湖北省部分省级示范高中2024-2025学年高二上学期期中测试物理试卷
1．（2024高二上·湖北期中）关于机械波的干涉和衍射，下列说法正确的是（ ）
A．产生稳定干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
B．有的波能发生衍射现象，有的波不能发生衍射现象
C．当障碍物的尺寸比波长大很多时，是不能发生衍射现象的
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大
2．（2024高二上·湖北期中）光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角θ0射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下列说法正确的是（ ）
A．内芯折射率小于外套的折射率
B．a光光子的能量大于b光光子的能量
C．在内芯介质中单色光a的传播速度比b大
D．入射角由θ0逐渐增大时，b光全反射现象先消失
3．（2024高二上·湖北期中）在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（ ）
A．甲图：与点电荷等距的a、b两点
B．乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图：点电荷与带电平板形成的电场中板上表面的a、b两点
D．丁图：匀强电场中的a、b两点
4．（2024高二上·湖北期中）如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中不正确的是（ ）
A．振动周期为4s，振幅为8cm
B．第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值
C．从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动
D．第3s末振子的势能最小
5．（2024高二上·湖北期中）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，质点P、Q在x轴上的位置为xP=1m和xQ=3m从此时开始，P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正向传播
B．此后P、Q两点速度大小始终相等
C．t=0.125s时，Q质点的位移为
D．若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则所遇到的波的频率为0.5Hz
6．（2024高二上·湖北期中）下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A．根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B．根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．根据真空中点电荷的电场强度公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量无关
D．根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为
7．（2024高二上·湖北期中）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地，当两极板间距为d时，两极板间的带电质点恰好静止在点，当把上极板快速向下平移距离后，电容器所带的电荷量在极短时间内重新稳定，带电质点开始运动，重力加速度大小为，则上极板向下平移后（ ）
A．电容器所带的电荷量不变 B．带电质点将向下运动
C．P点的电势升高 D．带电质点的加速度大小为
8．（2024高二上·湖北期中）小刚将一束复色光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知（ ）
A．当它们在真空中传播时，c光的速度最大
B．当它们在玻璃中传播时，c光的波长最小
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大
D．对同一双缝干涉装置，c光干涉条纹之间的距离最小
9．（2024高二上·湖北期中）一列沿x轴传播的简谐横波，如图1所示是时刻的波形图，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，如图2所示是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该列波沿x轴正方向传播，波速大小为1m/s
B．该列波与频率为0.5Hz的简谐横波相遇时一定能发生稳定干涉
C．时，质点P的加速度最大，方向沿y轴正方向
D．从到，质点Q通过的路程为1.2m
10．（2024高二上·湖北期中）如图所示，质量为m、电荷量为＋q的带电小球（可视为点电荷）通过一长度为l的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上的O点，初始时静止于B点。某瞬间在天花板下方加上范围足够大且方向水平向右的匀强电场，小球将由静止开始运动，运动过程中轻绳始终绷紧，小球运动到最高点A时轻绳与竖直方向的夹角为θ（θ＜90°）。重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到A点时所受合力为0
B．匀强电场的电场强度大小
C．小球受到的电场力大小
D．小球在运动过程中到达A点时的机械能最大
