湖北省武汉市2023_2024学年高二物理上学期10月月考试题含解析

这是一份湖北省武汉市2023_2024学年高二物理上学期10月月考试题含解析，共15页。

A. 电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大
B. 电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C. 电子运动到O时，加速度为零，速度最大
D. 电子通过O后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零
【答案】C
【解析】
【详解】AB．在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→a，电子从a点到O点运动的过程中，电场力方向a→O，故加速度向下，与速度同向，速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，O点上方的电场强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，AB错误；
C．越过O点后，电子做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大．电场力为零，加速度为零．C正确；
D．根据电场线的对称性可知，越过O点后，电子做减速运动，加速度的变化情况无法判断，D错误。
故选C．
2. 一个弹簧振子在水平方向做简谐运动，周期为T，则（）
A. 若t时刻和时刻振子位移相同，则一定等于T整数倍
B. 若t时刻和时刻振子速度相同，则一定等于整数倍
C. 若，则在t时刻和时刻振子的速度大小一定相等
D. 若，则在t时刻和时刻弹簧的长度一定相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图所示
图中a、b两点位移大小相等，方向相同，所以若在t时刻和时刻振子的位移相同，则不一定等于T的整数倍，故A错误；
B．若t时刻和时刻振子速度相同，当等于的奇数倍时，则振子到达相对平衡位置的对称点，此时振子速度大小与t时刻速度大小相等，方向相反，故B错误；
C．若，则振子刚好到达相对平衡位置的对称点，则在t时刻和时刻振子的速度大小一定相等，故C正确；
D．若，则振子刚好到达相对平衡位置的对称点，此时相对于平衡位置的位移大小相等，方向相反，则在t时刻和时刻弹簧的长度不相等，故D错误。
故选C
3. 关于振动和波，下列几句话的陈述正确的是（）
A. 频率越大的波在介质中传播速度越大
B. 由某振源产生的波，波的频率和振源的频率一样
C. 振源的振动速度和波速一样
D. 两列波在同一介质传播，叠加时都能产生干涉现象
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同的介质中波速是不同的，例如声波，无论频率怎样，声波在0℃时的速度为332m/s，在20℃时的速度为340m/s，与声波的频率无关，A错误；
B．在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，B正确；
C．振源的振动速度由振源决定，波速由介质本身的性质决定，所以振源的振动速度和波速不一样，C错误；
D．由波的叠加原理知两列波在同一介质传播，叠加时介质的质点的位移等于这两列波单独传播时引起的位移的矢量和，所以频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大，某些区域的振幅减小，这种现象就是波的干涉，所以频率不相等的两列波，相互叠加时各个质点的振幅是随时间变化的，不会出现振动总是加强或总是减弱的区域，因而不能产生稳定的干涉图样，D错误。
故选B。
4. 两步频率相同的声波，在空气中相遇发生干涉，下列判断错误的是（ ）
A. 振动加强的点的拉移随时间不断变化
B. 振动加强的点的位移总是最大，不随时间而变化
C. 在某一时刻，振动加强的点的位移可能小于振动减弱的点的位移
D. 振动减弱的点的振幅一定小于振动加强的点的振幅
【答案】B
【解析】
【详解】振动加强质点的位移不总是最大，在随着时间在变化，加强点可能处于波峰，也可能波谷，也可能在平衡位置．随着时间不断变化．故A正确；振动加强质点的位移不总是最大，在随着时间在变化，加强点可能处于波峰，也可能波谷，也可能在平衡位置．故B错误；在某一时刻，振动加强质点处于平衡位置时，其位移等于零．所以小于振动减弱点的位移，因此可能存在．故C正确；振幅是振于离开平衡位置的最大距离，所以振动减弱质点的振幅一定小于振动加强质点的振幅．故D正确；故选B．
5. 如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（）
A. C、E两点都保持静止不动
B. 图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cm
C. 图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动
D. 从图示的时刻起经 0.25s，B点通过的路程为10cm
【答案】C
【解析】
【详解】AB．如图所示是频率相同的两列水波相叠加的现象，实线表波峰，虚线表波谷，则A、E是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，C是平衡位置相遇处，它们均属于振动加强区；由于振幅是5cm，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高10cm，而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡低10cm，所以A、B相差20cm，故AB错误；
C．由图可知，下一波峰将从E位置传播到C位置，则图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动，故C正确；
