2018-2019学年四川省射洪县射洪中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年四川省射洪县射洪中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

射洪中学2019年上期高2017级半期考试物理试题 第I卷 一．选择题（1-8为单选题，9-12为多选题，每个4分）‎ ‎1.关于电磁波,下列说法中不正确的是(   )‎ A. 电磁波既可以在介质中传播,又可以在真空中传播 B. 在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐 C. 电磁波在真空中传播时,频率和波长的乘积是一个恒量 D. 振荡电路的频率越高,发射电磁波的本领越大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 电磁波既可以在介质中传播，又可以在真空中传播，A正确。使接收电路产生点谐振的过程叫做调谐，B错误，根据公式，C正确。振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大D正确。‎ ‎2.下列有关波动现象的说法中正确的是（ ）‎ A. 医生检查身体用的“B 超”是根据超声波的多普勒效应制成的 B. 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的 C. 波具有衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多 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；振动减弱区域的质点，其位移始终 保持最小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、医生检查身体用的“B超”是利用超声波的反射原理制成的，故A错误；‎ B、多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的，故B正确；‎ C、波具有明显的衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多，故C错误；‎ D、干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移时大时小，振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎3.一摆长为l的单摆做简谐运动，从某时刻开始计时，经过t=，摆球具有负向最大加速度，下面四个图象分别记录了该单摆从计时时刻开始到的振动图象，其中正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】单摆的周期公式，则ts内小球的振动周期数为：个周期；因此时摆球具有负向最大加速度，故计时开始时小球的位置应为平衡位置向下运动，故A正确，BCD正确；‎ ‎4.有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一光滑小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被挡住，使摆长发生变化。现使摆球做小角度摆动，下图为摆球从右边最高点M摆至左边最高点N的闪光照片(悬点和小钉未摄入)，P为摆动中的最低点，每相邻两次闪光的时间间隔相等，则小钉距悬点的距离为(　　)‎ A. B. C. D. 条件不足，无法判断 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由图知，周期变为原来的一半，由周期公式知，摆长将变为原来的四分之一，故小钉距悬点距离为四分之三处，C正确。‎ ‎5.如图所示，L为电阻不计的自感线圈，已知LC电路振荡周期为T，开关S闭合一段时间。S断开时开始计时，当t=3T/8时，L内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为(　　)‎ A. 向下、向下 B. 向上、向下 C. 向上、向上 D. 向下、向上 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】开关闭合时，电容器充电，下极板为正极板；S断开后，电容器与电感L组成振荡电路，电容的变化为周期性变化，如图所示；‎ ‎ 则由图可知，电容器正在充电，此时上极板为正，电场方向向下；线圈中电流由下向上，故由右手螺旋定则可知，磁场向上；故选B。‎ ‎6.如图所示,振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计,某瞬间回路中电流方向如箭头所示,且此时电容器的极板带正电荷,则该瞬间()‎ A. 电流正在增大,线圈中的磁场能也正在增大 B. 电容器两极板间电压正在增大 C. 电容器带电量正在减小 D. 线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：A、根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能．故A错误．‎ B、电容器的带电量在增大，根据U=，知电容器两极板间的电压正在增大．故B正确，C错误．‎ D、充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小．