11．（2024高二上·湖北期中）某探究小组探究单摆的装置如图甲所示，细线端拴一个球，另一端连接拉力传感器，固定在天花板上，将球拉开一个很小的角度静止释放，传感器可绘制出球在摆动过程中细线拉力周期性变化的图像，如图乙所示。
（1）用游标卡尺测出小球直径d如图丙所示，读数为 mm；
（2）现求得该单摆的摆长为L，则当地的重力加速度为 （用题中的字母表示，包括图乙中）；
（3）若科学探险队员在珠穆朗玛峰山脚与山顶利用该装置分别作了实验。在山脚处，他作出了单摆图像为如图丁中直线c，当他成功攀登到山顶后，他又重复了在山脚做的实验，则利用山顶实验数据作出的图线可能是图丁中的直线 。
12．（2024高二上·湖北期中）可发出红、黄、绿三色光的多层警示灯，被广泛应用于数控机床、电子机械自动化生产线等工业领域。某同学想采用如图甲所示的实验装置测定三种色光的波长：
（1）打开多层示警灯的绿光灯，将遮光筒对准光源放置。在光源和双缝之间还必须放置一个 （选填“滤光片”、“单缝”），其目的是为了保证经双缝得到的两列光是 （相干/非相干）光；
（2）已知双缝之间的距离为，双缝到屏的距离为，绿光的干涉图样如下图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为，在位置时读数如图丙所示，为 ，则该绿光的波长为 （计算结果保留三位有效数字）
（3）该同学又进行了几组实验，通过照相底片记录了干涉图样，分别测定了红光、黄光的波长（红光、黄光）。下图中（a）（b）（c）是实验中记录下的三种色光的干涉图样，但被不小心弄混了，经判断绿光产生的干涉图样是图 （选填a、b、c）。
13．（2024高二上·湖北期中）如图所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角度i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射．已知，BC边长为2L，该介质的折射率为．求：
（i）入射角i
（ii）从入射到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为c，可能用到：或）．
14．（2024高二上·湖北期中）如图所示，一质量为m=1.0×10-2kg、带电荷量大小为q=1.0×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为θ=37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过2s时小球的速度大小v及方向。
15．（2024高二上·湖北期中）如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长L=0.4m两极板间距离d=1.6cm。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压U=128V，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处。已知微粒质量，电量，电容器电容，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：
（1）粒子刚进入时极板间电压U=128V，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处，求带电粒子入射初速度的大小；
（2）由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；
（3）最终落到极板上的带电粒子总个数。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】波的衍射现象；波的干涉现象
【解析】【解答】A．产生稳定干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故A正确；
B．衍射现象是波特有的现象，所以波都发生衍射现象，故B错误；
C．当障碍物的尺寸与波长相比时，相差不多或者比波长更小时，能发生明显衍射现象，故C错误；
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅最大，但位移可以为零，故D错误。
故选A。
【分析】1.掌握两列波产生干涉的条件。
2.掌握波发生明显衍射现象的条件。
3.理解振动加强区质点的振动能量最大，但质点并不是一直处于振幅处。
2．【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；光导纤维及其应用
【解析】【解答】A．光在光在内芯和外套界面发生全反射，可知光从光密介质射入光疏介质，则内芯的折射率大于外套的折射率，A错误；
B．由图可知，a光射入光导纤维后的折射角大于b光，由折射定律可知光导纤维对a的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光，根据光子能量公式，b光子的能量大于a光光子的能量，B错误；
C．根据折射率公式
可以判断a光在光导纤维中的速度大于b光，C正确；
D．根据
可知，a光的临界角比b光的大，所以入射角由逐渐增大时，光全反射现象先消失，D错误。
故选C。
【分析】1.掌握光发生全反射的条件，判断光密介质和光疏介质。
2.知道光子的能量决定于光的频率。
3.知道光在介质中传播速度与折射率有关。
4.知道折射率越小，越容易发生全反射。
3．【答案】B
【知识点】电场强度；电场线；电势
【解析】【解答】A．甲图为单独一个正电荷，则a、b两点电势相等，根据电场线的疏密可以得出电场强度大小相等，根据电场线的方向可以得出电场强度的方向不同，A错误；
B．乙图为等量异种电荷，根据电场线的分布可以得出：a、b两点电势均为零，且电场强度相同，B正确；
