惠州市第一中学2023-2024学年高二上学期10月联考物理试卷(含答案)

这是一份惠州市第一中学2023-2024学年高二上学期10月联考物理试卷(含答案)，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、关于电荷的说法正确的是( )
A.点电荷的电荷量一定很小
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.元电荷是一个电子或一个质子所带的电荷量
D.两个带电的金属小球，一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
2、物体做简谐运动时，下列叙述正确的是( )
A.平衡位置就是回复力为零的位置
B.处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态
C.做简谐运动物体受到的合力与位移大小成正比，方向相反
D.单摆摆角超过5°也可以看成简谐振动
3、（鱼儿）悄悄地听我们愉快歌唱。“我们”唱歌的声波从空气传到水里时，声波的( )
A.频率不变，周期变化B.周期变化，波长不变
C.频率不变，波速变化D.波速变化，波长不变
4、下列说法中正确的是( )
A.树枝在风的作用下运动是简谐运动
B.系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率由其固有频率决定
C.单摆装置，由于空气阻力做阻尼振动，振幅越来越小，频率也越来越小
D.当观察者远离波源运动时，可以观察到多普勒效应现象
5、如图所示，MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径，O为圆心。两个等量正电荷分别固定在M、N两点。现有一带电的粒子（不计重力及粒子对电场的影响）从P点由静止释放，粒子恰能在P、Q之间做直线运动，则以下判断正确的是( )
A.O点的电势一定为零
B.P点与Q点的场强不相同
C.粒子在P点的电势能一定大于在Q点的电势能
D.粒子一定带正电
6、如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3V、5V、7V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.粒子在P点的动能小于在Q点动能
C.粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能
D.粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度
7、如图所示，真空中有两个点电荷和，，，分别固定在x轴上处和处，下列说法正确的是( )
A.在处，电场强度为0
B.在区间上有两处电场强度为0
C.在区域各个位置的电场方向均沿x轴正方向
D.将带正电的试探电荷从移到处，电势能增加
二、多选题
8、一列简谐横波沿x轴传播，P、Q是平衡位置分别位于和的两个质点，图甲为时刻的波形，图乙为质点Q的振动图象。则下列判断正确的是( )
A.波沿x轴负向传播
B.波的传播速度大小为2.5m/s
C.质点P的振动方程为
D.质点P的振动与质点Q的振动总是相反
9、如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，三点构成直角三角形，，AB边长为5m，D为AB中点，电场线与ABC所在平面平行，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和6V，取，，则( )
A.DC两点间电势差B.D点电势
C.该电场的电场强度D.该电场的方向为沿BC方向
10、如图所示，正三棱柱的A点固定一个电荷量为的点电荷，C点固定一个电荷量为的点电荷，D、点分别为、边的中点，选无穷远处电势为0。下列说法中正确的是( )
A.B、、D、四点的电场强度方向相同
B.将一负试探电荷从点移到点，其电势能减少
C.将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力始终不做功
D.若在点再固定一电荷量为的点电荷，点再固定一个电荷量为的点电荷，则D点的电场强度指向B点
三、计算题
11、某列波在均匀介质中传播，波形如图，实线为时刻的图象，虚线为时刻的波形，求：
（1）该波的波长和振幅；
（2）该波在介质中传播的波速。
12、如图所示，将质量为的平台A连接在劲度系数的弹簧上端形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置的物块B，使A、B一起上下振动，若弹簧原长，，求：
（1）当系统进行小振幅振动时，平衡位置离地面的高度h；
（2）当振幅，B对A的最大压力。
13、在电场强度为E的匀强电场中，有一条与电场线平行的几何线，如图中虚线所示，几何线上有两个静止的小球A和B（均可看作质点），两小球的质量均为m，A球带电荷量，B球不带电，开始时两球相距L，在电场力的作用下，A球开始沿直线运动，并与B球发生对碰撞，碰撞中A、B两球的总动能无损失，设在各次碰撞过程中，A、B两球间无电量转移，且不考虑重力及两球间的万有引力，问：
（1）A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞？
（2）第一次碰撞后，A、B两球的速度各为多大？
（3）试问在以后A、B两球有再次不断的碰撞的时间吗？如果相等，请计算该时间间隔T，如果不相等，请说明理由。
四、实验题
14、曲小平同学为了探究影响电荷间静电力的因素，他猜想可能与两带电体的间距和带电荷量有关.然后设计用图示装置来探究.图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来.他分别进行了以下操作.
