福建省建瓯市芝华中学2020学年高二物理下学期期中试题 理（含解析）

福建省建瓯市芝华中学2020学年高二物理下学期期中试题 理（含解析）

芝华中学17—18下高二物理（理科）期中考试卷 ‎ 一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1. 电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是(　　)‎ A. 电磁波不能产生衍射现象 B. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C. 根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D. 光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析： 任何波都能发生衍射现象，故A选项错误；常用的遥控器是通过发出红外线脉冲信号来遥控的，故B选项错误；根据多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运动速度，故C选项正确；由相对论知光在真空中的传播在不同的惯性参考系中数值不变，D选项错误。‎ 考点：波的衍射 红外线和紫外线的用途 多普勒效应 相对论 ‎2. 图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】三角形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈中能产生正弦式交变电流，故A不符合题意；矩形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈中能产生正弦式交变电流，故B不符合题意；由题意可知，矩形线圈虽然转动，但穿过线圈的磁通量不变，所以没有感应电流出现，故C符合题意； 而对于D选项，虽然只有一半磁场，仍能产生正弦式交流电，故D不符合题意。所以选C。‎ ‎3. 如图所示为一交变电流的电压随时间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一部分，则此交变电流电压的有效值是(　　)‎ A. V B. V C. 5V D. 3 V ‎【答案】B ‎【解析】根据有效值定义，有，代入数据解得交变电流的电压的有效值为：，故B正确，ACD错误。‎ ‎4. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如下图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则(　 　)‎ A. 电压表V的示数为220 V B. 电路中的电流方向每秒钟改变50次 C. 灯泡实际消耗的功率为484 W D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J ‎【答案】D ‎【解析】A、由，，电压表示数，故A错误；‎ B、周期，每个周期交流电方向改变两次，则内电流方向改变的次数为次，故B错误；‎ C、灯泡实际消耗的功率，故C错误；‎ D、发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，故D正确。‎ 点睛：交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化，求解交流电的焦耳热、电功、电功率时要用交流电的有效值，求电量时用平均值。‎ 视频 ‎5. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是(　　)‎ A. t＝0.8 s时，振子的速度方向向左 B. t＝0.2 s时，振子在O点右侧6cm处 C. t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度完全相同 D. t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：由图象2知t=0.8s时，振子在平衡位置向负方向运动，所以速度方向向左，选项A正确；t=0.2s时，振子远离平衡位置运动，速度逐渐减小，应在O点右侧大于6cm处，选项B错误；t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度大小相同，方向相反，选项C错误；t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子向平衡位置运动，速度逐渐增大，选项D错误。‎ 考点：简谐运动的回复力和能量 ‎【名师点睛】由图象可知振动的周期和振幅，振子向平衡位置运动的过程中，速度增大，加速度减小．本题考查了弹簧振子的振动图象，会判断振子的速度和加速度的变化，注意振动图象与波动图象的区别．‎ ‎6. 做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的 (　　)‎ A. 频率、振幅都不变 B. 频率、振幅都改变 C. 频率不变、振幅改变 D. 频率改变、振幅不变 ‎【答案】C ‎【解析】由单摆的周期公式，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，但质量增加，所以高度减小，因此振幅改变，C正确．‎ ‎7. 公路交通标志牌是由基板和附着在基板上的反光膜组成，反光膜一般由镀在玻璃微珠上的铝层组成，夜间能将汽车射来的灯光反射回去，使司机看清交通标志。交通标志牌的结构示意图如图，这种交通标志牌的原理是(　　)‎ A. 利用了光的反射 B. 利用了光的折射 C. 利用了光的色散 D. 利用了光的全反射 ‎【答案】D ‎【解析】汽车灯光应从右面射向交通标志牌，光在交通标志牌内部左表面发生全反射，使交通标志牌后面的汽车司机发现前面，实现指示作用，故D正确，A、B、C错误；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】根据光的反射现象，结合全反射条件：当光从光密介质射入光疏介质且入射角大于临界角时发生全反射，从而即可求解。‎ ‎8. 