内容正文:
东竞高级中学高2022级十月月考物理试题
考生注意事项:
1.答题前,先将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在试卷和答题卡上。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接写在答题卡上的对应答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
第一卷(选择题)
一、单选题(8×4=32)
1. 下列所描述的物理现象正确的是( )
A. 机械波在介质中传播时,各质点会随波的传播而迁移
B. 当观察者靠近波源运动时,观察者观测到的频率变小
C. “闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象,这是声波的反射现象
D. 水波从深水区传到浅水区改变传播方向现象是波的折射现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.机械波在介质中传播时,各质点只在平衡位置附近振动,并不会随波的传播而迁移,故A错误;
B.当观察者靠近波源运动时,观察者观测到的频率变大,故B错误;
C.“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象,这是声波的衍射现象,故C错误;
D.深水区域和浅水区域的密度不同,可视为不同介质,水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象是波的折射现象,故D正确。
故选D。
2. 下列结论中,正确的是( )
A. 体积很小的带电体就是点电荷
B. 若点电荷q1的电荷量大于点电荷q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
C. 根据公式,带电量为1 C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1 J,则A、B点的电势差为1 V
D. 根据真空中点电荷电场强度公式,电场中某点电场强度与场源电荷电荷量成正比
【答案】D
【解析】
【详解】A.点电荷为在研究问题时其形状和大小可忽略不计,与体积大小无关,故A错误;
B.根据库仑定律及牛顿第三定律可知,q1对q2的静电力等于q2对q1的静电力,故B错误;
C.根据公式,带电量为1 C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1 J,即电场力做功为−1 J,则A、B点的电势差为−1 V,故C错误;
D.电场强度公式是真空中点电荷产生电场强度的决定式,电场中某点电场强度与场源电荷电荷量成正比,故D正确。
故选D。
3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形如图所示,关于质点P的说法正确的是( )
A. 该时刻速度沿y轴正方向 B. 该时刻加速度沿y轴正方向
C. 此后周期内通过的路程为A D. 此后周期内沿x轴正方向迁移为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.波沿x轴正向传播,由“同侧法”可知,该时刻质点P的速度方向沿y轴正向,加速度沿y轴负向,选项A正确,B错误。
C.在该时刻质点P不在特殊位置,则在周期内的路程不一定等于A,选项C错误;
D.质点只能在自己平衡位置附近振动,而不随波迁移,选项D错误。
故选A。
4. 图甲所示为一列简谐横波在时的波的图象,图乙所示为该波中处质点P的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 此波的波速为2m/s B. 此波沿x轴正方向传播
C. 时质点P的速度最大 D. 时质点P的加速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,周期T=1.0s,波长,则波速
选项A错误;
B.x=4m处的质点在t=0时刻向下振动,根据上下坡法知,波沿x轴负方向传播,选项B错误;
C.t=0.5s时,质点P运动到平衡位置向上振动,偏离平衡位置的位移为零,速度最大,选项C正确;
C.时质点P运动到平衡位置向下振动,偏离平衡位置的位移为零,加速度为零,选项D错误。
故选C。
5. 某区域电场线分布如图所示a、b两点场强大小为、,电势高低为、将同一负试探电荷先后置于a、b两点,电势能分别为和,电荷所受电场力大小分别为和,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】AB.电场线的疏密程度表示场强的强弱,处更密集,则处场强更大,;沿电场线方向电势降低,则。故AB错误;
CD.根据电场力公式可知对于同一负电荷,场强越大,则受到的电场力越大,即;根据电势能表达式,对于负电荷来说高势低能,低势高能,则因为,所以。故C错误,D正确。
故选D
6. 如图,虚线a、b、c、d、e表示匀强电场中的一簇等差等势面,其中平面上的电势为0V,C点电势为2V,相邻等势面间距离为,下列说法正确的是( )
A. 该匀强电场的方向水平向左
B. 平面的电势为4V
C. 匀强电场大小为
D. 一质子经过平面时,电势能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场线与等势面垂直,且沿电场线方向电势降低,则该匀强电场的方向水平向右,故A错误;
B.等差等势面相邻两等势面之间电势差相等,则平面的电势为6V,故B错误;
C.根据电势差与场强的关系可知匀强电场的场强大小为
故C错误;
D.平面电势为,根据电势能表达式可知
故D正确。
故选D。
7. 一列简谐横波沿直线由A向B传播,相距10.5m的A.B两处的质点振动图象如图a.b所示,则( )
A. 该波的振幅一定是20cm
B. 该波的波长可能是14m
C. 该波的波速可能是10.5m/s
D. 该波由a传播到b可能历时7s
【答案】C
【解析】
【详解】A.该波的振幅一定是10cm,选项A错误;
B.由于波由A向B传播,由振动图线可知
,(n=0,1,2,…)
故14m不是表达式里的值,选项B错误;
