北京市平谷区2020学年高二物理下学期期中试题 理（含解析）

北京市平谷区2020学年高二物理下学期期中试题 理（含解析）

北京市平谷区2020学年高二物理下学期期中试题 理（含解析） ‎ 一、选择题(本题共 25 小题，每小题 2 分，共 50 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案的序号填涂在答题卡上)‎ ‎1. 发现利用磁场产生电流的条件和规律的科学家是（ ）‎ A. 韦伯 B. 安培 C. 奥斯特 D. 法拉第 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 法拉第发现了磁生电，奥斯特发现了电生磁。故D正确。A、B、C错误。‎ 故选D。‎ ‎2.做简谐运动物体，在不同时刻通过同一确定位置时可能不相同的物理量是( )‎ A. 加速度 B. 动能 C. 速度 D. 位移 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据a=−，每次通过同一位置时，加速度相同，故A错误；‎ B. 经过同一位置，势能相同，由于机械能一定，故动能也相同，故B错误；‎ C. 经过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向，故C正确；‎ D. 因为位移是初位置指向末位置的有向线段，末位置都为平衡位置，故位移相同，D错误 ‎3.闭合电路中感应电动势的大小与穿过这一闭合电路的 A. 磁感应强度的大小有关 B. 磁通量的大小有关 C. 磁通量的变化量有关 D. 磁通量的变化快慢有关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据法拉第电磁感应定律 ‎，闭合电路中感应电动势的大小与穿过这一闭合电路的磁通量的变化快慢有关。故D项正确。‎ ‎4. 关于产生感应电流的条件，下述说法正确的是 A. 位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流；‎ B. 闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流；‎ C. 闭合线圈作切割磁感线运动，一定能产生感应电流；‎ D. 穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流、‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：产生感应电流的条件是：闭合线圈里面有磁通量的变化，线圈位于磁场中，如果磁通量不发生变化，则一定没有感应电流产生，故A错误；线圈中是否有感应电流产生与线圈是否运动无关，要看其磁通量是否变化，例如线圈完全在匀强磁场中加速运动，也不会产生感应电流，故B错误；若回路中部分导体切割磁感线时，有感应电流产生，若整个闭合线圈切割磁感线运动，其磁通量不发生变化，因此无感应电流产生，故C错误；穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，即磁通量发生变化，一定有感应电流产生，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ 考点：产生感应电流条件 ‎【名师点睛】本题主要考查了产生感应电流条件。感应电流的产生应明确满足两个条件：一是电路闭合，二是磁通量发生变化。当闭合线圈在磁场中的磁通量发生变化时，才产生感应电流，明确了产生感应电流的条件，即可正确解答本题。‎ ‎5.关于波的频率，下列说法中正确的是( ).‎ A. 波的频率与波速有关 B. 波由一种介质传到另一种介质时，频率变大 C. 波的频率由波源决定，与介质无关 D. 以上说法均不正确 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.波的频率由波源决定，与介质无关，故C正确A错误 B.波从一种介质传到另一种介质时，频率不变，因为由波源决定，B错误 D.根据以上分析，D错误 ‎6.一质点作简谐振动的图象如图 所示，在 t1 和 t2 时刻，这个质点的( )‎ A. 位移相同 B. 加速度相同 C. 速度相同 D. 回复力相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由振动图象读出两个时刻质点的位移大小相等，方向相反，位移不同。故A错误。‎ B.两个时刻质点的位移大小相等,方向相反,由a=−知加速度也大小相等，方向相反，加速度不同。故B错误。‎ C.在t1、t2时刻质点的位置关于平衡位置对称，而且都沿负方向运动，所以速度相同。故C正确。‎ D.两个时刻质点回复力大小相等，方向相反，所以回复力不同，故D错误。‎ ‎7.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是　　‎ A. 如果振源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 B. 物体作机械振动，一定产生机械波 C. 波的速度即为振源的振动速度 D. 