图甲为交流发电机的原理图，正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，电流表为理想交流电表，线圈中产生的交变电流随时间的变化如图乙所示，则(　　)‎ A. 电流表的示数为10 A B. 线圈转动的角速度为50 rad/s C. 0.01 s时线圈平面和磁场平行 D. 0.01 s时线圈的磁通量变化率为0‎ ‎【答案】AD ‎【解析】由题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10A，周期T=0.02s，由于电流表的示数为有效值，故示数I=Im=10A，选项A正确；角速度ω==100π rad/s，选项B错误；0.01s时线圈中的感应电流为0，则穿过线圈的磁通量为最大，磁通量变化率为0，故线圈平面与磁场方向垂直，选项C错误，D正确；故选AD．‎ 点睛：此题考查交流电的产生和描述，知道电表示数为有效值，知道中性面的特点：感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量变化为零，磁通量最大．‎ ‎9. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则(　　)‎ A. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小 ‎【答案】BC ‎【解析】保持Q位置不动时，负载电路电压保持不变，将P向上滑动时，连入电路的电阻变大，故负载消耗功率变小，原线圈输入功率变小，电流表示数变小，所以选项A错误、B正确； 保持P位置不动，即负载电路电阻不变，将Q向上滑动时，由理想变压器电压、匝数关系可知，副线圈输出电压升高，负载电路消耗功率变大，故原线圈输入电流变大，所以选项C正确的、D错误。‎ 考点：理想变压器、动态电路变化 视频 ‎10. 光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，图中虚线表示激光，圆柱体表示随传送带运动的货物，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是(　　)‎ A. 当光照射R1时，信号处理系统获得高电压 B. 当光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C. 信号处理系统每获一次低电压就计数一次 D. 信号处理系统每获一次高电压就计数一次 ‎【答案】BD ‎【解析】AB、当有光照射R1时，R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，则R2两端的电压增大，所以R1两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压，故A错误，B正确；‎ 故选BD。‎ ‎【点睛】光敏电阻的电阻大小随光照增强而减小；根据闭合电路欧姆定律，抓住电动势不变，根据电流的变化从而得出R1两端电压的变化，即信号处理系统获得的电压。‎ 二、实验题：（20分，9+7+4）‎ ‎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1 m左右的细线 B．长度为30 cm左右的细线 C．直径为1.8 cm的塑料球 D．直径为1.8 cm的铁球 ‎(2)测出悬点O到小球球心的距离(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)。‎ ‎(3)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。‎ 请计算出第3组实验中的T＝_______s，g＝______m/s2。‎ ‎【答案】 (1). AD (2). (3). 2.01 (4). 9.76‎ ‎(2)单摆的周期：，由单摆的周期公式：，解得：.‎ ‎(3)由表中实验数据可知，第三组实验中，周期：.‎ 代入数据得：.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道实验的原理，以及可以减小误差的方法，掌握单摆的周期公式，知道周期等于完成一次全振动所需的时间，‎ ‎12. 利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d=0.5mm, 双缝光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射 双缝得到干涉图象如图，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图，则图中A位置的游标卡尺读数为____________，B位置的游标卡尺读数为____________ ，单色光的波长为____________m。‎ ‎【答案】 (1). 11.1mm (2). 15.6mm (3). 6.4×10-7‎ ‎【解析】试题分析：图A游标卡尺的读数为：11mm+0.1×1mm=11.1mm；图B游标卡尺的读数为：15mm+0.1×6mm=15.6mm。‎ 根据得：‎ 考点：考查了用双缝干涉测光的波长．‎ ‎13. 传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如右图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表(实质是理想电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，取g＝10 m/s2.请作答：‎ 压力F/N ‎0‎ ‎250‎ ‎500‎ ‎750‎ ‎1 000‎ ‎1 250‎ ‎1 500‎ ‎…‎ 电阻R/Ω ‎300‎ ‎270‎ ‎240‎ ‎210‎ ‎180‎ ‎150‎ ‎120‎ ‎…‎ 该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________mA处．(保留两位有效数字)‎ ‎②如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示20mA，这个人的质量是________kg.‎ ‎【答案】 (1). 16 (2). 