2024-2025学年四川省成都市蓉城联盟高二上学期期中考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024~2025学年度上期高中2023级期中考试物理考试时间75分钟，满分100分注意事项：1．答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案：非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。3．考试结束后由监考老师将答题卡收回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列说法正确的是（）A.只有体积小的带电体才能视为点电荷B.金属导体带正电是其失去电子的缘故C.电场是为了研究电荷间相互作用而人为引入的假想物质D.设无穷远处电势为零，电场中场强为零的地方电势也一定为零【答案】B【解析】A．电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题没有影响时，就可以看成点电荷，因此大的带电球体就也可能视为点电荷，A错误；B．物体带正电是由于该物体失去了电子，B正确；C．电场线是为了描述电场而假想的线，实际并不存在，但电场却是客观存在的，C错误；D．电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零，D错误。故选B。2.如图，用绝缘细线将电荷量大小分别为、的两小球A、B悬挂在水平天花板上。平衡后，两小球恰好处于同一水平线上，两细线与竖直方向的夹角分别为和（），下列说法正确的是（）A.一定小于 B.一定大于C.一定等于 D.无法比较两小球的电荷量大小【答案】D【解析】两球间库仑力是作用力与反作用力，大小一定相等，故无法通过比较库仑力的大小确定qA与qB的大小关系，即小球A、B的电荷量大小关系无法判断。故选D。3.如图，空间中有一直圆锥（顶点A位于过底面中心O的底面的垂线上）区域，在顶点A处固定一带正电的点电荷，BC为底面圆的一条直径，设无穷远处电势为零。下列说法正确的是（）A.B、C两点电场强度相同B.底面圆平面OBC为等势面C.将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到C点的过程中，其电势能先减小后增大D.将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到C点的过程中，其电势能先增大后减小【答案】C【解析】A．根据点电荷电场分布可知，B、C两点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；B．底面圆平面OBC上的点到A点的距离不相等，故底面圆平面OBC不是等势面，故B错误；CD．将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到C点的过程中，试探电荷到A点的距离先减小后增大，电势先增大后减小，根据可知，其电势能先减小后增大，故C正确，D错误。4.图甲是用拉力传感器和弹簧振子制作一个振动装置，拉力传感器记录了振子在竖直方向振动时所受轻弹簧施加的拉力F，图乙是拉力F随时间t变化的正弦曲线，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.振子的重力为B.振子的振动周期为0.4sC.时刻，振子的动能为零D.时，轻弹簧处于原长，振子的加速度为0【答案】A【解析】AC．时刻，振子处于平衡位置，加速度为0，则振子的重力为，振子的动能最大，故A正确，C错误；B．由图可知周期为0.8s，故B错误；D．时，拉力为零，弹簧处于原长，振子位于最大位移处，加速度最大，大小为g，故D错误；5.在如图所示电路中，电源电压为，电容为的平行板电容器水平放置且下极板接地。一带电油滴位于两极板间正中央P点且恰好处于静止状态。下列说法正确的是（）A.油滴带正电B.上极板所带电荷量为C.若将上极板缓慢水平向左移动少许，油滴将向上运动D.若将下极板缓慢竖直向上移动少许，P点的电势将升高【答案】B【解析】A．由于带电油滴在电场中处于平衡状态，故油滴受到的电场力应竖直向上，由图可知，电容器上极板带正电，故油滴带负电，A错误；B．