波在介质中传播的频率，与介质性质无关，仅由振源的振动频率决定 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】振源停止振动时，在介质中传播的波动并不立即停止物体作机械振动，不一定产生机械波波的速度与振源的振动速度不同波在介质中传播的频率，与介质性质无关，仅由振源的振动频率决定．‎ ‎【详解】振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止。故A错误。物体作机械振动，不一定产生机械波，还需要传播振动的介质。故B错误。波在均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的，所以波的速度与振源的振动速度不同。故C错误。波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振源决定。故D正确。故选D。‎ ‎8.如图 所示，A 球振动后，通过水平细迫使 B、C 振动，下面说法中，正确的是（ ）‎ A. 只有 A、C 振动周期相等 B. A、B、C 的振动周期相等 C. B 振幅最大 D. A 的振幅比 B 小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由题意，A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而B.、C在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等；故A错误，B正确 CD.由于C.、A的摆长相等，则C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅振幅比B摆大，而B做受迫振动，所以B的振幅比A小，CD错误 ‎9.关于声波，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 空气中的声波一定是纵波 B. 声波不仅能在空气中传播，也能在固体和液体中传播 C. 声波在水中的传播速度大于在空气中的传播速度 D. 对于在空气中传播的声波来说，由于 υ =λ •f，所以频率越高，声速也越大 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.空气中的声波一定是纵波，故A正确；‎ B.声波既能在空气中传播，也能在固体、液体中传播，只是不能在真空中传播，故B正确；‎ C.根据声速的特点，声音在水中的传播速度大于在空气中的传播速度，故C正确；‎ D.在空气中传播的声波固定不变，由于v=λf，所以频率越高，声速不变，但波长越低，故D错误；‎ ‎10.己知一列横波在某一时刻的波形图，己知 D 点此时的运动方向如图，则( )‎ A. 波向左传播 B. 质点 F 和 H 的运动方向相同 C. 质点 B 和 D 的加速度方向相同，而速度方向相反 D. 质点 H 比 G 先回到平衡位 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由题，D点此时的运动方向向上，而C点已经到达波峰，说明D点的振动比C点的振动滞后，波向右传播。故A错误。‎ B.图中，F点的运动方向与D点相同，均向上，而质点H的运动方向向下，所以质点F和H的运动方向相反。故B错误。‎ C.质点B和D位于各自平衡位置的上方，加速度方向均向下。而B点的速度方向向下，与D点速度方向相反。故C正确。‎ D.由图可知，质点G直接向上向平衡位置运动，而质点H先向下，后向上向平衡位置运动，则质点G比H先回到平衡位置。故D错误。‎ ‎11.物体做机械振动的回复力( )‎ A. 必定是区别于重力、弹力、摩擦力另一种力 B. 必定是物体所受的合力 C. 可能是物体受力中的一个力 D. 必定是物体所受力中的一个力的分力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.回复力是效果力，而重力、弹力和摩擦力是性质力；A错误 BCD.提供回复力的力可能是合力也可能是某个力的分力，可能是物体受力中的一个力，如坚直的弹簧振子中是合力，单摆模型中是一个力的分力，水平的弹簧振子回复力就是一个力，弹簧的弹力，BD错误，C正确 ‎12. 对单摆在竖直面内做简谐运动，下面说法中正确的是 A. 摆球所受向心力处处相同 B. 摆球的回复力是它所受的合力 C. 摆球经过平衡位置时所受回复力为零 D. 摆球经过平衡位置时所受合外力为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：单摆在竖直面内做简谐运动，拉力和重力的分量提供向心力，重力的另外一个沿水平方向分量提供回复力，所以在经过最低点时只有向心力，没有恢复力，因此C对 考点：单摆 点评：本题考查了单摆的向心力回复力来源问题，在这类问题中，需要做点近似处理，因此一般情况下单摆的摆角不超过5°。‎ ‎13.简谐横波某时刻的波形图线如图所示。由此图可知 A. 若质点 a 向下运动，则波是从左向右传播的 B. 若质点 b 向上运动，则波是从左向右传播的 C. 若波从右向左传播，则质点 c 向下运动 D. 若波从右向左传播，则质点 d 向下运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.若质点a向下运动，波形向左平移，则波是从右向左传播的。A错误。‎ B.若质点b向上运动，波形向右平移，则波是从左向右传播的。