内容正文:
省前中2028届高一上学期第二次学情检测
强基物理试卷 2025.12
一、单项选择题(共10小题,每小题4分,共40分. 每小题只有一个选项符合题意)
1.关于下列四幅插图,说法正确的是( )
A. 图甲中,燃气灶上的电子点火器的点火应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙中,工作人员在超高压带电作业时,要穿绝缘橡胶服以保证安全
C. 图丙中,优质话筒线外面包裹着的是金属编织的网
D. 图丁中,带负电的粉尘会被收集在除尘器的正极上
2.对“静电场”一章中几个公式的理解,正确的是( )
A. 在公式,当逐渐变小时,将逐渐变大,若趋近于零时,将会变得无穷大
B. 由公式可知,电容器的电容随电容器所带电荷量的增加而增加
C. 由可知,电场中两点的距离越大,电场强度越小
D. 公式,同一个负电荷在电势越高的地方电势能越小
3.如图所示,A、O、B为导体棒中心轴上的三点,O为导体棒的中心,A、B位于O点的两侧,导体棒不带电。现将一个正点电荷放在导体棒的左侧,当导体棒达到静电平衡时,感应电荷在A、O、B三点产生电场强度的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
4.库仑扭秤装置如图甲所示,可以简化为如图乙所示,细金属丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的两端分别固定带电量为的带正电小球A和不带电小球B,把另一个带电量为的金属小球C靠近A,A、C两球相互排斥,稳定后最终A、C两球间距为。已知静电力常量为,忽略球的大小,则下列说法正确的是( )
A. C球带负电
B. A球在C球位置产生的场强为
C. 若不带电的小球D(形状、大小和材质等与小球C完全相同)与C接触后移开,保持A、C间距不变,则A球对C球的库仑力变为
D. 若,则A球对C球的库仑力大于C球对A球的库仑力
5.如图四幅图对于光的相关知识说法正确的是( )
A. 图甲中,位于水中气泡看上去特别明亮是由于光的折射
B. 图乙中,增加单缝的宽度,则屏上的中央亮条纹宽度变宽
C. 图丙中,若两板间的薄片向左移动少许,则干涉条纹的间距增大
D. 图丁中,通过3D眼镜看电脑显示屏的照片,两侧镜片为透振方向不同的偏振片
6.如图所示为某区域的电场线分布,下列说法正确的是( )
A. 这个电场可能是正点电荷形成的
B. D处没有电场线,所以场强为零
C. 负电荷在C点受到的电场力方向沿C点切线逆向
D. 点电荷在A点所受的静电力比在B点小
7.如图所示,平行板电容器与电动势为的直流电源连接,下极板接地。一带电油滴位于两板中央的点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离,则( )
A. 极板上的带电量不变
B. 点的电势将降低
C. 带电油滴仍静止在点
D. 带电油滴将竖直向下运动
8.如图,一匀强电场的方向平行于平面直角坐标系,平面内有、、三点,其中、、三点的电势分别为1V、10V、13V。已知电子的电荷量大小为。下列说法正确的是( )
A. 点的电势为22V
B. 电场强度的大小为5V/cm
C. 将一个电子置于处,电子的电势能为
D. 将一个电子从点移至点,静电力做功为
9.某静电场在轴上的场强随的变化关系如图所示,轴正方向为场强正方向,其中、、、是间隔相等的四点,下列说法正确的是( )
A. 和处电场强度方向相同
B. 和处电势不相等
C. 、两点之间的电势差大于、两点之间的电势差
D. 由静止释放一正点电荷,仅在电场力作用下运动到的过程中,电势能先增大后减小
10.电荷量的带电小球静置于绝缘水平面上,时刻,施加范围足够大的水平方向的电场,其电场强度随时间变化的关系如图所示。小球在电场力的作用下由静止开始运动。已知小球的质量为2kg,小球与水平面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 0~2s小球的加速度逐渐增大
B. 0~2s摩擦力的冲量大小为8N·s
C. 2s时小球的动能为4J
D. 5s时小球的速度大小为6m/s
二、实验题(每空3分,共15分)
11.某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,所用的实验装置如图甲所示。
(1) 图甲2处固定的元件是( )。
A. 单缝 B. 双缝 C. 滤光片
(2) 该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图乙所示。若要使两者对齐,该同学应如何调节( )。
A. 仅旋转遮光筒 B. 仅旋转单缝
C. 仅旋转双缝 D. 仅旋转测量头
(3) 调整好实验器材后,如图丙所示,实验中该同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时,手轮的读数分别记为、(),双缝间距为,毛玻璃屏与双缝间的距离为,则入射的单色光的波长的表达式为________(用题中涉及的物理量符号表示)
(4) 另一同学以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),则下列说法正确的是( )
A. 只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失
B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的干涉条纹依然存在
C. 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮
D. 屏上无任何光亮
(5) 1801年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。洛埃镜实验的基本装置如图丁所示,S为单色光源,M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上,同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,这样就形成了两个一样的相干光源。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和,光的波长为。写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距的表达式________。