故D错误．‎ 故选B．‎ ‎7.如图所示为一交变电流的图象(t轴上方为正弦函数图象),则该交变电流的有效值为多大()‎ A. I0 B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R，则 ‎ ‎ 解得：，故应选C。‎ 点晴：根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值。‎ ‎8.一弹簧振子在振动过程中，振子经A、B两点的速度相同，若它从A到B历时0.2s，从B再回到A的最短时间为0.4s，则该振子的振动频率为 A. 1Hz B. 1.25Hz C. 2Hz D. 2.5Hz ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于振子在A、B两点的速度相同，则有A、B两点关于O点是对称的，所以O到B点的时间为0.1s，而从B再回到A的最短时间为0.4s，则从B再回到B的最短时间为0.2s，所以从B到最大位移处的最短时间为0.1s，因此振子的振动周期为0.8s，那么振子的振动频率为1.25Hz。故选B。‎ ‎9.一列简谐横波沿x轴正方向传播，x=0处的O点为波源且由t=0时开始沿y轴负方向起振，如图所示是t=0.3s时，x=0至x=4m范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰，则下列判断正确的是 A. t=0.3s时，O点振动方向沿y轴负方向 B. t=0.3s时，O点振动方向沿y轴正方向 C. t=0.4s时，x=8m处质点速度沿y轴正方向 D. t=3s时，x=40m处的质点沿x方向前进了80m ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，波源t=0时刻开始沿y轴负方向起振，则介质中各个质点均沿y轴负方向起振，图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰，已经振动了T，说明t=0.3s时波传到x=8m质点处，则周期为T=0.3s，t=0.3s时O点振动方向沿y轴负方向，故A正确，B错误。t=0.4s=1‎ T时，x=8m处的质点正从最低点向平衡位置振动，即速度沿y轴正方向，选项C正确；质点只能在自己的平衡位置附近上下振动，不能随波迁移，选项D错误.‎ ‎10.目前无线电力传输已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示。利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是 A. 若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势 B. 只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势 C. A中电流越大，B中感应电动势越大 D. A中电流变化越快，B中感应电动势越大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 根据感应电流产生的条件，若A线圈中输入恒定的电流，则A产生恒定的磁场，B中的磁通量不发生变化，则B线圈中就会不产生感应电动势，故A错误；若A线圈中输入变化的电流，根据法拉第电磁感应定律：E=可得，则B线圈中就会产生感应电动势，故B正确；根据法拉第电磁感应定律：E=可得，A线圈中电流变化越快，A线圈中电流产生的磁场变化越快，B线圈中感应电动势越大。故C错误；D正确。故选BD。‎ ‎11.一列简谐横波沿x轴正方向传播，下图甲是波刚传播到x＝5m处M点时的波形图，下图乙是质点N (x＝3m)从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x＝10m 处的质点，下列说法正确的是( ) ‎ A. 这列波的波速是1.25m/s B. M点以后的各质点开始振动时的方向都沿x轴正方向 C. 由甲图对应时刻开始计时，经过6s，质点Q第一次到达波谷 D. 这列波由M点传播到Q点的这段时间内，M点通过的路程为50cm ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A、由甲图得到波长为4m，由乙图得到周期为4s，故波速，故B错误；‎ B、各个质点开始振动的方向均与波前的运动方向相同，波前向下运动，故M点以后的各质点开始振动时的方向都沿-y方向，故B错误；‎ C、处的波谷传到Q点时，质点第一次到达波谷，故，故ｃ正确；‎ D、这列波由 M 点传播到 Q 点的这段时间，M 点通过的路程为，故D正确；‎ 故选CD。‎ ‎【点睛】由甲图得到波长，由乙图得到周期，根据求解波速，各个质点开始振动的方向均与波前的运动方向相同。‎ ‎12.如图所示,固定在绝缘水平面上的光滑平行金属导轨,间距为L,右端接有阻值为R的电阻,空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场.质量为m、电阻为2R的导体棒ab与固定绝缘弹簧相连,放在导轨上,并与导轨接触良好.初始时刻,弹簧处于自然长度.给导体棒水平向右的初速度v0,导体棒往复运动一段时间后静止,不计导轨电阻,下列说法中正确的是()‎ A. 导体棒每次向右运动的过程中受到的安培力均逐渐减小 B. 导体棒速度为v0时其两端的电压为BLv0/3‎ C. 