50‎ ‎【解析】试题分析：(1)当压力为零时，电阻R=300Ω，此时电路的电流为.所以该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘1.6×10－2A处；(2)电流表刻度盘的示数为20 mA时，此时电阻,查表可知，此时踏板手的压力为500N，即此人的体重为50Kg。‎ 考点：传感器及欧姆定律。‎ 三、计算题：（本题共3小题，40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不得分. 14、15题的第1小题为5选3，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ ‎14. 如图所示，发电机输出功率P1=100kW，输出电压U1=250V，用户需要的电压U4=220V，输电线总电阻为10Ω．若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：‎ ‎（1）发电机的输送电流I1是多少？‎ ‎（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比n1：n2=？、n3：n4=？‎ ‎【答案】(1) (2) ，‎ ‎【解析】【分析】）根据P=UI求出发电机的输出电流；根据输电线上损耗的功率求出输电线上的电流，结合升压变压器原副线圈的电流之比求出匝数之比；根据匝数之比求出升压变压器的输出电压，结合输电线上损失的电压，求出降压变压器的输入电压，结合输出电压求出降压变压器的原副线圈的匝数之比；‎ 解：(1)根据得，发电机的输出电流 ‎(2)输电线上损失的功率 解得 则 输电线上的电压损失 升压变压器的输出电压 降压变压器的输入电压 则 ‎15. 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象．下列说法正确的是（____）‎ A．这列波的传播方向是沿x轴正方向 B．这列波的传播速度是20 m/s C．经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向传播了3 m D．经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向 E．经过0.35 s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 ‎【答案】ABE ‎【解析】试题分析：由振动图象读出t=0时刻P点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断Q点的运动方向．‎ 由乙图读出，t=0时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，A正确；由图知：λ=4m，T=0.2s，则波速，B正确；简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，C错误；图示时刻Q点沿y轴正方向运动，，质点Q的运动方向沿y轴负方向，D错误；t=0.35s=1.75T，经过0.35 s时，质点P到达波峰，而质点Q位于平衡位置与波谷之间，故质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，E正确．‎ 视频 ‎16. 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O。光线从AB面上的M点入射，入射角α＝60°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出。已知OB段的长度l＝6 cm，真空中的光速c＝3.0×108 m/s。求：‎ ‎①透明材料的折射率n；‎ ‎②光从M点传播到O点所用的时间t。‎ ‎【答案】(1) (2) 3.5×10－10 s ‎【解析】试题分析：光线在AB面上发生折射，由折射定律得:‎ 在BC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C，那么，‎ 由几何关系可知:‎ 联立解得:‎ ‎②光在棱镜中的传播速度 那么，光从M到O所用的时间 考点：考查了光的折射 ‎【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．‎ ‎17. 如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则________。‎ A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．在真空中，a光的波长小于b光的波长 C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失 E．a光可能为红光,b光可能为紫光 ‎【答案】ABD ‎【解析】AC、光线a的偏折程度大，根据光路可逆结合折射定律公式可得 ‎，其中r是折射角，可知a光的折射率大；再根据公式知a光在玻璃中的传播速度小，故A正确、C错误；‎ B、a光的折射率大，说明a光的频率高，根据，a光在真空中的波长较短，故B正确；‎ D、若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到，故a光先发生全反射，折射光线先消失，故D正确；‎ E、a光的折射率大，a光可能为紫光，b光可能为红光，故E错误；‎ 故选ABD。‎ ‎【点睛】根据折射定律公式判断折射率大小，从而得出频率和波长的大小；根据判断在玻璃中的光速大小；根据折射角的关系分析哪条光线先发生全反射。‎ ‎18. 如图所示，坐标原点O处的波源t＝0时刻开始沿y轴方向做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐波。t＝0.3 s时刻，波传到x＝3 m的P点。求：‎ ‎①波的传播速度；‎ ‎②再经过多长时间，位于x＝8 m处的Q点到达波谷。‎ ‎【答案】(1) 10 m/s (2) 0.4(2＋n) s　n＝0,1,2，…‎ ‎【解析】试题分析：①波的传播速度 ‎②波谷传到位于x="8" m处的Q点，传播的距离为8．5m，所用的时间为 考点：机械波的传播