D．波的周期
T=s=0.5s
从图示时刻起经0.25s，B质点通过的路程为
2A=20cm
故D错误。
故选C。
6. 如图所示，一束黄光和一束蓝光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α＝45°，β＝60°，光速c＝3×108 m/s则下列说法正确的是（ ）
A. 两束光穿过玻璃柱体所需时间相同
B. PM是蓝光，PN是黄光
C. 玻璃对PM光束的折射率为
D. PM光束在该玻璃中传播速度为×108 m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，从M点射出的光的折射率较小，从N点射出的光的折射率较大，根据折射率与光速的关系可知，从M点射出的光的速度较大。两束光穿过玻璃柱体的路程相等，速度不同，所需时间不相同，选项A错误；
B．根据蓝光折射率大于黄光可知，PM是黄光，PN是蓝光，选项B错误；
C．由折射定律可知，玻璃对PM光束的折射率为
选项C正确；
D．PM光束在该玻璃中传播的速度为
选项D错误；
故选C。
7. 一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为（）．
A. 4m、8mB. 8m、12mC. 4m、12mD. 6m、9m
【答案】C
【解析】
【详解】两质点都经过平衡位置，两质点之间的波峰只有一个，两质点间可能没有波谷、可能一个波谷，也可能有两个波谷，则
（n=1,2,3）
解得
，，
C正确，ABD错误。
故选C。
8. 如图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图像，乙图为参与波动的质点P的振动图像，则下列判断正确的是（ ）
A. 该波的传播方向沿x轴负方向
B. 该波的传播速率为4cm/s
C. 经过0.5s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2m
D. 该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在t=0时刻质点P向下振动，结合波形图可知，该波的传播方向沿x轴负方向，故A正确；
B．该波的波长
周期
T=1s
传播速率为
4m/s
故B错误；
C．机械波传播的过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，故C错误；
D．因该波的波长为4m，则该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D正确。
故选AD
9. 如图所示，一条光滑绝缘柔软轻绳跨过一定滑轮，轻绳两端连接质量分别为m1、m2的两个带同种电荷的小球，稳定时，两侧轻绳的长度分别为l1、l2，且l1>l2，与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，现缓慢减少小球m1的电荷量到一定值，系统重新稳定，两侧轻绳的长度分别变为l1′、l2′，与竖直方向的夹角分别变为θ1′、θ2′，关于稳定时的情景，下列说法正确的是（ ）
A. θ1′<θ2′B. θ1′＝θ2′C. l1′【答案】BD
【解析】
【详解】AB．以两小球作为一个整体研究，滑轮对轻绳的作用力竖直向上，同一轻绳上弹力T大小处处相等，结合对称性可知，左右两侧轻绳与竖直方向的夹角等大，故平衡时满足
θ1＝θ2，θ1′＝θ2′
A错误，B正确；
C．对左边带电小球受力分析，如图所示
由相似三角形可得
同理对右边小球有
联立解得
可得
m1由于m1与m2不变，即l2、l1比值不变，而轻绳的长度不变，故l1、l2不变，因开始时l1>l2，则此时仍有l1′>l1，故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板，现将一个质量也为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘在一起，之后在斜面上做简谐运动．在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为，则以下说法正确的是
A. 简谐运动的振幅为B. 简谐运动的振幅为
C. B对C的最大弹力D. B对C的最大弹力
【答案】AD
【解析】
【详解】当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡状态，由kx=2mgsinθ可知，平衡位置时弹簧的形变量为，处压缩状态；当B对C弹力最小时，对B分析，则有mgsinθ+kx=mgsinθ；故弹簧此时形变量：，此时弹簧处于压缩状态；故简谐运动的振幅为：；故A正确，B错误；当AD运动到最低点时，B对C的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为：；此时弹力为：；B对C的弹力为；故C错误，D正确；
二、实验题（10＋8＝18分）
11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用______（选填选项前的字母）；
A．长度为1m左右的细线 B．长度为30cm左右的细线
C．直径为1.8cm的塑料球 D．直径为1.8cm的铁球
（2）测出悬点O到小球球心距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=______（用L、n、t表示）；
（3）用多组实验数据作出T2-L图像，也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是______（选填选项前的字母）。
A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
（4）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2—L 图像如下图，此图线斜率的物理意义是______；