C．丙图中根据电场线的疏密可以得出：a电场强度小于b点电场强度，根据电场线的方向可以得出：a点距负电极板更近，电势低于b点电势，C错误；
D．丁图为匀强电场，根据电场线的疏密可以得出a、b两点电场强度相同，沿电场线方向电势降低，则a点电势低于b点电势，D错误。
故选B。
【分析】利用电场线的分布可以判别电场强度的大小及方向，利用电场线的方向可以比较电势的高低。
4．【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A．由图可知，振动周期为4s，振幅为8cm，故A正确，不符合题意；
B．第2s末振子达到负的最大位移处，其速度为零，加速度为正向的最大值，故B正确，不符合题意；
C．从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度增大的减速运动，故C错误，符合题意；
D．第3s末振子处于平衡位置，速度最大，动能最大，势能最小，故D正确，不符合题意。
故选C。
【分析】1.掌握通过振动图像分析振动周期和振幅。
2.知道根据振子相对平衡位置的位移分析对应的速度、加速度的变化情况。
3.知道弹簧振子在平衡位置时动能与势能的大小。
5．【答案】B
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图乙可知，t=0时刻质点P向下振动，根据“上下坡”法由图甲可知，该波沿x轴负向传播，故A错误；
B．由于P、Q两点间距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，速度大小始终相等，故B正确；
C．由图乙可知，周期为0.2s，所以0.125s时Q质点的位移为
故C错误；
D．若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则两列波频率相同，则所遇到的波的频率为
故D错误。
故选B。
【分析】1.掌握根据振动图像和波动图像分析质点振动。
2.知道P、Q相差半个波长，即速度大小相同，方向相反。
3.掌握运用“同侧性”分析波的传播方向或质点的振动方向。
4.能够根据振动图像写出振动方程，以及分析质点在不同时刻相对平衡位置的距离。
5.知道两列波发生干涉的条件。
6．【答案】D
【知识点】电容器及其应用；点电荷的电场；电势能与电场力做功的关系；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比，A错误；
B．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，B错误；
C．根据点电荷的场强公式
知：Q是场源电荷，所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成正比，与该点到场源电荷距离的平方成反比，C错误；
D．据电势差的定义式
知，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，即电场力做功为，则A、B点的电势差为，D正确。
故选D。
【分析】1.知道电场强度取决于电场本身，反映电场的属性。
2.知道电容大小取决于电容器本身。
3.知道电势差在数值上表示将1C的正电荷从A点移到B点电场力做的功。
7．【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】本题的关键要抓住电容器的电压不变，根据电容的定义式和决定式，以及场强公式相结合进行求解。A．根据平行板电容器电容的决定式
可知，当上极板向下平移后，极板间的距离减小，导致电容器的电容增大，根据
依题意，电容器极板间电压保持不变，易知电容器所带的电荷量增大。故A错误；
B．根据
又
解得
可知带电质点所受电场力增大，将向上运动。故B错误；
C．根据电势差与场强的关系，可知P点与下极板的电势差为
依题意，下极板接地，电势为零，由
可知P点的电势升高。故C正确；
D．依题意，上极板移动前，有
下极板移动后，有
联立，解得
故D错误。
故选C。
【分析】电容器与电源相连，电容器的电压保持不变； 分析电容器板间场强E的变化，判断带电质点受到的电场力变化，即可确定质点的运动情况，并依据牛顿第二定律求解加速度大小；根据U=Ed分析P点与下极板间电势差的变化，从而判断P点的电势变化。
8．【答案】B,D
【知识点】光的折射及折射定律；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】A．在真空中各色光的传播速度是一样大的。故A错误；
B．同一介质对不同频率的色光折射率不同，频率越高折射率越大，通过三棱镜后偏折得越厉害。所以a、b、c三束光中，c光折射率最高、频率最高、波长最小。故B正确；
C．若它们都从玻璃射向空气，由于c光折射率最高，根据
可知，折射率越大的色光其临界角越小，所以c光发生全反射的临界角最小。故C错误；
D．对同一双缝干涉装置，根据
可知，波长越大，干涉条纹之间的距离越大。c光波长最小，干涉条纹之间的距离最小。故D正确。
故选BD。
【分析】1.知道光在真空传播速度相同。
2.知道同一频率的光在不同介质中传播时，频率不变。
3.知道光的频率越大，折射率越大，波长越小。
4.知道光发生全反射的临界角与折射率的关系。
5.知道对于同一双缝干涉装置，相邻两条亮纹间距。
9．【答案】C,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】此题根据波的传播方向要能判断出质点的振动方向，根据振动图象会判断出质点的速度，并能把握两种图象联系。A．由图2可知时刻质点Q振动方向沿y轴正方向，根据“同侧法”可知波的传播方向沿x轴负方向传播，由图1、2可知波长为2m，周期为2s，波速为
故A错误；
B．该列波的频率为
