江苏省扬州中学2018-2019学年高二下学期4月质量检测物理试题

江苏省扬州中学2018-2019学年高二下学期4月质量检测物理试题

江苏省扬州中学2018—2019学年第二学期四月质量检测 高二物理（选修）‎ 一、单项选择题(本题共4小题，每小题3分，共12分．在每小题给出的四个选项当中，只有一个选项是正确的)‎ ‎1.图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（　　）‎ A. 图甲表示交流电，图乙表示直流电 B. 两种电压的有效值都是311V C. 图甲所示电压的瞬时值表达式为 D. 图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10：1的理想变压器变压后，功率比为1：1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；‎ B、两种电压的最大值是311V，有效值要小于311V，故B错误；‎ C、从图甲可知，Em=311V，ω==100πrad/s，所以图1电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt V，故C错误；‎ D、理想变压器变压后，输入功率等于输出功率，功率比为1：1，故D正确；‎ ‎2.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（　　）‎ A. ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B. ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd C. ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D. ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd ‎【答案】B ‎【解析】‎ 高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且Iab>Icd，选项B正确。‎ ‎3.如图所示是一火警报警器的电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器，电源两极之间接一报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 A. I变大，U 变大 B. I变大，U 变小 C. I变小，U 变大 D. I变小，U 变小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】当传感器R2所在处出现火情时，R2的阻值变小，R2与R3的并联电阻减小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即有U变小。电路中并联部分的电压U并=E-I（R1+r），I变大，其他量不变，则U并变小，I也变小。所以I变小，U变小。故D正确，ABC错误。‎ ‎4.电容式加速度传感器的原理结构如图，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上质量块可带动电介质移动改变电容则　　‎ A. 电介质插入极板间越深，电容器电容越小 B. 当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流 C. 若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长 D. 当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 根据电容器的电容公式，当电介质插入极板间越深，即电介质增大，则电容器电容越大，故A错误；当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的电压不变，则电容器的电量不变，因此电路中没有电流，故B错误；若传感器原来向右匀速运动，突然减速时，因惯性，则继续向右运动，从而压缩弹簧，故C正确；当传感器由静止突然向右加速瞬间，质量块要向左运动，导致插入极板间电介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据Q=CU，可知，极板间的电量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，故D正确；故选CD．‎ 点睛：此题考查影响电容器电容大小的因素，掌握Q=CU公式，理解牛顿第二定律的应用，注意电容器是充电还放电，是确定电流的依据．‎ 二、多项选择题（本题共3题，每小题4分，共12分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）‎ ‎5.如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为T．矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确的是（　　）‎ A. 线圈中感应电动势的表达式为 B. 在线圈平面转到与磁场方向垂直位置时，电压表示数为0‎ C. P上移时，电流表示数减小 D. 当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻上消耗的功率为50W ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电动势最大值Em=nBSω=100××0.02×100V=100V，线圈中感应电动势的表达式为e=100cos（100t）V，故A正确；‎ B、在线圈平面转到与磁场方向垂直位置时，磁通量变化率最大，电动势最大，电压表示数不为0，故B错误；‎ C、由，电流和线圈匝数成反比，P上移时，线圈匝数减小，电流表示数变大，故C错误；‎ D、原线圈的电压的有效值U1=V=100V，，解得：U2=50V，电阻上消耗的功率P=W=50W故D正确。