精品解析：重庆市第十一中学校2026-2027学年高二上学期期中考试物理试卷

重庆市第十一中学校教育集团高2028届高二上期期中考试 物 理 试 题 注意事项： 1、本试卷满分为100分，考试时间为90分钟。 2、答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。 3、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（共48分） （一）单项选择题：共8题，每题4分，共32分。 1. 用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，甚至从桶中溅出来。如图，农夫肩上的扁担与木桶（含水）的固有频率是2Hz，下列说法正确的是（　　） A. 农夫走路的步频越慢，桶里的水晃动得越剧烈 B. 农夫走路的步频越快，桶里的水晃动得越剧烈 C. 当发现桶里的水晃得很厉害时，适当的把步频加快可减小水的晃动 D. 农夫走路时扁担与木桶（含水）上下振动的频率与农夫的步频无关 2. 两列频率相同的简谐横波相遇后某一时刻的情况如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列正确的是（ ） A. 再过半个周期P点位于波峰位置 B. M点将一直位于波峰位置 C. 再过一个周期M点变为振动减弱的点 D. 再过半个周期N点变为振动加强的点 3. 如图，虚线a、b、c代表电场中的三个等差等势面，一质子仅在电场力作用下沿实线运动，先后经过A、B两点。下列正确的是（ ） A. 质子由A点到B点做加速运动 B. 质子在A点的加速度比在B点的加速度大 C. 质子在A点的电势能比在B点的大 D. 三个等势面中，a等势面的电势最高 4. A、B是电场中一条电场线上两点，如图甲，时，一个电子从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，该过程中其速度v随时间t的变化图像如图乙所示。关于该电场，下列正确的是 （ ） A. 可以判断出电场线的方向是由A到B B. A点的电场强度大于B点的电场强度 C. 该电子在A点的电势能小于在B点电势能 D. A点的电势高于B点的电势 5. 如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R，由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时（ ） A. 导体A端电势低于B端电势 B. 用导线将AB两端连接，在连接的瞬间，导线中有从B到A方向的电流 C. 导体中心O点的场强为 D. 枕形导体两端感应电荷在O点产生感应电场强度，方向水平向左 6. 如图所示，均匀介质中的三个质点S、P、Q，它们分别静止于直角坐标系Oxy平面内的（0，0）、（-2，0）和（4，3）处。t =0时刻，S从平衡位置开始垂直Oxy平面向上振动，振动频率为2Hz，形成向外传播的简谐横波，图中实线圆表示某时刻相邻的两个波峰，则（ ） A. 该波的波速大小为8 m/s B. 时，P位于波峰 C. 该波传播到P、Q的时间差为 D. 以后，P、Q的振动始终反相 7. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，开关S闭合后，两板间有一质量为m、带电荷量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（ ） A. 在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴不动，G中有方向为的电流 B. 在S仍闭合的情况下，若将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有方向为的电流 C. 若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，P点电势不变 D. 若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，P点电势升高 8. 如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2 kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1 m处以v₀= m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能Ep 如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1 m处的切线，取重力加速度g=10 m/s²，滑块在运动过程中电荷量不发生变化，下列说法正确的是（ ） A. x=3 m处的电势最低 B. 