A．g B． C． D．
（5）在描点时若误将摆线长当做摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度将因此而产生哪一种结果？______
A．偏大 B．偏小 C．不变 D．都有可能
【答案】 ①. AD ②. ③. B ④. C ⑤. C
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]AB．减小实验误差，摆线长度应适当长些，故A符合题意，B不符合题意；
CD．为减小空气阻力对实验的影响，摆球质量应大而体积较小，故D符合题意，C不符合题意。
故选AD。
（2）[2]根据单摆周期公式
和
联立解得
（3）[3]根据单摆周期公式
解得
故图象的斜率
则当地的重力加速度
A．若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度，则有
根据数学知识可知，对图象来说
与b线
斜率相等，a、b图线平行，故两个图线测出的重力加速度是相同的，是纵截距，故做出的图象中a线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L，故A错误；
B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小，故B正确；
C．由图可知，图线c对应的斜率k偏小，根据的斜率
可得当地的重力加速度
可知，g值大于图线b对应的g值，故C错误。
故选B。
（4）[4]由以上分析可知，T2—L 图像斜率物理意义是
故选C。
（5）[5]根据单摆的周期公式得
解得
知图线的斜率为
通过g的表达式可以知道，漏加了小球半径把摆线长作为摆长后，图像的斜率不变，则不影响重力加速度的测量结果。
故选C。
12. 利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，测量了第1条至第7条亮纹之间的距离，游标卡尺的示数如图乙所示
（1）分划板在第7条亮纹位置时游标卡尺读数x=______mm；
（2）相邻两条亮纹间距______mm（保留三个有效数字）
（3）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_____。
A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝
（4）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值______实际值。（填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】 ①. 15.5 ②. 0.733 ③. B ④. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]第7条亮纹游标卡尺主尺读数为15mm，游标读数为0.1×5mm=0.5mm，所以，最终读数为
15mm+0.5mm=15.5mm
(2)[2]第1条亮纹游标卡尺主尺读数为11mm，游标读数为
0.1×1mm=0.1mm
所以，最终读数为
11mm+0.1mm=11.1mm
根据公式可得
(3)[3]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，由相邻两个亮条纹或暗条纹的间距公式
可知减小相邻两个亮条纹或暗条纹的间距离，以增加条纹个数，可增大双缝间距d，或减小双缝到屏的距离l，故ACD错误，B正确。
故选B。
(4)[4]如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，由于条纹是倾斜的，所以测量值大于实际值。
三、计算题（12＋14＋16＝42）
13. 如图（a），一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为0时刻和t时刻的波形图，Q是平衡位置为x＝4.0m的质点。图（b）为质点Q的振动图像，求：
（1）波的传播速度大小v及方向；
（2）t的大小及0时刻和t时刻Q的路程。
【答案】（1）8m/s，波的传播方向沿x轴正方向；（2），
【解析】
【详解】（1）由波形图可得该波的波长为8m，由图（b）振动图像得周期其0.2s，则波的传播速度为
实线为0时刻波形图，图（b）为质点Q的振动图像，可知在0时刻时质点Q处于平衡位置沿y轴正向振动，结合同侧法可得波的传播方向沿x轴正方向；
（2）根据图（a）可得波在0时刻和t时刻沿x轴正方向传播的距离为
解得
根据图（a）可得波的振幅为10cm，0时刻和t时刻Q的路程为
14. 如图所示，一梯形透明介质ABCD，，。一光线垂直于BC面从E点射入介质后，射到AB面时恰好发生全反射，然后从AD面上的某点射出。
（1）画出光线传播的光路图；
（2）介质对该光线的折射率；
（3）该光线从AD面射出的折射角。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）依题意，该光线在介质中传播的光路如图所示
（2）根据几何关系，该光线在介质中发生全反射的临界角
又
解得
（3）根据几何关系，该光线射到AD面的入射角
据折射定律可得
解得
15. 如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰处于静止状态，已知a、b、c三小球的电荷量大小均为q，小球d的电荷量大小为6q，重力加速度为g，静电力常量为k。求：
（1）小球c的加速度大小及周期；
（2）外力F大小及方向。
【答案】（1），；（2），方向竖直向上
【解析】
【详解】（1）设连线与水平方向的夹角为，则有
，
对c球，根据牛顿第二定律可得
解得小球c的加速度大小及周期分别为
，
（2）a、b、c三个小球对d的库仑引力的合力竖直向下，大小为
根据受力平衡可知外力F大小为