2017-2018学年安徽省巢湖市柘皋中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年安徽省巢湖市柘皋中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

安徽省巢湖市柘皋中学2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题 单选题 ‎1. 如图甲所示，电阻为的矩形线圈绕垂直匀强磁场的转轴匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为的小灯泡L供电，通过电流传感器得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下步列说法中正确的是 A. 在时，线圈处于中性面位置 B. 在时，穿过线圈的磁通量最大 C. 交变电流的瞬时表达式为 D. 线圈产生的交流电的电动势为55V ‎【答案】A ‎【解析】由图可知t=0.005s时刻感应电流最小为零，此时线圈所在平面处于中性面位置，故A正确；t=10×10-3s时，刻感应电流最大，此时线圈所在平面与中性面位置垂直，所以穿过线框回路的磁通量最小，故B错误；周期T=0.02s，角速度ω＝2π/T＝100πrad/s，故电流的瞬时表达式为i=5cos100πt（A），故C错误；线圈产生的交流电的电动势最大值为Em=Im（R+r）=55V，故D错误；故选A。‎ ‎2. 一个按正弦规律变化的交变电流的图象如图所示根据图象可以断定 ‎ A. 交变电流的频率  Hz B. 交变电流的有效值 C. 交变电流瞬时值表达式 A D. 在时刻，电流的大小与其有效值相等 ‎【答案】D ‎【解析】题中图象描述的是电流随时间的变化关系，周期为0.02s，故频率为50Hz，故A错误。由图可知，该交流电的峰值是20A，有效值为，故B错误；角速度ω=2π/T=100π，交变电流瞬时值表达式为：i=20sin100πt（A），故C错误；t=T/8时刻，有：i=20sin100π×=10（A），故与有效值相同；故D正确。故选D。‎ ‎3. 如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，输入电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小滑动片向下移，当用户的用电器增加时，关于各表的读数说法正确的是 A. 增大 B. 增大 C. 增大 D. 减小 ‎【答案】C ‎【解析】理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以原副线圈的电压都不变，所以AB错误；当用电器增加时，相当于R的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即原副线圈电流表的示数都变大，所以C正确，D错误；故选C。‎ 点睛：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。‎ ‎4. 下列关于单摆运动的说法中，正确的是 A. 单摆做简谐运动时，其回复力由重力沿轨迹切线方向的分力提供 B. 单摆的周期与摆球的质量和摆长有关 C. 当单摆的摆长变为原来的2倍时，周期也变为原来的2倍 D. 将单摆从地球移到月球上，其周期将变小 ‎【答案】A ‎【解析】单摆在运动过程中的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力，即摆线的拉力与重力的合力沿圆弧方向上切向分力，故A正确；根据单摆的周期公式：T=2π可知单摆的周期与摆球的质量无关。故B错误；根据单摆的周期公式：T=2π可知当单摆的摆长变为原来的2倍时，周期也变为原来的倍。故C错误；将单摆从地球移到月球上，月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，根据单摆的周期公式：T=2π可知其周期将变大。故D错误。故选A。‎ 点睛：对于单摆的回复力、周期公式、简谐运动的条件是重点，通过周期公式，掌握单摆的周期与什么因素有关系．‎ ‎5. 单摆做简谐运动，周期为T，若从平衡位置开始计时，此后回复力大小的变化情况是 A. 先减小后增大 B. 经是最大值 C. 经是最大值 D. 经是最大值 ‎【答案】C ‎【解析】小球若从平衡位置开始计时，其位移在前T/4内先增大，之后在T/4− T/2内位移减小，在T/2− 3T/4反向增大然后在3T/4−T时间内再减小，回复力F=-kx，所以在3T/4时刻回复力到达最大值。故选C。