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的，，等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小.
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小.
（1）图甲中实验采用的方法是______（填正确选项前的字母）.
A.理想实验法B.等效替代法C.微小量放大法D.控制变量法
（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而__________（填“增大”“减小”或“不变”）.
（3）接着该同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化.如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ，若两次实验中A的电量分别为和，θ分别为45°和60°，则为__________.
15、在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。回答下列问题：
（1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的________。
A.最高点B.最低点C.任意位置
（2）该单摆的周期为________。
（3）若用l表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为________。
（4）如果测得的g值偏小，可能的原因是________。
A.测摆长时摆线拉得过紧
B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C.开始计时时，停表过迟按下
D.实验时误将49次全振动记为50次
（5）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的________（选填“①”“②”或“③”）。
参考答案
1、答案：C
解析：AB.当带电体的形状大小对研究的问题没有影响或者可以忽略影响时，可将其看成点电荷，能不能看成点电荷跟其电荷量及体积无关，故AB错误；
C.元电荷是电荷量的最小单位，是一个电子或一个质子所带的电荷量，故C正确；
D.当两个带电的金属小球相距很近时，金属小球的形状大小对它们间的相互作用力的影响不能忽略，此时不能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理，故D错误。
故选C。
2、答案：A
解析：A、物体做简谐运动，其平衡位置的位移为零，根据知回复力为零，故平衡位置就是回复力为零的位置，故A正确；
B、平衡位置是回复力为零的位置，但物体的合外力未必为零，物体不一定处于平衡状态，例如单摆摆动经过平衡位置时，虽然回复力为零，但合力不为零，而是合力指向圆心，提供圆周运动的向心力，不处于平衡状态，故B错误；
C、物体做简谐运动时，回复力，即回复力与位移大小成正比，方向相反，但回复力不一定等于合外力，故C错误；
D、单摆做简谐振动必须摆角小于5°，故D错误。
故选：A。
3、答案：C
解析：声波在不同介质中传播时，频率不变，周期不变，波速变化，波长变化，故C正确，ABD错误。
故选C。
4、答案：D
解析：A.树枝在风的作用下运动是机械振动，不满足简谐运动的条件，故A错误；
B.受迫振动的频率由驱动力的频率决定，故B错误；
C.单摆装置，由于空气阻力做阻尼振动，振幅越来越小，频率不变，故C错误；
D.当观察者远离波源运动时可以观察到多普勒效应现象，故D正确；
故选D。
5、答案：B
解析：A.根据等量同种正电荷电场分布规律，MN连线上电场线从M指向O点和从N指向O点，PO连线上电场线从O点指向P和从O点指向Q点，沿电场线方向电势逐渐降低，MN连线上O点电势最低，PQ连线上O点电势最高，电势是相对的，零电势是人为规定的，所以O点的电势是否为零要看零电势规定的位置，故A错误；
B.由对称性可知，P点与Q点场强大小相同，方向不相同，故B正确；
C.根据电场对称性，从P到Q电场力做功为0，所以粒子在P点的电势能一定等于Q点的电势能，故C错误；
D.粒子在P点释放后向Q点运动，说明受电场力逆向电场线方向，说明粒子带负电，故D错误。
故选B。
6、答案：A
解析：
7、答案：C
解析：A.两点电荷在处的场强方向均向右，电场强度不为零，A错误；
