2018-2019学年四川省阆中中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年四川省阆中中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

阆中中学校2019年春高2017级期中教学质量检测 物理试题 一、选择题（本大题共8小题，1-5题为单选，6-8题为多选，每小题6分，共48分，漏选得3分，错选不得分）‎ ‎1.简谐运动中反映物体振动强弱物理量是（ ）‎ A. 振幅 B. 位移 C. 频率 D. 周期 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，表示振动的强弱。故A正确；‎ B. 位移大小是振动物体离开平衡位置的距离，不表示振动的强弱。故B错误；‎ C. D. 频率和周期表示振动的快慢。故CD错误。‎ 故选：A ‎2.一列沿x轴正向传播的机械波，在t=0时的波形图如图所示，下列说法正确的是（ ）‎ A. 该波的波长为8m B. 在t=0时，x=2m的质点速度最大 C. 在t=0时，x=4m的质点向y轴负方向运动 D. 在t=0时，x=6m的质点的加速度为0‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由波动图象可读出一个周期的波长为；故A正确.‎ B、x=2m处的质点在t=0‎ 时刻处于波峰处，则位移最大，根据振动规律可知加速度最大，速度为零；故B错误.‎ C、波的传播向右，运用同侧法(质点振动方向和传播方向在波的同侧)可知x=4m的质点振动向上；故C错误.‎ D、x=6m的质点在t=0时刻处于波谷位置，则振动加速度最大，瞬时速度为零；故D错误.‎ 故选A.‎ ‎3.一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e＝220sin(100πt) V，对于这个交变电流的说法正确的是 (　　)‎ A. 此交变电流的频率为100Hz，周期为0.01s B. t＝0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零 C. 耐压为220V的电容器能够在该交变电路中使用 D. 此交变电流电动势的有效值为220V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由正弦交流电的瞬时电动势的函数表达式e＝220sin(100πt) V可知，，则周期，频率；故A错误.‎ B、t=0时刻，瞬时电动势为零，则线圈处于中性面，，磁通量最大；故B错误.‎ C、耐压为220V指能承受的瞬时电压的最大值，而交流电的最大值为，则电容器不能正常使用；故C错误.‎ D、正弦交流电的最大值为，根据有效值的意义可知，电动势的有效值为；故D正确.‎ 故选D.‎ ‎4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是（ ）‎ A. 波速为1 m/s B. 当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于平衡位置 C. x坐标为15m的质点在t＝0.6s时恰好位于波峰 D. x坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则周期为0.8s，由波形图可知该波的波长λ=4m，所以波速，故A错误；‎ B、x坐标为17m质点到P点的距离，所以x坐标为17m的质点与P点的振动始终相反；所以当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷，故B错误；‎ C、波长λ=4m，由波的重复性根据x坐标为15m的质点到P点的距离△x2=15m-3m=12m=3λ，可得x坐标为15m的质点与P点的振动始终相同；P质点经过恰好经过平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.6s时恰好位于平衡位置，故C错误；‎ D、x坐标为22m的质点到x=2处质点的距离为△x3=22m-2m=20m=5λ，所以x坐标为22m的质点与x=2的质点的振动始终相同；根据波沿x轴正方向传播可得：t=0时刻x=2的质点向上振动，经过时间恰好到达波峰，所以x坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰位置，故D正确；‎ 故选D.‎ ‎5.如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数比为k1.降压变压器T′的原、副线圈匝数比为k2.原线圈两端接入一电压u＝Umsin ωt的交流电源，用户电阻为R(纯电阻)，若用户消耗功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率Pr和用户获得的电压U分别为(　　)‎ A. Pr＝P　U＝‎ B. Pr＝P　U＝‎ C. Pr＝P　U＝‎ D. Pr＝P　U＝‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 用户流过的电流为，故在输电线路上的电流为，故损失的电功率为；升压变压器两端电压的有效值为 输电线路上损失的电压为ΔU＝I3·2r，升压变压器副线圈两端的电压为U2＝‎ 故降压变压器原线圈的电压为U3＝U2－ΔU，用户获得的电压U＝‎ 联立解得 ‎6.