B正确。‎ C.若波从右向左传播，根据平移法，波形向左平移，则质点c向上运动。C错误。‎ D.若波从右向左传播，根据平移法，波形向左平移，则质点d向上运动。D错误 ‎14.红光与紫光相比（ ）‎ A. 在真空中传播时，紫光速度比较大 B. 在玻璃中传播时，红光的速度比较大 C. 玻璃对红光的折射率较紫光的大 D. 在真空中传播时，红光的波长较紫光的短 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在真空中，紫光和红光传播的速度相同。故A错误。‎ BC.因为红光的频率小于紫光的频率，折射率常随频率的升高而增大，所以红光的折射率小于紫光的折射率，根据知，在玻璃中，红光的传播速度大。故B正确，C错误。‎ D.根据c=λf知，红光的频率小，则红光的波长长。故D错误。‎ ‎15. 下面是四种与光有关的事实：①用光导纤维传播信号②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度③一束白光通过三棱镜形成彩色光带④水面上的油膜呈现彩色 其中，与光的干涉有关的是( 　)‎ A. ①④ B. ②④ C. ①③ D. ②③‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：用光导纤维传播信号是全反射现象；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用光的干涉现象；一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象；水面上的油膜呈现彩色是薄膜干涉。选项B正确。‎ 考点：光的干涉现象 ‎16. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电阻R=55Ω，原线圈两端接一正弦式交变电流，该交变电流电压的有效值为220V。电路中交流电压表和电流表的示数分别为 A. 110V、2.0A B. 440V、8.0A C. 156V、1.4A D. 55V、0.5A ‎【答案】A ‎【解析】由变压器变压公式，副线圈输出电压为110V，电流2.0A，电路中交流电压表和电流表的示数分别为110V、2.0A，选项A正确。‎ ‎17.某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率P0，输电电压为U，输电线的总电阻为R线。则下列说法不正确的是（ ）‎ A. 输电线上的电流 B. 输电线上的电流 C. 输电线电阻上的功率损失 D. 输电线电阻上的电压损失 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、根据P0=UI得，输电线上的电流I=，由于U不是输电线上损失的电压，不能通过I=求解输电线上的电流。A错误B正确 C.输电线上损失的功率，故C正确；‎ D.输电线电阻上的电压损失，D错误 ‎18.已知介质对某单色光的临界角为θ ，则（ ）‎ A. 该介质对此单色光的折射率为 sin(1/θ )；‎ B. 此单色光在该介质中的传播速度等于 csinθ (c 是真空中的光束)；‎ C. 此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的 1/sinθ ；‎ D. 此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的 1/sinθ 。‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据临界角公式得：，则得，A错误 B.光在介质中传播速度，B正确 C.设光在真空中与介质中波长分别为λ0和λ，由，，c=λ0f得：n=,则得，C错误 D.光的频率由光源决定，与介质无关，则此单色光在该介质中的频率与在真空中频率相等，D错误 ‎19.在匀强磁场中有一圆形的闭合导线环，环的平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪些运动时，线圈中能产生感应电流（ ）‎ A. 只有环转动即可 B. 环沿所在平面做匀速运动 C. 环沿所在平面做匀加速运动 D. 环绕任意一条直径转动即可 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ABC：由于磁场是匀强磁场，线圈的平面垂直于磁场方向，因此无论线圈沿自身所在的平面做匀速、匀加速或者其它运动形式，线圈中磁通量均不变化，无感应电流产生。故ABC三项错误。‎ D：当线圈环绕任意一条直径转动，其磁通量变化，有感应电流产生。故D项正确。‎ ‎20.如图，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆 MN 在平面金属导轨上以速度 v 向右匀速滑 动，MN 中产生的感应电动势为 E1‎ ‎；若磁感应强度增为 2B，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为 E2。