‎ ‎6.“二分频’’音箱内有高、低两个扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信号按原比例还原成高、低频的机械振动。右图为音箱的电路简化图，高低频混合电流由a、b端输入，L是线圈，C是电容器，则（　　）‎ A. 甲扬声器是低音扬声器 B. C的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器 C. 乙扬声器是高音扬声器 D. L为低频扼流圈 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AD、线圈L和甲扬声器相连，由于线圈通低频，阻高频，所以低频电流通过线圈到达甲扬声器。 L为高频扼流圈，A正确，D错误； ‎ BC．电容器C和乙扬声器连接，电容器的作用是通高频，阻低频，所以高频电流通过电容器到达乙扬声器， 故B错误，C正确。‎ ‎7.如图所示，一理想变压器原线圈可通过移动滑动触头P的位置改变接入电路的匝数，b为原线圈的中点．当P接a时，原、副线圈的匝数比为10：1，线圈L的直流电阻不计．若原线圈所接电源电压如图乙所示，则（　　）‎ A. 当P接a时，灯泡B两端电压为22V，频率为50Hz B. 只将P由a向b滑动时，变压器的输入功率增大 C. 只增大电源的频率，灯泡B变亮 D. 只将变阻器尺的滑片M向上滑动时，灯泡B亮度不变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、当P接a时，原、副线圈的匝数比为n：1，原线圈接u=Umsinωt的交流电，根据原副线圈匝数之比等于电压之比得：副线圈电压U2==22V，由于线圈L通有交变电流，所以灯泡B两端的电压要小于22V，故A错误；‎ B、只将P由a向b滑动时，原线圈匝数减小，副线圈的匝数不变，根据原副线圈匝数之比等于电压之比得：副线圈电压增大，根据P=得副线圈的输出功率增大，所以变压器的输入功率增大，故B正确；‎ C、只增大电源的频率，副线圈的电流频率也增大，线圈L通直流，阻交流，当交流的频率增大时，线圈L的阻碍效果增大，灯泡B变暗，故C错误；‎ D、只将变阻器R的滑片M向上滑动时，原副线圈匝数不变，副线圈电压不变，所以灯泡B亮度不变，故D正确；‎ 三、不定项选择题（本题共6题，每小题4分，共24分。每小题至少有一个选项符合题意，选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）‎ ‎8.一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 质点的振动频率是4Hz B. 在10s内质点经过路程是20cm C. 第4s质点的加速度为零，速度最大 D. 在和两时刻，质点的位移大小相等、方向相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图读出周期为T=4s，则频率为f==0.25Hz．故A错误；‎ B、质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4个振幅，t=10s=2.5T，则在10s内质点经过的路程是S=2.5×4A=10×2cm=20cm。故B正确；‎ C、在第4s末，质点位于平衡位置处，速度最大，加速度为零。故C正确；‎ D、由图看出，在t=1s和t=3s两时刻质点位移大小相等、方向相反。故D错误。‎ ‎9.下列说法正确的是（　　）‎ A. 两列波叠加时产生干涉现象，其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的 B. 当驱动力的频率与振动系统的固有频率相等时，发生共振 C. 一叶蔽目，说明光波不能发生衍射现象 D. 物体做受迫振动时的频率总等于其固有频率 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A、两列波叠加时产生干涉现象，其振动加强区域与减弱区域相互间隔，且是稳定不变的，故A正确； ‎ B、根据共振的条件可知，当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，发生共振，B正确；‎ C、光在一定条件下也能发生衍射，故C错误； ‎ D、物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率，不一定等于其固有频率。故D错误；‎ ‎10.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s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由图A知，波长，周期，由图知质点a向上振动，经3T/4第一次到达波谷，用时，B图对应波长，周期，由图知质点a向下振动，经T/4第一次到达波谷，用时，C图对应波长，周期，由图知质点a向上振动，经3T/4第一次到达波谷，用时，D图对应波长 ‎，由图知质点a向下振动，经T/4第一次到达波谷，用时，所以D正确。‎ ‎11.一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m．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 B. 波的频率为 C. x坐标为15m的质点在时恰好位于波谷 D. 当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由题，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，由图可知，该波的波长是4m，所以波速。故A错误；‎ B、该波的周期是0.8s，则频率：f=．故B正确；‎ C、x坐标为15m的质点到P点的距离为：△x1=15m-3m=12m=3λ，所以x坐标为15m的质点与P点的振动始终相同。