北京市师大附中2020学年高二物理下学期期中试题

北京市师大附中2020学年高二物理下学期期中试题

北京师大附中2020学年下学期高二年级期中考试物理试卷 ‎ 试卷说明：本试卷共2卷，满分120分，考试时间为100分钟。‎ 第I卷 一、单项选择题（每小题3分，共48分）‎ ‎1．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面，下面对于两管的描述中可能正确的是 A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用塑料制成的，B管是用胶木制成的 ‎2．如图所示，矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说法错误的是 A．线圈平面与磁感线方向垂直 B．线圈中感应电流的方向将要发生改变 C．通过线圈平面的磁通量最大 D．通过线圈的感应电流最大 ‎3．做简谐运动的物体，下列说法正确的是 A．当它每次经过同一位置时，位移可能不同 B．当它每次经过同一位置时，速度可能不同 C．在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍 D．在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅 ‎4．下列关于机械波的说法正确的是 A．机械波可以在真空中传播 B．声波是纵波，声音从空气进入水中，频率变大，波长变小 C．医生利用超声波探测病人血液的流速利用了多普勒效应 D．机械波只能传递能量，不能传递信息 ‎5．如图所示，让光线沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上，在这个界面发生了反射和折射。逐渐增大入射角，下列对观察到的现象的描述中正确的是 A．反射光线和折射光线的夹角逐渐增大 B．折射角和入射角的比值不变 C．反射光线和折射光线都逐渐减弱 D．折射光线逐渐减弱，直至完全消失 ‎6．某正弦式交流电的电流i随时间t变化的图象如图所示。由图可知 A．电流的最大值为10A B．电流的有效值为10A C．该交流电的周期为0．03s D．该交流电的频率为0．02Hz ‎7．理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接在V的交流电源上，副线圈所接的负载电阻是11Ω，则副线圈中电流大小是 A．5A B．A C．20A D．55A ‎8．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立x轴。向右为x的轴的正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为 ‎9．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是 A．质点振动频率是4Hz B．第3s末质点的位移为零 C．在10s内质点经过的路程是10cm D．在t=2．5s和t=4．5s两时刻，质点速度大小相等、方向相反 ‎10．一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，某时刻波形如图所示，下列说法正确的是 A．这列波的振幅为4cm B．这列波的波长为10m C．此时x=4m处质点沿y轴负方向运动 D．此时x=5m处质点的加速度沿y轴正方向 ‎11．输电线的电阻为r，输送功率为P，送电电压为U，则用户能得到的电功率为 A． B． C． D．‎ ‎12．如图的交流电路中，若电源电动势的表达式由“”变为“”，且已知ω1>ω2，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是 A．L1、L2、L3亮度都不变 B．L1变暗，L2不变、L3变亮 C．L1变暗、L2变亮、L3不变 D．L1变亮、L2变暗、L3不变 ‎13．如图所示电路中，P、Q两灯相同，自感线圈L的绕线电阻不计，则 A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭 B．S接通瞬间，P、Q同时达正常发光 C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左 D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反 ‎14．一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大值等于直流电压2倍的正弦交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1: P2为 A．2:1 B．1:2 C．1:1 D．1: ‎ ‎15．如图所示，从入口S处送入某一频率的声音。通过左右两条管道路径SAT和SBT，声音传到了出口T处，并可以从T处监听声音。右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度．开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最弱的声音。设声速为v，则该声音的频率 A．v/8l B．v/4l C．v/2l D．v/l ‎16．如图所示，是一种加速度计的设计图。较重的滑块2可以在光滑的框架l中平移，滑块两侧用两根相同的弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比。两个电池E的电压相同。按图连接电路后，调电压表指针恰好在中央的零点。已知当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，则下列说法正确的是 A．当框架和物体一起向右匀速运动时，电压表的指针将向右偏转 B．当框架和物体一起向左匀速运动时，电压表的指针将向右偏转 C．当框架和物体一起向右加速运动时，电压表的指针将向右偏转 D．当框架和物体一起向左加速运动时，电压表的指针将向右偏转 二、多选题（每小题3分，共12分）‎ ‎17．下列现象或工作原理是由全反射造成的有 A．自行车的尾灯 B．水中的气泡显得格外明亮 C．光纤通讯 D．插入水中的筷子看起来向上折了 ‎18．两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是 A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1 -A2|‎ B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2‎ C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 ‎19．一简谐横波在图中x轴上传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图，已知t2－t1=1.0s。