北京市陈经纶中学2019-2020学年高二下学期期中考试自主检测物理试题

北京市陈经纶中学2019-2020学年高二下学期期中考试自主检测物理试题

北京市陈经纶中学期中自主检测高二年级物理学科 一、单项选择题（本大题共14个小题，每小题3分，共42分.在每小题给出的四个选项中，有且只有一项是符合题目要求的）‎ ‎1.2013年6月，我国宇航员在天宫一号空间站中进行我国首次太空授课活动，展示了许多在地面上无法实现的实验现象．假如要在空间站再次进行授课活动，下列我们曾在实验室中进行的实验，若移到空间站也能够实现操作的有（ ）‎ A. 利用托盘天平测质量 B. 利用弹簧测力计测拉力 C. 利用自由落体验证机械能守恒定律 D. 测定单摆做简谐运动的周期 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】天宫一号空间站围绕地球做匀速圆周运动，所受到的万有引力充当了向心力，天宫一号空间站中的物体均处在完全失重状态，所以靠重力作用的实验均不能成功，故只有B选项正确。‎ 故选B．‎ ‎2.如图所示的交流电路中，灯、和均发光，如果保持交变电源两端电压的有效值不变，但频率减小，各灯的亮、暗变化情况为（　　）‎ A. 灯、均变亮，灯变暗 B. 灯、、均变暗 C. 灯不变，灯变暗，灯变亮 D. 灯不变，灯变亮，灯变暗 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】输入的交流的频率减小，对电阻R没影响，L1灯亮度不变；由可知，频率减小，则电感的阻碍作用减小，所以L2灯的亮度变亮；由可知，频率减小，则电容器的阻碍作用增大，所以L3灯更暗一些，故ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟．如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙所示为摆的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动．在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了，下列说法正确的是（　　）‎ A. 甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动 B. 甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动 C. 乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动 D. 乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由甲地到乙地摆动加快则说明周期变小，因T＝2π，则重力加速度变大，要使周期不变小，则应增加摆长，即将螺母适当向下移动．‎ ABD.由上分析可知，ABD错误； ‎ C.由上分析可知，C正确．‎ ‎4.某同学在研究单摆的受迫振动时，得到如图所示的共振曲线.横轴表示驱动力的频率，纵轴表示稳定时单摆振动的振幅．已知重力加速度为g，下列说法中正确的是 A. 由图中数据可以估算出摆球的摆长 B. 由图中数据可以估算出摆球的质量 C. 由图中数据可以估算出摆球的最大动能 D. 如果增大该单摆的摆长，则曲线的峰值将向右移动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由共振曲线可知当驱动力频率等于固有频率时产生共振现象，则可知单摆的固有频率f．由单摆的频率公式可得摆长，故A正确．根据题意无法知道摆球的质量，也不能得出摆球的最大动能，故BC错误；由单摆的频率公式得知，当摆长增大时，单摆的固有频率减小，产生共振的驱动力频率也减小，共振曲线的“峰”向左移动．故D错误；故选A．‎ ‎5.某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程．关于该电表，下列说法中正确的是 A. 测电压时，量程1一定小于量程2，与R1、R2和R3的阻值无关 B. 测电流时，量程1一定大于量程2，与R1、R2和R3的阻值无关 C. 测电压时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关 D. 测电流时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、C、表头与电阻串联构成电压表，而且串联的电阻阻值越大，量程越大，由电路可知两个量程都是串了电阻R1，故量程为相同，则A、C均错误；B、D、表头与电阻并联构成电流表，而且并联的电阻阻值越小，分流越多，量程越大，由电路可知，，解得,;量程1并的电阻小，量程更大，,则量程1与量程2间的大小关系只与R2和R3的阻值有关，故B正确，D错误；故选B．‎ ‎【点睛】电表改装的原理，掌握欧姆定律的应用，注意灵敏电流计的最大电压、电阻与最大电流均是恒定的．‎ ‎6. 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图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则 (　　)‎ A. 电压表的示数为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】‎ ‎【详解】A．线框有内阻，所以电压表示数小于220V，A错误；‎ B．