C.波的速度
,(n=0,1,2,…)
当n=0时,v=10.5m/s,选项C正确;
D.该波由a传播到b的时间为
,(n=0,1,2,…)
故该波由a传播到b不可能历时7s,选项D错误。
故选C。
8. 如图所示,在原点O处有一波源,位于波源处质点在时刻,从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,振幅为8cm,产生的简谐横波在均匀介质中沿轴正向传播。时,平衡位置坐标为(20m,0)的质点P开始运动,此时波源处质点的振动位移为4cm,对该简谐波,下列说法错误的是( )
A. 周期可能为2.4s
B. 周期可能为12s
C. 该列简谐横波的传播速度为20m/s
D. 该列简谐横波在介质中传播的最大波长为120m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题意可知,波源的振动方程为
当时,可得
或
即
或
可得
或
所以周期可能为、,AB正确;
C.由题意可知,该列简谐横波的传播速度为
C正确;
D.该列简谐横波在介质中传播的最大波长为
D错误。
本题选择错误的,故选D。
二、多选题(4×4=16)
9. 某同学在研究机械波的形成与传播规律时,将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端点上下振动,产生向右传播的绳波,某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 此时刻质点的加速度方向向下 B. P点的起振方向向上
C. 手振动的频率逐渐增大 D. 波的传播速度不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由于此时质点P在平衡位置的上方,则根据
ma =-ky(y > 0)
则a < 0,此时刻质点的加速度方向向下,故A正确;
B.所有质点开始振动的方向都与波源的起振方向相同,则从绳子上刚刚传播到的位置看可知波源的起振方向为向下,所以P点的起振方向向下,故B错误;
CD.同一介质上波的传播速度相同,则根据
可知波长逐渐增大,手振动的频率逐渐减小,故C错误、D正确;
故选AD。
10. 如图所示是描述甲,乙两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的是( )
A. 甲带负电,乙带正电
B. 甲的电荷量大于乙的电荷量
C. 在点由静止释放一个带正电的粒子,仅在电场力的作用下,粒子会沿电场线运动到点
D. 点的电场强度大于点的电场强度
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据电场线分布特点,可判断出甲带正电、乙带负电,并且甲的电荷量大于乙的电荷量,A错误,B正确;
C.在P位置静止释放一个带正电的粒子,仅在电场力的作用下,粒子沿P位置电场线的切线从静止加速,会离开电场线,故C错误;
D.根据电场线的密集程度可以判断出P点的电场强度大于Q点的电场强度,故D正确。
故选BD。
11. 如图所示,以等量正点电荷连线的中点作为原点,沿其中垂线建立轴,轴上电场强度最大的两个点记为A、B,将一电子从A点由静止释放,电子仅在静电力的作用下在A、B两点之间做往复运动。下列说法正确的是( )
A. 轴上点的电势最低 B. 电子经过点时的速度最大
C. 电子经过点时的加速度最大 D. A、B两点的电场强度相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据等量同种正点电荷周围电场线的特点可知中垂线上点的电势最高,故A错误;
B.电子从A点由静止释放做加速运动,经过点后做减速运动,所以电子经过点时的速度最大,故B正确;
C.电子经过点时受到的合力为零,加速度为零,故C错误;
D.根据电场线特点可知A、B两点的电场强度大小相等,方向相反,故D错误。
故选B。
12. 如图甲所示,在轴上有两个波源和,两波源在纸面内做垂直于轴的简谐运动,其振动图像分别如图乙和图丙所示。两波源形成的机械波沿轴传播的速度均为,则( )
A. 两波源形成的波不同,不能产生干涉现象
B. 的点为振动加强点,振幅为
C. 的点为振动减弱点,振幅为
D. 两波源的连线上(不含波源)有12个振动减弱点,它们的振幅为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙、图丙可知两列波的周期都为4s,则两列波的频率都为
Hz
可知两列波的频率相同,相位差恒定,可形成稳定的干涉现象,故A错误;
B.两列波的波长均为
m
x=0点到两波源的波程差为
由于两波源的起振方向相同,可知x=0点为振动加强点,振幅为
故B正确;
C.x=1点到两波源的波程差为
由于两波源的起振方向相同,可知x=1点为振动加强点,振幅为
故C错误;
D.设振动减弱点距离的距离为x,则两波源的连线上(不含波源)点与两波源的波程差满足
(n=0、1、2、3……)
式中n 可取0、1、2、3、4、5,即在中点的两侧各有6个振动减弱点,即两波源的连线上(不含波源)有12个振动减弱点,它们的振幅为2m,故D正确。
故选BD。
第二卷(解答题)
三、实验题(每空2分,共12分)
13. 停在湖面上的两艘船相距48m。一列水波在湖面上传播开来,使船每分钟上下振动30次。当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,此时两船之间还有一个波峰,如图所示。若将水波视为横波,则这列水波的频率为______Hz,波长为______m,波速为______m/s。
【答案】 ①. 0.5 ②. 32 ③. 16
【解析】
【详解】[1]这列水波的频率为
[2]当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,此时两船之间还有一个波峰,则
解得波长为
[3]波速为
14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中,是一个固定在绝缘支架上带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作:
