系式，结合图乙得出重力加速度的大小。14．【答案】（1）解：由图可知该波振幅和周期的大小分别为A=3cm，T=4s（2）解：由质点P的振动图像可以看出，0时刻质点P向上振动，根据上下坡法可知，该波沿x轴正方向传播。由图甲知λ=8m所以波速v=（3）解：质点P的振动方程为y=3由ω=2πT则t=193横坐标不变，所以质点P的坐标为（2m，−1.5cm）。【解析】【分析】（1）根据简谐横波的图像得出该波振幅和周期；

（2）利用上下坡法以及波传播的速度和波长的关系得出该波传播的速度；

（3）结合质点P的振动方程以及周期和角