与频率为0.5Hz的简谐横波相位差恒定时相遇才能发生稳定干涉，故B错误；
C．时，质点P到达波谷位置，所以加速度最大，方向沿y轴正方向，故C正确；
D．从到，质点Q通过的路程为
故D正确。
故选CD。
【分析】由甲图读出波长，由乙图读出周期，求出波速．由振动图象读出t=1.0时刻质点P的速度方向，即可判断波的传播方向。
10．【答案】B,D
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【解答】A．小球运动到最高点A时速度为0，但加速度不为0，所受合力不为0，选项A错误；
BC．小球从B点运动到A点，由动能定理有
可得
选项B正确，C错误；
D．小球从B点运动到A点的过程中，电场力对小球做正功，小球的机械能增加，因此小球在A点时的机械能最大，选项D正确。
故选BD。
【分析】1.知道小球从B点运动到A点，速度先变大后变小，速度取得最大值时，加速度为零，即合力为零。
2.熟练运用功能关系分析电场强度以及电场力。
3.理解电场力做正功最多，说明电势能减少最多，即机械能增加最多。
11．【答案】；；a
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）由题图丙所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05 mm，游标卡尺示数为
（2）摆球经过平衡位置时细线的拉力最大，在一个周期内摆球两次经过平衡位置，由题图乙所示图像求出单摆的周期
由单摆周期公式
可知，重力加速度
（3）由单摆周期公式
可得
图像的斜率
重力加速度
珠穆朗玛峰山顶的重力加速度小于山脚的重力加速度，因此在峰顶做实验时图像斜率较大，在峰顶做实验作出的图线可能是直线a。
答案：（1）第1空： （2）第1空： （3）第1空：a
【分析】1.掌握游标卡尺的读数方法。
2.掌握单摆的周期公式。
3.掌握根据单摆周期公式分析T2—L的函数式，对应图像分析。
12．【答案】单缝；相干；6.526；540；c
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）在光源和双缝之间还必须放置一个单缝，其目的是为了保证经双缝得到的两列光是相干。
（2）在B位置时读数
条纹间距为
由
解得该绿光的波长为
（3）由波长关系
则干涉图样条纹间距
所以绿光的条纹间距最小，则绿光产生的干涉图样是图c。
答案：(1)第1空：单缝 第2空：相干 （2）第1空：6.526 第2空：540 （3）第1空：c
【分析】1.知道双缝干涉实验装置。
2.掌握螺旋测微器的读数方法。
3.掌握相邻两条干涉亮纹的间距表达式，并能判断波长大小关系。
13．【答案】解：（i）根据全反射规律可知，光线在AB面上P点的入射角等于临界角C，由折射定律得
①
代入数据得
②
设光线在BC面上的折射角为，由几何关系得
③
根据光的折射定律
④
联立③④式代入数据得
⑤
（ii）在中，根据正弦定理得
⑥
设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得
⑦
⑧
联立⑥⑦⑧式，代入数据得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】1.能够根据题意画出光路图。2.掌握临界角公式和折射率公式。3.掌握光在介质中的传播速度与折射率的关系，并能运用相关数学知识分析。
14．【答案】（1）解：由平衡条件得小球所受电场力
所以小球所在处的电场强度的大小
（2）解：细线剪断后，小球所受合力
根据牛顿第二定律，小球的加速度
所以2s时小球的速度大小
速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向夹角为37°斜向左下。
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】1.掌握平衡条件下，小球的重力与电场力的关系。
2.细线剪断后，小球做匀加速直线运动，掌握运用牛顿第二定律和运动学公式分析。
（1）由平衡条件得小球所受电场力
所以小球所在处的电场强度的大小
（2）细线剪断后，小球所受合力
根据牛顿第二定律，小球的加速度
所以2s时小球的速度大小
速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向夹角为37°斜向左下。
15．【答案】（1）由题意，知粒子在极板间做类平抛运动落在上极板中点时，有
根据牛顿第二定律知
联立可得
（2）当粒子恰好从上极板右边缘飞出时，有
联立可得
即当两极板间电场强度为2000N/C时，不再有带电粒子落到极板
（3）由（2）问可得，当两极板间的电势差为
时，不再有带电粒子落到上极板，在这一过程中，电容器极板上减少的电荷量为
则落到上极板的带电粒子数为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】1.根据带电粒子沿电场方向遵循初速为零的匀加速直线运动，垂直于电场方向遵循匀速直线运动，根据运动学公式求出带电粒子入射初速度 。
2.根据题意分析粒子在极板间做类平抛运动落在上极板中点时的水平位移和竖直位移；分析粒子恰好从上极板右边缘飞出时的水平位移和竖直位移。
3.根据，结合极板电压的变化量得出极板电量的变化量，并根据任何带电体的电量是元电荷的整数倍，求出落到上极板的带电粒子数。
（1）由题意，知粒子在极板间做类平抛运动落在上极板中点时，有
根据牛顿第二定律知
联立可得
（2）当粒子恰好从上极板右边缘飞出时，有
联立可得
即当两极板间电场强度为2000N/C时，不再有带电粒子落到极板；
（3）由（2）问可得，当两极板间的电势差为
时，不再有带电粒子落到上极板，在这一过程中，电容器极板上减少的电荷量为