滑块向右运动过程中，速度先增大再减小 C. 滑块向右能够到达x=4 m处的位置 D. 滑块运动至x=3 m处时，速度大小为1.5 m/s （二）多项选择题：共4题，每题4分，共16分。 9. 以下说法正确的是（ ） A. 一个带正电的微粒只在静电力作用下，由静止释放后一定沿电场线运动 B. 处于电场中的质子在电势越高的地点电势能越大 C. 电势降低最快的方向就是电场强度的方向 D. 电场中电势越高的地方，电场强度越大 10. 如图所示，用两段长度相等的绝缘细绳顺次连接质量为m的A小球和质量为2m的B小球，悬挂于天花板的O点。现在让A、B两小球分别带上电荷，电性和电荷量均未知，并且加上一水平向左的匀强电场。不考虑两小球之间的相互作用，装置平衡时A、B两小球的位置如图所示，B球刚好在O点的正下方，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球A、B所带电性一定是相反的 B. 小球A与小球B的电荷量大小之比为1∶1 C. 小球A与小球B的电荷量大小之比为2∶5 D. 若只增加小球A的带电荷量，装置平衡后小球B能位于竖直虚线的左侧 11. 弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从小球通过O点时开始计时，小球第一次到达M点用了0.4s，又经过0.2s第二次通过M点，则小球第三次通过M点还要经过的时间可能是（ ） A. B. C. 1.4s D. 1.8s 12. 如图所示，一个质量为m、电荷为+q的小球，系在一根长为L不可伸长的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕固定O点做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。整个空间存在水平方向匀强电场，电场强度，已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 若小球在竖直平面内绕O做圆周运动，则小球运动到B点时机械能最大 B. 若小球在竖直平面内绕O做圆周运动，则小球运动到C点时动能最大 C. 若小球恰能在竖直平面内绕O做圆周运动，则运动最小速度 D. 若将小球在A点由静止开始释放，则小球运动到B点的速度为 二、非选择题：共52分。 （一）填空题：共2题，共12分。 13. 某物理实验兴趣小组利用智能手机设计了“用单摆测量重力加速度”的实验。他们用一根轻质细线将手机悬挂在水平桌面上的铁架台上，调整后如图1所示。启动手机中的Phyphox应用，点击界面中的“摆”（如图2所示）进行实验，测出手机运动的周期和频率，并通过不同的方法计算得到当地重力加速度。 实验步骤如下： ①手机静止时，用米尺测出悬挂点到手机中心的距离L； ②将手机从平衡位置拉开一个很小的角度（小于5°），然后静止释放，使手机在竖直平面内摆动，记录30次全振动的时间为t，计算得到手机的运动周期T； ③用公式计算当地的重力加速度； ④改变摆长多次重复实验，得到一系列重力加速度，算出重力加速度平均值； ⑤根据测量数据，作出的图线，如图3所示，求得图线的斜率k，测出当地重力加速度g的数值。 （1）手机运动的周期T为_________。 （2）该小组成员发现，用公式算出的重力加速度g的数值总比网上查阅得到的当地重力加速度的数值大，可能的原因是手机重心的位置与手机中心并不重合。当手机静止在平衡位置时，下列关于手机重心位置的说法正确的是       （填选项前的字母）。 A. 手机重心在手机中心正上方 B. 手机重心在手机中心正下方 C. 手机重心在手机中心的左侧或者右侧 （3）根据图3中数据，该小组测得当地重力加速度g=______ m/s2（π取3.14，计算结果保留3位有效数字）。 14. 图（a）为观察电容器充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8V，S为单刀双掷开关，C为电容器，R为电阻箱。当开关S接1，电容器开始充电，电容器充电完毕后，把开关改接2进行放电，其放电电流随时间变化关系如图（b）所示。 （1）先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从上向下流过电阻R时为正，上极板带正电时电势差为正，则与本次实验相符的图像是       。 