‎ ‎6. 如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，，若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是 A. 振子从B经O到C完成一次全振动 B. 振动周期是1 s，振幅是10 cm C. 经过两次全振动，振子通过的路程是20 cm D. 从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm ‎【答案】D ‎【解析】弹簧振子在BC间振动，振子从B到C经历的时间为半个周期，不是一个全振动．故A错误．振子从B到C经历的时间为半个周期，所以周期为2s，振子在B、C两点间做机械振动，BO=OC=5cm，O是平衡位置，则该弹簧振子的振幅为5cm，故B错误．结合A的分析可知，振子从B到C经历的时间为半个周期，即半个全振动；路程为10cm．故C错误．从B开始经过3 s，振子运动的时间是1.5个周期，振子通过的路程是：1.5×4×5cm=30 cm．故D正确． 故选D.‎ 点睛：本题考查对简谐运动的周期、振幅的理解和判别能力．对于简谐运动质点通过的路程，往往一个周期通过4A去研究．‎ ‎7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波的图象如图所示若波速为，则波长和频率分别是 A. B. 8  Hz C. 4  Hz D. 4  Hz ‎【答案】A ‎【解析】由相邻波峰间的距离读出波长为λ=8m，由波速为16m/s可以得到简谐运动的周期，故频率f＝1/T＝2Hz，故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎8. 如图所示某一时刻简谐横波的图象，波的传播方向沿方向，下列说法中正确的是 A. 此时刻两点速度为零 B. 此时刻D质点正沿方向运动 C. 此时刻质点的加速度、速度都为零 D. 此时刻质点的速度相同 ‎【答案】B ‎【解析】根据图象可以知道，该时刻B．E两点正处于平衡位置，其速度最大，故选项A错误；波的传播方向沿x轴正方向，该时刻质点D正向-y方向运动，故B正确；C、F两点处于位移最大处，根据简谐运动的特征a=-kx/m知，两点的加速度最大，速度为零，故C错误；波的传播方向沿x轴正方向，由波形平移法得知，B点的速度方向向上，E的速度方向向下，速度大小相等，故D错误。故选B。‎ 点睛：简谐波是一种理想的模型，在位移相同时，速度大小一定相等，但速度方向不一定相同，质点的速度方向可由波形平移法分析．‎ 二、多选题 ‎9. 一列简谐横波在时的波形图如图所示介质屮原点O处的质点沿y轴方向做简谐运动的表达式为关于这列简谐波，下列说法正确的是 A. 周期为 B. 振幅为20cm C. 传播速度为 D. 传播方向沿x轴负方向 E. 时，处的质点速度最大，方向沿x轴正方向 ‎【答案】AD ‎【解析】质点P的振动方程为y=10sin（5πt）cm，则ω=5π rad/s，周期为：；故A正确。由波的图象得：振幅 A=10cm，波长 λ=4m，故波速为 v==10m/s。故B、C错误。根据振动方程y=10sin（5πt）cm，知t=0时刻位移为零，此后先变为正，说明t=0时刻O点在平衡位置且向+y方向运动；再结合波形微微平移方法得到波向x轴负方向传播。故D正确。波沿x轴负方向传播，t=0时，x=2m处的质点通过平衡位置且沿y轴负方向运动，因为t=0.2s=0.5T，所以t=0.2s时，x=2m处的质点通过平衡位置，速度最大，且沿y轴正方向运动，故E错误。故选AD。‎ 点睛：本题关键要掌握振动的一般方程y=Asin（ωt+φ0），读出ω并判断O点的振动方向，要熟练掌握波形平移法，用来判断质点的振动方向．‎ ‎10. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图象可知 A. 质点b此时位移为零 B. 质点b此时向方向运动 C. 质点d的振幅是2cm D. 质点a再经过通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是4 cm ‎【答案】AC ‎【解析】由波形知，质点b在平衡位置．所以，其位移此时为零，选项A正确；因波向右传播，波源在左侧，由质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点b此时向＋y方向运动，选项B错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同．所以，质点d的振幅是2 cm，选项C正确；再经过的时间，质点a将运动到负向最大位移处，故选项D错误．