一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅 A 与驱动力的频率 f 的关系）如图 所示，则 A. 此单摆的固有频率为 0.5Hz B. 此单摆的摆长约为 1m C. 若摆长增大，单摆固有频率减小 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、单摆做受迫振动,振动频率与驱动力频率相等;当驱动力频率等于固有频率时,发生共振,则固有频率为0.5Hz,故A正确；  B、由图可以知道,共振时单摆的振动频率与固有频率相等,则周期为2s.由公式 ,可得L=1m,故B正确  C、若摆长增大,单摆的固有周期增大,则固有频率减小.故C正确  D、若摆长增大,则固有频率减小,所以共振曲线的峰将向左移动.故D错误; ‎ 故选ABC ‎【点睛】由共振曲线可以知道,出现振幅最大,则固有频率等于受迫振动的频率.结合单摆周期公式求解。‎ ‎7.如图所示，在匀强磁场中，有一匝数为10匝的矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图中曲线a、b所示，则下列说法中不正确的是（ ）‎ A. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3‎ B. 曲线a、b对应的t=6×10-2s时刻线圈平面均与中性面重合 C. 曲线b对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为 D. 曲线b对应的交变电动势有效值为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图可知，a的周期为，b的周期为，而转速，则；故A错误.‎ B、两图象在t=6×10-2s时刻的瞬时电动势均为零，则线圈处于中性面上，磁通量最大，瞬时速度方向与磁感应强度平行；故B正确.‎ C、D、由图象可知，在t=0时刻电动势为零，线圈处于中性面上，磁通量最大，且由，而，所以，则，而b电源的有效值为；故C错误，D正确.‎ 本题选不正确的故选AC.‎ ‎8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是( )‎ A. 这列波的波速可能为50 m/s B. 从t＋0.6 s时刻开始，经过0.5T，质点b沿x轴正方向运动20 m C. 质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cm D. 若T＝0.8s，则当t＋0.5s时刻，质点b、P的位移不同 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图可知，波的波长为40m；两列波相距，故周期；波速，(n=0，1，2，…),当n=0时，当v=50m/s时，故A正确；‎ B、质点只能上下振动，不能随波迁移，所以质点b不能沿x轴正方向运动，故B错误；‎ C、c的路程为60cm说明c振动了1.5个周期，则可有：,即，解得n=1时满足条件，故C正确；‎ D、在t时刻，因波沿x轴正方向传播，所以此时质点P是向上振动的，经0.5s后，P是正在向下振动（负位移），是经过平衡位置后向下运动0.1s；而质点b是正在向上振动的（负位移），是到达最低点后向上运动0.1s，因为0.2s等于，可见此时两个质点的位移是相同的；故D错误； ‎ 故选AC.‎ 二、实验题(共12分,每空3分)‎ ‎9.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：‎ ‎(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为_______cm.把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L.‎ ‎(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n＝60时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T＝________s(结果保留三位有效数字).‎ ‎(3)测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2－L图线如图丙，此图线斜率的物理意义是（ ）‎ A．g B. C. D. ‎ ‎(4)在(3)中，描点时若误将摆线长当作摆长，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与原来相比，其大小（ ）‎ A．偏大 B．偏小 C．不变 D．都有可能 ‎【答案】 (1). 2.06 (2). 2.28 (3). C (4). C ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)游标卡尺的主尺长度为20mm，游标尺对齐格数为6个格，读数：6×0.1=0.6mm，所以直径为：20+0.6=20.6mm=2.06cm.