导体棒开始运动后速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为mv02/2‎ D. 在金属棒整个运动过程中,电阻R上产生的焦耳热为mv02/6‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】导体棒向右运动过程中，当弹簧处于压缩时，弹力大于安培力，向右加速，安培力增大，故A错误。当导体棒速度为v0时，感应电动势E=BLv0，ab棒两端的电压等于电阻R两端的电压，则，故B错误。导体棒第一次向右运动过程中，当速度为零时，根据能量守恒知，，故C错误。根据能量守恒，在整个过程中，回路中产生的热量，则电阻R上产生的热量，故D正确。‎ 第II卷（共62分）‎ ‎13.（1）在“用单摆测定重力加速度”的实验中,当单摆做简谐运动时,用秒表测出单摆做n次(一般为30次-50次)全振动所用的时间,算出周期;用米尺量出悬线的长度L,用游标卡尺测量摆球的直径d，则重力加速度g=__________(用题中所给的字母表达).‎ ‎（2）将一单摆挂在测力传感器的探头上,用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力(单摆摆角小于5°),计算机屏幕上得到如图①所示的F-t图像.然后使单摆保持静止,得到如图②所示的F-t图像.那么:‎ ‎①此单摆的周期T为__________s;‎ ‎②设摆球在最低点时，已测得当地重力加速度为g,单摆的周期用T表示，那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是__________(用字母表示).‎ ‎【答案】（1）4分 （2）①0．8s 2分 ②2分 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）单摆摆长l=L+，单摆周期T=，由单摆周期公式T=2π 可知，g==；‎ ‎（2）①由F-t图象直接读出T=0．8s ‎②在最低点的机械能为单摆的总机械能，即E=Ek=，‎ 单摆在最低点时有 F1-F3=,且T=2π 解得 考点：用单摆测定重力加速度 ‎14.利用如图甲所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的实验器材有：‎ 待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω)，表头G（量程为200μA，内阻为900Ω），定值电阻R0、R1，开关S，导线若干。‎ 实验步骤如下：‎ ‎（1）先利用R0和表头G构成2mA的电流表，再将2mA的电流表改装成量程为6V的电压表，根据题设条件定值电阻的阻值应为：R0=________Ω，R1=________Ω；‎ ‎（2）将电阻箱阻值调到________（选填“最大“或“最小”），闭合开关S；‎ ‎（3）多次调节电阻箱，记下表头G的示数I和电阻箱相应的阻值R；‎ ‎（4）以为纵坐标，为横坐标，作图线如图乙所示；‎ ‎（5）若把流过电阻箱的电流视为干路电流，根据是图线求得电源的电动势E=____V.内阻r=________Ω；‎ ‎【答案】 (1). R0 =100 (2). R1=2910Ω (3). 最大 (4). E=6.0V (5). r=0.2Ω ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电流表与电阻并联，两端电压相等，电流表内阻为，量程为200μA，则通过电阻的电流为通过电流表的9倍，则电阻的阻值为电流表内阻的，则R0为100Ω；‎ 电流表示数为0.2mA，电路电流为2mA，电流表的电压为0.2×10-3×900V=0.18V， R1的电压为6V-0.18V=5.82V，则 。‎ ‎（2）首先应将电阻箱阻值调到最大，以免电流太大，再闭合开关S.‎ ‎（5）根据闭合电路欧姆定律：，根据图像可知：，E=6.0V；，r=0.2Ω；‎ ‎15.一弹簧振子的振动图像如图所示，求：‎ ‎(1)振子简谐运动振幅A、周期T分别是多少，写出该简谐运动的表达式；‎ ‎(2)振子做简谐运动20 s时位移是多少？前20S的总路程是多少？‎ ‎【答案】(1) 8cm、0.4 s 、x＝8cos(5πt)(cm)　(2)8cm、16 m ‎【解析】‎ ‎1)由振动图像可得：‎ A＝8 cm，T＝0.4 s，‎ 则ω＝＝5πrad/s 故该振子做简谐运动的表达式为：x＝8cos(5πt)(cm)． ‎ ‎(2)振子经过一个周期位移为0，路程为8×4 cm＝32 cm，‎ 前20 s刚好经过了50个周期，所以20 s时振子位移x＝8cm， ‎ 振子路程s＝50×32 cm＝1600 cm＝16 m. ‎ ‎16.如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈的总电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时．问：‎ ‎（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎（2）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？‎ ‎（3）从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量是多少？