则落到上极板的带电粒子数为
1 / 1湖北省部分省级示范高中2024-2025学年高二上学期期中测试物理试卷
1．（2024高二上·湖北期中）关于机械波的干涉和衍射，下列说法正确的是（ ）
A．产生稳定干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
B．有的波能发生衍射现象，有的波不能发生衍射现象
C．当障碍物的尺寸比波长大很多时，是不能发生衍射现象的
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大
【答案】A
【知识点】波的衍射现象；波的干涉现象
【解析】【解答】A．产生稳定干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故A正确；
B．衍射现象是波特有的现象，所以波都发生衍射现象，故B错误；
C．当障碍物的尺寸与波长相比时，相差不多或者比波长更小时，能发生明显衍射现象，故C错误；
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅最大，但位移可以为零，故D错误。
故选A。
【分析】1.掌握两列波产生干涉的条件。
2.掌握波发生明显衍射现象的条件。
3.理解振动加强区质点的振动能量最大，但质点并不是一直处于振幅处。
2．（2024高二上·湖北期中）光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角θ0射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下列说法正确的是（ ）
A．内芯折射率小于外套的折射率
B．a光光子的能量大于b光光子的能量
C．在内芯介质中单色光a的传播速度比b大
D．入射角由θ0逐渐增大时，b光全反射现象先消失
【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；光导纤维及其应用
【解析】【解答】A．光在光在内芯和外套界面发生全反射，可知光从光密介质射入光疏介质，则内芯的折射率大于外套的折射率，A错误；
B．由图可知，a光射入光导纤维后的折射角大于b光，由折射定律可知光导纤维对a的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光，根据光子能量公式，b光子的能量大于a光光子的能量，B错误；
C．根据折射率公式
可以判断a光在光导纤维中的速度大于b光，C正确；
D．根据
可知，a光的临界角比b光的大，所以入射角由逐渐增大时，光全反射现象先消失，D错误。
故选C。
【分析】1.掌握光发生全反射的条件，判断光密介质和光疏介质。
2.知道光子的能量决定于光的频率。
3.知道光在介质中传播速度与折射率有关。
4.知道折射率越小，越容易发生全反射。
3．（2024高二上·湖北期中）在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（ ）
A．甲图：与点电荷等距的a、b两点
B．乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图：点电荷与带电平板形成的电场中板上表面的a、b两点
D．丁图：匀强电场中的a、b两点
【答案】B
【知识点】电场强度；电场线；电势
【解析】【解答】A．甲图为单独一个正电荷，则a、b两点电势相等，根据电场线的疏密可以得出电场强度大小相等，根据电场线的方向可以得出电场强度的方向不同，A错误；
B．乙图为等量异种电荷，根据电场线的分布可以得出：a、b两点电势均为零，且电场强度相同，B正确；
C．丙图中根据电场线的疏密可以得出：a电场强度小于b点电场强度，根据电场线的方向可以得出：a点距负电极板更近，电势低于b点电势，C错误；
D．丁图为匀强电场，根据电场线的疏密可以得出a、b两点电场强度相同，沿电场线方向电势降低，则a点电势低于b点电势，D错误。
故选B。
【分析】利用电场线的分布可以判别电场强度的大小及方向，利用电场线的方向可以比较电势的高低。
4．（2024高二上·湖北期中）如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中不正确的是（ ）
A．振动周期为4s，振幅为8cm
B．第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值
C．从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动
D．第3s末振子的势能最小
【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A．由图可知，振动周期为4s，振幅为8cm，故A正确，不符合题意；
B．第2s末振子达到负的最大位移处，其速度为零，加速度为正向的最大值，故B正确，不符合题意；
C．从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度增大的减速运动，故C错误，符合题意；
D．第3s末振子处于平衡位置，速度最大，动能最大，势能最小，故D正确，不符合题意。
故选C。
【分析】1.掌握通过振动图像分析振动周期和振幅。
2.知道根据振子相对平衡位置的位移分析对应的速度、加速度的变化情况。
3.知道弹簧振子在平衡位置时动能与势能的大小。
5．（2024高二上·湖北期中）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，质点P、Q在x轴上的位置为xP=1m和xQ=3m从此时开始，P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正向传播