则通过 电阻 R 的电流方向及 E1 及 E2 之比 E1：E2 分别为（ ）‎ A. c→a,1:2 B. a→c,1:2 C. a→c,2:1 D. c→a,2:1‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由楞次定律判断可知，MN中产生的感应电流方向为N→M，则通过电阻R的电流方向为a→c；MN产生的感应电动势公式为E=BLv，其他条件不变，E与B成正比，则得E1：E2=1:2，ACD错误B正确 ‎21. 关于多普勒效应，下列说法中正确的是 （ ）‎ A. 只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应 B. 当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应 C. 只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高 D. 当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：多普勒效应：由于波源与观察者之间有相对运动，使观察者感到接收到波的频率发生变化的现象．‎ A、波源与观察者之间一定有相对运动才行。波源运动，观察者也以相同的速度运动就观察不到多普勒效应，A选项错误 B、当声源静止、观察者运动时，波源与观察者之间有相对运动，就可以观察到多普勒效应，B选项正确 C、声源虽然在运动，但观察者也以相同的速度运动就观察不到多普勒效应，观察者就感不到声音的频率变化，C选项错误 D、当声源相对于观察者运动时，单位时间观察者接收到的波的数目可能变多也可能变少，所以观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低，D选项正确 考点：多普勒效应 点评：容易题。多普勒效应产生的原因： (1)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率变大．(2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小．‎ ‎22.在同一介质中，两列相干波相互叠加，则( )‎ A. 波峰与波峰叠加的点振动最强，波谷与波谷叠加的点振动最弱 B. 波峰与波峰叠加的点在经过半个周期后将是波谷与波谷在该点相遇，振动始终最强 C. 振动最强的点经过四分之一周期后刚好经平衡位置时，它的振动最弱 D. 如果两相干波源振幅不等，则振动最弱的点将不会出现 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.波峰和波峰叠加，为振动加强点，且始终振动加强；波谷与波谷叠加，振动也始终加强，而波谷与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱。故A错误。‎ B.波峰与波峰叠加的点在经过半个周期后将是波谷与波谷在该点相遇，且振动始终最强。故B正确。‎ C.振动最强的点经过四分之一周期后刚好经过平衡位置，它们的振动仍然相同，因此也是振动加强。故C错误。‎ D.如果两相干波源振幅不相等，则振动最弱的点仍将出现。故D错误。‎ ‎23.一根长为 L 的金属棒，在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速运动，金属棒与磁感线垂直，棒中产生的感应电 动势为ε ，经时间 t，金属棒运动了位移为 S，则此时磁场的磁感应强度的大小应为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】导体棒做匀速运动,则有；切割产生的电动势ɛ=Blv，解得：‎ ‎，A正确，BCD错误 二、实验题(每空 3 分，共 15 分)‎ ‎24.（1）用游标卡尺测量某钢管的外径，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如图1所示，其读数为 cm．‎ ‎（2）如图2所示，螺旋测微器测出的某物件的宽度是 mm．‎ ‎【答案】（1）5.44；（2）5.695‎ ‎【解析】‎ 试题分析：解决本题的关键掌握螺旋测微器和游标卡尺的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．‎ 解：（1）游标卡尺的固定刻度读数为5.4cm，游标尺上第4个刻度游标读数为：0.1×4mm=0.4mm=0.04cm，‎ 所以最终读数为：5.4cm+0.04cm=5.44cm；‎ ‎（2）螺旋测微器的固定刻度读数为5.5mm，可动刻度读数为0.01×19.5mm=0.195mm，‎ 所以最终读数为：5.5mm+0.195mm=5.695mm．‎ 故答案为：（1）5.44；（2）5.695‎ ‎【点评】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读，注意两种仪器读数的不同．‎ ‎25.如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa’和bb’。O为直线AO与aa’的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。‎ ‎（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______‎ A.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B. 