江苏省扬州市宝应县学年高二下学期期中物理.docx
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江苏省扬州市宝应县学年高二下学期期中物理
2015-2016学年江苏省扬州市宝应县高二（下）期中物理试卷
一．单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分）
1．弹簧振子在做简谐运动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的（ ）
A．速度与位移方向一定相反B．加速度与速度方向可能相同
C．位移可能在减小D．回复力一定在增大
2．如图1是一火警报警电路的示意图．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随温度的变化图线如图2．值班室的显示器为是电路中的电流表，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变小B．I变小，U变大C．I变小，U变小D．I变大，U变大
3．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B．物体作机械振动，一定产生机械波
C．波的传播速度即波源的振动速度
D．波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定
4．如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（ ）
A．7.5VB．8VC．
VD．
V
5．如图所示，一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10cm的A、B两点，历时0.5s，过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则质点振动的周期是（ ）
A．0.5sB．1.0sC．2.0sD．4.0s
6．如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是（ ）
A．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
B．1灯变亮，2、3两灯均变暗
C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变
D．1、2两灯均变亮，3灯变暗
7．一列简谐横波在x轴上传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=2m的质点P的振动图象如图（b）所示，由此可以判断（ ）
A．该波的传播方向是沿x轴正方向
B．该波在2s时间内传播的距离是2m
C．在t=5s时质点P的速度最大
D．在0到5s时间内质点P通过的路程是25cm
8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：
n3=3：
1，L1、L2为两只相同的灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C=10vF．当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L1一定比L2暗
B．副线圈两端的电压有效值为12V
C．因电容器所在支路处于断路状态，故无电流通过二极管
D．二极管D两端反向电压最大值是12
V
9．如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n1：
n2=2：
1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为（ ）
A．4IR+
B．
C．4IRD．
IR+
10．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和
分别为（ ）
A．
，
B．
，
C．
，
D．（
）2R，
二、多项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
11．如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有（ ）
A．向下滑动PB．增大交流电源的电压
C．增大交流电源的频率D．减小电容器C的电容
12．传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件．如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（ ）
A．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向右偏转
B．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转
C．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，则电流表指针向左偏转
D．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，则电流表指针向左偏转
13．一交流电压的图象如图所示，将该交流电压加在一电阻两端，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电压的频率为50Hz
B．流过电阻的电流方向每秒钟改变50次
C．并联在该电阻两端的交流电压表的示数为110V
D．该交流电压的瞬时表达式为u=110
sin（100πt）（V）
14．简谐横波某时刻的波形图线如图所示，由此图可知（ ）
A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的
B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的
C．若波从右向左传播，则质点c向下运动
D．若波从右向左传播，则质点d向下运动
15．如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷．关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有（ ）
A．该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱
B．该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强