B．此后P、Q两点速度大小始终相等
C．t=0.125s时，Q质点的位移为
D．若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则所遇到的波的频率为0.5Hz
【答案】B
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图乙可知，t=0时刻质点P向下振动，根据“上下坡”法由图甲可知，该波沿x轴负向传播，故A错误；
B．由于P、Q两点间距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，速度大小始终相等，故B正确；
C．由图乙可知，周期为0.2s，所以0.125s时Q质点的位移为
故C错误；
D．若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则两列波频率相同，则所遇到的波的频率为
故D错误。
故选B。
【分析】1.掌握根据振动图像和波动图像分析质点振动。
2.知道P、Q相差半个波长，即速度大小相同，方向相反。
3.掌握运用“同侧性”分析波的传播方向或质点的振动方向。
4.能够根据振动图像写出振动方程，以及分析质点在不同时刻相对平衡位置的距离。
5.知道两列波发生干涉的条件。
6．（2024高二上·湖北期中）下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A．根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B．根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．根据真空中点电荷的电场强度公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量无关
D．根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为
【答案】D
【知识点】电容器及其应用；点电荷的电场；电势能与电场力做功的关系；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比，A错误；
B．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，B错误；
C．根据点电荷的场强公式
知：Q是场源电荷，所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成正比，与该点到场源电荷距离的平方成反比，C错误；
D．据电势差的定义式
知，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，即电场力做功为，则A、B点的电势差为，D正确。
故选D。
【分析】1.知道电场强度取决于电场本身，反映电场的属性。
2.知道电容大小取决于电容器本身。
3.知道电势差在数值上表示将1C的正电荷从A点移到B点电场力做的功。
7．（2024高二上·湖北期中）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地，当两极板间距为d时，两极板间的带电质点恰好静止在点，当把上极板快速向下平移距离后，电容器所带的电荷量在极短时间内重新稳定，带电质点开始运动，重力加速度大小为，则上极板向下平移后（ ）
A．电容器所带的电荷量不变 B．带电质点将向下运动
C．P点的电势升高 D．带电质点的加速度大小为
【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】本题的关键要抓住电容器的电压不变，根据电容的定义式和决定式，以及场强公式相结合进行求解。A．根据平行板电容器电容的决定式
可知，当上极板向下平移后，极板间的距离减小，导致电容器的电容增大，根据
依题意，电容器极板间电压保持不变，易知电容器所带的电荷量增大。故A错误；
B．根据
又
解得
可知带电质点所受电场力增大，将向上运动。故B错误；
C．根据电势差与场强的关系，可知P点与下极板的电势差为
依题意，下极板接地，电势为零，由
可知P点的电势升高。故C正确；
D．依题意，上极板移动前，有
下极板移动后，有
联立，解得
故D错误。
故选C。
【分析】电容器与电源相连，电容器的电压保持不变； 分析电容器板间场强E的变化，判断带电质点受到的电场力变化，即可确定质点的运动情况，并依据牛顿第二定律求解加速度大小；根据U=Ed分析P点与下极板间电势差的变化，从而判断P点的电势变化。
8．（2024高二上·湖北期中）小刚将一束复色光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知（ ）
A．当它们在真空中传播时，c光的速度最大
B．当它们在玻璃中传播时，c光的波长最小
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大
D．对同一双缝干涉装置，c光干涉条纹之间的距离最小
【答案】B,D
【知识点】光的折射及折射定律；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】A．在真空中各色光的传播速度是一样大的。故A错误；
B．同一介质对不同频率的色光折射率不同，频率越高折射率越大，通过三棱镜后偏折得越厉害。所以a、b、c三束光中，c光折射率最高、频率最高、波长最小。故B正确；
C．若它们都从玻璃射向空气，由于c光折射率最高，根据
可知，折射率越大的色光其临界角越小，所以c光发生全反射的临界角最小。故C错误；
D．对同一双缝干涉装置，根据
可知，波长越大，干涉条纹之间的距离越大。c光波长最小，干涉条纹之间的距离最小。故D正确。
故选BD。