插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3‎ D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 ‎（2）过P3、P4作直线交bb’于O’，过O’作垂直于bb’的直线NN’，连接OO’。测量图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=______.‎ ‎（3）如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa’和bb’的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值______准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”).‎ ‎【答案】①BD ②sinβ/sinα ③小于 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，则P3必定在出射光线方向上．所以确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像．确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能 挡住P1、P2和P3的像，故选BD；‎ ‎（2）测定玻璃砖折射率的原理是折射定律；‎ ‎（3）作图时，玻璃砖应与所画的边界相齐．该同学的做法中，出射光线的侧向偏移距离小于理论的侧向偏移距离，所以测量出的折射角要小于真实的折射角，导致测量值偏小．‎ 三、计算题(35 分，解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。答案必须明确写出数值和单位。)‎ ‎26.一质星为 2.0kg 的物体静止在水平面上，现用大小为 4.4N ‎ 的水平力拉物体，使物体沿水平方向做匀 加速直线运动，己知物体与水平面间的滑动摩擦力大小为 2.0N 。‎ 求：（1)物体的加速度大小。‎ ‎(2)第 2s 末的速度大小。‎ ‎(3)第 2s 内的位移大小。‎ ‎【答案】(1)物体的加速度大小为1.2m/s2.(2)第2s末的速度大小2.4m/s.(3)第2s内的位移大小1.8m.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)分析物体的受力情况：重力、水平面的支持力和滑动摩擦力f、水平拉力F，竖直方向上重力与支持力平衡，则根据牛顿第二定律得：F−f=ma得：a=1.2m/s2‎ ‎(2)根据速度时间公式有：v=at=2.4m/s ‎(3)第2s内的位移等于前2s的位移减去前1s内的位移：‎ ‎27.如图所示，放置在水平面内的平行金属框架宽为 L=0.4m，金属棒 ab 置于框架上，并与两框架垂直， 整个框架位于竖直向下，磁感强度 B=0.5T 的匀强磁场中，电阻 R=0.09欧，ab 电阻为 r=0.01欧，阻力忽略不计， 当 ab 在水平向右的恒力 F 作用下以 v=2. 5m/s，的速度向右匀速运动时，‎ 求：(1)画出等效电路图、标明 a, b 哪点电势高；‎ ‎(2)回路中的感应电流；‎ ‎(3)电阻 R 上消耗的电功率；‎ ‎(4)恒力 F 做功的功率。‎ ‎【答案】(1)，a端的电势较高；(2)回路中的感应电流的大小为5A.(3)电阻R上消耗的电功率为2.25W.(4)恒力F做功的功率为2.5W.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)‎ 由右手定则可知，电流由b流向a；故a端电势高；‎ ‎(2)ab产生的感应电动势为E=BLv=0.5×0.4×2.5V=0.5V 由闭合电路欧姆定律得感应电流的大小为：；‎ ‎(3)R上的电功率为：；‎ ‎(4)ab棒所受的安培力大小为：‎ 由于ab匀速运动,恒力F与安培力平衡,则得：‎ 则拉力的功率为：；‎ ‎28.如图所示，一个质量 m=16g,长 d=0.5m，宽 L=0.1m,电阻 R=0.1Ω 的矩形线框从高处自由落下，经过 ‎5m 高度，下边开始进入一个跟线框平面垂直的匀强磁场。已知磁场区域的高度 =1.55m，线框进入磁场时恰好匀 速下落。求：‎ ‎（1）磁场的磁感应强度多大？‎ ‎（2）线框下边将要出磁场时的速率；‎ ‎（3）线框下边刚离开磁场时的速度大小和方向 ‎【答案】（1）0.4T（2）11m/s（3）4.4A，垂直纸面向里看为顺时针方向 ‎【解析】‎ ‎（1）线框下边刚进入磁场时的速度为：‎ 线框所受的安培力大小为为：‎ 由于线框进入磁场时恰好匀速运动，重力和安培力平衡，则有：mg=F 则得，磁场的磁感应强度为：‎ ‎（2）线框完全在磁场中下落的高度：h′=h2-d=1.05m 线框完全在磁场中磁通量不变，不产生感应电流，不受安培力，所以线框做加速度为g的匀加速直线运动，则线框下边将要出磁场时的速率为：‎ ‎（3）线框下边刚离开磁场时感应电流的大小 由右手定则判断可知：线框下边中感应电流方向向右．‎ 点睛：本题在电磁感应中属于常规题，从力的角度研究电磁感应现象，根据受力情况分析线圈的运动情况，并运用运动学公式求解速度．运用电磁感应的基本规律和力学知识结合求解．‎