A. B. C. D. （2）已知图（b）电流随时间变化的图线与时间轴围成的面积代表电容器所放出的电荷量大小，图像包围的小方格数量约为17个，则可得到该电容器的电容为________F（保留2位有效数字）。 （3）如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱的阻值R并重复上述实验，实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线，最符合实际情况的图像为        。 A. B. C. D. 四、解答题 15. 一列简谐横波沿x轴传播，波速为。t=0时刻的波形图如图所示，此时处的质点P的振动方向沿y轴负方向，和处的质点均处于平衡位置。 （1）求波的传播方向和周期T。 （2）从t=0时刻开始，经多长时间质点P第二次到达平衡位置？ 16. 已知匀强电场与边长的等边三角形ABC所在平面平行，现将电荷量为的负点电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。求： （1）A、B两点间的电势差 和B、C两点间的电势差分别为多少。 （2）电场强度的大小和方向。 17. 如图所示，真空中一水平地面上固定有两个光滑斜面，倾角分别为60°、30°，A、B两带电小球，电荷量分别为+q、+9q，质量分别记为m1和m2，同时静止在两个斜面上，且A、B两球处于同一水平线上，其中A球到斜面底端的距离为L，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k。求： （1）A、B间的库仑力大小； （2）A、B两球的质量m1和m2之比； （3）AB连线与斜面底端所在竖直线交点D处的电场强度。 18. 如图甲所示，在直角坐标系的轴正半轴上，固定一个负点电荷，位置、电量均未知，其产生的电场仅在第二象限存在。在整个第三象限内，有平行于轴向上的匀强电场，电场强度为但大小未知。一质量为，电荷量为的正离子（不计重力）从轴负半轴距坐标原点处沿轴负方向以速度射入第三象限，之后从轴负半轴距坐标原点处进入第二象限后做匀速圆周运动，经过轴时，第一、四象限开始有周期性变化的电场，初始方向平行于轴正方向，其周期，与时间的关系如图乙所示，已知静电力常量为。求： （1）电场强度的大小； （2）负点电荷的位置、电量； （3）离子从轴正半轴到轴的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市第十一中学校教育集团高2028届高二上期期中考试 物 理 试 题 注意事项： 1、本试卷满分为100分，考试时间为90分钟。 2、答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。 3、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（共48分） （一）单项选择题：共8题，每题4分，共32分。 1. 用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，甚至从桶中溅出来。如图，农夫肩上的扁担与木桶（含水）的固有频率是2Hz，下列说法正确的是（　　） A. 农夫走路的步频越慢，桶里的水晃动得越剧烈 B. 农夫走路的步频越快，桶里的水晃动得越剧烈 C. 当发现桶里的水晃得很厉害时，适当的把步频加快可减小水的晃动 D. 农夫走路时扁担与木桶（含水）上下振动的频率与农夫的步频无关 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当农夫走路的步频与桶里的水晃动的固有频率相等时会出现共振，此时水晃动得越剧烈，则农夫走路的步频过快或过慢都不一定使桶里的水晃动得越剧烈，故AB错误； D．农夫走路时扁担与木桶（含水）上下振动的频率与农夫的步频相等，故D错误； C．当发现桶里的水晃得很厉害时，说明水晃动的固有频率与农夫走路的步频相等从而出现了共振，所以适当的把步频加快可减小水的晃动，故C正确。 故选C。 2. 两列频率相同的简谐横波相遇后某一时刻的情况如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列正确的是（ ） A. 再过半个周期P点位于波峰位置 B. M点将一直位于波峰位置 C. 再过一个周期M点变为振动减弱的点 D. 再过半个周期N点变为振动加强的点 【答案】A 【解析】 【详解】A．图中P点为波谷与波谷相遇，是振动加强点，位于波谷处，再过半个周期P点位于波峰位置，故A正确； BC．图中M点为波峰与波峰相遇，是振动加强点，但M点仍上下周期性振动，不是一直位于波峰位置；再过一个周期M点仍为振动加强点，故BC错误； D．