步骤一:把系在丝线上的同一带电小球先后挂在横杆上的、、等位置,比较小球在不同位置所受静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1)图甲中实验采用的方法是___________(填正确选项前的字母)。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而___________,随着距离的减小而___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2) ①. 增大 ②. 增大
【解析】
【小问1详解】
此实验中步骤一先比较小球在不同位置所受静电力的大小,在步骤二中再使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小,所以该实验采用的方法是控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
[1][2]本实验中,根据小球摆角可以看出小球所受作用力的大小,由图可知,电荷量越大,距离越小,细线偏离竖直方向的角度越大,电荷之间的静电力越大。故电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而增大。
四、解答题
15. 在如图所示的匀强电场中,一个电荷量点电荷所受的电场力为,沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)将电荷从A点移动到点过程电场力所做的功。
(3)将电荷从A点移动到点过程判断电势能如何的变化,其值多大。
【答案】(1)
(2)
(3)电势能减少,
【解析】
【小问1详解】
匀强电场的电场强度为
【小问2详解】
将电荷q从A点移动到B点过程电场力所做的功为
【小问3详解】
由于电场力所做正功,所以电荷的电势能减少,其值为。
16. 一列沿轴正方向传播的简谐波,在时的波形图如图所示,已知这列波的周期为,求:
(1)这列波的波速;
(2)经过多少时间质点第一次到达波峰;及这段时间里通过的路程。
(3)质点A的振动方程
【答案】(1)
(2)0.7s,9cm
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据波速的计算公式
解得
【小问2详解】
波传到B点的位移为
波传到B点时间为
波传到B点后,质点B第一次到达波峰的时间
由时刻到B第一次出现波峰的时间
质点B通过的路程为
【小问3详解】
角频率为
rad/s
沿轴正方向传播的简谐波,A质点正经平衡位置向下振动,则振动方程为
17. 如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E = 3.0 × 104 N/C。有一个质量m = 4.0 × 10−3 kg的带电小球,用长L = 0.5 m绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角θ = 37°。取g = 10 m/s2,sin37° = 0.60,cos37° = 0.80,不计空气阻力的作用。
(1)求小球所带的电荷量及电性;
(2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后经过时间t = 0.20 s,小球的位移及动能大小;
(3)小球在图示位置与最低点间的电势差多大?如把小球从图示位置拉到最低点,外力做功至少为多少?
【答案】(1)q = 1.0 × 10−6 C,正电荷
(2)0.25 m,1.25 × 10−2 J
(3)−9 × 103 V,W = 5 × 10−3 J
【解析】
【小问1详解】
小球受到重力mg、电场力F和细线的拉力T的作用,由共点力平衡条件有
解得
电场力的方向与电场强度的方向相同,故小球所带电荷为正电荷。
【小问2详解】
剪断细线后,小球做匀加速直线运动,设其加速度为a,由牛顿第二定律有
解得
在t = 0.20 s的时间内,小球的位移为
小球的速度为
动能为
【小问3详解】
根据电势差与电场强度的公式有
由动能定理得
解得
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东竞高级中学高2022级十月月考物理试题
考生注意事项:
1.答题前,先将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在试卷和答题卡上。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接写在答题卡上的对应答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
第一卷(选择题)
一、单选题(8×4=32)
1. 下列所描述的物理现象正确的是( )
A. 机械波在介质中传播时,各质点会随波的传播而迁移
B. 当观察者靠近波源运动时,观察者观测到的频率变小
C. “闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象,这是声波的反射现象
D. 水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象是波的折射现象
2. 下列结论中,正确的是( )
A. 体积很小的带电体就是点电荷
B. 若点电荷q1的电荷量大于点电荷q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
C. 根据公式,带电量为1 C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1 J,则A、B点的电势差为1 V
D. 根据真空中点电荷电场强度公式,电场中某点电场强度与场源电荷电荷量成正比
3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形如图所示,关于质点P的说法正确的是( )
A. 该时刻速度沿y轴正方向 B. 该时刻加速度沿y轴正方向
C. 此后周期内通过的路程为A D. 此后周期内沿x轴正方向迁移为
4. 图甲所示为一列简谐横波在时的波的图象,图乙所示为该波中处质点P的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 此波的波速为2m/s B. 此波沿x轴正方向传播
C. 时质点P的速度最大 D. 时质点P的加速度最大
5. 某区域电场线分布如图所示a、b两点场强大小为、,电势高低为、将同一负的试探电荷先后置于a、b两点,电势能分别为和,电荷所受电场力大小分别为和,则( )
A. , B. ,
C , D. ,
6. 如图,虚线a、b、c、d、e表示匀强电场中一簇等差等势面,其中平面上的电势为0V,C点电势为2V,相邻等势面间距离为,下列说法正确的是( )
A. 该匀强电场的方向水平向左
B. 平面的电势为4V
C. 匀强电场大小为
D. 一质子经过平面时,电势能为
7. 一列简谐横波沿直线由A向B传播,相距10.5m的A.B两处的质点振动图象如图a.b所示,则( )
A. 该波的振幅一定是20cm
B. 该波的波长可能是14m
C. 该波的波速可能是10.5m/s
D. 该波由a传播到b可能历时7s
8. 如图所示,在原点O处有一波源,位于波源处质点在时刻,从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,振幅为8cm,产生的简谐横波在均匀介质中沿轴正向传播。时,平衡位置坐标为(20m,0)的质点P开始运动,此时波源处质点的振动位移为4cm,对该简谐波,下列说法错误的是( )
A. 周期可能为2.4s
B. 周期可能为12s
C. 该列简谐横波的传播速度为20m/s
D. 该列简谐横波在介质中传播的最大波长为120m
二、多选题(4×4=16)
9. 某同学在研究机械波的形成与传播规律时,将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端点上下振动,产生向右传播的绳波,某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 此时刻质点的加速度方向向下 B. P点的起振方向向上
C. 手振动的频率逐渐增大 D. 波的传播速度不变
10. 如图所示是描述甲,乙两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的是( )
A. 甲带负电,乙带正电
B. 甲的电荷量大于乙的电荷量
C. 在点由静止释放一个带正电的粒子,仅在电场力的作用下,粒子会沿电场线运动到点
D. 点的电场强度大于点的电场强度
11. 如图所示,以等量正点电荷连线的中点作为原点,沿其中垂线建立轴,轴上电场强度最大的两个点记为A、B,将一电子从A点由静止释放,电子仅在静电力的作用下在A、B两点之间做往复运动。下列说法正确的是( )
A. 轴上点的电势最低 B. 电子经过点时的速度最大
C. 电子经过点时的加速度最大 D. A、B两点的电场强度相同
12. 如图甲所示,在轴上有两个波源和,两波源在纸面内做垂直于轴简谐运动,其振动图像分别如图乙和图丙所示。两波源形成的机械波沿轴传播的速度均为,则( )
A. 两波源形成波不同,不能产生干涉现象
B. 的点为振动加强点,振幅为
C. 点为振动减弱点,振幅为
D. 两波源的连线上(不含波源)有12个振动减弱点,它们的振幅为
第二卷(解答题)
三、实验题(每空2分,共12分)
13. 停在湖面上的两艘船相距48m。一列水波在湖面上传播开来,使船每分钟上下振动30次。当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,此时两船之间还有一个波峰,如图所示。若将水波视为横波,则这列水波的频率为______Hz,波长为______m,波速为______m/s。
14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中,是一个固定在绝缘支架上带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作:
步骤一:把系在丝线上的同一带电小球先后挂在横杆上的、、等位置,比较小球在不同位置所受静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1)图甲中实验采用的方法是___________(填正确选项前的字母)。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而___________,随着距离的减小而___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
四、解答题
15. 在如图所示的匀强电场中,一个电荷量点电荷所受的电场力为,沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)将电荷从A点移动到点过程电场力所做的功。
(3)将电荷从A点移动到点过程判断电势能如何的变化,其值多大。
16. 一列沿轴正方向传播的简谐波,在时的波形图如图所示,已知这列波的周期为,求:
(1)这列波的波速;
(2)经过多少时间质点第一次到达波峰;及这段时间里通过的路程。
(3)质点A的振动方程
17. 如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E = 3.0 × 104 N/C。有一个质量m = 4.0 × 10−3 kg的带电小球,用长L = 0.5 m绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角θ = 37°。取g = 10 m/s2,sin37° = 0.60,cos37° = 0.80,不计空气阻力的作用。
(1)求小球所带的电荷量及电性;
(2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后经过时间t = 0.20 s,小球的位移及动能大小;
(3)小球在图示位置与最低点间的电势差多大?如把小球从图示位置拉到最低点,外力做功至少为多少?
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