根据电容的定义解得B正确；C．由于电容器两端的电势差不变，根据可知，两极板间的电场强度不变，故油滴受到的电场力不变，油滴依然处于静止状态，C错误D．若将下极板缓慢竖直向上移动少许,根据可知，此时极板间的电场强度增大，而P点与上极板间的距离不变，故P点与上极板间的电势差变大，而上极板的电势不变，P点的电势减小，D错误。故选B。6.某波源S位于坐标原点，从时刻开始沿竖直方向做简谐振动，形成振幅均为4cm的简谐横波分别沿x轴正负方向传播。坐标轴y轴两侧是两种不同的介质，波在介质2中的传播速度是在介质1中的两倍。时，y轴右侧的全部波形图如图所示，y轴左侧的波形图未画出，其中质点A坐标为（12，0），质点B坐标为，质点C坐标为。下列说法正确的是（）A.波源S的起振方向沿y轴正方向B.波在介质1中的传播速度为2m/sC.时，质点B位于平衡位置D.0~6s内，质点C通过的路程为8cm【答案】D【解析】A．由波形平移法可知，A点的起振方向沿y轴负方向，则波源S在时刻的起振方向沿y轴负方向，故A错误；B．根据题意可知波在介质1中的传播速度为故B错误；C．波的周期为波在介质2中的传播速度为波传播到质点B时间为s根据平移法可知，时，质点B位于波谷位置，故C错误；D．波传播到质点C时间为s0~6s内，质点C运动的时间为运动的路程为cm故D正确；故选D。7.如图，匀强电场内有一矩形区域ABCD，矩形区域ABCD所在平面与电场线（图中未画出）平行，电荷量大小为e的某带电粒子从B点沿BD方向以1eV的动能射入该区域，粒子恰好经过C点。已知矩形区域的边长，，A、B、C三点的电势分别为1V、2V、3V，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A.粒子带正电B.匀强电场的场强大小为C.粒子经过C点时的动能为2eVD.仅改变粒子在B点的初速度方向，该粒子可能经过A点【答案】C【解析】A．A、B、C三点的电势分别为1V、2V、3V，则D点电势为2V，BD为等势面，电场线如图所示粒子从B点射入，C点射出，则粒子带负电，故A错误；B．由几何关系得其中又由U=Ed可得V/m故B错误；C．对粒子从B到C由动能定理，得解得eV故C正确；D．粒子想要经过A点需要克服电场力做功1eV，其初动能为1eV，依题意粒子必须沿电场线方向斜向上才能到达与A点等势的位置，此时末速度为零，所以不能到达A点，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.下列关于波的衍射、干涉及多普勒效应的说法正确的是（）A.当波通过尺寸与波长相差不多的孔时，会发生明显的衍射现象B.由于纵波没有波峰和波谷，所以纵波不会发生干涉现象C.发生干涉现象时，振动加强点某时刻的位移可能为零D.当波源和观察者靠近时，观察者接收到的频率可能比波源的频率小【答案】AC【解析】A．当波通过尺寸与波长相差不多的孔时，或者比波长更小时，，才能观察到明显的衍射现象，A正确；B．干涉是波特有的现象，不管纵波还是横波，都会发生干涉现象，B错误；C．出现稳定的干涉现象时，振动加强点的振动幅度变大，位移是变化的，某时刻的位移可能为零，C正确；D．当波源和观察者靠近时，观察者接收到的频率比波源的频率大，D错误。故选AC。9.一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图。平衡位置位于处的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.波速为2.5m/sB.波沿x轴正方向传播C.质点P在2s~8s内随波向前运动的路程为12mD.平衡位置位于处的质点Q在时的位移为【答案】BD【解析】A．由图可知波长周期则波速为故A错误；B．根据图乙知，在质点P在平衡位置向上振动，再根据图甲，由同侧法知，波沿x轴正方向传播，故B正确；C．质点P只会在平衡位置附近上下振动，不会随波向前运动，故C错误；D．平衡位置位于处的质点Q与质点P相距从时开始，再经过质点Q运动到平衡位置，再到还要经过根据图像知，波的振幅为，故质点Q在时的位移为故D正确。故选BD。10.如图，离子源不断地产生比荷不同的正离子，离子飘入（初速度可忽略不计）电压为的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入偏转电场。