精品解析：湖北武汉市武钢三中2026-2027学年高一上学期9月阶段检测物理试卷

武钢三中2029届高一上学期九月月考物理试卷 一、单选题 1. 如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边以角度入射，依次经和两次反射，从直角边出射。出射光线相对于入射光线偏转了角，则（　　） A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. 与棱镜的折射率有关 【答案】A 【解析】 【详解】如图所示 设光线在AB边的折射角为，根据折射定律可得 设光线在BC边的入射角为，光线在AC边的入射角为，折射角为；由反射定律和几何知识可知 联立解得 根据折射定律可得 可得 过D点做出射光的平行线，则该平行线与AB的夹角为，由几何知识可知，入射光与出射光的夹角为。 故选A。 2. 如图所示，绝缘轻绳穿过有光滑孔的带正电小球A，绳两点P、Q固定，在竖直平面内，整个空间存在匀强电场。小球静止时，轻绳绷紧，AP水平、AQ竖直，小球A的质量为m，则（ ） A. 球受到的电场力可以等于2mg B. 球受到电场力的最小值为mg C. 匀强电场方向一定水平向右 D. 匀强电场方向可以竖直向下 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据同一根绳子拉力大小处处相等，可知AP水平绳子和AQ竖直绳子的拉力大小相等，设为。对小球受力分析，可知小球受重力mg、水平向左的拉力T和竖直向上的拉力T，以及电场力F。先将两个拉力合成一个力，根据平行四边形定则，可得该合力的大小为，设该合力与竖直方向的夹角为，根据几何关系 解得 如图所示 根据矢量三角形定则，可知当电场力与的反向延长线垂直时，电场力有最小值，根据几何关系有 故电场力大小的范围为，故A正确，B错误； CD．电场力一定有水平向右的分量，但竖直方向的分量可以为零，也可以不为零，故电场方向不一定水平向右，一定不能竖直向下，故CD错误。 故选A。 3. 如图甲，A、B为两个带电小球，A固定在光滑绝缘水平面上P点，初始时刻B在A右侧Q点处，此时B所受电场力大小为F，现给B一方向与PQ连线重合、大小为v0的初速度，开始一段时间内B运动的v-t图像如图乙，则（　　） A. 初速度v0的方向水平向左 B. A和B两小球带异种电荷 C. B的速度大小为时，B运动的时间小于 D. 时刻，B所受电场力大小一定等于4F 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．由v-t图像可知B球做加速度不断增大的减速运动，故小球B运动的方向水平向左，两小球带同种电荷，当B的速度大小为时，B运动的时间大于，故A正确，BC错误； D．根据库仑定律，若时刻，B与A的距离为初始时的二分之一，则B所受电场力大小等于4F，根据题意无法判断时刻，B与A的距离与初始距离的关系，所以时刻，B所受电场力大小不一定等于4F，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，在直角三角形中，，。A、两点各固定有点电荷，带电荷量分别为、，以点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为。已知静电力常量为，球壳表面的感应电荷在球心处产生的电场强度（ ） A. 为零 B. 大小为，方向沿方向 C. 大小为，方向与方向夹角为 D. 大小为，方向沿平分线 【答案】C 【解析】 【详解】处点电荷在点产生的电场强度沿方向，大小为 处点电荷在点产生的电场强度沿方向，大小为 、两处点电荷分别在点产生的电场强度方向互成，大小相等，所以合电场强度大小为 方向与方向夹角为； 由于金属球壳内部电场强度处处为零，感应电荷在球心处产生的电场强度大小为 方向与方向夹角为。 故选C。 5. 如图所示，平凹透镜与一块平板玻璃接触，用单色光垂直透镜的平面向下照射，会观察到明暗相间的同心圆环，则下列说法正确的是（　 　） A. 同心圆环主要的形成原理是光的折射 B. 同心圆环外疏内密 C. 下表面半径R越大（越平坦），圆环越稀疏 D. 选择频率更小的单色光，圆环更密集 【答案】C 【解析】 【详解】A．同心圆环主要的形成原理是光的干涉现象，故A错误； B．明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上下两表面的反射光发生干涉后形成的，同一亮圆环（或暗圆环）处空气膜的厚度相等，相邻的两个明圆环处，空气膜的厚度差等于半个波长，离圆心越远的位置，空气膜的厚度减小的越快，则圆环越密，所以同心圆环内疏外密，故B错误； C．下表面的半径R越大，空气膜的厚度变化变慢，其形成的圆环比曲率半径小的透镜形成的圆环稀疏，故C正确； D．频率小，波长大，因此选择频率更小的单色光，对于同一干涉装置，形成的干涉条纹间距大，得到的圆环更稀疏。故D错误。 故选C。 6. 如图所示，在一个半球形的绝缘光滑球壳内，有M、N两个半径较小的均匀带电的绝缘小球。N球固定，M球静止时如图所示，球壳球心为O，OC为过圆心的竖直线，交MN的连线于Q点。