图中N点为波谷与波峰相遇，是振动减弱点，再过半个周期N点依然是振动减弱点，故D错误。 故选A。 3. 如图，虚线a、b、c代表电场中的三个等差等势面，一质子仅在电场力作用下沿实线运动，先后经过A、B两点。下列正确的是（ ） A. 质子由A点到B点做加速运动 B. 质子在A点的加速度比在B点的加速度大 C. 质子在A点的电势能比在B点的大 D. 三个等势面中，a等势面的电势最高 【答案】D 【解析】 【详解】AD．根据电场方向与等势面垂直，且质子所受电场力位于轨迹的凹侧，则质子受到的电场力如图所示 由图可知，电场力对质子做负功，质子的动能减小，所以质子由A点到B点做减速运动；质子带正电，所以电场力与场强方向相同，根据沿电场方向电势逐渐降低，可知三个等势面中，a等势面的电势最高，故A错误，D正确； B．等差等势面的疏密程度反映电场强度的大小，由图可知A点的场强小于B点的场强，则质子在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力，根据牛顿第二定律可知，质子在A点的加速度比在B点的加速度小，故B错误； C．质子由A点到B点过程，电场力对质子做负功，电势能增加，所以质子在A点的电势能比在B点的小，故C错误。 故选D。 4. A、B是电场中一条电场线上两点，如图甲，时，一个电子从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，该过程中其速度v随时间t的变化图像如图乙所示。关于该电场，下列正确的是 （ ） A. 可以判断出电场线的方向是由A到B B. A点的电场强度大于B点的电场强度 C. 该电子在A点的电势能小于在B点电势能 D. A点的电势高于B点的电势 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子带负电，向右做加速运动，说明所受电场力方向向右，负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，则场强方向由B到A，故A错误； B．根据图像的斜率越来越小，可知电子加速度越来越小，根据 可得A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确； C．仅在电场力作用下，电子速度增大，动能增大，可知电场力做正功，故电子电势能减小，该电子在点的电势能大于在点的电势能，故C错误； D．由乙图可知，电子从A点运动到B点，电场力做正功，电子动能增加，势能减小，即 根据 可知，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R，由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时（ ） A. 导体A端电势低于B端电势 B. 用导线将AB两端连接，在连接的瞬间，导线中有从B到A方向的电流 C. 导体中心O点的场强为 D. 枕形导体两端感应电荷在O点产生感应电场强度，方向水平向左 【答案】D 【解析】 【详解】AB．达到静电平衡时，整个导体为等势体，端与端电势相等。用导线连接两端时，两端没有电势差，不会产生由两端电势差驱动的从到的电流，故AB错误； CD．静电平衡时，导体内部的合场强为零。取水平向右为正方向，设负点电荷在点产生的场强为，感应电荷在该点产生的场强为。负点电荷在点的电场方向水平向右，以表示其电荷量的绝对值，由点电荷场强公式得。由场强叠加原理及静电平衡条件有 解得 因此感应电场的大小为，方向水平向左，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，均匀介质中的三个质点S、P、Q，它们分别静止于直角坐标系Oxy平面内的（0，0）、（-2，0）和（4，3）处。t =0时刻，S从平衡位置开始垂直Oxy平面向上振动，振动频率为2Hz，形成向外传播的简谐横波，图中实线圆表示某时刻相邻的两个波峰，则（ ） A. 该波的波速大小为8 m/s B. 时，P位于波峰 C. 该波传播到P、Q的时间差为 D. 以后，P、Q的振动始终反相 【答案】D 【解析】 【详解】A．相邻两个波峰的距离为波长，由图可知，两相邻波峰的半径差（即波长） 则波速，故A错误； B．波传到P的时间 因为，可知t=0.125s时波还未传播到P，P静止在平衡位置，不可能位于波峰，故B错误； C．波传到P的时间 波传到Q的时间 则该波传播到P、Q的时间差为，故C错误； D．P、Q到波源的路程差 路程差为半波长的奇数倍，因此P、Q振动相位始终相反，位移始终相反。