‎ ‎11. 振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为时刻向右传播的简谐横波如图所示则以下说法正确的是 A. 该横波的波速大小为 B. 时，处的质点振动方向向下 C. 时，处的质点处在平衡位置且振动方向向下 D. 传播过程中该横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象 E. 若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率小于5Hz ‎【答案】ACD ‎【解析】由图可知，该波的波长是 λ=2m，则波速大小为 v=λ•f=2×5=10m/s。故A正确。y轴右侧的波向右传播，根据波形的平移法得知，t=0时，x=1m处的质点振动方向向上。故B错误。该波的周期：T=1/f=0.2s，所以：t=0.5s=2‎ T．x=3m处的介质点与t=0时，x=2m处的介质点振动方向相同，t=0时，x=2m处的质点振动方向向下，那么所以t=0.5s时，x=3m处的质点在平衡位置且振动方向向下。故C正确；根据衍射的条件可知，传播过程中波只有遇到小于2m或与2m差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象。故D正确。若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接单位时间内收到的波的个数增大，所以频率大于5Hz．故E错误。故选ACD。‎ 点睛：解答此题一要抓住左右两列波的对称性；二要会分析波动形成的过程，分析质点的振动与波动之间关系。‎ ‎12. 一列简谐横波沿x轴传播，时的波形如图所示，质点A与质点B相距点速度沿y轴正方向；时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知 A. 此波沿x轴负方向传播 B. 此波的传播速度为 C. 从时起，经过，质点A沿波传播方向迁移了1m D. 能与该波发生干涉的横波的频率一定为25Hz ‎【答案】AB ‎【解析】质点A点速度沿y轴正方向，结合平移法可知波沿x轴负方向传播。故A正确。由题结合图可知，λ=2m，经过0.02s=T/4质点A到达波峰，所以T=0.08s，则波速．故B正确。简谐横波沿x轴传播，质点A沿波传播方向并不迁移。故C错误。该波的周期为0.08s，所以频率：f=1/T＝12.5Hz，所以能与该波发生干涉的横波的频率一定为12.5Hz．故D错误；故选AB。‎ 二.填空题 ‎13. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中：‎ ‎（1）某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下若要精确计算当地的重力加速度值，应选用第______组实验数据． ‎ 组别 摆球材料 摆长 最大摆角 全振动次数次 ‎1‎ 铜 ‎20‎ ‎2‎ 铁 ‎50‎ ‎3‎ 铝 ‎10‎ ‎4‎ 木 ‎50‎ ‎（2）某同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出图线以为纵轴，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度______用符号表示．‎ ‎【答案】 (1). 2 (2). ‎ ‎【解析】（1）对比各个实验组可得，用密度较大的实心球，减小空气质量影响，摆角较小，摆长约1m，振动次数较多，约50次，满足条件的为：2． （2）由题意知，斜率k=，根据实验原理：T=2π得：g= 整理得： 点睛：了解注意事项：用密度较大的实心球，减小空气质量影响，摆角较小，摆长约1m，振动次数较多，约50次等，可迅速解答............‎ ‎14. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播已知在时波形如图所示，此时x轴上的质点B正通过平衡位置向下振动，在它左边的质点A位于负最大位移处；在时，质点A第三次出现在正的最大位移处，这列简谐波沿着x轴______填“正“或“负方向传播，波速是______ ；时，质点的振动位移大小为______ cm．‎ ‎【答案】 (1). 负 (2). 10 (3). 0‎ ‎【解析】在t=0时波形如图所示，此时x轴上的质点B正通过平衡位置向下振动，根据波的平移法，则这列简谐波沿着x轴负方向传播； 由题，质点A位于负最大位移处；在t=0.5s时，质点A第三次出现在正的最大位移处，则有2T=t，得到周期为：T=t=0.2s，由图读出波长为：λ=2m，则波速为为：‎ ‎． t=0.5s时，即t=2T+T．