现M球的电荷量缓慢减小（仍分布均匀），下列说法正确的是（　　） A. 两小球间的库仑力将增大 B. M球受到的弹力减小 C. OC和MN的交点Q不会移动 D. OC和MN垂直时，库仑力大小等于M球的重力 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．对两球受力分析，并构建矢量三角形，如图所示 由于三角形相似可得 由于电荷量减小，小球之间的库仑力减小，M球下移，Q点也下移，OQ长度增加，又因为mg、OM不变，所以k值减小，减小，MQ减小，库仑力也减小，故AC错误，B正确； D．OC和NM垂直时，库仑力和重力的合力不一定沿两者角平分线，所以库仑力不一定等于M球的重力，故D错误。 故选B。 二、多选题 7. 如图所示，、和都是厚度均匀的平行玻璃板，和、和之间的夹角都为，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角从点射入板，且射出板后的两束单色光射在地面上、两点，由此可知（ ） A. 射出板后的两束单色光与入射光平行 B. 射到点的光在玻璃中的折射率较大 C. 射到点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长 D. 若稍微增大入射角，光从板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射 E. 若射到、两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光 【答案】ABD 【解析】 【详解】A.光线经过平行玻璃板时出射光线和入射光线平行，则最终从c板射出的两束单色光与入射光仍然平行，A正确； B.射到P点的光偏折程度比射到Q点的光偏折程度厉害，知射到P点的光在玻璃中的折射率较大，B正确； C.射到P点的光折射率较大，根据知，在玻璃中传播的速度较小，折射率大，则频率大，波长小，C错误； D.光从b板上表面射入到其下表面时的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性可知，光线不可能在下表面上发生全反射，D错误； E.根据知，条纹间距较小的光波长小，则频率大，折射率大，偏折厉害，为射到P点的光，即蓝光，E正确． 8. 如图所示，带电量为的小球甲固定在绝缘天花板的点，带电小球乙获得一个初速度，绕点正下方的点在水平面内做半径为的匀速圆周运动，甲、乙两者的连线与竖直方向的夹角为，两小球均视为点电荷，重力加速度为，静电力常量为，，，下列说法正确的是（　　） A. 乙带正电 B. 乙的加速度大小为 C. 乙的比荷为 D. 若乙的电荷量为，则动能为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．甲对乙的库仑力是引力才能让乙的向心力沿水平方向，则乙带正电，故A正确； B．由二力合成的矢量三角形可得，乙的向心力为，由牛顿第二定律可得 解得，故B错误； C．由二力合成的矢量三角形可得 则有，故C正确； D．乙的动能为，库仑力在水平方向的分力充当向心力，则有 综合可得，故D正确。 故选ACD。 9. 如图甲所示，在平静的水面下深度为处有一个长度为的线光源（忽略横截面积），可以发出红光和紫光。在水面上形成的单色光区域和复色光区域如图乙所示，其中段为直线且与段平行，段和段为弧形。已知水对紫光的折射率为。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中的单色光区域为紫光 B. 在图乙中的复色光区域中，段的长度为 C. 在图乙中的复色光区域中，左右两端的弧形区域的面积之和为 D. 若该线光源发出的光换成红光和绿光，则图乙中的单色光区域的面积减小 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．在水面上有光射出的区域面积越大，则发生全反射的临界角越大，根据，在同种介质中，光的频率越大，其折射率越大，故单色光区域为红光，故A错误： B．图乙中可认为是由点光源形成的图像沿线光源移动所形成的，故图乙中的复色光图样中水平直线所在区域的长度与线光源的长度相同，故B正确； C．设复色光区域中两端的圆弧区域的半径为，根据，结合几何关系，可知 故左右两端的弧形区域的面积之和为，故C正确； D．由选项C可知，绿光的折射率小于紫光的折射率，复色光区域面积增大，则单色光区域面积减小，故D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形，顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷，且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k，则O点处的电场强度（ ） （　　） A. 方向沿x轴负方向 B. 方向与x轴负方向成夹角斜向下 C. 大小为 D. 大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】由题意可知，如图 将五个点电荷等效成 五个点电荷与O点距离为R，设 则O点场强大小为 代入可得 方向沿x轴负方向； 故选AD。 