已知平行金属板A、B板长为L，相距为d，两板间的电压为，离子能从A、B板右侧射出。整个装置处于真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场，不计离子重力。下列说法正确的是（）A.各离子从刚飘入加速电场到刚从A、B板右侧射出的时间相同B.比荷越大的离子，从A、B板右侧射出时的速度越大C.各离子在偏转电场中的运动轨迹重合D.与之间关系满足：【答案】BC【解析】A．设离子的电量为q，质量为m，出加速电场的速度为v，在加速电场的运动过程，由动能定理得解得在加速电场中运动的时间离子在平行板间的偏转电场中做类平抛运动，分解为沿板方向的匀速直线运动与垂直板方向的匀加速直线运动。则：沿板方向有L=vt2可得各离子从刚飘入加速电场到刚从A、B板右侧射出的时间各离子的比荷不同，则时间不相同，选项A错误；B．在偏转电场中垂直板方向，由牛顿第二定律得出离偏转电场的速度可知比荷越大的离子，从A、B板右侧射出时的速度越大，选项B正确；C．出离偏转电场时偏转距离可得速度的偏转角D．因可得选项D错误。故选BC。三、实验探究题：本题共2小题，共14分。11.如图甲为一种电容式角度传感器的原理图，动片与定片为金属材质，动片可以绕转轴转动，动片与定片间为空气，该传感器可以通过测量电容的变化来测量角度（）的变化。（1）图甲中转动动片可以改变电容器的______（填标号）。A.两片正对面积 B.两片间距 C.电介质（2）类比平行板电容器可知，随着角度变大，电容式角度传感器的电容将______（填“变大”或“变小”）。（3）如图乙，将该电容式角度传感器充电后与静电计连接，可认为电容器的电荷量基本不变，已知静电计两端电势差越大，指针张角越大，在转动动片的过程中，发现静电计指针张角变大，则电容式角度传感器的角度______（填“变大”或“变小”）。【答案】（1）A（2）变小（3）变大【解析】（1）转动动片可以改变电容器的正对面积。故选A。（2）根据平行板电容器的电容表达式有随着角度变大，正对面积减小，则电容式角度传感器的电容将变小。（3）根据，解得静电计指针张角变大，电势差，则正对面积变小，即电容式角度传感器的角度变大。12.用如图甲所示装置做“用单摆测量重力加速度”的实验，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球完成N次全振动的总时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬线长度为l，再用游标卡尺测得摆球的直径为D。（1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置作一标记，当摆球经过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的__________（填标号）。A.最高点 B.最低点 C.任意位置（2）重力加速度大小g的计算式为__________（用题中已知物理量的字母表示）。（3）在测量周期时，某同学由于失误将全振动次数N记为，则测得的重力加速度比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。（4）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L，并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标，为纵坐标，作出图像，但某同学每次都以悬线长度作为摆长，由此得到的图线是图乙中的__________（填“①”“②”“③”）。【答案】（1）B（2）（3）偏小（4）③【解析】（1）因摆球经过最低点时速度最大，所以摆球经过该位置时，在位置的观察误差一定的情况下，时间的测量误差最小，故该标记应该放置在摆球摆动的最低点。故选B。（2）由题意知，单摆的周期为摆长为将以上两式代入单摆的周期公式，求得（3）将全振动次数记为，的测量值偏小，根据（2）中求得的的计算式可知，的测量值偏小。（4）若该同学摆长的计算正确，得到的图线应为图乙中的②，但该同学每次都以悬线长度作为摆长，即对于每一个，摆长都算得偏小了，该同学得到的图线应为图线②向左平移之后得到的图线，即图线③。四、计算题：本题共3小题，共40分。