t=1.25s时波刚好传到Q，因此t=1.25s以后，两质点都已振动，位移始终相反，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，开关S闭合后，两板间有一质量为m、带电荷量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（ ） A. 在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴不动，G中有方向为的电流 B. 在S仍闭合的情况下，若将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有方向为的电流 C. 若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，P点电势不变 D. 若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，P点电势升高 【答案】A 【解析】 【详解】由题图知电容器上板A经a端、电流计G、b端接到电源负极；下板B经S接到电源正极，并且B板接地。因此板间场强竖直向上，；油滴静止，说明电场力向上，与重力平衡，油滴带正电。 A．S闭合，两板间电压U不变。A板向右平移只减小正对面积，板间距离d不变，故不变，电场力不变，油滴仍不动；正对面积减小，根据知电容C减小，由得电荷量减小，电容器放电。放电时电子由A板经流向电源负极，故G中电流方向为，故A正确； B．S闭合，A板下移，d减小而U不变，增大，电场力大于重力，油滴向上加速运动；根据知 电容增大，Q增大，电容器充电，充电时电子由电源负极经流向A板，G中电流方向为，故B错误； C．S断开后极板电荷量Q不变。A板左移，正对面积减小，C减小，增大，d不变，增大。B板接地，场强竖直向上，P点电势（h为P到B板的距离，不变），E增大则降低，故C错误； D．S断开，Q不变；B板下移，正对面积不变，板间场强 保持不变，但P到B板的距离h增大，由可知P点电势降低，故D错误。 故选A。 8. 如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2 kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1 m处以v₀= m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能Ep 如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1 m处的切线，取重力加速度g=10 m/s²，滑块在运动过程中电荷量不发生变化，下列说法正确的是（ ） A. x=3 m处的电势最低 B. 滑块向右运动过程中，速度先增大再减小 C. 滑块向右能够到达x=4 m处的位置 D. 滑块运动至x=3 m处时，速度大小为1.5 m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑块在 x=3m处电势能最小，根据Ep=qφ，且滑块带负电，所以x=3m处的电势最高，故A错误； B．Ep-x图像斜率的绝对值，表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在 x=1m处所受电场力大小为，滑块所受滑动摩擦力大小为f=μmg，代入数据可得f=1N，所以在1～3m区间内，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，且不断减小，则滑块所受合外力方向与速度方向相反；在x=3m之后，滑块所受电场力与滑动摩擦力同向，且不断增大，则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中，速度始终减小，故B错误； C．滑块在 x=1m处的电势能与在 x=4m处的电势能相等，根据能量守恒定律，若滑块能够经过 x=4m处，则应满足，其中，根据题中数据可知实际情况满足上式，所以滑块能经过 x=4m处的位置，故C正确； D．根据题意，由电场力做功与电势能关系可知，从 x=1m处到x=3m处电场力做功为 W=2J-1J=1J，由动能定理有 其中 代入数据可得，故D错误。 故选C。 （二）多项选择题：共4题，每题4分，共16分。 9. 以下说法正确的是（ ） A. 一个带正电的微粒只在静电力作用下，由静止释放后一定沿电场线运动 B. 处于电场中的质子在电势越高的地点电势能越大 C. 电势降低最快的方向就是电场强度的方向 D. 