‎ ‎【答案】（1）e=50sin10πt V（2）31.86 V；3.54 A（3）C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）转速n=300r/min=5r/s，故频率f=n=5Hz ω=2πf=2π×5rad/s=10πrad/s.‎ 感应电动势的最大值Em=nBSω=100××0.05×10π=50V， ‎ 因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化，‎ e=Emsinωt=50sin10πt V ‎ ‎（2）电动势的有效值为V≈35.4 V， ‎ 电流表示数A，‎ 电压表示数U=IR=3.54×9 V=31.86 V．‎ ‎（3）内线圈转过的角度θ=ωt=×2π×=．‎ 该过程中，△Φ=BS﹣BScosθ=BS，‎ C．‎ ‎17.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm。O和A 是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点。t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4 cm，质点A处于波峰位置；t=s时，质点O第一次回到平衡位置，t=1 s时，质点A第一次回到平衡位置。求：‎ ‎(1)简谐波的周期、波速和波长；‎ ‎(2)质点O的位移随时间变化的关系式。‎ ‎【答案】(1) T＝4s,，λ＝0.3m (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)利用A点在0s时和1s时所处的位置可求得简谐波的周期，利用波速的公式可求得波速，利用波速波长及周期之间的关系式λ＝vT可求得波长；‎ ‎(2)先根据题意求出简谐波的圆频率，设出简谐振动的通式，利用0s时和1s时的O点的位移，可得知初相位，即为可知质点O的位移随时间变化的关系式.‎ ‎【详解】(1)设振动周期为T．由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知T＝4s；‎ 由于质点O与A的距离5m小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在时回到平衡位置，而A在t＝1s时回到平衡位置，时间相差，两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度：；‎ 利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长：λ＝vT＝7.5m/s×4s＝0.3m；‎ ‎(2)设y＝Asin(ωt+φ0)，‎ 可得：‎ 再由t＝0时，y＝4cm；时，y＝0，‎ 代入得：A＝8cm＝0.08m，‎ 再结合t＝1s和当时，质点的位移，可得：‎ 所以质点O的位移随时间变化的关系式为：‎ ‎【点睛】‎ 该题对于简谐振动的考查非常新颖，首先要求学生能准确的从题干中提取出相关的信息，熟练的利用波速、波长、周期之间的关系式及周期的定义进行相关问题的解答。对于第二问的解答有一定的难度，要注意利用数学知识求解初相位，同时要注意会分别用正弦和余弦来表述振动的关系式.‎ ‎18.如图所示,AD与A1D1为水平位置的无限长平行金属导轨,DC与D1C1为倾角为θ=37°的平行金属导轨,两组导轨的间距均为L=1.5m,导轨电阻忽略不计。质量为m1=0.35kg、电阻为R1=1Ω的导体棒ab置于倾斜导轨上,质量为m2=0.4kg、电阻为R2=0.5Ω的导体棒cd置于水平导轨上,轻质细绳跨过光滑滑轮一端与cd的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩,导体棒ab、cd与导轨间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T,初始时刻棒ab在倾斜导轨上恰好不下滑。(g取10m/s2,sin37°=0.6)‎ ‎（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ ‎（2）在轻质挂钩上挂上物体P,细绳处于拉伸状态,将物体P与导体棒cd同时由静止释放,当P的质量不超过多大时,ab始终处于静止状态?(导体棒cd运动过程中,ab、cd一直与DD1平行,且没有与滑轮相碰。)‎ ‎（3）若P的质量取第2问中的最大值,由静止释放开始计时,当t=1s时cd已经处于匀速直线运动状态,求在这1s内ab上产生的焦耳热为多少?‎ ‎【答案】（1）0.75（2）1.5kg（3）8.4J ‎【解析】‎ ‎(1)对ab棒，由平衡条件得 解得（或0.75）‎ ‎(2)当P质量最大时，P和cd的运动达到稳定时，P和cd一起做匀速直线运动，ab处于静止状态，但摩擦力达到最大且沿斜面向下。设此时电路中的电流为I 对ab棒，由平衡条件得 沿斜面方向：‎ 垂直于斜面方向：‎ 或水平方向：‎ 竖直方向：‎ 对cd棒，设绳中的张力为T，由平衡条件得 对P，由平衡条件得 ‎ 联立以上各式得： ‎ 故当P的质量不超过1.5Kg时，ab始终处于静止状态 ‎(3)设P匀速运动的速度为v，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得Blv=I(R1+R2) ‎ 得v=2m/s）‎ 对P、棒cd，由牛顿第二定律得 两边同时乘以，并累加求和，可得 解得m 对P、ab棒和cd棒，由能量守恒定律得，解得 在这1s内ab棒上产生的焦耳热为 ‎ ‎ ‎