交流电频率50Hz，则电路中的电流方向每秒钟改变100次，B错误；‎ C．灯泡实际消耗的功率为： =459.8W，小于484W，C错误；‎ D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为=24.2 J，D正确．‎ ‎7.某同学练习使用多用电表测电流、电压和电阻。图甲为用电流档测小灯泡电流的原理示意图，图乙为用电压档测量小灯泡电压的原理示意图，图丙为用欧姆档测量电阻阻值的原理示意图，图丁为用欧姆档测量二极管的正向电阻的原理示意图。其中甲、乙、丙三图中开关在测量时都处于闭合状态。判断实验中四图符合操作规程的为（　　）‎ A. 图甲 B. 图乙 C. 图丙 D. 图丁 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．图甲为用电流档测小灯泡电流的原理示意图，红表笔应接电势高处，故A错误；‎ B．图乙为用电压档测量小灯泡电压的原理示意图，红表笔应接电势高处，则红表笔与黑表笔位置错误，故B错误；‎ C．图丙为用欧姆档测量电阻阻值的原理示意图，必须将所测电阻移出电路，单独测量即可，故C错误；‎ D．图丁为用欧姆档测量二极管的正向电阻的原理示意图，根据红进黑出可知，电流从红表笔流进，因此即可测量正向电阻，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.设回旋加速器中的匀强的磁感应强度为B，粒子的质量为m，所带电荷量为q，刚进入磁场的速度为v0，回旋加速器的最大半径为R，那么两极间所加的交变电压的周期T和该粒子的最大速度v分别为（　　）‎ A. T＝，v不超过 B. T＝，v不超过 C. T＝，v不超过 D. T＝，v不超过 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力，根据D形盒的半径求出最大速度的大小，再结合周期公式，即可求解．‎ ‎【详解】粒子运动的最大半径为D形盒的半径，根据 ，计算得出 ；根据周期公式可知 ，故A选项是正确的，BCD错误．‎ ‎9.如图所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻阳为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为‎2.0A.则以下判断中正确的是( )‎ A. 电动机的输出功率为14W B. 电动机两端的电压为7.0V C. 电动机产生的热功率为4.0W D. 电源输出的功率为24w ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．电路中电流表的示数为‎2.0A，所以电动机的电压为 ‎ ‎ 电动机的总功率为 电动机的发热功率为 所以电动机的输出功率为 ‎ ‎ 故B正确，AC错误；‎ D．电源的输出的功率为 故D错误。‎ 故选B。‎ ‎10.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. 时，振子的速度方向向左 B. 时，振子O点右侧‎6cm处 C. 和  时，振子的加速度完全相同 D. 到  的时间内，振子的速度逐渐减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图可知t=0.8s时，振子在平衡位置由正位移向负位移方向运动，即向左运动，速度方向向左；正确 B、振动周期T=1.6s，振幅A=‎12cm，由图像函数可知，当t=0.2s时，，振子在O点右侧处；错误 C、由图像可知t=0.4s和t=1.2s，振子分别在B、A两点，加速度大小相同，方向相反；错误 D、t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子由最大位移处相平衡位置运动，振子速度越来越大；错误 故选A ‎11.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v，若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为d，两点之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下落四幅图中质点a最迟到达波谷的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．A图中，波长为2d，周期为 a点正向上振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 B．B图中，波长为d，周期为 a点正向下振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 C．C图中，波长为d，周期为 a点正向上振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 D．D图中，波长为，周期为 a点正向下振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 故图A中质点a最迟到达波谷，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎12.采用如图所示的电路，通过改变外电路电阻R，测出多组U、I的数据，作出图像，利用图像可以求解出电源的电动势和内电阻；某同学考虑到实验中使用的电压表和电流表的实际特点，认为本实验是存在系统误差的；关于该实验的系统误差，下列分析正确的是（　　）‎ A. 