电场中电势越高的地方，电场强度越大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电场线若是曲线，从静止释放的正电荷开始沿该点切线加速，但之后速度方向因惯性不会随电场线弯曲而改变，轨迹不再沿电场线；只有电场线为直线时，才沿电场线运动，故A错误； B．质子带正电，电势能，，故在电势越高的地点电势能越大，故B正确； C．电势降低最快的方向就是电场强度的方向，故C正确； D．电势高低与电场强度大小无必然联系，如匀强电场中各处电场强度相同而电势不同，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，用两段长度相等的绝缘细绳顺次连接质量为m的A小球和质量为2m的B小球，悬挂于天花板的O点。现在让A、B两小球分别带上电荷，电性和电荷量均未知，并且加上一水平向左的匀强电场。不考虑两小球之间的相互作用，装置平衡时A、B两小球的位置如图所示，B球刚好在O点的正下方，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球A、B所带电性一定是相反的 B. 小球A与小球B的电荷量大小之比为1∶1 C. 小球A与小球B的电荷量大小之比为2∶5 D. 若只增加小球A的带电荷量，装置平衡后小球B能位于竖直虚线的左侧 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球A、B所带电性如果相同，则受电场力方向一致，B球会与A球偏向同一侧，不可能在O点正下方，故A正确； BC．两段绳长相等，B在O点正下方，因此OA绳与竖直虚线的夹角、AB绳与竖直虚线的夹角相等，记为。B受重力、AB绳拉力、水平电场力，平衡时水平方向满足 竖直方向满足 两式联立得 ​整体总重力为，总水平电场力为，OA绳拉力平衡整体外力，水平方向满足 竖直方向满足 两式联立得 整理得，故BC错误； D．若只增加小球A的带电量，A球受到电场力变大，根据以上分析可知，绳OA与竖直方向的夹角变大，绳AB与竖直方向的夹角不变，则装置平衡后小球B位于O点左侧，故D正确。 故选AD。 11. 弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从小球通过O点时开始计时，小球第一次到达M点用了0.4s，又经过0.2s第二次通过M点，则小球第三次通过M点还要经过的时间可能是（ ） A. B. C. 1.4s D. 1.8s 【答案】BD 【解析】 【详解】由题意，共有以下两种情况： ①如图所示 假设振子从O点向x正方向起振，P点为正向最大位移处，M位于O、P之间，则振子从O运动到M所用时间为；根据简谐运动的对称性可知，振子从M到P和P到M的时间相同，均为 设简谐运动的周期为T，则 解得 易知振子第二次通过M点再经过一个周期T刚好第四次通过M点，而第三次通过M点之后需要再经过才能再次（即第四次）通过M点，因此振子第三次通过M点还要经过的时间为 ②如图所示 假设振子从O点向x正方向起振，Q点为负向最大位移处，M位于O、Q之间，则振子从M运动到O所用时间为 根据简谐运动的对称性可知，振子从M到Q和Q到M的时间相同，均为 所以 解得 易知振子第二次通过M点再经过一个周期T刚好第四次通过M点，而第三次通过M点之后需要再经过才能再次（即第四次）通过M点，因此振子第三次通过M点还要经过的时间为 故选BD。 12. 如图所示，一个质量为m、电荷为+q的小球，系在一根长为L不可伸长的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕固定O点做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。整个空间存在水平方向匀强电场，电场强度，已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 若小球在竖直平面内绕O做圆周运动，则小球运动到B点时机械能最大 B. 若小球在竖直平面内绕O做圆周运动，则小球运动到C点时动能最大 C. 若小球恰能在竖直平面内绕O做圆周运动，则运动最小速度 D. 若将小球在A点由静止开始释放，则小球运动到B点的速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球所受电场力，方向水平向右 重力大小为，方向竖直向下，因此二者的合力（等效重力）大小为，方向为右下方与水平方向成角。 机械能的变化量等于除重力外其他力做的功，电场力会改变小球的机械能。小球带正电，电场力方向水平向右，当小球运动到点时，沿电场力方向的位移最大，电场力做的正功最多，因此小球在点的机械能最大，故A正确。 B．