解答应当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。13.某超声波在玻璃中的波速为5000m/s，波长为，该超声波在空气中的波速为340m/s，求：（1）该超声波在空气中的波长；（2）如图为某时刻该超声波在玻璃中的部分波形图，已知该超声波沿x轴正方向传播，请用虚线画出从此时刻起经过周期后的波形图（图中坐标范围内）。【答案】（1）（2）见解析【解析】（1）由题可知，该波的频率在不同的介质中，波的频率不变，故该波在空气中的波长（2）该波应在原波形的基础上相右移动的距离即将原波形图向右平移即可，大致如下图所示14.如图，空间内有竖直向上的匀强电场，场强大小为，位于竖直平面内的半圆形光滑绝缘轨道的半径为R，半圆形轨道与水平面相切于轨道最低点A，A点离竖直墙壁的距离为2R。一带正电的小球（可视为质点）的质量为m，电荷量为q，小球从半圆形轨道的最低点A以水平向右的初速度进入轨道后沿轨道运动到最高点B，重力加速度大小为g，不计空气阻力。（1）若小球以大小为的初速度从A点进入半圆形轨道，求小球刚经过A点时，轨道对小球的支持力大小；（2）逐渐减小小球从A点进入半圆形轨道的初速度，要使小球从A点到B点一直不脱离轨道，求小球到达B点时速度的最小值；（3）在（2）问的条件下，求小球离开B点后打在墙上的位置距水平面的高度。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）小球刚经过A点时，小球受重力、支持力和电场力，这三个力的合力提供向心力，有其中代入求得（2）因将电场力与重力的合力叫作等效重力，等效重力的方向竖直向上大小为故A点是圆周运动的等效最高点，B点是圆周运动的等效最低点，要使小球到达B点时速度最小，须使小球经过A点时的速度最小，故小球经过A点时的速度应满足可求得（3）小球经过B点后做类平抛运动，因等效重力方向竖直向上，故其轨迹向上偏，其等效重力加速度为水平方向和竖直方向分别有求得小球离开B点后打在墙上的位置距水平面的高度为15.如图，PQ与ST为足够长的竖直金属极板，极板间为真空，边界JK与MN均竖直，JKMN区域内有方向水平向左的匀强电场，场强大小为，在极板PQ和ST之间加上电压后可获得匀强电场E（图中未画出）并与在JKMN区域叠加在一起，PJ、JM、MS间的距离均为，不计电子重力。（1）从边界MN释放一定速度的一电子，欲使电子能匀速到达边界JK，求极板PQ、ST间所加电压的正负和大小；（2）保持（1）问的电压不变，一电子以一定的初速度垂直于电场E从极板ST边缘A点向下射入电场，到达边界MN用时，求电子从A点开始至到达极板PQ全程用时为的几倍；（3）保持（1）问的电压不变，一质量为m的电子以一定的初速度垂直于电场E从极板ST边缘A点向下射入电场，当电子到达边界MN上某点B（图中未画出）时速度与边界MN成45°角，接着与B点的一个不带电、质量也为m的静止粒子（不计重力）发生完全非弹性碰撞，求合并后的粒子到达极板PQ上某点C（图中未画出）时粒子速度方向与极板PQ夹角的正切值（质量增加后也不计粒子重力）。【答案】（1）PQ、ST间所加电压为正值，1.5V（2）（3）【解析】（1）电子做匀速直线运动，所受合力为0，即两金属极板之间的电场强度方向水平向右，极板PQ电势高于极板ST电势，即PQ、ST间所加电压为正值，根据平衡条件有其中解得（2）电子在MS间做类平抛运动，在JM间做匀速直线运动，在PJ之间可以看为MS间类平抛运动的延续部分，则在PJ之间与MS间有在PJ之间水平方向做匀加速直线运动，则有，电子在JM间有电子从A点开始至到达极板PQ全程用时解得（3）结合上述可知，电子到达边界MN上某点B时的速度电子与静止粒子发生碰撞，根据动量守恒定律有之后，合并后的粒子匀速穿过JM间进入PJ之间，水平方向有竖直方向的分速度令粒子速度方向与极板PQ夹角为，则有结合上述解得2024~2025学年度上期高中2023级期中考试物理考试时间75分钟，满分100分注意事项：1．答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案：非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。3．考试结束后由监考老师将答题卡收回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列说法正确的是（）A.