滑动变阻器接入电路的阻值越大，系统误差越小 B. 滑动变阻器接入电路的阻值大小对系统误差没有影响 C. 电流表的分压作用导致该实验产生系统误差 D. 电压表的分流作用导致该实验产生系统误差 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．本实验中误差来自于电压表的分流作用，滑动变阻器接入电路部分的阻值越大，则电压表分流越大，误差越大，故A、B错误；‎ C．电流表采用的是内接法，其内阻不会对测量带来影响，故不产生系统误差，C错误；‎ D．由于电压表的分流作用使电流测量值偏小，从而产生系统误差，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎13.如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R．金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（　　）‎ A. ab中的感应电流方向由b到a B. ab中的感应电流逐渐减小 C. ab所受的安培力保持不变 D. ab所受的静摩擦力逐渐减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，A错误；‎ B．由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，根据可知电阻R消耗的热功率不变，B错误；‎ C．根据安培力公式知，电流不变，B均匀减小，则安培力减小，C错误；‎ D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，，安培力减小，则静摩擦力减小，D正确．‎ ‎14.图 1 为一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图，P是平衡位置在x ＝1．‎0m处的质点，Q是平衡位置在x＝ 4．‎0m处的质点；图2 为质点Q的振动图像．下列说法正确的是 A. t ＝0时质点Q向 y轴负方向运动 B. 从t ＝ 0时起，质点Q比质点P先到达波谷 C. 在0 ~ 0．1s 内，该波沿x 轴正方向传播了‎4m D. 在0 ~ 0．2s 内，质点Q 通过的路程为‎8m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由振动图像可以看出t = 0时刻质点Q沿 y轴正方向运动，A 错误；‎ B．结合波动图像可以判断，波沿x 轴正方向传播，因此，P 质点当前时刻正在沿y 轴负方向运动，故P 比Q 先到达波谷，B 错误；‎ C．由波动图像可得，波长，由振动图象可得T=0.2s，故波速波长 在t=0.1s内，波传播 x = vt=‎‎4m C 正确；‎ D．在0 ~ 0.2s内，质点Q完成一次全振动，通过路程‎40cm ，D 错误．‎ 故选C.‎ 二、实验题（共 2 小题；共 14 分）‎ ‎15.小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续摆动，小球B做平抛运动．‎ ‎（1）小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d=_______mm．又测得了小球A质量m1，细线长度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h．为完成实验，还需要测量的物理量有：______________________．‎ ‎（2）若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期_________（选填“小于”、“等于”或“大于”）粘合前单摆的周期（摆角小于5°）．‎ ‎【答案】 (1). 14.40； (2). 小球B质量m2,碰后小球A摆动的最大角 ； (3). 大于；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数；根据球A摆动过程中机械能守恒来分析球A的速度，根据平抛运动规律来分析球B的速度，从而确定要测量的物理量；两球粘在一起后球的重心发生变化，据此判断摆长的变化，从而判断周期的变化；‎ ‎【详解】（1）球的直径为d=‎14mm+×‎8mm=‎14.40mm；‎ 根据机械能守恒定律可得碰撞前瞬间球A的速度（），碰撞后仍可根据机械能守恒定律计算小球A的速度，所以需要小球A碰后摆动的最大角；小球B碰撞后做平抛运动，根据根据平抛运动规律可得小球B的速度，要求B的动量所以需要测量小球B的质量；‎ ‎（2）黏在一起后，球的重心发生变化，如图所示，摆长发生变化，故根据单摆周期可得周期变大．‎ ‎16.“测定铜导线的电阻率”实验中可供使用的器材有：‎ A.横战面积为‎1.0mm²、长度为‎100m的一捆铜导线(电阻Rx，约2Ω)；‎ B.电流表G：内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA；‎ C.电流表A：量程‎0.6A，内阻约1Ω；‎ D.滑动变阻器R；最大阻值5Ω；‎ E.定值电阻：=3Ω，=900Ω，=1000Ω；‎ F.电源：电动势6V，内阻不计；‎ G.开关、导线若干．‎ 请完成下列实验内容：‎ ‎（1）把电流表G与定值电阻串联改装成量程为3V的电压表，则定值电阻应选________(选填“”或“”)‎ ‎（2）为了尽可能获取多组数据，实验电路图应选下列四幅中的_______．电路中的作用是_________(选填“增大G表读数以减小误差”或“改装电表以扩大量程”)‎ ‎（3）根据正确的电路图，完成实物图的连接(已正确连接了部分导线) _______．‎ ‎（4）某次测量中，电流表G的读数为2.40mA时，电流表A的读数为‎0.50A，由此求得铜导线的电阻率为___________Ω·m(保留2位有效数字)．‎ ‎【答案】 (1). (2). 甲 (3). 增大G表读数以减小误差 (4). (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）需要串联的定制电阻阻值，所以应选R1； ‎ ‎（2）由于电流表甲的内阻约1 Ω，比较接近待测电阻，故电流表应采用外接法；为了尽可能获取多组数据，应采用分压电路．故选甲电路．R0的作用是增大电流表G的读数以减小误差；‎ ‎（3）根据电路图，实物连接如图：‎ ‎（4）电流表G的读数为2.40mA时，电流表A的读数为‎0.50 A，‎ 根据欧姆定律=48Ω；‎ 根据电阻定律Ω 解得Ω·m．‎ 三、解答题 ‎17.图甲为波源的振动图象，图乙是该波源产生的横波在某时刻t的波形图，已知波沿x轴正向传播，乙图中的O点表示波源．求：‎ ‎（1）这列波的波速；‎ ‎（2）从时刻t开始，到图乙中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P经过的路程．‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图象可知：，波速 ‎（2）由图乙知：在t时刻，P的振动状态为到达平衡位置且向上运动 此振动状态由P传至Q的时间 由图知，振幅A=‎5cm，则质点P经过的路程 ‎18.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比．原线圈接电压为（V）的交流电源，副线圈接的电阻．电流表和电压表可视为理想电表．求：‎ ‎（1）副线圈中电压表的示数U；‎ ‎（2）原线圈中电流表的示数I．‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电压表显示的是有效值，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比．‎ ‎【详解】（1）由题意可知，原线圈电压的有效值．设副线圈电压的有效值为U2，则有 所以电压表的读数 ‎（2）副线圈中电流的有效值 因为 所以电流表的读数 ‎【点睛】本题考查了变压器的构造和原理，难度不大．‎ ‎19.如图，空间存在方向垂直于纸面(平面）向里的磁场．在 区域，磁感应强度的大小为;区域，磁感应强度的大小为（常数)．一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度从坐标原点O沿轴正向射入磁场，此时开始计时，不计粒子重力，当粒子的速度方向再次沿轴正向时，求：‎ ‎ ‎ ‎(1)粒子运动的时间；‎ ‎(2)粒子与O点间的距离．‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】如图为粒子的轨迹 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，‎ 则有：‎ 那么 ‎，‎ ‎（1）根据左手定则可得：粒子做逆时针圆周运动；故粒子运动轨迹如图所示，则粒子在磁场区域运动半个周期，在磁场区域运动半个周期；那么粒子在磁场区域运动的周期 ‎，‎ 在磁场区域运动的周期 所以，粒子运动的时间：‎ ‎（2）粒子与O点间的距离：‎ ‎20.磁悬浮铁路中文拼音：cí　xuán　fú　tiě　lù，英文名：magley railway，是一种新型的交通运输系统，它是利用电磁系统产生的吸引力或排斥力将车辆托起．使整个列车悬浮在导轨上，利用电磁力进行导向，利用直流电机将电能直接转换成推动列车前进．它清除了轮轨之间的接触，无摩擦阻力，线路垂直负荷小，时速高，无污染，安全，可靠，舒适．其应用仍具有广泛前景。采用直流电机模式获得驱动力的列车可简化为如下情境：固定在列车下端的矩形金属框随车平移；轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布，最大值为B0，其空间变化周期为2d，整个磁场以速度v1沿Ox方向向前高速匀速平移，列车以速度v2沿Ox方向匀速行驶，且vl>v2，从而产生感应电流，受到的安培力即为列车向前行驶的驱动力．设金属框电阻为R，长PQ=L，宽NP=d，求：‎ ‎(1)如图为列车匀速行驶时的某一时刻，设为t=0时刻，MN、PQ均处于磁感应强度最大值处，此时金属框内感应电流的大小和方向；‎ ‎(2)从t=0时刻起列车匀速行驶s距离的过程中，矩形金属线框产生的焦耳热。‎ ‎【答案】(1)，感应电流方向为N→M→Q→P→N；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)磁场沿x轴方向运动，v1＞v2，金属框相对于磁场向x轴负方向运动，MN、PQ所在处磁感应强度方向相反，金属框中产生的总电动势为 感应电流为 根据右手定则，感应电流方向为N→M→Q→P→N ‎(2)由题意，金属框t=0时刻所在处磁感应强度最大．则设经过时间为t，金属框MN、PQ所在处磁感应强度大小均为B，则有 ‎，‎ 又 得 电流的瞬时值为 可知，该电流为正弦式交变电流，其有效值为 ‎，‎ 列车匀速行驶s距离经历时间为，故矩形金属线框产生的焦耳热为，联立解得