由图判断下列波速哪些是可能的 A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．10m/s ‎20．如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想交流电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则 A．Uab：Ucd=n1:n2‎ B．将负载阻值R减半，电流表读数加倍 C．将二极管反向连接，电流表的读数加倍 D．将二极管短路，电流表的读数加倍 第II卷 三、实验题（18分）‎ ‎21．图1所示为“测定玻璃的折射率”实验用的长方体玻璃砖，它的______________面不能用手直接接触。在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图2所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，P4应挡住__________，P3和P4连线与___________连线在同一条光线的光路上。如果玻璃砖不是两面平行的，用这种插针法____________测出玻璃砖的折射率（选填“能”或“不能”）。‎ ‎ ‎ ‎22．用单摆测定重力加速度的实验。‎ ‎(1)测出悬点O至小球球心的距离（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）‎ ‎(2)下表是某同学记录的1组实验数据，请计算出实验中的T=__________s，g=___________m/s2。（取π=3.14，π2=9.86，结果均保留三位有效数字）‎ 摆长L/cm ‎100.00‎ ‎50次全振动时间t/s ‎100.5‎ 振动周期T/s 重力加速度 g/(m·s-2)‎ ‎(3)用多组实验数据做出T2-L图像，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的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上端的距离记为摆长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 D．通过对图线a的正确处理同样可以得到较为准确的g值 四、计算题（共42分）‎ ‎23．如图所示，是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B=0.5 T的匀强磁场中，有一单匝矩形线圈ABCD可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO′轴转动，线圈两端外接电阻R=8Ω的用电器和一个交流电流表。已知：AB边的长为0.5m，BC边的长为0.4m，角速度ω=100rad/s，线圈电阻不能忽略，电阻r=2Ω。求：‎ ‎(1)从中性面开始计时，写出感应电动势瞬时值e的表达式；‎ ‎(2)电流表的读数I和电阻R消耗的电功率P；‎ ‎(3)从中性面开始计时，线圈转过90°的过程中通过电阻R的电量Q。‎ ‎24．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。发电厂的输出电压为220V，输出功率为44kW，输电线的总电阻为0.2Ω，用原副线圈的匝数比为1:10的升压变压器升压，经输电线后，再用原副线圈匝数比为10:1的降压变压器降压后供给用户。‎ ‎(1)用户得到的电压和功率；‎ ‎(2)若不经过变压器直接将电送到用户，求用户得到的电压和功率。‎ ‎25．如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜截面，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦值为sini=0.75。求：‎ ‎(1)光在棱镜中传播的速率；‎ ‎(2)画出光线进入棱镜后的光路图，并标出每个界面上的入射角大小（不考虑返回到AB面上的光线）。‎ ‎26．在海上有一种浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上。密闭浮桶的内置线圈与浮筒保持相对静止，随着波浪上下起伏，线圈相对于磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。浮桶下部始终浸没在海水中，且上部始终没有进入海水中，其外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S。‎ ‎(1)己知浸在海水中的浮桶受到竖直向上的浮力，浮力大小的表达式为F浮=ρgV排，其中海水的密度为ρ，g为重力加速度，V排为浮桶排开海水的体积。‎ a．忽略海水对浮桶的阻力，试证明浮桶在重力和浮力作用下的自由振动是简谐运动，并写明回复力系数k的表达式；‎ b．若某次自由振动中的振幅为0.6m，周期为6s，且t=0时，浮桶位于振动的最低点，以向上为正方向，试写出这次振动过程的位移表达式。‎ ‎(2)已知海浪的周期始终为T=3.0s，海水的密度为ρ=103kg/m3。浮桶外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S=0.20m2‎ ‎。内置线圈的匝数N=200，固定磁体在线圈所处位置产生的辐向磁场的磁感应强度大小为B=0．20T，线圈直径D=0.40m，总电阻r=1.0Ω，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连。取重力加速度g=10m/s2，且π2=10。‎ a．已知浮筒作简谐运动的固有周期公式为，其中m为振子质量，k为回复力系数。浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动，当浮桶及线圈的总质量m为多大时，该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高？‎ b．若浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动，振动的位移可表示为。试求此时灯泡的实际电功率P。‎ 参考答案 一、单项选择题 ‎1．A 2．D 3．B 4．C 5．D 6．B 7．A 8．A 9．D 10．D 11．B 12．D 13．C 14．B ‎15．B 16．D 二、不定项选择题 ‎17．ABC 18．AD 19．ABC 20．BD 三、实验题 ‎21．光学面， P1、P2的像和P3，连接P1、P2的光线，能 ‎22．(1) (2)2.01, 9.76 (3)ABD 四、计算题 ‎23．(1) e=10sin100t (v) (2) 0.707A, 4W (3) 0.01C ‎24．(1) 219.6V 4.392×104W (2)180V 3.6×104W ‎25．(1) v=2×108m/s (2)BC边入射角45度，AC边垂直入射。‎ ‎26．(1)a略 b． (2)a．450kg b．480W