只有体积小的带电体才能视为点电荷B.金属导体带正电是其失去电子的缘故C.电场是为了研究电荷间相互作用而人为引入的假想物质D.设无穷远处电势为零，电场中场强为零的地方电势也一定为零【答案】B【解析】A．电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题没有影响时，就可以看成点电荷，因此大的带电球体就也可能视为点电荷，A错误；B．物体带正电是由于该物体失去了电子，B正确；C．电场线是为了描述电场而假想的线，实际并不存在，但电场却是客观存在的，C错误；D．电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零，D错误。故选B。2.如图，用绝缘细线将电荷量大小分别为、的两小球A、B悬挂在水平天花板上。平衡后，两小球恰好处于同一水平线上，两细线与竖直方向的夹角分别为和（），下列说法正确的是（）A.一定小于 B.一定大于C.一定等于 D.无法比较两小球的电荷量大小【答案】D【解析】两球间库仑力是作用力与反作用力，大小一定相等，故无法通过比较库仑力的大小确定qA与qB的大小关系，即小球A、B的电荷量大小关系无法判断。故选D。3.如图，空间中有一直圆锥（顶点A位于过底面中心O的底面的垂线上）区域，在顶点A处固定一带正电的点电荷，BC为底面圆的一条直径，设无穷远处电势为零。下列说法正确的是（）A.B、C两点电场强度相同B.底面圆平面OBC为等势面C.将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到C点的过程中，其电势能先减小后增大D.将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到C点的过程中，其电势能先增大后减小【答案】C【解析】A．根据点电荷电场分布可知，B、C两点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；B．底面圆平面OBC上的点到A点的距离不相等，故底面圆平面OBC不是等势面，故B错误；CD．将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到C点的过程中，试探电荷到A点的距离先减小后增大，电势先增大后减小，根据可知，其电势能先减小后增大，故C正确，D错误。4.图甲是用拉力传感器和弹簧振子制作一个振动装置，拉力传感器记录了振子在竖直方向振动时所受轻弹簧施加的拉力F，图乙是拉力F随时间t变化的正弦曲线，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.振子的重力为B.振子的振动周期为0.4sC.时刻，振子的动能为零D.时，轻弹簧处于原长，振子的加速度为0【答案】A【解析】AC．时刻，振子处于平衡位置，加速度为0，则振子的重力为，振子的动能最大，故A正确，C错误；B．由图可知周期为0.8s，故B错误；D．时，拉力为零，弹簧处于原长，振子位于最大位移处，加速度最大，大小为g，故D错误；5.在如图所示电路中，电源电压为，电容为的平行板电容器水平放置且下极板接地。一带电油滴位于两极板间正中央P点且恰好处于静止状态。下列说法正确的是（）A.油滴带正电B.上极板所带电荷量为C.若将上极板缓慢水平向左移动少许，油滴将向上运动D.若将下极板缓慢竖直向上移动少许，P点的电势将升高【答案】B【解析】A．由于带电油滴在电场中处于平衡状态，故油滴受到的电场力应竖直向上，由图可知，电容器上极板带正电，故油滴带负电，A错误；B．根据电容的定义解得B正确；C．由于电容器两端的电势差不变，根据可知，两极板间的电场强度不变，故油滴受到的电场力不变，油滴依然处于静止状态，C错误D．若将下极板缓慢竖直向上移动少许,根据可知，此时极板间的电场强度增大，而P点与上极板间的距离不变，故P点与上极板间的电势差变大，而上极板的电势不变，P点的电势减小，D错误。故选B。6.某波源S位于坐标原点，从时刻开始沿竖直方向做简谐振动，形成振幅均为4cm的简谐横波分别沿x轴正负方向传播。坐标轴y轴两侧是两种不同的介质，波在介质2中的传播速度是在介质1中的两倍。时，y轴右侧的全部波形图如图所示，y轴左侧的波形图未画出，其中质点A坐标为（12，0），质点B坐标为，质点C坐标为。