【分析】1.知道光在真空传播速度相同。
2.知道同一频率的光在不同介质中传播时，频率不变。
3.知道光的频率越大，折射率越大，波长越小。
4.知道光发生全反射的临界角与折射率的关系。
5.知道对于同一双缝干涉装置，相邻两条亮纹间距。
9．（2024高二上·湖北期中）一列沿x轴传播的简谐横波，如图1所示是时刻的波形图，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，如图2所示是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该列波沿x轴正方向传播，波速大小为1m/s
B．该列波与频率为0.5Hz的简谐横波相遇时一定能发生稳定干涉
C．时，质点P的加速度最大，方向沿y轴正方向
D．从到，质点Q通过的路程为1.2m
【答案】C,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】此题根据波的传播方向要能判断出质点的振动方向，根据振动图象会判断出质点的速度，并能把握两种图象联系。A．由图2可知时刻质点Q振动方向沿y轴正方向，根据“同侧法”可知波的传播方向沿x轴负方向传播，由图1、2可知波长为2m，周期为2s，波速为
故A错误；
B．该列波的频率为
与频率为0.5Hz的简谐横波相位差恒定时相遇才能发生稳定干涉，故B错误；
C．时，质点P到达波谷位置，所以加速度最大，方向沿y轴正方向，故C正确；
D．从到，质点Q通过的路程为
故D正确。
故选CD。
【分析】由甲图读出波长，由乙图读出周期，求出波速．由振动图象读出t=1.0时刻质点P的速度方向，即可判断波的传播方向。
10．（2024高二上·湖北期中）如图所示，质量为m、电荷量为＋q的带电小球（可视为点电荷）通过一长度为l的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上的O点，初始时静止于B点。某瞬间在天花板下方加上范围足够大且方向水平向右的匀强电场，小球将由静止开始运动，运动过程中轻绳始终绷紧，小球运动到最高点A时轻绳与竖直方向的夹角为θ（θ＜90°）。重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到A点时所受合力为0
B．匀强电场的电场强度大小
C．小球受到的电场力大小
D．小球在运动过程中到达A点时的机械能最大
【答案】B,D
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【解答】A．小球运动到最高点A时速度为0，但加速度不为0，所受合力不为0，选项A错误；
BC．小球从B点运动到A点，由动能定理有
可得
选项B正确，C错误；
D．小球从B点运动到A点的过程中，电场力对小球做正功，小球的机械能增加，因此小球在A点时的机械能最大，选项D正确。
故选BD。
【分析】1.知道小球从B点运动到A点，速度先变大后变小，速度取得最大值时，加速度为零，即合力为零。
2.熟练运用功能关系分析电场强度以及电场力。
3.理解电场力做正功最多，说明电势能减少最多，即机械能增加最多。
11．（2024高二上·湖北期中）某探究小组探究单摆的装置如图甲所示，细线端拴一个球，另一端连接拉力传感器，固定在天花板上，将球拉开一个很小的角度静止释放，传感器可绘制出球在摆动过程中细线拉力周期性变化的图像，如图乙所示。
（1）用游标卡尺测出小球直径d如图丙所示，读数为 mm；
（2）现求得该单摆的摆长为L，则当地的重力加速度为 （用题中的字母表示，包括图乙中）；
（3）若科学探险队员在珠穆朗玛峰山脚与山顶利用该装置分别作了实验。在山脚处，他作出了单摆图像为如图丁中直线c，当他成功攀登到山顶后，他又重复了在山脚做的实验，则利用山顶实验数据作出的图线可能是图丁中的直线 。
【答案】；；a
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）由题图丙所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05 mm，游标卡尺示数为
（2）摆球经过平衡位置时细线的拉力最大，在一个周期内摆球两次经过平衡位置，由题图乙所示图像求出单摆的周期
由单摆周期公式
可知，重力加速度
（3）由单摆周期公式
可得
图像的斜率
重力加速度
珠穆朗玛峰山顶的重力加速度小于山脚的重力加速度，因此在峰顶做实验时图像斜率较大，在峰顶做实验作出的图线可能是直线a。
答案：（1）第1空： （2）第1空： （3）第1空：a
【分析】1.掌握游标卡尺的读数方法。
2.掌握单摆的周期公式。
3.掌握根据单摆周期公式分析T2—L的函数式，对应图像分析。
12．（2024高二上·湖北期中）可发出红、黄、绿三色光的多层警示灯，被广泛应用于数控机床、电子机械自动化生产线等工业领域。某同学想采用如图甲所示的实验装置测定三种色光的波长：
（1）打开多层示警灯的绿光灯，将遮光筒对准光源放置。在光源和双缝之间还必须放置一个 （选填“滤光片”、“单缝”），其目的是为了保证经双缝得到的两列光是 （相干/非相干）光；
（2）已知双缝之间的距离为，双缝到屏的距离为，绿光的干涉图样如下图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为，在位置时读数如图丙所示，为 ，则该绿光的波长为 （计算结果保留三位有效数字）
（3）该同学又进行了几组实验，通过照相底片记录了干涉图样，分别测定了红光、黄光的波长（红光、黄光）。下图中（a）（b）（c）是实验中记录下的三种色光的干涉图样，但被不小心弄混了，经判断绿光产生的干涉图样是图 （选填a、b、c）。
【答案】单缝；相干；6.526；540；c