P质点经过t=0.2s=T时间恰好经过平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于平衡位置。故C错误；‎ D、x坐标为17m的质点到P点的距离为，所以x坐标为17m的质点与P点的振动始终相反，当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷。故D正确。‎ ‎12.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是（ ）‎ A. 波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|‎ B. 波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2‎ C. 波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D. 波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：利用波的干涉特点解题．波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1－A2|，故选项A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1＋A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化，选项C错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故选项D正确．‎ 考点：波的叠加.‎ ‎13.下列选项与多普勒效应有关的是（　　）‎ A. 科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度 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行进的速度 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，是光的多普勒效应，故A正确； ‎ B、医生利用超声波探测病人血管中血液的流速利用声波的多普勒效应，故B正确； ‎ C、技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡是利用的是超声波的穿透能力强，与多普勒效应无关，故C错误； ‎ 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行进的速度是利用超声波的多普勒效应，故D正确；‎ 四、简答题（本题共5小题，每空2分，共计34分。）‎ ‎14.如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关。已知RT在95℃时的阻值为150 Ω，在20℃时的阻值约为550 Ω。现要求在降温过程中测量在 之间的多个温度下RT的阻值。‎ ‎(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图 ________________。‎ ‎(2)完成下列实验步骤中的填空： ‎ ‎①依照实验原理电路图连线；‎ ‎②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ℃；‎ ‎③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全；‎ ‎④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表示数I0，并记录____________；‎ ‎⑤将RT的温度降为T1 (20 ℃＜T1＜95 ℃)，调节电阻箱，使得电流表的读数__________，记录_______________；‎ ‎⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________________；‎ ‎⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤、⑥。‎ ‎【答案】 (1). (2). 电阻箱的读数 (3). 仍为 (4). 电阻箱的读数 (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）该实验中没有电压表，可以应用等效替代法测热敏电阻阻值，改变电阻箱接入电路的阻值，保持电路电流不变，则电路总电阻不变，因此应把电源、电流表、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路，实物电路图如图所示：‎ ‎（2）闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录电阻箱的读数R0。 ⑤将RT的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数I0，记录电阻箱电阻R1。 ⑥由闭合电路欧姆定律可得：温度为95℃时：E=I0（r+RA+RT+R0），即：E=I0（r+RA+150Ω+R0）当RT的温度降为T1时，有：E=I0（r+RA+RT1+R1），联立解得：RT1=R0+150-R1。‎ ‎15.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测出了单摆在摆角小于5°时完成n次全振动的时间为t，如图（A）所示用毫米刻度尺测得摆线长为L，又用游标卡尺测得摆球直径为d，如图（B）所示。‎ ‎（1）由图可知摆球直径是______cm，单摆摆长是______m。‎ ‎（2）实验中某同学每次的测定值都比其它同学偏大，其原因可能是______‎ A．他的摆球比别的同学重 B．他的摆没在竖直面内摆动，而成了圆锥摆 C．数摆动次数时，在记时的同时，就开始数1，误将29次全振动记成了30次 D．直接将线长作为摆长来计算 ‎（3）利用单摆周期公式测定重力加速度时测出不同摆长L时相应周期值T，做T2-L图线，如图所示。