质点C （xC=3m ）处于平衡位置，则其振动位移大小为0；‎ ‎15. 如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为______ 取 ‎【答案】1‎ ‎【解析】由图可以看出，当驱动力的频率为f=0.5Hz时，振幅最大，发生共振，所以此单摆的固有频率为0.5Hz，固有周期为：T=2s．由单摆的周期公式T=2π得：‎ 点睛：物体发生共振的条件是驱动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，产生共振；解答该题要会分析共振曲线，知道固有频率发生变化时，共振曲线的变化情况．‎ 三.计算题 ‎16. 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，外接一只电阻为的灯泡，如图乙所示，求：‎ ‎（1）电压表V的示数U ‎ ‎（2）灯泡消耗的功率P ‎ ‎（3）发电机线圈内阻1s产生的焦耳热Q．‎ ‎【答案】（1）209V（2）459.5W（3）24.2J ‎【解析】（1）由图象可知，交流电的最大值为220V，则有效值为220V，电压表的示数为外电阻的电压，所以外电阻的电压为：，得U=209V  （2）由I=2.2A，P=I2‎ R 得P=459.8W  （3）由Q=I2 rt  得Q=24.2J  点睛：解决本题的关键就是有电流的瞬时值表达式求得原线圈中电流的最大值，进而求得原线圈的电流的有效值的大小．‎ ‎17. 弹簧振子以O点为平衡位置在b、C两点之间做简谐运动、C相距某时刻振子处于O点正向右运动经过，振子首次到达b点求：取向右为正方向 ‎ ‎（1）振动的频率f和振幅A；‎ ‎（2）振子在内通过的路程及位移？‎ ‎（3）如果弹簧的，小球质量为，则末小球的加速度大小和方向是多少？‎ ‎【答案】（1）0.5Hz；10cm（2）110cm；-10cm（3）20m/s2，方向,向右．‎ ‎【解析】试题分析：振子在弹簧作用下做简谐运动，某时刻振子处于O点正向右运动．经过0.5s，振子首次到达b点，经过了个周期，由此即可求出振子的周期；由图可以读出振子的振幅；振子在一个周期内通过的路程是四个振幅，根据时间与周期的关系，求出振子在5.5s内通过的路程和位移．回复力是由弹力提供的，位移是以平衡位置为起点，然后结合胡克定律与牛顿第二定律即可求出．‎ ‎（1）设振幅为A，由题意BC=2A=20cm，所以A=10cm．‎ 振子从O到b所用时间t=0.5s，为周期T的，所以T=2.0s，；‎ ‎（2）振子从平衡位置开始运动，在1个周期内通过的路程为4A，‎ 故在内通过的路程．‎ ‎5.5s内振子振动了个周期，所以5.5s末振子到达c点，所以它的位移大小为-10cm．‎ ‎（3）5.5s末振子到达c点，所以它的位移大小为-10cm，振子加速度，方向与位移的方向相反，为向右．‎ ‎18. 如图所示，波原O的振动频率为，它振动一个周期，在弹性绳上形成的横波传到D 点，且每波峰向右移动，试求：‎ ‎（1）该波的波长和波速．‎ ‎（2）用箭头标出图中P、O、B、D四个质点在图示时刻的速度方向．‎ ‎（3）画出经后的波的图象在原图上作图并标出P、D点坐标．‎ ‎【答案】（1）4m,100m/s（2）如图；（3）如图；‎ ‎【解析】（1）弹性绳上形成的横波匀速传播，则波速为 由波速公式v=λf得，该波的波长为 ‎（2）简谐横波向右传播，根据波形的平移法得到：图示时刻O、P、D的速度方向向下，B向下，如图。‎ ‎ （3）经0.02s后该波传播的距离为s=vt=2m=λ，已有波形反相，画出经0.02s后的波的图象如图所示。‎ ‎19. 如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是后的波形图线．‎ ‎（1）求波速。‎ ‎（2）若波速为，求波的传播方向．‎ ‎【答案】（1）如波向右传播，波速20n+5. m/s；如波向左传播，波速20n+15m/s；（2）向右传播 ‎【解析】（1）波向左传播时传播的距离为 s＝(n+)λ＝(4n+3)m（n=0，1，2…），波速为 ‎ 向右传播时传播的距离为s＝(n+)λ＝(4n+1)m（m），（n=0，1，2…），波速为 ，（n=0，1，2…） （2）若波速为25m/s，根据v=（20n+5）m/s可知，当n=1时，v=25m/s，所以波向右传播．‎ 点睛：本题是知道两个时刻的波形研究波传播的距离、波速、周期的问题，关键是理解波的周期性，运用数学知识列出通项式.‎ ‎ ‎