动能最大的位置为等效重力场中的最低点，即等效重力方向沿细线向外的位置，该位置在、两点之间的圆弧上，并非点，故B错误。 C．小球恰能完成圆周运动的临界条件为：在等效最高点（等效重力方向沿细线指向圆心的位置）时，细线拉力为0，等效重力提供向心力。设最小速度为，由向心力公式得 由A选项可知，合力，可得 解得，故C正确； D．小球在点静止释放时，点的径向向外方向水平向左，由径向方程可得 代入得 说明细线不能保持绷紧，小球会先脱离圆周运动。小球脱离细线后，电场力和重力分别对小球从到做功和，所以 解得 到达点前速度方向沿右下方方向，重新绷紧时径向速度分量被消去，只保留切向速度，因此绷紧后的速度为 从到的过程中，电场力做功，重力做功，二者总功为零，所以 解得，故D错误。 故选AC。 二、非选择题：共52分。 （一）填空题：共2题，共12分。 13. 某物理实验兴趣小组利用智能手机设计了“用单摆测量重力加速度”的实验。他们用一根轻质细线将手机悬挂在水平桌面上的铁架台上，调整后如图1所示。启动手机中的Phyphox应用，点击界面中的“摆”（如图2所示）进行实验，测出手机运动的周期和频率，并通过不同的方法计算得到当地重力加速度。 实验步骤如下： ①手机静止时，用米尺测出悬挂点到手机中心的距离L； ②将手机从平衡位置拉开一个很小的角度（小于5°），然后静止释放，使手机在竖直平面内摆动，记录30次全振动的时间为t，计算得到手机的运动周期T； ③用公式计算当地的重力加速度； ④改变摆长多次重复实验，得到一系列重力加速度，算出重力加速度平均值； ⑤根据测量数据，作出的图线，如图3所示，求得图线的斜率k，测出当地重力加速度g的数值。 （1）手机运动的周期T为_________。 （2）该小组成员发现，用公式算出的重力加速度g的数值总比网上查阅得到的当地重力加速度的数值大，可能的原因是手机重心的位置与手机中心并不重合。当手机静止在平衡位置时，下列关于手机重心位置的说法正确的是       （填选项前的字母）。 A. 手机重心在手机中心正上方 B. 手机重心在手机中心正下方 C. 手机重心在手机中心的左侧或者右侧 （3）根据图3中数据，该小组测得当地重力加速度g=______ m/s2（π取3.14，计算结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） （2）A （3）9.81 【解析】 【小问1详解】 周期的定义是完成一次全振动的时间，实验中记录了30次全振动的总时间为t，因此单次全振动的周期为总时间除以全振动次数，即 【小问2详解】 根据公式可得 算出的重力加速度g的数值总比网上查阅得到的当地重力加速度的数值大，说明计算时代入的摆长L比实际真实摆长偏大。真实摆长是悬挂点到重心的距离，而实验中误将悬挂点到手机中心的距离作为摆长代入计算，说明重心在手机中心的正上方。故A正确，BC错误； 故选A。 【小问3详解】 设计算用的摆长L比实际摆长长，由单摆周期公式 变形可得即图像有负的纵截距，与图像相符； 图线斜率 由图可知 整理得 14. 图（a）为观察电容器充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8V，S为单刀双掷开关，C为电容器，R为电阻箱。当开关S接1，电容器开始充电，电容器充电完毕后，把开关改接2进行放电，其放电电流随时间变化关系如图（b）所示。 （1）先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从上向下流过电阻R时为正，上极板带正电时电势差为正，则与本次实验相符的图像是       。 A. B. C. D. （2）已知图（b）电流随时间变化的图线与时间轴围成的面积代表电容器所放出的电荷量大小，图像包围的小方格数量约为17个，则可得到该电容器的电容为________F（保留2位有效数字）。 （3）如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱的阻值R并重复上述实验，实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线，最符合实际情况的图像为        。 A. B. C. D. 【答案】（1）C （2） （3）A 【解析】 【小问1详解】 先将开关接1，电容器充电，充电电流逐渐减小，且减小速度越来越慢，电流从上向下流过电阻R，稳定时电流为0，电容器上极板接电源正极，电容器极板间电势差为正，电势差逐渐增大，随着充电电流的逐渐减小，电势差增大速度越来越慢，稳定时达到最大值；电路稳定后再接2，电容器开始放电，初始电势差最大，放电电流最大，电容器上极板为正极，电流从下向上流过电阻R，放电电流逐渐减小，且减小速度越来越慢，电容器极板间电势差逐渐减小，且减小速度越来越慢，综上所述图像C满足。 