BC.两点电荷的电量以及电性已知，则只有一处场强为零，即，得，则在区域各个位置的电场方向均沿x轴正方向，B错误，C正确；
D.将带正电的试探电荷从移到处，由于电势降低，则电势能减小。
故选C。
8、答案：BCD
解析：A.由图乙可知，时质点Q在平衡位置正沿y轴负方向运动，根据振动与波动关系可知波沿x轴正向传播，A错误；
B.由图甲知波长为20m，由图乙知周期为8s，则波的传播速度,B正确；
C.由乙图知，在时刻，质点Q在平衡位置正沿y轴正方向振动，而质点P与质点Q相差半个波长，故此时质点P应在平衡位置正沿y轴负方向振动，因此质点P的振动方程为，C正确；
D.质点P与质点Q平衡位置相距半个波长，因此这两个质点的振动相反，D正确；
故选BCD。
9、答案：AC
解析：在匀强电场中，平行等距离的两点电势差相等，则，解得：中，所以，故A正确、B错误；三角形中B、C的电势分别为6V和6V，则B和C为等势点，BC为等势线，电场线方向沿AC方向，则电场强度，故C正确、D错误.
故选AC.
10、答案：AC
解析：
11、答案：（1），
（2）或
解析：（1）根据图象可读出波长和振幅分别为
（2）当波沿x轴正方向传播时，在时间内，波传播的距离为
故此时波速为
当波沿x轴负方向传播时，在时间内，波传播的距离为
故此时波速为
12、答案：（1）（2）
解析：（1）当系统的振幅很小时，A、B间不会分离，将A与B整体作为子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件得
解得得弹簧的压缩量
所以平衡位置距地面高度
（2）当A、B运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时A、B间相互作用力最大，最大加速度
以B物块为研究对象，有
解得A对B的作用力
由牛顿第三定律知，B对A的最大压力大小为。
13、答案：（1）（2）0，（3）
解析：（1）A球在电场力的作用下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
由运动学有
解得
（2）A球与B球碰撞前瞬间的速度
A球与B球碰撞，动量守恒，则
根据题意，总能量不损失，则
联立解得
（3）取B球为参考系，A、B碰撞后，A球以向左做匀减速直线运动，经时间t后，速度减为零，同时与B球相距L，然后A球向右做匀加速直线运动，又经过时间t后，速度增为，与B球发生第二次碰撞；同理可证，每次总能量无损失的碰撞均为互换速度，则以后第三、四次碰撞情况可看成与第二次碰撞的情况重复，以此类推可知A、B两球不断碰撞的时间间隔相等，均为
14、答案：（1）D（2）增大（3）
解析：（1）图甲中保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，所以用的是控制变量法。
故选D。
（2）本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小，由图可知，电荷量越大，距离越小，细线偏离竖直方向的角度越大，根据对小球受力分析可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的减小而增大。
（3）对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有，解得，可得两次实验中A的电量之比为。
15、答案：（1）B（2）（3）（4）B（5）①
解析：（1）为了减小测量周期的误差，应该将小球经过最低点时作为计时开始和终止的位置更好些，实际摆动中最高点的位置会发生变化，且靠近最高点时速度较小，计时误差较大。
故选B。
（2）因为摆球经过n次全振动的总时间为，则该单摆的周期为。
（3）由单摆周期公式
可得，重力加速度的表达式为
（4）因为重力加速度的表达式为
A.测摆长时摆线拉得过紧，所测摆长l偏大，则所测重力加速度偏大，A错误；
B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，故所测重力加速度偏小，B正确；
C.开始计时时，秒表过迟按下，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，C错误；
D.实验中误将49次全振动次数记为50次，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，D错误。
故选B。
（5）由题意可得，单摆的实际摆长为
由单摆周期表达式得
化简可得
由此得到的图像是图乙中的①。