‎ ‎(2)由单摆全振动的次数为n=29.5次，秒表读数为t=67.2s，该单摆的周期是T=2.28s.‎ ‎(3)由单摆的周期公式，可得，可知图象的斜率为；故选C.‎ ‎(4)描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，，即作出T2-L线的图象，其斜率不变，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小不变;故选C.‎ 三、计算题（本题共4个小题，共计50分，13+14+14+9，要求书写整洁，有必要的文字说明和原理公式）‎ ‎10.如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω。求：‎ ‎（1）写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；‎ ‎（2）转动过程中穿过线圈的最大磁通量：（结果保留一位小数）．‎ ‎（3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。（结果保留一位小数）．‎ ‎【答案】（1）i=0.6sin100πt（A）（2）2.7×10-2Wb （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)由题图乙得，交流电的周期、交流电电动势的最大值 ‎ 其余电阻不计，则灯光两端电压最大值 从中性面开始计时，灯泡两端的瞬时电压的表达式 ‎(2)、‎ 据可得，线圈的最大磁通量 ‎(3)‎ ‎11.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点：t＝0时刻波刚好传播到B点，质点A的振动图象如图乙所示，求：‎ ‎（1）该波的传播速度；‎ ‎（2）从t＝0到t＝1.6s，质点P通过的路程；‎ ‎（3）经过多长时间质点Q第二次到达波谷。‎ ‎【答案】：①该波的传播速度是25m/s ‎②从t=0到t=1.6s，质点P通过的路程为16m ‎③经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷 ‎【解析】‎ 试题分析：本题要在乙图上读出A质点在t=0时刻的速度方向，在甲图上判断出波的传播度方向；由甲图读出波长，由乙图读出周期，即求出波速和频率，根据简谐运动的特点：一个周期内质点路程为4A，分析△t是几倍的周期，可以确定1.6s内的路程．根据PQ之间的距离可以求出第二次到达波谷的时间．‎ 解：（1）由乙图知，质点的振动周期为T=0.8s，‎ 由甲图知，波长λ=20m，则波速为：v==m/s．‎ ‎（2）振幅为2cm；则由t=0到1.6s时，质点P通过的路程为：s=2×4A=16m；‎ ‎（3）质点P、Q平衡位置之间的距离为：L=85﹣10=75m；‎ 由L=vt，解得：t=3s 即经过3s时间质点Q第一次到达波谷，经过3.8s时间质点第二次到达波谷；‎ 答：①该波的传播速度是25m/s ‎②从t=0到t=1.6s，质点P通过的路程为16m ‎③经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷 ‎【点评】本题关键要理解波动图象与振动图象的联系与区别，同时，读图要细心，数值和单位一起读．判断波的传播方向和质点的振动方向关系是必备的能力．‎ ‎12.一列横波在x轴上传播，在=0时刻波形如图实线所示，=0.3s时刻波形如图虚线所示，‎ ‎(1)若波向左传这段时间波可能传播的路程；‎ ‎(2)若波向右传最大的周期；‎ ‎(3)当波速为25 m/s时该波的传播方向；‎ ‎【答案】(1)1.2n+0.3（m） (n=0，1，2 ) (2) (3)向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据波形图可知波长为 若波向左传播，在，波传播的最小距离为 根据传播的周期性和振动的重复性，则可能的路程为，(n=0,1,2..)‎ ‎(2)若波向右传播，波传播的距离为 则 可得：‎ 当n=0时，‎ ‎(3)由波的传播速度，可得：‎ 若波向左传播，‎ 代入波速25 m/s，解得，满足n为自然数.‎ 若波向右传播，‎ 代入波速25 m/s，解得，不符合条件 综合可得波速为25 m/s时该波的传播方向左 ‎13.平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：‎ ‎（ⅰ）P、Q之间的距离；‎ ‎（ⅱ）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。‎ ‎【答案】（1）133cm；（2）125cm ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题意，O、P两点的距离与波长满足： ‎ 波速与波长的关系为： ‎ 在t=5s时间间隔内波传播的路程为vt，由题意有： ‎ 综上解得：PQ=133cm ‎（2）Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：‎ ‎ ‎ 波源由平衡位置开始运动，每经过T/4，波源运动的路程为A，由题意可知： ‎ 故t1时间内，波源运动的路程为s=25A=125cm ‎ ‎ ‎ ‎