下列说法正确的是（）A.波源S的起振方向沿y轴正方向B.波在介质1中的传播速度为2m/sC.时，质点B位于平衡位置D.0~6s内，质点C通过的路程为8cm【答案】D【解析】A．由波形平移法可知，A点的起振方向沿y轴负方向，则波源S在时刻的起振方向沿y轴负方向，故A错误；B．根据题意可知波在介质1中的传播速度为故B错误；C．波的周期为波在介质2中的传播速度为波传播到质点B时间为s根据平移法可知，时，质点B位于波谷位置，故C错误；D．波传播到质点C时间为s0~6s内，质点C运动的时间为运动的路程为cm故D正确；故选D。7.如图，匀强电场内有一矩形区域ABCD，矩形区域ABCD所在平面与电场线（图中未画出）平行，电荷量大小为e的某带电粒子从B点沿BD方向以1eV的动能射入该区域，粒子恰好经过C点。已知矩形区域的边长，，A、B、C三点的电势分别为1V、2V、3V，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A.粒子带正电B.匀强电场的场强大小为C.粒子经过C点时的动能为2eVD.仅改变粒子在B点的初速度方向，该粒子可能经过A点【答案】C【解析】A．A、B、C三点的电势分别为1V、2V、3V，则D点电势为2V，BD为等势面，电场线如图所示粒子从B点射入，C点射出，则粒子带负电，故A错误；B．由几何关系得其中又由U=Ed可得V/m故B错误；C．对粒子从B到C由动能定理，得解得eV故C正确；D．粒子想要经过A点需要克服电场力做功1eV，其初动能为1eV，依题意粒子必须沿电场线方向斜向上才能到达与A点等势的位置，此时末速度为零，所以不能到达A点，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.下列关于波的衍射、干涉及多普勒效应的说法正确的是（）A.当波通过尺寸与波长相差不多的孔时，会发生明显的衍射现象B.由于纵波没有波峰和波谷，所以纵波不会发生干涉现象C.发生干涉现象时，振动加强点某时刻的位移可能为零D.当波源和观察者靠近时，观察者接收到的频率可能比波源的频率小【答案】AC【解析】A．当波通过尺寸与波长相差不多的孔时，或者比波长更小时，，才能观察到明显的衍射现象，A正确；B．干涉是波特有的现象，不管纵波还是横波，都会发生干涉现象，B错误；C．出现稳定的干涉现象时，振动加强点的振动幅度变大，位移是变化的，某时刻的位移可能为零，C正确；D．当波源和观察者靠近时，观察者接收到的频率比波源的频率大，D错误。故选AC。9.一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图。平衡位置位于处的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.波速为2.5m/sB.波沿x轴正方向传播C.质点P在2s~8s内随波向前运动的路程为12mD.平衡位置位于处的质点Q在时的位移为【答案】BD【解析】A．由图可知波长周期则波速为故A错误；B．根据图乙知，在质点P在平衡位置向上振动，再根据图甲，由同侧法知，波沿x轴正方向传播，故B正确；C．质点P只会在平衡位置附近上下振动，不会随波向前运动，故C错误；D．平衡位置位于处的质点Q与质点P相距从时开始，再经过质点Q运动到平衡位置，再到还要经过根据图像知，波的振幅为，故质点Q在时的位移为故D正确。故选BD。10.如图，离子源不断地产生比荷不同的正离子，离子飘入（初速度可忽略不计）电压为的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入偏转电场。已知平行金属板A、B板长为L，相距为d，两板间的电压为，离子能从A、B板右侧射出。整个装置处于真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场，不计离子重力。下列说法正确的是（）A.各离子从刚飘入加速电场到刚从A、B板右侧射出的时间相同B.比荷越大的离子，从A、B板右侧射出时的速度越大C.各离子在偏转电场中的运动轨迹重合D.与之间关系满足：【答案】BC【解析】A．设离子的电量为q，质量为m，出加速电场的速度为v，在加速电场的运动过程，由动能定理得解得在加速电场中运动的时间离子在平行板间的偏转电场中做类平抛运动，分解为沿板方向的匀速直线运动与垂直板方向的匀加速直线运动。