T2与L的关系式T2=______，利用图线上任两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2）可求出图线的斜率k=______，再由k可求出g=______。‎ ‎【答案】 (1). 2.00 (2). 1.0000 (3). BC (4). (5). ‎ ‎(6). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）游标卡尺的主尺读数为20mm，游标读数为0.1×0mm=0.0mm，则最终读数为20.0mm=2.00cm 摆长的大小l==99.00cm+1.00cm=100.00cm=1.0000m。‎ 根据得，‎ ‎（2）根据得，①。‎ A、由公式①可知，重力加速度的测量值的大小与摆球的质量无关。故A错误；‎ B、他的摆没在竖直面内摆动，而成了圆锥摆，设圆锥摆的摆线与竖直方向之间的夹角为θ，则：‎ 可得：‎ 可知圆锥摆的周期小于单摆的周期；由于T的测量值减小，所以重力加速度g的测量值增大。故B正确；‎ C、数摆动次数时，在记时的同时，就开始数1，误将29次全振动记成了30次，则周期的测量值：T=，全振动次数n增大，则周期T的测量值减小，所以重力加速度g的测量值增大。故C正确；‎ D、直接将线长作为摆长来计算，则摆长L减小，所以重力加速度g的测量值减小。故D错误 故选：BC ‎（3）根据得：。‎ 则图线的斜率为：。‎ 则有：。‎ ‎16.如图所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN=4cm．从小球图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.1s，则小球振动的周期为______s，振动方程的表达式为x=______cm，．‎ ‎【答案】 (1). 0.4 (2). 2cos5πt ‎【解析】‎ ‎【详解】如图，从正向最大位移处开始计时，振动方程的表达式为为：x=Acosωt；其中振幅 A=2cm；‎ 据题可得：T=4×0.1s=0.4s，则ω==5πrad/s 则振动方程的表达式为为：x=2cos5πt cm．‎ ‎17.一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图象如图乙所示，该波的波速为______m/s，甲图中的质点L从图示位置到第二次到达波峰经过的时间是______s ‎【答案】 (1). 0.5 (2). 5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由甲图得到波长为2m，由乙图得到周期为4s，故波速为：=0.5m/s；‎ 波沿x轴正方向传播，则质点L开始振动的方向向上，所以L经过四分之一个周期即可第一次到达波峰，考虑周期性可知：‎ 质点L从图示位置到波峰的时间为：t==（4n+1）s（n=0、1、2、3…），当n=1时，质点L从图示位置第二次到波峰，t=5s。‎ ‎18.用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时_______（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射。‎ ‎【答案】1.5 不容易 ‎【解析】‎ 根据，在传播过程中，频率保持不变，所以；根据波长越长越容易发生衍射，所以用超声波遇到结石时，不容易发生衍射。‎ ‎【考点】波的衍射 ‎【方法技巧】本题主要是公式，波长、波速与频率的关系式，掌握能发生明显衍射现象的条件 五、计算题（本题共3小题，共计38分。）‎ ‎19.平衡位置位于原点O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 ‎20.某小型水力发电站的发电输出功率为5×104W，发电机的输出电压为250V，输电线总电阻R=5Ω．为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，必须采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器。设用户所需电压为220V，不计变压器的损失。求：‎ ‎（1）输电线上的电流；‎ ‎（2）升、降压变压器原、副线圈匝数比；‎ ‎（3）可供多少盏“220V 40W”的白炽灯正常工作？‎ ‎【答案】(1)20A(2) ；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】画出输电的示意图 ‎（1）输电线中的功率损失为:‎ 化简可得得：‎ ‎（2）由公式，可得升压变压器的副线圈两端的电压为：‎ 升压变压器的原副线圈的匝数比为: ‎ 降压变压器得到的电压为：‎ 由题意可知降压变压器的副线圈的电压为：‎ 降压变压器的原副线圈的匝数比为: ‎ ‎（3）可供 “22040”的白炽灯正常工作的盏数为：(盏)‎ ‎21.如图所示，一个单匝闭合圆形线圈面积为S，电阻为R，放在空间分布均匀的磁场中，且线圈平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律为 ‎（1）在0～T时间内，哪些时刻线圈中产生的感应电动势最大？‎ ‎（2）在～时间内，通过线圈横截面的电量是多大？‎ ‎（3）在0～T时间内，线圈中所产生的热量是多大？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)线圈面积一定，B的周期性变化使穿过线圈的磁通量发生变化，由法拉第电磁感应定律，有：，可见电动势最大时也就是最大，由关系图：‎ 图线的斜率反映了的大小，由图可见，当等于0、、时，切线的斜率最大，因此，在这此时刻线圈产生的感应电动势最大；‎ ‎(2)根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 磁通量变化为： ‎ 所以；‎ ‎(3)感应电动势的最大值： ‎ 电动势有效值为： ‎ 所以热量为：。‎ ‎ ‎