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）在光源和双缝之间还必须放置一个单缝，其目的是为了保证经双缝得到的两列光是相干。
（2）在B位置时读数
条纹间距为
由
解得该绿光的波长为
（3）由波长关系
则干涉图样条纹间距
所以绿光的条纹间距最小，则绿光产生的干涉图样是图c。
答案：(1)第1空：单缝 第2空：相干 （2）第1空：6.526 第2空：540 （3）第1空：c
【分析】1.知道双缝干涉实验装置。
2.掌握螺旋测微器的读数方法。
3.掌握相邻两条干涉亮纹的间距表达式，并能判断波长大小关系。
13．（2024高二上·湖北期中）如图所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角度i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射．已知，BC边长为2L，该介质的折射率为．求：
（i）入射角i
（ii）从入射到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为c，可能用到：或）．
【答案】解：（i）根据全反射规律可知，光线在AB面上P点的入射角等于临界角C，由折射定律得
①
代入数据得
②
设光线在BC面上的折射角为，由几何关系得
③
根据光的折射定律
④
联立③④式代入数据得
⑤
（ii）在中，根据正弦定理得
⑥
设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得
⑦
⑧
联立⑥⑦⑧式，代入数据得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】1.能够根据题意画出光路图。2.掌握临界角公式和折射率公式。3.掌握光在介质中的传播速度与折射率的关系，并能运用相关数学知识分析。
14．（2024高二上·湖北期中）如图所示，一质量为m=1.0×10-2kg、带电荷量大小为q=1.0×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为θ=37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过2s时小球的速度大小v及方向。
【答案】（1）解：由平衡条件得小球所受电场力
所以小球所在处的电场强度的大小
（2）解：细线剪断后，小球所受合力
根据牛顿第二定律，小球的加速度
所以2s时小球的速度大小
速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向夹角为37°斜向左下。
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】1.掌握平衡条件下，小球的重力与电场力的关系。
2.细线剪断后，小球做匀加速直线运动，掌握运用牛顿第二定律和运动学公式分析。
（1）由平衡条件得小球所受电场力
所以小球所在处的电场强度的大小
（2）细线剪断后，小球所受合力
根据牛顿第二定律，小球的加速度
所以2s时小球的速度大小
速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向夹角为37°斜向左下。
15．（2024高二上·湖北期中）如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长L=0.4m两极板间距离d=1.6cm。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压U=128V，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处。已知微粒质量，电量，电容器电容，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：
（1）粒子刚进入时极板间电压U=128V，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处，求带电粒子入射初速度的大小；
（2）由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；
（3）最终落到极板上的带电粒子总个数。
【答案】（1）由题意，知粒子在极板间做类平抛运动落在上极板中点时，有
根据牛顿第二定律知
联立可得
（2）当粒子恰好从上极板右边缘飞出时，有
联立可得
即当两极板间电场强度为2000N/C时，不再有带电粒子落到极板
（3）由（2）问可得，当两极板间的电势差为
时，不再有带电粒子落到上极板，在这一过程中，电容器极板上减少的电荷量为
则落到上极板的带电粒子数为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】1.根据带电粒子沿电场方向遵循初速为零的匀加速直线运动，垂直于电场方向遵循匀速直线运动，根据运动学公式求出带电粒子入射初速度 。
2.根据题意分析粒子在极板间做类平抛运动落在上极板中点时的水平位移和竖直位移；分析粒子恰好从上极板右边缘飞出时的水平位移和竖直位移。
3.根据，结合极板电压的变化量得出极板电量的变化量，并根据任何带电体的电量是元电荷的整数倍，求出落到上极板的带电粒子数。
（1）由题意，知粒子在极板间做类平抛运动落在上极板中点时，有
根据牛顿第二定律知
联立可得
（2）当粒子恰好从上极板右边缘飞出时，有
联立可得
即当两极板间电场强度为2000N/C时，不再有带电粒子落到极板；
（3）由（2）问可得，当两极板间的电势差为
时，不再有带电粒子落到上极板，在这一过程中，电容器极板上减少的电荷量为
则落到上极板的带电粒子数为
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