三、实验题 11. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： a．将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界； b．激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出。用大头针在白纸上标记点和激光笔出光孔的位置； c．移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图所示。 d．用刻度尺测量和的长度和，测得； （1）实验步骤c之前出现遗漏的操作步骤为_____。（填操作的内容） （2）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式_____（用表示）；由测得的数据可得折射率为_____（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1）记录入射点的位置 （2） ①. ②. 1.51 【解析】 【小问1详解】 为确定入射光线，除了用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置，还需记录入射点M的位置。 【小问2详解】 [1][2]折射率 代入数据，解得 12. 某同学利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示，单色光在双缝与毛玻璃之间发生干涉，在目镜中可观察到干涉条纹。 （1）在实验当中，该同学观察到条纹很清晰但测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示，为了使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，最合理的操作是仅将 （填选项前的字母）旋转一个适当角度。 A. 单缝 B. 双缝 C. 测量头 （2）该同学正确操作后观察到的干涉条纹如图丙所示，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准位置，手轮的读数如图丁所示，此时手轮的读数为____________________mm。 （3）已知双缝间距为，双缝到毛玻璃的距离为，分划板中心刻线对准位置时手轮的读数记作，继续转动手轮，分划板中心刻线对准位置时手轮的读数记作（），则所测单色光的波长______________________（用题中物理量符号表示）。 【答案】（1）C （2）15.578 （3） 【解析】 【小问1详解】 为了使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，最合理的操作是仅将测量头旋转一个适当角度。 故选C。 【小问2详解】 螺旋测微器的精确值为，由丁图可知手轮的读数为 【小问3详解】 根据公式 又 联立可得所测单色光的波长为 四、解答题 13. 一种“光开关”的“核心区”构造如图中虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同且截面边长均为的等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行且略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现“开关”功能。若一细束单色光从1的左侧面上点垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”。已知棱镜对单色光的折射率为1.5，与底面间的距离为，单色光在真空中的传播速度为。在两棱镜之间不充入介质情况下： （1）请通过推导说明是否能实现“开”功能； （2）求单色光在棱镜中传播的时间。 【答案】（1）不能；（2） 【解析】 【详解】（1）发生全反射的临界角满足 故不充入介质情况下，单色光在1中发生全反射，不能实现“开”的功能。 （2）单色光在棱镜中的传播速度为 由几何关系可知单色光在1中运动的路程 又 代入数据解得 14. 在双缝干涉实验中，人们不但关注干涉条纹的静态分布，而且关注它们的移动，而使干涉条纹移动的因素有三方面：一是光源移动，二是装置结构的改变，三是光路中介质的改变。某实验小组选择移动光源实现中心干涉条纹的移动。实验装置如图所示，建立xOy直角坐标系，光源S位于原点，双缝到y轴的距离为R，光屏到y轴的距离为R+D。在光源S小角度移动时，存在关系式，且本次实验中光源移动时均为小角度移动。 （1）求当光源S向y轴负方向移动到达时，中心条纹P0移动的距离。 （2）要使条纹移回到的中点，需要水平向左还是向右移动，移动的距离为多少？ 【答案】（1）；（2）向左移动 【解析】 【详解】（1）中心条纹P0处亮纹的产生原因是光源S发出的经过S1、S2的光线到P0点的光程差为零，因此对于中心条纹，光源发出的经过S1、S2的光线到点的光程差也为零，即图中存在几何关系 整理得 根据小角度移动公式 同理 联立解得 （2）当条纹移回到的中点时，根据公式 则需减小，根据公式，光源到双缝的水平距离需增大。 