湖北省武汉市重点中学5G联合体2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试卷

2024-2025学年度上学期武汉市重点中学5G联合体期中考试 高二物理试卷 命题学校:华中科技大学附属中学 命题教师:韩楚文 审题教师:鲁刚 考试时间:2024年11月7日 试卷满分100分 ★祝考试顺利★ 注意事项: 1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 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、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、 草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效 4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题(本题共10小题,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1-7 题为单选题,每题4分;第8一10为多选题,全部选对得4分,选对但不全 得2分,有选错或不答的得0分。) 1. 对于由点电荷Q产生的电场,下列说法正确的是( _ 式中的Q就是产生电场的点电荷 C. 在O产生的电场中某点,电场强度的方向与放入该点的试探电荷的电性无关 D.在O产生的电场中某点,放置电荷量不同的试探电荷,因试探电荷所受电场力不 同,故该点的电场强度也会随之改变 2. 对光的衍射现象,下列说法错误的是( { A. 光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象 B. 衍射条纹图样是光波相互叠加的结果 C. 光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论 //// 3. 带电量为a的小球,用绝缘丝线悬挂在水平向右的电场中,平衡时, 丝线与竖直方向成0角。现在使电场方向缓慢逆时针旋转至竖直向 上,在此过程中若还要保持小球在原处不动,则场强的大小 图1 A. 逐渐变小 B.先变小后变大 C. 先变大后变小 D.逐渐增大 4. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们中 一个是电压表,另一个是电流表,那么以下结论中正确的是( ~ A. 甲表是电压表,R增大时量程增大 B. 甲表是电流表,R增大时量程减小 C. 乙表是电压表,R增大时量程减小 甲 乙 D. 乙表是电流表,R增大时量程增大 图2 5. 如图所示,将带正电荷O的导体球C靠近不带电的导体,若沿虚线1将导体分成A B两部分,这两部分所带电荷量大小分别为O、O;若沿虚线2将导体分成两部分 这两部分所带电荷量大小分别为O和O。对于上述实验,电荷量关系正确的是 _ ) A. OA<OB,OA-QA A B B. QA-OB,QA>QA C. QA~OB,OB-OB' D. OA-OB,OB<OB 图3 6. 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛不能长时间被紫 外线照射,否则将会严重地损伤视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减 小对眼睛造成伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n三15,所要消除的紫外线 的频率为8.1x1014Hz。那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是( _ A.9.25x10-8m B.1.85x107m C. 1.23x10-7m D.6.18x108m 7. 如图,一质量为m的小物块带负电荷O; 开始时让它静止在 倾角θ三60{}的固定光滑斜面顶端,整个装置放在场强大小为 60 77777777777777777777777777 物块后,物块到达水平地面时的速度大小为(重力加速度为g) 图4 ). _ A. 2gH C. 22gH D.2(1+3)gH 8. 如图甲所示,有一绝缘圆环,圆环上均匀分布着正电荷,圆环平面与竖直平面重合。 一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一个质量为10g的带正电 的小球,小球所带电荷量q=5.0x10^{*C。小球从C点由静止释放,其沿细杆由C经 B向A运动的V-图像如图乙 m:s-t 0.5 所示。小球运动到B点时,速 0.1 度图像的切线斜率最大(图中 ,__ 0 5 10 15 20ts 甲 标出了该切线),下列说法正确 乙 图5 的是( ) A. 在O点右侧杆上,B点场强最大,场强大小为E=1.2V/m B.由C到A的过程中,小球的电势能一直减小 C. 由C到A电势先降低后升高 D. B、C两点间的电势差Vnc-0.9V 9. 如图所示,直流电源与一平行板电容器、理想二极管(正向电 阻为零可以视为短路,反向电阻无穷大可以视为断路)连接 {77 二极管一端接地。闭合开关,电路稳定后,一带电油滴位于电 容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( 图6 A. 将平行板电容器下极板向下移动,则P点的电势将升高 B. 将平行板电容器上极板向上移动,则P点的电势不变 C. 减小极板间的正对面积,带电油滴会向上移动 D. 无论哪个极板向上移动还是向下移动,带电油滴都不可能向下运动 10. 如图,圆心为O、半径为R的圆形区域内存在一个平行于该区域的匀强电场,MN 为圆的一条直径。质量为m、电荷量为+的粒子从M点以速度v射入电场,速度方 向与AN夹角9三45{,一段时间后粒子运动到N点,速度大小也为v,不计粒子重 力,规定M点电势为0。下列说法正确的是( _. B. 粒子电势能的最大值为 2 图7 C. 仅改变粒子速度大小,粒子离开圆形区域时电势能的最小值为一2 D. 仅改变粒子速度大小,当粒子离开圆形区域的电势能最小时,粒子射入电场的速 2□ 度大小为 二、非选择题:本题共5小题,共60分。 11.(8分)做测量玻璃折射率实验时,同学们被分成若于实验小组。 (1)甲组同学在实验时,用他们测得的多组入射角i与折射角,作出sini一sin:图像 如图甲所示,则下列判定正确的是( _~ sin: /cr A. 光线是从空气射入玻璃的 B. 对此光线,该玻璃的折射率约为0.67 0 0.67 sinr 甲 C. 该玻璃的折射率约为1.5 乙 圈8 D. 对此光线,该玻璃置于空气中时临界角约为45 (2)乙组同学先画出图乙所示的坐标系,再在v<0区域放入某介质(以x轴为界面) 并通过实验分别标记了三个点A(8,3)、B(1,一4)、C(7,一4),它们分别为折射光线、 入射光线、反射光线通过的点 ①请在图乙所示坐标系中作出光路图 ②入射点O(图中未标出)的坐标为 ③通过图中数据可以求得该介质的折射率n三 12.(8分)某同学通过实验测量一圆柱形导体的电阻率。 {#t。 --_ (cm) 图9 图10 图11 (1)该同学分别用游标卡尺和旋测微器测量该导体的长度和直径,测量结果分别 如图9和图10所示,则该导体的长度为L一 cm,直径d- mm; (2)该同学利用图11所示的电路测量导体的电阳率。若该同学测得电压表的读数头 V,电流表的读数为I,则该导体电阻率的表达式为o (用V、I、L、d 等表示); (3)若图11中的电压表不能视为理想电表,则该同学得到的电阻率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相同”) 13.(12分)如图所示,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点) 然后用横截面为等边三角形ABC的三梭镜压在这个标记上,小标记位于AC边上,D 1 位于AB边上,过D点做AC边的垂线交AC于E该同学在 D点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小 标记的像;过O点做AB边的垂线交直线DF于E;DE一2cm EF一1cm.求三校镜的折射率。(不考虑光线在三梭镜中的反射 图12 14. (14分)微波器件的核心之一是反射式速调管,它利用电子团在电场中的振荡来产 生微波,其振荡原理可简化为静电场模型。已知静电场的方向 /V l10 平行于x轴,其电势随x的分布如图所示。一质量为 1.0x10-*kg、电荷量为2.0x10- *C的带负电粒子从(-0.5.0) 1.0 -0.5 点由静止释放,仅在电场力作用下沿x轴做往复运动,求: 图1③ (1)在-0.5cm<x<0及0<x<1.0cm区域内电场强度的大小和方向 (2)该粒子运动过程中经过何处速度最大,最大速度是多少 (3)该粒子运动的周期是多少。 15. (18分)如图所示,有四块相同的矩形金属薄板M、N、P、O,其中M、N(正中 间均开有小孔)竖直平行放置,P、O水平平行放置,金属板M接电源正极,V接电 源负极,电源电压可调,金属板P带正电、O带等量负电,电荷量保持不变,其右下 方有一水平放置、半径为R的圆形检测板,检测板圆心到金属板P、O中心的水平距 离为。比荷为的带正电粒子从小孔飘入(初速度近似为零)金属板M、N之间的 n 加速电场区域,当金属板M、N所接电源的电压为C。时,粒子经加速、偏转后恰好 能打到检测板的圆心处。不计粒子受到的重力,忽略极板的边缘效应。 (1)求粒子进入偏转电场时的速度大小。 (2)若已知金属板P、O的长度为L,P、O间偏转电场场强大小为E,求粒子离开 偏转电场时速度大小 M (3)要使带电粒子能够打在检测板上 求、N两板所接电源电压的取值范围。 b. 图4 2024-2025学年度上学期武汉市重点中学5G联合体期中考试 高二物理试卷参考答案及评分参考 。 BD 11.(8分)(1)AC (2)①如右图,②(4,0) y/cm 3 12.(8分)5.25 4.775(4.774~4.776均可) #__ 偏小 过D点作AB边的法线NN,连接OD,则ODN一a为O点发出 光线在D点的入射角;设该光线在D点的折射角为B,如图所示,根 折射定律有 A nsina-sin/B ①(3) .............................................................................. 式中n为三楼镜的折射率 由几何关系可知一60. _...................................................................... ②(1) 乙EOF-30 ③(1) .............................................................................. 在△OEF中有EF一OEsin之EOF ④(1') ...................................................... 由③④式和题给条件得OE一2cm (2) (2) 根据题给条件可知,△OED为等腰三角形,有a三30 ........................... 由①②式得n-3. (2) 14.(14分)(1)见解析;(2)v.=2x10m/s;(3)T=3.0x10-8s (1)由一x图像的物理意义可知,在x轴正、负半轴分布着方向相反的匀强电场; 在 -0.5cm<x<0区域内电场强度大小 (2) 在0<x<1.0cm范围电场强度大小 (2) (2)粒子经过x三0处时速度最大,由动能定理可得 (2) 代入数值可得 (2) (3)设粒子从x=-0.5cm处运动至x=0处用时t,从x=0处运动至x=1.0cm处用时t,则 有 (2) n 运动周期 T-2(t+t2) (2) ................................................. 带入数据可得 T=3.0x10-8s .................................................... (2) 15.(18分) #22一)_ (1) (1)从M到N,根据动能定理,有 (2) .................................................. 解得 一7_ (1) (2)粒子在偏转电场中运动的时间为,离开偏转电场时速度的偏转角为0,水平方向有 L-f ..................................................... (1) (1) 根据牛顿第二定律,有 (1) 且 (1) V二 ..................................................... 联立解得: 2a ②2 三 2mUo (2) {n (3)方法一:设金属板长为L、板间距为a,偏转电场的电压为U,加速电压为U。时,粒子在偏 转电场中运动的时间为t,离开偏转电场时速度的偏转角为0,水平方向有 L一Vf (1) ..................................................... 根据牛顿第二定律,有 .................................................. (1) 速度偏转角为 tanR_at (1) 。 ..................................................... 联立解得 (1) ..................................................... 设加速电压为U.时粒子恰好打到检测板最左侧,加速电压为U、时粒子恰好打到检测板最右侧 离开偏转电场时速度的偏转角分别为0、.,结合几何关系有 tanD一 (1) (1) 粒子离开偏转电场后做匀速直线运动,且速度反向延长线过金属板P、Q中心,根据几何关系,有 ($#-R)tan#=btanθ=(b+R)tan ................................ (1) 联立解得 ...................................... (2) R。 即M、N两板所接电源电压的取值范围为 方法二:设加速电压为.,同理可得,粒子进入偏转电场的速度为 2 (1) n 设金属板长为L、板间距为d,偏转电场的电压为U。,粒子在偏转电场中运动的时间为t,离开偏 转电场时速度的偏转角为0,水平方向有 L一vt (1) ..................................................... 根据牛顿第二定律,有 ..................................................... (1) 粒子在偏转电场中做类平抛运动 则 # (1) 4dU. 粒子离开偏转电场后做匀速直线运动,当U.-U。,粒子在沿着偏转电场的位移为y。 恰好能打 到检测板的圆心处,设检测板金属板P、O中心的水平距离为)则 #2 (1) ..................................................... 设加速电压为U.时粒子恰好打到检测板的最左侧(此情况下加速电压最小). 加速电压为”时 粒子恰好打到检测板的最右侧(此情况下加速电压最大),同理可得 L/2"/2 (2) Y b-RYb-R ........................................ 则 b+R (2) # ,mR, 即M、N两板所接电源电压的取值范围为