则：沿板方向有L=vt2可得各离子从刚飘入加速电场到刚从A、B板右侧射出的时间各离子的比荷不同，则时间不相同，选项A错误；B．在偏转电场中垂直板方向，由牛顿第二定律得出离偏转电场的速度可知比荷越大的离子，从A、B板右侧射出时的速度越大，选项B正确；C．出离偏转电场时偏转距离可得速度的偏转角D．因可得选项D错误。故选BC。三、实验探究题：本题共2小题，共14分。11.如图甲为一种电容式角度传感器的原理图，动片与定片为金属材质，动片可以绕转轴转动，动片与定片间为空气，该传感器可以通过测量电容的变化来测量角度（）的变化。（1）图甲中转动动片可以改变电容器的______（填标号）。A.两片正对面积 B.两片间距 C.电介质（2）类比平行板电容器可知，随着角度变大，电容式角度传感器的电容将______（填“变大”或“变小”）。（3）如图乙，将该电容式角度传感器充电后与静电计连接，可认为电容器的电荷量基本不变，已知静电计两端电势差越大，指针张角越大，在转动动片的过程中，发现静电计指针张角变大，则电容式角度传感器的角度______（填“变大”或“变小”）。【答案】（1）A（2）变小（3）变大【解析】（1）转动动片可以改变电容器的正对面积。故选A。（2）根据平行板电容器的电容表达式有随着角度变大，正对面积减小，则电容式角度传感器的电容将变小。（3）根据，解得静电计指针张角变大，电势差，则正对面积变小，即电容式角度传感器的角度变大。12.用如图甲所示装置做“用单摆测量重力加速度”的实验，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球完成N次全振动的总时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬线长度为l，再用游标卡尺测得摆球的直径为D。（1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置作一标记，当摆球经过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的__________（填标号）。A.最高点 B.最低点 C.任意位置（2）重力加速度大小g的计算式为__________（用题中已知物理量的字母表示）。（3）在测量周期时，某同学由于失误将全振动次数N记为，则测得的重力加速度比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。（4）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L，并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标，为纵坐标，作出图像，但某同学每次都以悬线长度作为摆长，由此得到的图线是图乙中的__________（填“①”“②”“③”）。【答案】（1）B（2）（3）偏小（4）③【解析】（1）因摆球经过最低点时速度最大，所以摆球经过该位置时，在位置的观察误差一定的情况下，时间的测量误差最小，故该标记应该放置在摆球摆动的最低点。故选B。（2）由题意知，单摆的周期为摆长为将以上两式代入单摆的周期公式，求得（3）将全振动次数记为，的测量值偏小，根据（2）中求得的的计算式可知，的测量值偏小。（4）若该同学摆长的计算正确，得到的图线应为图乙中的②，但该同学每次都以悬线长度作为摆长，即对于每一个，摆长都算得偏小了，该同学得到的图线应为图线②向左平移之后得到的图线，即图线③。四、计算题：本题共3小题，共40分。解答应当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。13.某超声波在玻璃中的波速为5000m/s，波长为，该超声波在空气中的波速为340m/s，求：（1）该超声波在空气中的波长；（2）如图为某时刻该超声波在玻璃中的部分波形图，已知该超声波沿x轴正方向传播，请用虚线画出从此时刻起经过周期后的波形图（图中坐标范围内）。【答案】（1）（2）见解析【解析】（1）由题可知，该波的频率在不同的介质中，波的频率不变，故该波在空气中的波长（2）该波应在原波形的基础上相右移动的距离即将原波形图向右平移即可，大致如下图所示14.如图，空间内有竖直向