因此光源需要向左移动 联立解得 15. A是电荷量为的点电荷，B是电荷量为的点电荷，A、B相距2l，连线中点为O。现将另一个质量为m、电荷量为的点电荷放置在AB连线的中垂线上，距O为的C处（图甲）。只考虑电场力的作用。已知静电力常量为。 （1）求C点的电场强度大小及方向； （2）若只将A的电荷量变为（图乙）： ①求此时所受的静电力的大小； ②给一个合适的速度，使它恰好能做匀速圆周运动，求v的大小。 【答案】（1）；水平向左；（2）①；② 【解析】 【详解】（1）由几何关系，可得 AC连线与AB连线之间的夹角满足 解得 根据点电荷场强公式，可得点电荷A在C点的场强大小为 方向沿AC连线指向点电荷A。点电荷B在C点的场强大小为 方向沿BC连线指向点电荷B。即 C点处的场强如图所示 由场强的叠加原理，有 方向为水平向左。 （2）①若只将A的电荷量变为，所受的静电力如图所示 根据库仑定律，有 ， 即 由平行四边形定则可得 ②给一个合适的速度，使它恰好能做匀速圆周运动，由静电力刚好提供向心力可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武钢三中2029届高一上学期九月月考物理试卷 一、单选题 1. 如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边以角度入射，依次经和两次反射，从直角边出射。出射光线相对于入射光线偏转了角，则（　　） A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. 与棱镜的折射率有关 2. 如图所示，绝缘轻绳穿过有光滑孔的带正电小球A，绳两点P、Q固定，在竖直平面内，整个空间存在匀强电场。小球静止时，轻绳绷紧，AP水平、AQ竖直，小球A的质量为m，则（ ） A. 球受到的电场力可以等于2mg B. 球受到电场力的最小值为mg C. 匀强电场方向一定水平向右 D. 匀强电场方向可以竖直向下 3. 如图甲，A、B为两个带电小球，A固定在光滑绝缘水平面上P点，初始时刻B在A右侧Q点处，此时B所受电场力大小为F，现给B一方向与PQ连线重合、大小为v0的初速度，开始一段时间内B运动的v-t图像如图乙，则（　　） A. 初速度v0的方向水平向左 B. A和B两小球带异种电荷 C. B的速度大小为时，B运动的时间小于 D. 时刻，B所受电场力大小一定等于4F 4. 如图所示，在直角三角形中，，。A、两点各固定有点电荷，带电荷量分别为、，以点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为。已知静电力常量为，球壳表面的感应电荷在球心处产生的电场强度（ ） A. 为零 B. 大小为，方向沿方向 C. 大小为，方向与方向夹角为 D. 大小为，方向沿平分线 5. 如图所示，平凹透镜与一块平板玻璃接触，用单色光垂直透镜的平面向下照射，会观察到明暗相间的同心圆环，则下列说法正确的是（　 　） A. 同心圆环主要的形成原理是光的折射 B. 同心圆环外疏内密 C. 下表面半径R越大（越平坦），圆环越稀疏 D. 选择频率更小的单色光，圆环更密集 6. 如图所示，在一个半球形的绝缘光滑球壳内，有M、N两个半径较小的均匀带电的绝缘小球。N球固定，M球静止时如图所示，球壳球心为O，OC为过圆心的竖直线，交MN的连线于Q点。现M球的电荷量缓慢减小（仍分布均匀），下列说法正确的是（　　） A. 两小球间的库仑力将增大 B. M球受到的弹力减小 C. OC和MN的交点Q不会移动 D. OC和MN垂直时，库仑力大小等于M球的重力 二、多选题 7. 如图所示，、和都是厚度均匀的平行玻璃板，和、和之间的夹角都为，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角从点射入板，且射出板后的两束单色光射在地面上、两点，由此可知（ ） A. 射出板后的两束单色光与入射光平行 B. 射到点的光在玻璃中的折射率较大 C. 射到点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长 D. 若稍微增大入射角，光从板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射 E. 若射到、两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光 8. 如图所示，带电量为的小球甲固定在绝缘天花板的点，带电小球乙获得一个初速度，绕点正下方的点在水平面内做半径为的匀速圆周运动，甲、乙两者的连线与竖直方向的夹角为，两小球均视为点电荷，重力加速度为，静电力常量为，，，下列说法正确的是（　　） A. 乙带正电 B. 乙的加速度大小为 C. 乙的比荷为 D. 若乙的电荷量为，则动能为 9. 如图甲所示，在平静的水面下深度为处有一个长度为的线光源（忽略横截面积），可以发出红光和紫光。在水面上形成的单色光区域和复色光区域如图乙所示，其中段为直线且与段平行，段和段为弧形。