三、解答题
12.(6分)如图所示是一个半径为的半球形玻璃砖的正视图,为半圆的直径,为圆心。一束宽为的平行光线垂直下表面射入玻璃砖,上表面有光线射出的区域在平行于方向上的宽度(不考虑多次反射)。已知光在真空中的传播速率为,不考虑面的反射光,求:
(1) 玻璃砖的折射率;
(2) 在点左侧处射入玻璃砖的光线在玻璃砖中传播的时间。
13.(9分)如图所示的平行金属板电容器的电容,极板A、B之间可以看成匀强电场,场强,极板间距离为,电场中点到A极板、点到B极板的距离均为0.5cm,B极板接地。求:
(1) B极板所带电荷量;
(2) 点处的电势;
(3) 将电荷量的负点电荷从移到,静电力所做的功。
14.(14分)如图所示,是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带电量为的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度。,。
(1)若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放,求滑块到达B点的速度;
(2)在(1)的情况下,求滑块到达B点时对轨道的压力;
(3)改变的大小,为了使小滑块不脱离圆弧轨道,求AB初始距离的取值范围。
15.(16分)如图,水平地面上有一桌面足够长的桌子,其上表面水平且光滑。桌上静止一厚度可忽略、质量的不带电绝缘长木板B,B左端与桌面左边缘对齐。桌面左侧有一绝缘光滑曲面,光滑曲面水平面正好与长木板上表面相平,距长木板上表面为处静止一可视为质点且质量、电荷量的带正电金属块A。距长木板B右端处固定有一弹性挡板。桌面上方虚线区域有方向水平向右、场强的匀强电场。现由静止释放金属块A,从桌面左侧滑入长木板并进入电场,此后的运动中,A始终没有滑到长木板B的最右端,已知金属块A与木板B间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,求:
(1)长木板B与挡板第一次碰撞前瞬间的速度大小;
(2)长木板B与挡板第二次碰撞前瞬间的速度大小;
(3)整个运动过程中金属块与长木板由于摩擦产生的热量。
省前中2028届高一上学期第二次学情检测
强基物理试卷参考答案
一、单项选择题(共10小题,每小题4分,共40分. 每小题只有一个选项符合题意)
1.C
2.D
3.A
4.C
5.D
6.D
7.B
8.D
9.B
10.C
二、实验题(每空3分,共15分)
11.【答案】(1) A (2) D (3) (4) C (5)
【详解】
(1) 图甲中1处是滤光片,2处固定的元件是单缝,3是双缝。
故选A。
(2) 要得到清晰干涉图样需要单缝与双缝平行,所以应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,即D选项符合题意。
故选D。
(3) 相邻亮条纹之间的距离
根据双缝干涉条纹间距公式
单色光的波长
(4) 在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),由于绿光和红光的频率不同,则不能发生干涉,但屏仍有光亮。
故选C。
(5) 从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光,故是相干光,该干涉现象可以看作双缝干涉,所以之间的距离为,而光源到光屏的距离可以看作双孔到屏距离,等效双缝间距
根据相邻条纹间距公式
解得相邻两条亮纹(或暗纹)间距为
三、解答题
12.【答案】(1) 2 (2)
【详解】
(1) 令临界角为,根据临界角与折射率的关系有
上表面有光线射出的区域边缘恰好发生全反射,作出光路图如图所示
根据几何关系有
解得
(2) 令在点左侧处射入玻璃砖的光线在玻璃砖上表面的入射角为,根据几何关系有
解得
该光在玻璃砖上表面发生全反射,光路图如图所示
根据几何关系可知,该光在玻璃砖中传播的路程
根据折射率与光速的关系有
该光在玻璃砖中传播的时间
结合上述解得
13.【答案】(1) (2) (3)
【详解】
(1) BA间的电势差为
则B极板所带电荷量为
(2) B极板与d之间的电势差为
由于B极板接地,电势为0,则有d点处的电势
(3) d、c之间的距离为
d、c两点间的电势差为
将电荷量的负点电荷从d移到c,静电力所做的功为
14.【答案】(1) ;(2) ,方向竖直向下;(3) 或
【详解】
(1) 根据题意,从A点到B,根据动能定理可得
解得
(2) 由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
解得
方向竖直向下。
(3) 滑块恰好始终沿轨道滑行,则滑至圆弧轨道、间等效最高点时,由电场力和重力的合力提供向心力,此时的速度最小,与竖直方向夹角的正切值为
解得
则有
解得
滑块不离开轨道有两种可能,一种是最高点到点(等效重力场中圆心等高处),另一种是恰好通过点(等效最高点),如图所示
① 如果最高点到点,根据动能定理,有
解得
② 如果在等效场中最高到点,则根据动能定理,有
联立解得
故使滑块沿圆弧轨道滑行时不脱离圆弧轨道的的取值范围为
15.【答案】(1) (2) (3)
【详解】
(1) 设A刚滑上长木板B左端时的速度为,根据动能定理可得
解得
A滑上长木板B后,设A的加速度大小为,B的加速度大小为,根据牛顿第二定律可得
解得
设长木板B与挡板碰撞前,A、B已经达到共速,则有
联立解得
共速前长木板通过的位移为
假设成立;共速后,A、B保持相对静止一起在电场力作用下加速运动,设长木板B与挡板第一次碰撞前瞬间的速度大小为,根据动能定理可得
解得
(2) 第一次碰撞后,撤去电场,可知A、B组成的系统在第一次碰撞后到第二次碰撞前,满足动量守恒;设第二次碰撞前A、B已经达到共速,以向右为正方向,根据动量守恒可得
解得
由于,可知从第一次碰撞后到再次共速,B先以向左减速到零再向右加速到,此时B还未与挡板发生第二次碰撞,故假设成立。则长木板B与挡板第二次碰撞前瞬间的速度大小为
(3) 根据以上分析可知,每次B与挡板碰撞后,都会与A达到共速后再与挡板发生下一次碰撞,经过足够长的时间,最终A、B均处于静止状态;
第一次碰撞前,A、B发生的相对位移为
第一次碰撞前,系统产生的热量为
故整个运动过程中金属块与长木板由于摩擦产生的热量为
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