C．a质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的
D．再过
后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱
16．如图所示的电路中，L1、L2、L3是三个完全相同的灯泡，理想变压器的原线圈与L1串联和接入u0=300
sin100πtV的交变电压，副线圈接有L2和L3，三个灯泡均正常发光．则（ ）
A．副线圈输入交流电的频率为50Hz
B．原、副线圈的匝数之比为2：
1
C．原、副线圈两端的电压之比为1：
2
D．副线圈两端的电压为100V
17．将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示，某同学根据提供的信息做出了下列判断，其中正确的是（取π2=9.86）（ ）
A．摆球做阻尼振动
B．t=0.2s时摆球经过最低点
C．t=1.1s时摆球经过最低点
D．若当地g=9.86m/s2，则该摆的摆长l=0.09m
18．如图所示，边长为L的正方形线圈abcd其匝数为n总电阻为r外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是（ ）
A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=nBL2ωsinωt
B．从t=0时刻到t=
时刻，通过R的电荷量q=
C．在t=
时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快
D．从t=0时刻到t=
时刻，电阻R上产生的热量为Q=
三、填空题（本题共2小题，每空2分，共14分）
19．（8分）在“探究单摆摆长与周期关系”的实验中，某同学的主要操作步骤如下：
A．取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在O点；
B．在小球静止悬挂时测量出O点到小球球心的距离L；
C．拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约5°），然后由静止释放小球；
D．用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t
（1）用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为g= ；
（2）若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是 （选填下列选项前的序号）
A．测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长
B．摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线越摆越长
C．测量周期时，误将摆球（n﹣1）次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，并由计算式T=
求得周期
D．摆球的质量过大
（3）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图1所示，摆球直径为 cm．然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示，秒表读数为 s．
20．一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P此时刻沿﹣y运动，经过0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s，那么
①该波沿 （选填“+x”或“﹣x”）方向传播；
②图中Q点（坐标为x=7.5m的点）的振动方程y= cm；
③P点的横坐标为x= m．
四、计算题（本题共3小题，共44分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不能得分，有数值计算的，解答中必须明确写出数值和单位）
21．（15分）发电机的端电压220V，输出功率44kW，输电导线的总电阻为0.2Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1：
10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为10：
1的降压变压器降压供给用户．根据给出的全过程的线路示意图，求：
（1）输电导线上的电流I
（2）输送过程损耗的电压△U
（3）用户得到的电压U4
（4）用户得到的功率P4
（5）若不经过变压而直接送到用户，用户得到的电压和功率．
22．（15分）如图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图（乙）所示正弦规律变化．（取π=3.14）求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）从t=0时刻开始计时，线圈转过60°时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向；
（3）电路中交流电压表的示数；
（4）从图示位置转过90°，通过线圈的电量？
整个回路的焦耳热？
23．（14分）在某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形如图中的实线所示．其中质点O的平衡位置在坐标原点，质点B的平衡位置在距坐标原点1m处，质点P的平衡位置在距坐标原点7m处．
（1）若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6s，P点也开始振动，试求：
①P点开始振动的方向．
②该列波的波速．
③从t=0时刻起到P点第一次到达波峰时止，质点O所经过的路程sO为多少？
（2）若该列波的传播速度大小为20m/s，且波形中由实线变成虚线需要经历0.525s时间，则该列波的传播方向如何？
2015-2016学年江苏省扬州市宝应县高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一．单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分）
1．弹簧振子在做简谐运动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的（ ）
A．速度与位移方向一定相反B．加速度与速度方向可能相同
C．位移可能在减小D．回复力一定在增大
【考点】简谐运动的回复力和能量；简谐运动的振幅、周期和频率．
【分析】首先知道判断速度增减的方法：
当速度与加速度方向相同时，速度增大；当速度与加速度方向相反时，速度减小．其次知道判断位移增减的方法：
当位移与速度方向相同时，位移增大；当位移与速度方向相反时，位移减小．
【解答】解：
A、振子的速率在减小，则动能减小、势能增加，故振子必定从平衡位置向最大位移运动，速度与位移同方向，故A错误；
B、由A分析知，加速度与速度方向必定相反，故B错误；
C、由A分析知，位移的大小一定在增加，故C错误；
D、回复力的大小与位移大小成正比，故回复力的数值一定增大，故D正确；
故选：
D．
【点评】匀变速直线运动中一些规律性的东西是解题的关键，应当牢固掌握，比如：
当速度与加速度方向相同时，速度增大；当速度与加速度方向相反时，速度减小．当位移与速度方向相同时，位移增大；当位移与速度方向相反时，位移减小．
2．如图1是一火警报警电路的示意图．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随温度的变化图线如图2．值班室的显示器为是电路中的电流表，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变小B．I变小，U变大C．I变小，U变小D．I变大，U变大
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【分析】R2为用半导体热敏材料制成的传感器，温度升高时，其电阻减小．当传感器R2所在处出现火情时，分析R2的变化，确定外电路总电阻的变化，分析总电流和路端电压的变化，即可知U的变化．根据并联部分电压的变化，分析I的变化．
【解答】解：
当传感器R2所在处出现火情时，R2的阻值变小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，则路端电压变小，则U变小．
电路中并联部分的电压U并=E﹣I总（R1+r），I总变大，其他量不变，则U并变小，通过R3的电流I3变小，而I总=I+I3，所以I变大．
故选A
【点评】本题解题关键是掌握热敏电阻与温度的关系，再按“局部→整体→局部”的顺序进行动态变化分析．
3．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B．物体作机械振动，一定产生机械波
C．波的传播速度即波源的振动速度
D．波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定
【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．
【分析】振源停止振动时，在介质中传播的波动并不立即停止．物体作机械振动，不一定产生机械波．波的速度与振源的振动速度不同．波在介质中传播的频率，与介质性质无关，仅由振源的振动频率决定
【解答】解：
A、振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止．故A错误．
B、物体作机械振动，不一定产生机械波，还需要传播振动的介质．故B错误．
C、波在均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的，所以波的速度与振源的振动速度不同．故C错误．
D、波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振源决定．故D正确．
故选：
D．
【点评】机械波形成的条件有两个：
一是机械振动，二是传播振动的介质，缺一不可，基础题，难度不大．
4．如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（ ）
A．7.5VB．8VC．
VD．
V
【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【分析】正弦式电流给灯泡供电，电压表显示是电源电压的有效值，要求电路中灯泡的电流或功率等，均要用正弦式电流的有效值．而求有效值方法：
是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值．
【解答】解：
如图所示，它不是正弦式电流，因此有效值不是等于最大值除以根号2
取一个周期进行分段，在0﹣1s是正弦式电流，则电压的有效值等于3
．
在1s﹣3s是恒定电流，则有效值等于9V．
则在0﹣3s内，产生的热量
U=2
故选：
C
【点评】正弦式交流电时，当时间轴上方与下方的图象不一样时，也是分段：
前半周期时间的正弦式有效值等于最大值除以根号2，后半周期时间内的正弦式有效值等于最大值除以根号2．然后再求出一个周期内的有效值．
5．如图所示，一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10cm的A、B两点，历时0.5s，过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则质点振动的周期是（ ）
A．0.5sB．1.0sC．2.0sD．4.0s
【考点】简谐运动的振幅、周期和频率．
【分析】简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过A、B两点，则可判定这两点关于平衡位置对称，则平衡位置到B点的时间为0.5秒的一半；由当再次经过B点的时间，即可求出从B点到最大位置的时间为0.5秒的一半，因此质点的振动同期为平衡位置到最大位置时间的4倍．
【解答】解：
简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过A、B两点，则可判定这两点关于平衡位置O点对称，所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等．
那么平衡位置O到B点的时间t1=
，
因过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则有从B点到最大位置的时间t2=
．
因此，质点振动的周期是T=4×（t1+t2）=2s
故选：
C
【点评】简谐运动的质点，以同样的速度经过某两点时，它们的位置关于平衡位置对称；当经过同一位置时，它们的速度大小相同，方向相反．
6．如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是（ ）
A．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
B．1灯变亮，2、3两灯均变暗
C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变
D．1、2两灯均变亮，3灯变暗
【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．
【分析】根据感抗公式XL=2πfL和容抗公式XC=
，定性讨论．
【解答】解：
感抗为XL=2πfL，容抗为XC=
，当频率f增大时，感抗XL变大，容抗XC变小．
感抗XL变大，对交流电的阻碍作用变大，所以1变暗．
容抗XC变小，对交流电的阻碍作用变小，所以2变亮．
而电阻器的对交流电的阻碍作用不随频率改变，所以3亮度不变．
所以1变暗、2变亮、3不变．故A正确，BCD错误．
故选：
A．
【点评】还可以根据电容器和电感线圈的特性分析选择．电容器内部是真空或电介质，隔断直流．能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性．电感线圈可以通直流，通过交流电时产生自感电动势，阻碍电流的变化，具有通直阻交，通低阻高的特性．
7．一列简谐横波在x轴上传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=2m的质点P的振动图象如图（b）所示，由此可以判断（ ）
A．该波的传播方向是沿x轴正方向
B．该波在2s时间内传播的距离是2m
C．在t=5s时质点P的速度最大
D．在0到5s时间内质点P通过的路程是25cm
【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．
【分析】由图b得到P点的振动方向，然后结合波形平移的方法得到波的传播方向；根据v=
求解波在2s时间内传播的距离；质点在平衡位置时速度最大；简谐运动在一个周期内通过的路程为4A．
【解答】解：
A、由图b得到P点t=0时刻的速度为正的最大；结合波形平移的方法得到波形向﹣x方向传播；故A错误；
B、由图a得到波长为2m，由图b得到周期为4s，故波速：
v=
；
故该波在2s时间内传播的距离：
△x=v•△t=0.5m/s×2s=1m；故B错误；
C、在t=5s时质点P在正的最大位移处，故速度为零，故C错误；
D、由图b，在0到5s时间内质点P通过的路程是：
S=5A=5×5cm=25cm；故D正确；
故选：
D．
【点评】本题关键是明确波动与振动的关系，能够通过波形平移的方法得到波的传播方向与质点振动方向的关系，会结合公式v=
求解波速，基础题目．
8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：
n3=3：
1，L1、L2为两只相同的灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C=10vF．当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L1一定比L2暗
B．副线圈两端的电压有效值为12V
C．因电容器所在支路处于断路状态，故无电流通过二极管
D．二极管D两端反向电压最大值是12
V
【考点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【分析】二极管具有单向通电性，电阻两端的电压为有效值，电容通高频阻低频，电感通低频阻高频．
【解答】解：
原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电．
A、由于L1与电阻相串联，而L2与电感器相串联，灯泡L1与L2，是谁亮和暗，取决于电感和电阻谁的阻碍作用大，本题未给条件无法判断，故A错误；
B、由题意可知，原线圈的电压的最大值为
，由于原、副线圈的匝数比n1：
n2=3：
1，所以副线圈的电压有效值为12V，故B正确；
C、电容器与二极管串联，含有电容的支路一次充电结束后就相当于断路，有电流通过二极管，故C错误；
D、二极管具有单向导电性，正向导通过二极管两端电压为0，变压器输出端上为正，下为负，电容两端电压为12
V，上极板电势比下极板高12
V，反向时，二极管相当于断开，降压器输出端上边电势低，下边电势高，所以电容器上极板电势比二极管上端电势高24
，二极管单向电压最大为24
V，故D错误．
故选：
B
【点评】本题考查了变压器的特点，知道电压之比等于线圈匝数比，掌握二极管、电感器、电容器在电路中的作用．
9．如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n1：
n2=2：
1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为（ ）
A．4IR+
B．
C．4IRD．
IR+
【考点】变压器的构造和原理；功能关系；电功、电功率．
【分析】输入功率等于输出功率，电流与匝数成反比，结合功率公式即可求解．
【解答】解：
电流与匝数成反比，副线圈的电流为2I，输入功率等于副线圈消耗的功率：
P=（2I）2R+mgv=UI，所以电压表的读数U=4IR+
．
故选：
A．
【点评】本题考查了变压器的输入功率等于输出功率，电流与匝数成反比等知识．
10．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和
分别为（ ）
A．
，
B．
，
C．
，
D．（
）2R，
【考点】变压器的构造和原理．
【分析】根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，变压器不改变功率，由P=UI求出输电线中电流，由功率公式求解输电线上损耗的电功率．
【解答】解：
当副线圈与原线圈的匝数比为k时，输电电压为KU，输送功率P=KUI，所以
=
；
当副线圈与原线圈的匝数比为nk时，输电电压为nKU，输送功率P=nKUI′，所以
=
；
故选D
【点评】对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不改变功率．基础题．
二、多项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
11．如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有（ ）
A．向下滑动PB．增大交流电源的电压
C．增大交流电源的频率D．减小电容器C的电容
【考点】变压器的构造和原理；电容．
【分析】要使灯泡变亮，应使副线圈两端电压增大．向下滑动P，副线圈匝数减少，电压减小，增大交流电源的电压，副线圈两端电压也增大，增大交流电源的频率通过电容器的电流更大．
【解答】解：
A、向下滑动P，副线圈匝数减少，电压减小，故A错误；
B、增
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