已知水对紫光的折射率为。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中的单色光区域为紫光 B. 在图乙中的复色光区域中，段的长度为 C. 在图乙中的复色光区域中，左右两端的弧形区域的面积之和为 D. 若该线光源发出的光换成红光和绿光，则图乙中的单色光区域的面积减小 10. 如图所示，在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形，顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷，且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k，则O点处的电场强度（ ） （　　） A. 方向沿x轴负方向 B. 方向与x轴负方向成夹角斜向下 C. 大小为 D. 大小为 三、实验题 11. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： a．将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界； b．激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出。用大头针在白纸上标记点和激光笔出光孔的位置； c．移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图所示。 d．用刻度尺测量和的长度和，测得； （1）实验步骤c之前出现遗漏的操作步骤为_____。（填操作的内容） （2）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式_____（用表示）；由测得的数据可得折射率为_____（结果保留3位有效数字）。 12. 某同学利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示，单色光在双缝与毛玻璃之间发生干涉，在目镜中可观察到干涉条纹。 （1）在实验当中，该同学观察到条纹很清晰但测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示，为了使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，最合理的操作是仅将 （填选项前的字母）旋转一个适当角度。 A. 单缝 B. 双缝 C. 测量头 （2）该同学正确操作后观察到的干涉条纹如图丙所示，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准位置，手轮的读数如图丁所示，此时手轮的读数为____________________mm。 （3）已知双缝间距为，双缝到毛玻璃的距离为，分划板中心刻线对准位置时手轮的读数记作，继续转动手轮，分划板中心刻线对准位置时手轮的读数记作（），则所测单色光的波长______________________（用题中物理量符号表示）。 四、解答题 13. 一种“光开关”的“核心区”构造如图中虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同且截面边长均为的等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行且略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现“开关”功能。若一细束单色光从1的左侧面上点垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”。已知棱镜对单色光的折射率为1.5，与底面间的距离为，单色光在真空中的传播速度为。在两棱镜之间不充入介质情况下： （1）请通过推导说明是否能实现“开”功能； （2）求单色光在棱镜中传播的时间。 14. 在双缝干涉实验中，人们不但关注干涉条纹的静态分布，而且关注它们的移动，而使干涉条纹移动的因素有三方面：一是光源移动，二是装置结构的改变，三是光路中介质的改变。某实验小组选择移动光源实现中心干涉条纹的移动。实验装置如图所示，建立xOy直角坐标系，光源S位于原点，双缝到y轴的距离为R，光屏到y轴的距离为R+D。在光源S小角度移动时，存在关系式，且本次实验中光源移动时均为小角度移动。 （1）求当光源S向y轴负方向移动到达时，中心条纹P0移动的距离。 （2）要使条纹移回到的中点，需要水平向左还是向右移动，移动的距离为多少？ 15. A是电荷量为的点电荷，B是电荷量为的点电荷，A、B相距2l，连线中点为O。现将另一个质量为m、电荷量为的点电荷放置在AB连线的中垂线上，距O为的C处（图甲）。只考虑电场力的作用。已知静电力常量为。 （1）求C点的电场强度大小及方向； （2）若只将A的电荷量变为（图乙）： ①求此时所受的静电力的大小； ②给一个合适的速度，使它恰好能做匀速圆周运动，求v的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $