福建省晋江市养正中学2020学年高二物理下学期期中试题

福建省晋江市养正中学2020学年高二物理下学期期中试题

养正中学 2020 学年第二学期期中考高二物理试卷 （满分：100 分，考试时间：90 分） 2020.4.28 一、单项选择题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分） 1、如图所示为演示“受迫振动与驱动力频率之间关系”的实验装置，若驱动力的频 率由小逐渐变大，直至超过弹簧振子的固有频率，则在此过程中可以看到的现象是 ( ) A．弹簧振子的振幅逐渐增大 B．弹簧振子的振幅先增大后减小 C．弹簧振子的振动频率先增大后减小 D．弹簧振子的振动频率始终不变 2、如图所示，L 为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关 S 的瞬间会有( ) A．灯 A 立即熄灭 B．灯 A 慢慢熄灭 C．灯 A 突然闪亮一下再慢慢熄灭 D．灯 A 突然闪亮一下再突然熄灭 3、养正中学创建绿色校园，新装了一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制： 电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图为其内部电路简化原理图， 电源电动势为 E，内阻为 r，Rt 为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小).现增 加光照强度，则下列判断正确的是( ) A．电源路端电压不变 B．R0 两端电压变大 C．B 灯变暗，A 灯变亮 D．电源总功率不变 4、如图所示，实线与虚线分别表示振幅 振幅为 、频率均相同的两列波的波峰和 波谷此刻 M 是波峰与波峰的相遇点，下列说法中不正确 的是 A．O、M 连线的中点是振动加强的点，其振幅为 2A B．P、N 两处的质点始终处在平衡位置 C．随着时间的推移，M 处的质点将向 O 处移动 D．从该时刻起，经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置，此时位移为零 5．甲乙两弹簧振子，振动图像如图所示，则可知( ) A．两弹簧振子完全相同 B．两弹簧振子所受回复力最大值之比 F 甲：F 乙=2：1 C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大 D．振子的振动频率之比 f 甲：f 乙=2：1 6、一列波长大于 1m 的横波沿着 x 轴正方向传播，处在 x1=1m 和 x2=2m 的两质点 A、 B 的振动图象如图所示，由此可知( ) A．波速可能为 1m/s B．波长可能为 m C．3s 末 A、B 两质点的位移相同 D．1s 末 A 点的速度大于 B 点的速度 7、如图甲所示，正三角形导线框 abc 固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁 感应强度 B 随时间变化的关系如图乙所示。t=0 时刻磁场方向垂直纸面向里，在 0~4 s 时间内，线框 ab 边所受安培力 F 随时间 t 变化的关系（规定水平向左为力的正方 向）可能是下图中的( ) 二、多项选择题（本题共 5 小题，共 20 分；每小题选对的得 4 分，选不全得 2 分， 有选错或不选的得 0 分。） 8．下列选项与多普勒效应有关的是( ) A．科学家用激光测量月球与地球间的距离 B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡 D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆进行的速度 9.如图 4 甲所示为一列简谐横波在 t＝0.2 s 时的波形图，图乙为该波上 A 质点的振 动图象，则下列判断正确的是( ) A．这列波沿 x 轴正方向传播 B．质点 A 在 0.2 s 内通过的路程一定为 20 cm C．.若此波遇到另一列横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为 2.5 Hz D．若该波遇到障碍物能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸一定比 40 cm 小很多 10．如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中 R1、R2、R3 和 R4 均为固定电阻，开关 S 是闭合的。两个交流电压表为理想电压表，读数分别为 U1 和 U2；三个交流电流表为理想电流表，读数分别为 I1、I2 和 I3。现断开 S，U1 数值不 变，下列推断中正确的是( ) A．U2 不变、I3 变大 B．U2 变小、I3 变小 C．I1 变大、I2 变大 D．I1 变小、I2 变小 11、如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器 T1 和降压变压 器 T2 向用户供电．已知输电线的总电阻 R＝10Ω，降压变压器 T2 的原、副线圈匝数 之比为 4∶1，副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路，用电器电阻 R0＝11Ω.若 T1、 T2 均为理想变压器，T2 的副线圈两端电压表达式为 u＝220sin100πt(V)．下列说法 正确的是( ) A．发电机中的电流变化频率为 50Hz B．通过用电器的电流有效值为 20A C．升压变压器的输出功率为 4650W D．当用电器的电阻 R0 减小时，发电机的输出功率减小 12、如图所示，竖直光滑导轨上端接入一定值电阻 R，C1 和 C2 是半径都为 a 的两圆 形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外，区域 C1 中磁场的磁感强 度随时间按 B1=b+kt（k>0）变化，C2 中磁场的磁感强度恒为 B2，一质量为 m、电阻 为 r、长度为 L 的金属杆 AB 穿过区域 C2 的圆心 C2 垂直地跨放在两导轨上，且与导轨 接触良好，并恰能保持静止。（轨道电阻不计，重力加速度大小为 g。）则( ) A．通过金属杆的电流方向为从 A 到 B B．通过金属杆的电流大小为 C．定值电阻的阻值为 D．整个电路中产生的热功率 三、实验题：（每空 2 分，共 12 分） 13、在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时， (1)为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为______ A．20cm 长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台 B．100cm 长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台 C．100cm 长的结实的细线、大木球、秒表、50cm 量程的刻度尺、铁架台 D．100cm 长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台 (2)为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最______ 填“高”或“低” 点的位 置时开始计时，并计数为 1，摆球每次通过该位置时计数加 当计数为 63 时，所用 的时间为 t 秒，则单摆周期为______ 秒 (3)实验时某同学测得的 g 值偏大，其原因可能是______ ． A．实验室的海拔太高 B．摆球太重 C．测出 n 次全振动时间为 t，误作为(n+1)次全振动时间进行计算 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 (4)有两位同学利用假期分别去参观北京大学和厦门大学的物理实验室，各自在那里 利用先进的 DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期 T 与摆长 L 的关系”，他们通过 校园网交换实验数据，并由计算机绘制了 T2-L 图象，如图甲所示去北大的同学所测 实验结果对应的图线是______（填“A”或“B”）另外，在厦大做探究的同学还利 用计算机绘制了 a、b 两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，a、b 两单摆的 摆长之比=______（北大所在地的纬度比厦大高） 四、计算题（本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要 演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位。） 14、(8 分)如图所示为交流发电机示意图，匝数为 n =200 匝的矩形线圈，边长分别 为 20cm 和 40cm，内阻 r =20Ω，在磁感应强度 B=1.0 T 的匀强磁场中绕 轴以 rad/s 的角速度匀速转动，线圈通过电刷和外部 R =60Ω的电阻相接，求： （1）线圈从图示位置开始计时，求电动势的瞬时值表达式； （2）闭合开关，求电阻 R 上所消耗的电功率. 15、（10 分）一列简谐横波沿＋x 轴方向传播，t＝0 时刻的波形如图甲所示，A、B、 P 和 Q 是介质中的 4 个质点，t＝0 时刻波刚好传播 B 点．质点 A 的振动图象如图乙 所示，则： (1)该波的传播速度是多大？ (2)从 t＝0 到 t＝1.6 s，质点 P 通过的路程为多少？ (3)经过多长时间质点 Q 第二次到达波谷？ 16、(10 分)如图所示，将质量为 mA=100g 的平台 A 连接在劲度系数 k=200N/m 的弹簧 上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子，在 A 的上方放置 mB=mA 的物 块 B，使 A、B 一起上下振动，弹簧原长为 5cm，A 的厚度可忽略不计，g 取 10m/s2 求： (1)当系统做小振幅简谐振动时，A 的平衡位置离地面 C 多 高？ (2)当振幅为 0.5cm 时，B 对 A 的最大压力有多大？ (3)为使 B 在振动中始终与 A 接触，振幅不能超过多大？ 17、(12 分)如图所示，将边长为 a、质量为 m、电阻为 R 的正方形导线框竖直向上 抛出，穿过宽度为 b、磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，磁场的方向垂直纸面向里， 线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上 升一段高度，然后落下并匀速进入磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空 气阻力 f，且线框不发生转动．求： (1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度 v2； (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度 v1； (3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热 Q. 20202028 高二物理期中考参考答案 一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B A B C C B A 二、多项选择题（本题共 5 小题，共 20 分；每小题选对的得 4 分，选不全得 2 分， 有选错或不选的得 0 分。） 题号 8 9 10 11 12 答案 BD BC AD ABC BD 三、实验题：（每空 2 分，共 12 分） ； 低； ； ； ； ． 四、计算题（本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要 演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位。） 14、(8 分)（1）线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动，感应电动势最大值 V 因从线圈与磁场平行时开始计时，感应电动势瞬时值： V （2）感应电动势的有效值： 电路中的总电流： 电阻 R 上所消耗的电功率：P=I2R=102×60W=6000W 15、(10 分)(1)由图可知波长λ=20m，周期 T=0.8s， 则传播速度 (2)从 t=0 到 t=1.6s，质点 P 通过的路程为 (3)0 时刻距 Q 最近的波谷到 Q 的距离为 L=85-10=75m 则 Q 第一次运动到波谷用时 所以 Q 第二次到达波谷用时 t=t1+T=3+0.8=3.8s 16、(10 分)解：(1)振幅很小时，A、B 不会分离，将 A 与 B 作为整体，处于平衡位 置时，根据平衡条件得： 得形变量： 故平衡位置距地面高度： (2)当 A、B 运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时 A、B 间相互作用力最 大，设振幅为 A，根据牛顿第二定律：kA=(mA+mB)am 最大加速度： 取 B 为研究对象，有： 得 A、B 间相互作用力： 由牛顿第三定律知，B 对 A 的最大压力大小为 (3)为使 B 在振动中始终与 A 接触，在最高点时相互作用力应满足： 取 B 为研究对象，根据牛顿第二定律，有： 当 时，B 振动的加速度达到最大值， 方 向竖直向下 表明 AB 仅受重力作用，此刻弹簧弹力为零，弹簧处于原长： ，振幅不能大于 1cm 17、(12 分)(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时有 mg＝f＋B2a2v2R 解得 v2＝ . (2)由动能定理，线框从离开磁场至上升到最高点的过程有 从最高点回落至进入磁场瞬间有 两式联立得： (3)线框在向上通过磁场的过程中，由能量守恒定律得： 且已知 v0=2v1 解得：