故选C。 【小问2详解】 由图（b）可知，纵轴每小格表示，横轴每小格表示，则每个小方格对应的电荷量 电容器放出的电荷量 由电容的定义式 得 【小问3详解】 只增大电阻箱的阻值R，放电初始电流减小，虚线初始值低于实线；电容器所带电荷量不变，图线与时间轴围成的面积不变；总电荷量不变而电流减小，则放电时间变长、虚线衰减更慢且拖尾更长。 故选A。 四、解答题 15. 一列简谐横波沿x轴传播，波速为。t=0时刻的波形图如图所示，此时处的质点P的振动方向沿y轴负方向，和处的质点均处于平衡位置。 （1）求波的传播方向和周期T。 （2）从t=0时刻开始，经多长时间质点P第二次到达平衡位置？ 【答案】（1）沿x负方向传播， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意时刻质点P的振动方向沿y轴负方向，根据同侧法可知波沿x负方向传播，根据图像可知波长 周期为 【小问2详解】 根据波传播的特性，当时处质点的振动形式传播到P位置时，质点P第一次到达平衡位置，需要的时间为 故质点P第二次到达平衡位置时经过的时间为 16. 已知匀强电场与边长的等边三角形ABC所在平面平行，现将电荷量为的负点电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。求： （1）A、B两点间的电势差 和B、C两点间的电势差分别为多少。 （2）电场强度的大小和方向。 【答案】（1）； （2）；方向从A到B。 【解析】 【小问1详解】 负电荷从A移到B时克服静电力做功，说明静电力做功 由电场力做功与电势差的关系得 负电荷从B移到C时静电力做功 得 【小问2详解】 取B点电势为零电势点，则 由 可得 由 可得 则AB中点D点电势 则CD为等势面，三角形ABC为等边三角形，则AB垂直于CD ，即电场强度的方向从A到B。 大小为 17. 如图所示，真空中一水平地面上固定有两个光滑斜面，倾角分别为60°、30°，A、B两带电小球，电荷量分别为+q、+9q，质量分别记为m1和m2，同时静止在两个斜面上，且A、B两球处于同一水平线上，其中A球到斜面底端的距离为L，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k。求： （1）A、B间的库仑力大小； （2）A、B两球的质量m1和m2之比； （3）AB连线与斜面底端所在竖直线交点D处的电场强度。 【答案】（1） （2）1：3 （3）0 【解析】 【小问1详解】 A球到斜面底端的距离为L，所以两球间距 A、B间的库仑力大小 【小问2详解】 根据受力分析，两球都受到重力，库仑力及斜面对球的弹力，合力为零，对A球 F=m1gtan60° 对B球 F=m2gtan30° 解得 m1:m2=1:3 【小问3详解】 两个带电小球在D点产生的场强大小分别是 方向相反，因此D点的合场强为零。 18. 如图甲所示，在直角坐标系的轴正半轴上，固定一个负点电荷，位置、电量均未知，其产生的电场仅在第二象限存在。在整个第三象限内，有平行于轴向上的匀强电场，电场强度为但大小未知。一质量为，电荷量为的正离子（不计重力）从轴负半轴距坐标原点处沿轴负方向以速度射入第三象限，之后从轴负半轴距坐标原点处进入第二象限后做匀速圆周运动，经过轴时，第一、四象限开始有周期性变化的电场，初始方向平行于轴正方向，其周期，与时间的关系如图乙所示，已知静电力常量为。求： （1）电场强度的大小； （2）负点电荷的位置、电量； （3）离子从轴正半轴到轴的时间。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在第三象限做类平抛运动，则有 竖直方向有 水平方向有 解得 【小问2详解】 离子在第三象限完成类平抛运动时，速度的偏转角为。有 解得 离子在第二象限做匀速圆周运动，半径为，由几何关系得 负点电荷的位置为 离子在第二象限做匀速圆周运动，速度为，有 离子在第二象限做匀速圆周运动，静电力充当向心力，有 解得 【小问3详解】 离子到轴正半轴时距坐标原点，第1、4象限加速度大小 以向下为正方向，作出离子运动的图像。如图所示 ①在，离子向上位移 其速度为 ②在，离子竖直方向的总位移为0，之后竖直方向一直沿着轴负半轴运动； ③在，其位移有 ④在，其位移有 在，竖直向下总位移为； ⑤还剩下，则接下来，其位移为 说明离子在此期间穿过轴，设后经过到达轴，有 解得 从轴正半轴到轴的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $