广东省湛江市第二十中学2024-2025学年高二（上）期中物理试卷（含答案）

广东省湛江市第二十中学2024-2025学年高二（上）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示为路面共振破碎机破碎旧水泥路面。破碎机有专用传感器感应路面的振动反馈，由电脑自动调节振动频率，激发锤头下水泥路面局部范围产生共振，从而将水泥路面击碎。结合你所学的知识判断下列说法正确的是( )
A. 破碎机工作时，锤头为路面提供能量补充，振幅会越来越大；
B. 破碎机停止工作后，水泥路面振动的频率随着振幅减小而减小；
C. 锤头振动频率越高，水泥路面的振动幅度越大，效果越好；
D. 调节锤头的振动频率等于水泥路面的固有频率时，效果最好。
2.如图甲所示，以点为平衡位置，弹簧振子在、两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 在时，弹簧振子的加速度为正向最大
B. 在与两个时刻，弹簧振子在同一位置
C. 从到时间内，弹簧振子做加速度减小的减速运动
D. 在时，弹簧振子有最小的弹性势能
3.如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样黑色部分表示亮纹在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A. 红黄蓝紫 B. 红紫蓝黄 C. 蓝紫红黄 D. 蓝黄红紫
4.如图所示，一列简谐横波向左传播，振幅为，某时刻介质中质点相对平衡位置的位移为，经周期，质点位于平衡位置的( )
A. 上方，且相对平衡位置位移大于 B. 上方，且相对平衡位置位移等于
C. 下方，且相对平衡位置位移大于 D. 下方，且相对平衡位置位移小于
5.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球、和分别位于边长为的正三角形的三个顶点上；、带负电，电荷量均为，带正电．整个系统置于方向水平的匀强电场中，三个小球均处于静止状态．已知静电力常量为，则匀强电场场强的大小和方向( )
A. ，方向垂直远离 B. ，方向垂直指向
C. ，方向垂直远离 D. ，方向垂直指向
6.密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置相距为的金属板、分别与电源正、负极相接。从板上小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电压调到时，一带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，该油滴开始下落并很快达到匀速，通过显微镜可观测到这一速度大小为。已知油滴所受阻力的大小与其速度的大小成正比，比例系数为，重力加速度为。则该油滴所带电荷量的值为( )
A. B. C. D.
7.具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素。让氢的三种同位素原子核、和以相同的速度从带电平行板间的点沿垂直于电场的方向射入电场，分别落在、、三点，如图所示。不计粒子的重力，则( )
A. 三种粒子在电场中运动的时间相同
B. 三种粒子在电场中运动的过程中电势能的变化量相同
C. 落在点的是
D. 到达负极板时，落在点的粒子的动能大于落在点的粒子的动能
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.“战绳”是一种时尚的健身器材。如图甲所示，健身者把两根绳子一端固定在点上，用双手各自将绳子的另一端分别握住，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来，从而达到健身的目的。某次锻炼中，健身者以的频率开始抖动绳端，时刻，绳子的波形如图乙所示还未传到点，其中、是右手绳子上的两个点，以点平衡位置为原点，其波形图如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 健身者左手刚开始抖动时的方向向下
B. 增大抖动的频率，绳子上的波形传到点的时间将变短
C. 绳波的传播速度为
D. 从图丙时刻经过，质点的振动形式将传到点
9.截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。为嵌在三棱镜内部紧贴面的线状单色可见光光源，与三棱镜的面垂直，位于线段的中点。图乙为图甲中面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由直接射向侧面的光线。下列说法正确的是( )
A. 光从面出射的区域占该侧面总面积的
B. 光从面出射的区域占该侧面总面积的
C. 若发出的单色光频率变小，面有光出射的区域面积将增大
D. 若发出的单色光频率变小，面有光出射的区域面积将减小
10.人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压医学上称为膜电位，使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内，如图。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外点运动到细胞膜内点，则下列说法正确的是( )
A. 点电势低于点电势
B. 钠离子的电势能减小
C. 钠离子的电势能增大
D. 若膜电位上升但细胞膜厚度不变，钠离子进入细胞内的速度变大
三、实验题：本大题共3小题，共16分。
11.某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
下列哪些措施能够提高实验准确程度__________。
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖
B.选用两光学表面平行的玻璃砖
C.选用粗的大头针完成实验
D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
该小组在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如上图所示，则玻璃的折射率__________用图中线段的字母表示。
12.某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，将两根等长细绳固定在铁架台的水平横杆上，两悬点的间距与细绳长度相等，两绳下端系上一个匀质小钢球，构成一个“单摆”，如图所示。该同学利用光电计数器测量小球前后摆动的周期，他把光源固定在与小球自然下垂时的球心在同一水平线上的位置，将光电计数器放在同一水平线上的另一侧，发出的光束通过小球遮挡形成脉冲光信号，被接收并转换成电信号进行记录和显示。
测得细绳长为，小球直径为，则该单摆的摆长为__________；
将小球向前拉开一个小角度由静止释放，并从小球第一次经过平衡位置处时开始计时，此时收到的脉冲记为。测得小球经过时间向后回到平衡位置时，接收到的脉冲数为，则测得的重力加速度的表达式为___________用所测物理量的符号表示。
13.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟相接，某时刻开关改接，一段时间后，把开关再改接，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
开关改接后，电容器进行的是_________选填“充电”或“放电”过程。此过程得到的图像如图乙所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是_____________________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将__________选填“减小”“不变”或“增大”。
若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为_________。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
14.如图所示，图中两小孩各握住轻绳一端，当只有一个小孩上下抖动绳子时，在绳上产生简谐横波，图实线和虚线分别表示绳子中间某段在和时刻的波形图，已知小孩抖动绳子的周期满足。
判断哪侧左侧右侧小孩在抖动绳子，并写出判断依据；
求此列波在绳子中传播的速度。
15.如图所示，在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴图中虚线与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为，光在空气中的速度取。则：
通过计算说明光线能不能在圆锥侧面的点发生全反射；
光线经过圆锥侧面点后射到桌面上图中未画出点所用的时间是多少？
16.如图光滑圆弧轨道的圆心为，半径，圆弧轨道的点与水平地面相切，点在点的正下方，在点的右侧有一竖直虚线，点到竖直虚线的距离为，竖直虚线的左侧有、水平向左的匀强电场，竖直虚线的右侧有大小未知、竖直向上的匀强电场。竖直虚线的右侧有一竖直墙壁，墙壁到竖直虚线的距离为，墙壁底端点与水平地面相连接，的高度也为。现将一电荷量为、质量为的绝缘滑块视为质点从点由静止释放沿圆弧轨道下滑，最后进入虚线右侧。水平地面与滑块间动摩擦因数，，，。求：
滑块到达圆弧轨道的点时，对点的压力大小；
滑块到达竖直虚线时速度的大小；
要使滑块与竖直墙壁碰撞，的取值范围。
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】


12.【答案】


13.【答案】 放电 秒内电容器释放的电荷量 不变

14.【答案】解：若波向右传播，由图像可知，波传播的时间可能为其中，，，，且
解得：其中，，，
当时，
当时，
均不满足，假设不成立
所以波应该是向左传播，即右侧小孩在抖动绳子。
由于，波向左传播的距离小于一个波长，由图像可知，，所用时间，
所以波速
答：右侧小孩在抖动绳子，依据见解析；
此列波在绳子中传播的速度。
15.【答案】全反射的临界角满足
分析可知，光路如下图
由几何关系可知，图中光线从点射出时的入射角
可知
故光线能在圆锥侧面的点发生全反射。
由几何关系可知
又因为光在玻璃圆锥中的传播速度为
所以光线经过圆锥侧面点后射到桌面上点所用的时间是
联立以上整理得
代入题中数据解得

16.【答案】滑块到根据动能定理可知
解得
滑块在点时
解得
由牛顿第三定律得，滑块对点压力

滑块从点，根据牛顿第二定律有
解得
根据速度位移公式有
解得
当较小时，滑块刚好与竖直墙壁底端点碰撞，根据动能定理有
解得
当较大时，滑块刚好与竖直墙壁顶端点碰撞，从到做类平抛运动：
水平方向有
竖直方向有
根据牛顿第二定律有
解得
综上，的取值范围为

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