湖北省部分省级示范高中2024-2025学年高二上学期期中测试物理试卷

试卷更新日期：2024-11-26 类型：期中考试

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一、选择题：第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。

1. 关于机械波的干涉和衍射，下列说法正确的是（　　）

A、产生稳定干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等 B、有的波能发生衍射现象，有的波不能发生衍射现象 C、当障碍物的尺寸比波长大很多时，是不能发生衍射现象的 D、在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大

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2. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角θ₀射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下列说法正确的是（　　）

A、内芯折射率小于外套的折射率 B、a光光子的能量大于b光光子的能量 C、在内芯介质中单色光a的传播速度比b大 D、入射角由θ₀逐渐增大时，b光全反射现象先消失

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3. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（　　）

A、甲图：与点电荷等距的a、b两点 B、乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C、丙图：点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点 D、丁图：匀强电场中的a、b两点

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4. 如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中不正确的是（　　）

A、振动周期为4s，振幅为8cm B、第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值 C、从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动 D、第3s末振子的势能最小

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5. 一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，质点P、Q在x轴上的位置为x_P=1m和x_Q=3m从此时开始，P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A、该波沿x轴正向传播 B、此后P、Q两点速度大小始终相等 C、t=0.125s时，Q质点的位移为 $5 \sqrt{2} cm$ D、若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则所遇到的波的频率为0.5Hz

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6. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）

A、根据电场强度的定义式 $E = \frac{F}{q}$ 可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B、根据电容的定义式 $C = \frac{Q}{U}$ 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C、根据真空中点电荷的电场强度公式 $E = k \frac{Q}{r^{2}}$ 可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量无关 D、根据电势差的定义式 $U_{A B} = \frac{W_{A B}}{q}$ 可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为 $U_{A B} = - 1 V$

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7. 如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地，当两极板间距为d时，两极板间的带电质点恰好静止在 $P$ 点，当把上极板快速向下平移距离 $l$ 后，电容器所带的电荷量在极短时间内重新稳定，带电质点开始运动，重力加速度大小为 $g$ ，则上极板向下平移后（）

A、电容器所带的电荷量不变 B、带电质点将向下运动 C、P点的电势升高 D、带电质点的加速度大小为 $\frac{d - l}{d} g$

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8. 小刚将一束复色光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知（　　）

A、当它们在真空中传播时，c光的速度最大 B、当它们在玻璃中传播时，c光的波长最小 C、若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 D、对同一双缝干涉装置，c光干涉条纹之间的距离最小

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9. 一列沿x轴传播的简谐横波，如图1所示是 $t = 0$ 时刻的波形图，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，如图2所示是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A、该列波沿x轴正方向传播，波速大小为1m/s B、该列波与频率为0.5Hz的简谐横波相遇时一定能发生稳定干涉 C、 $t = 1 s$ 时，质点P的加速度最大，方向沿y轴正方向 D、从 $t = 0$ 到 $t = 3 s$ ，质点Q通过的路程为1.2m

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10. 如图所示，质量为m、电荷量为＋q的带电小球（可视为点电荷）通过一长度为l的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上的O点，初始时静止于B点。某瞬间在天花板下方加上范围足够大且方向水平向右的匀强电场，小球将由静止开始运动，运动过程中轻绳始终绷紧，小球运动到最高点A时轻绳与竖直方向的夹角为θ（θ＜90°）。重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A、小球运动到A点时所受合力为0 B、匀强电场的电场强度大小 $E = \frac{m g (1 - cos θ)}{q sin θ}$ C、小球受到的电场力大小 $F = m g \tan θ$ D、小球在运动过程中到达A点时的机械能最大

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二、非选择题：

11. 某探究小组探究单摆的装置如图甲所示，细线端拴一个球，另一端连接拉力传感器，固定在天花板上，将球拉开一个很小的角度静止释放，传感器可绘制出球在摆动过程中细线拉力周期性变化的图像，如图乙所示。
（1）用游标卡尺测出小球直径d如图丙所示，读数为mm；
（2）现求得该单摆的摆长为L，则当地的重力加速度为（用题中的字母表示，包括图乙中）；
（3）若科学探险队员在珠穆朗玛峰山脚与山顶利用该装置分别作了实验。在山脚处，他作出了单摆 $T^{2} − L$ 图像为如图丁中直线c，当他成功攀登到山顶后，他又重复了在山脚做的实验，则利用山顶实验数据作出的图线可能是图丁中的直线。

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12. 可发出红、黄、绿三色光的多层警示灯，被广泛应用于数控机床、电子机械自动化生产线等工业领域。某同学想采用如图甲所示的实验装置测定三种色光的波长：
（1）打开多层示警灯的绿光灯，将遮光筒对准光源放置。在光源和双缝之间还必须放置一个（选填“滤光片”、“单缝”），其目的是为了保证经双缝得到的两列光是（相干/非相干）光；
（2）已知双缝之间的距离为 $0.6 mm$ ，双缝到屏的距离为 $1.5 m$ ，绿光的干涉图样如下图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为 $1.128 mm$ ，在 $B$ 位置时读数如图丙所示，为 $mm$ ，则该绿光的波长为 $nm$ （计算结果保留三位有效数字）
（3）该同学又进行了几组实验，通过照相底片记录了干涉图样，分别测定了红光、黄光的波长（红光 $625 nm$ 、黄光 $570 nm$ ）。下图中（a）（b）（c）是实验中记录下的三种色光的干涉图样，但被不小心弄混了，经判断绿光产生的干涉图样是图（选填a、b、c）。

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13. 如图所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角度i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射．已知 $θ = 15^{°}$ ， BC边长为2L，该介质的折射率为 $\sqrt{2}$ ．求：
（i）入射角i
（ii）从入射到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为c，可能用到： $\sin 75^{°} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$ 或 $\tan 15^{°} = 2 - \sqrt{3}$ ）．

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14. 如图所示，一质量为m=1.0×10^-2kg、带电荷量大小为q=1.0×10^-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为θ=37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)、电场强度E的大小；

(2)、若在某时刻将细线突然剪断，求经过2s时小球的速度大小v及方向。

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15. 如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长L=0.4m两极板间距离d=1.6cm。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压U=128V，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处。已知微粒质量 $m = 2.0 \times 10^{- 15} kg$ ，电量 $q = 1.0 \times 10^{- 17} C$ ，电容器电容 $C = 5.0 \times 10^{- 7} F$ ，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：

(1)、粒子刚进入时极板间电压U=128V，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处，求带电粒子入射初速度的大小；

(2)、由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；

(3)、最终落到极板上的带电粒子总个数。

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