学年福建省永安市第三中学高二下学期期中考试物理试题 解析版.docx

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学年福建省永安市第三中学高二下学期期中考试物理试题解析版

永安三中2019-2020学年高二第二学期期中考物理试卷

一、单选题（每题一个答案正确，每题3分，共39分）

1.如图所示，电感线圈L的自感系数很大、直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2的阻值等于R1的两倍，则（　　）

A.闭合S时，LA、LB同时达到最亮

B.闭合S时，LA、LB均慢慢亮起来

C.断开S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭

D.断开S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后熄灭

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由于灯泡LA与线圈L串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB先亮，故A、B错误；

CD．由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即LA更亮一些，当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中原来的电流开始减小，即从IA开始减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确。

故选D。

2.如图所示一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动。

已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时（　　）

A.线圈中感应电流的方向为abcda

B.穿过线圈的磁通量最大

C.线圈中的感应电流为

D.穿过线圈磁通量的变化率为0

【答案】C

【解析】

【详解】A．图示时刻，ad速度方向向里，bc速度方向向外，根据右手定则判断出ad中感应电流方向为

，bc中电流方向为

，线圈中感应电流的方向为

，故A错误；

BD．图示时刻，穿过线圈磁通量为0，ad、bc两边垂直切割磁感线，由法拉第电磁感应定律分析得知，磁通量的变化率最大，故BD错误；

C．图示时刻，线圈中的感应电动势为

线圈中的感应电流为

故C项正确。

故选C。

3.如图所示.水平方向有磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场，匝数为10的矩形线框ab边长为0.5m．ad边长为0.4m，线框绕垂直磁场方向的转轴OO′匀速转动，转动的角速度为20rad/s，线框通过金属滑环与阻值为10Ω的电阻R构成闭合回路，t=0时刻线圈平面与磁场方向平行，不计线框及导线电阻，下列说法正确的是（　　）

A.线圈中磁通量变化率的最大值为20V

B.电阻R两端电压的瞬时值表达式

（V）

C.电阻R中电流方向每秒变化20次

D.电阻R消耗的电功率为40W

【答案】B

【解析】

【详解】A．感应电动势最大值为

根据

可知线圈中磁通量变化率的最大值为

选项A错误；

B．电阻R两端电压的瞬时值表达式

选项B正确；

C．交流电的方向每周期改变2次，交流电的频率为

则电阻R中电流方向每秒变化

次，选项C错误；

D．交流电的有效值为

电阻R消耗的电功率为

选项D错误。

故选B。

4.如图所示，三个灯泡是相同的，而且耐压足够，电源内阻忽略．当单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，那么S接B时（　　）

A.三个灯亮度相同

B.只有丙灯不亮，乙灯最亮

C.甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮

D.甲灯最亮，丙灯不亮

【答案】B

【解析】

【分析】

电容器具有通交隔直的特性，电感有通直阻交的特性，而交流对电阻R没有影响．根据电感和电容的特性进行判断．

【详解】由题，当单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，说明电感L

感抗与电阻R相同，当S接B时，电感L没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻R没有影响，所以丙灯不亮，灯甲亮度不变，乙灯亮度增加，乙灯最亮．故选B．

【点睛】本题要抓住电容器与电感

特性：

电容器具有通交流，隔直流，电感具有通直流、阻交流的特性．

5.如图所示的是某一质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是

A.质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的

B.2s末速度最大,沿x轴的正方向

C.3s末加速度最大,沿x轴负方向

D.质点在4s内的位移为8cm

【答案】A

【解析】

【详解】t=0时刻质点位于平衡位置，随后在平衡位置的上方，所以质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的，故A正确．2s末质点位于平衡位置处，势能是零，动能最大，速度最大，沿x轴的负方向，故B错误．在3s末，质点位于负的最大位移处，速度为零，加速度正向最大，故C错误．质点在4s末回到平衡位置，则质点在4s内的位移为0，选项D错误；故选A．

【点睛】由振动图象可以读出周期、振幅、位移、速度和加速度及其变化情况，是比较常见的读图题．

6.如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动．在小球从B运动到O的过程中，小球的（）

A.速度不断增大，加速度不断增大

B.速度不断减小，加速度不断增大

C.速度不断增大，加速度不断减小

D.速度不断减小，加速度不断减小

【答案】C

【解析】

小球做简谐运动，O点为弹簧振子的平衡位置，系统机械能守恒，在O点弹性势能为零，动能最大；在小球从B点向O点运动的过程中，弹力不断减小，故合力减小，加速度减小，速度增大，即小球做加速度不断减小的加速运动；故选C．

点睛：

本题考查了简谐运动的回复力、速度、加速度与位移的关系，要结合牛顿第二定律的对称性和能量守恒定律进行分析．

7.关于简谐运动，下列说法正确的是（）

A.位移的方向总指向平衡位置

B.加速度方向总和位移方向相反

C.位移方向总和速度方向相反

D.速度方向总和位移方向相同

【答案】B

【解析】

【详解】A.简谐运动的位移的初始位置是平衡位置，所以简谐运动过程中任一时刻的位移都是背离平衡位置的，故A选项不合题意.

B.振子的加速度总是指向平衡位置的，而位移总是背离平衡位置的，故B选项符合题意.

CD.振子在平衡位置两侧往复运动，速度方向与位移方向有时相同，有时相反，故C项不合题意、D选项不合题意.

8.如图所示，在一根张紧的水平绳上挂有5个单摆，其中b摆球质量最大，其余4个摆球质量相等，摆长关系为Lc>Lb=Ld>La>Le，现将b摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，经过一段时间后，其余各摆均振动起来并达到稳定，下列叙述正确的是（）

A.4个单摆的周期Tc>Td>Ta>Te

B.4个单摆的频率fa=fc=fd=fe

C.4个单摆的振幅Aa=Ac=Ad=Ae

D.4个单摆中c摆的振幅最大

【答案】B

【解析】

【详解】AB．b摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，使得其他4个单摆都做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以4个单摆频率相同，周期也一样，所以A错误B正确

CD．当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即达到共振．根据

知，d摆长与b摆长相等，则驱动力的周期等于d摆的固有周期，发生共振，所以d摆振幅最大，CD错误

9.下列关于横波、纵波的说法正确的是（）

A.凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷

B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波

C.沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波

D.沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波

【答案】A

【解析】

【详解】A.横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部；凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷，故A项符合题意

B.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波；故B项不合题意.

CD.横波和纵波都能沿横向或纵向传播，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波，故C项不合题意，D项不合题意.

10.某机械波沿x轴正方向传播，在

时刻波形如图所示。

已知该波的周期

，则该波（　　）

A.波长

m

B.此时Q点的运动方向向上

C.在

s时，Q点正好处在平衡位置

D.在0.2s内，质点P通过的路程是4cm

【答案】C

【解析】

详解】A．依图可得

故A错误；

B．依图可知，此时Q点将要向下运动，故B错误；

C．依题得

因为

时Q点在平衡位置向下振动，则经过

时Q点回到平衡位置，故C正确；

D．因为

则0.2s内，质点P通过的路程为

故D错误。

故选C。

11.如图所示是两完全相同的波源形成的干涉图样（部分），其中实线和虚线分别表示波峰和波谷，a、b、c、d为波峰、波谷的交点，ad连线与bc连线交于e点（图中未画出），波源振幅为A。

下列说法正确的是（　　）

A.质点a振动加强，此时位移为零

B.质点b振动加强，此时位移为A

C.质点e振动加强，振幅为2A

D.从此刻起，经过半个周期时间，质点c回到平衡位置

【答案】C

【解析】

【详解】A．质点a是波峰与波谷相遇，所以属于减弱点，此时的位移为零，所以A错误；

B．质点b是波峰与波峰相遇，所以属于加强点，此时位移为2A，所以B错误；

C．质点e是ad连线与bc连线的交点，所以属于平衡位置与平衡位置相遇，属于加强点，振幅为2A，所以C正确；

D．从此刻起，经过半个周期时间，质点c将由波谷与波谷相遇变为波峰与波峰相遇，所以D错误。

故选C。

12.下列关于振动和波的说法，正确的是（　　）

A.声波在空气中传播时，空气中各点有不相同的振动频率

B.水波在水面上传播时，水面上各点沿波传播方向移动

C.声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射

D.当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．声波在空气中传播时，空气中各点在波源带动下做受迫振动，则振动频率相同，故A错误；

B．水波在水面上传播时，水面上各点沿垂直于波的传播方向上振动，故B错误；

C．声波容易绕过障碍物传播

因为声波波长较长，容易发生衍射，故C正确；

D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点振动加强，振幅最大，但是位移不是始终最大，故D错误。

故选C。

13.关于电磁场的理论，下列说法正确的是（）

A.变化的电场周围产生磁场一定是变化的

B.变化的磁场周围产生的电场一定是变化的

C.均匀变化的磁场周围产生电场是均匀变化的

D.预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦

【答案】D

【解析】

【分析】

考察电磁场的相关理论。

【详解】A．均匀变化的电场周围产生恒定磁场，A错误；

BC．均匀变化的磁场周围产生恒定电场，BC错误；

D．麦克斯韦预言了电磁波存在，D正确。

故选D。

二、双选题（每题两个答案正确，每题3分，共21分）

14.如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（　　）

A.若线圈竖直向下平动，感应电流方向是a→d→c→b

B.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→d→c→b

C.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→d→c→b

D.当线圈以ad边为轴转动时转动角度小于90°，其中感应电流方向是a→d→c→b

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由右手螺旋定则判断出导线产生的原磁场在线圈处垂直纸面向里，若线圈竖直向下平动时，磁通量不变，无感应电流产生，故A错误；

B．当线圈向右平动时，通过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同，感应电流的方向为

，故B正确；

C．当线圈向导线靠近时，磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，感应电流的方向是

，故C错误；

D．当线圈以ad边为轴转动时，其中感应电流方向是

，故D正确。

故选BD。

15.一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。

设发电机的线圈为单匝线圈，其内阻为5Ω，外接一只电阻为95Ω的灯泡（阻值恒定），如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A.在t=0的时刻，电压表的示数为零

B.在t=0.01s的时刻，通过线圈的磁通量最大

C.在t=0~0.01s的过程中，灯泡产生的焦耳热为220J

D.此小型发电机产生的电动势的有效值为220V

【答案】BD

【解析】

【详解】A．电压表测量的是路端电压的有效值，故示数不为零，A错误；

B．t=0.01s的时刻线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，B正确；

C．电动势有效值为220V，电流为2.2A，灯泡产生的焦耳热

选项C错误；

D．由甲图可知小型发电机产生的电动势的有效值为220V，选项D正确。

故选BD。

16.如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为4∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。

从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，在原线圈两端加上如图乙所示交变电压，则下列说法中正确的是（　　）

A.当开关与a连接时，电压表的示数为55V

B.当开关与a连接时，滑动变阻器触片向下移，电压表示数不变，电流表的示数变大

C.开关由a扳到b时，副线圈电流表示数变为原来的3倍

D.当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为原来2倍

【答案】AB

【解析】

【详解】A．当开关与

连接时，原副线圈匝数比为4：

1，分析图乙，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压为

根据变压比可知，副线圈输出电压

则电压表的示数为55V，故A正确；

B．当开关与

连接时，滑动变阻器触片向下移，阻值减小，原线圈输入电压不变，匝数不变，则副线圈输出电压不变，电压表示数不变，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，则电流表的示数变大，故B正确；

C．开关由

扳到

时，原副线圈匝数比为2：

1，则副线圈输出电压增大到原来的1倍，根据欧姆定律可知，副线圈电流表示数变为原来的2倍，故C错误；

D．匝数的变化，不会改变频率，故当单刀双掷开关由

扳向

时，副线圈输出电压的频率不变，故D错误；

故选AB。

17.健身市场上有一种时尚的运动器材“战绳”，健身者把两根绳子一端固定在P点上，用双手各自将绳子的另一端分别握住，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来，从而达到健身的目的。

某时刻，绳子形成的波形如图所示（还未传到P点），其中a、b是绳子上的两个点，下列说法正确的是（　　）。

A.健身者右手刚抖动时的方向是向上

B.无论右手如何抖动绳子，a、b两点的振动步调都不可能相反

C.如果增大抖动的频率，绳上波形传播到P点的时间变短

D.无论如何改变抖动的幅度，绳子上的波形传播到P点的时间不变

【答案】AD

【解析】

【详解】A．质点的起振方向与波源起振方向相同，由上下坡法可知健身者右手刚抖动时的方向是向上，故A正确；

B．由图像可知a、b两点间相差半个周期，a、b两点的振动步调相反，故B错误；

C．波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，故C错误；

D．波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，故D正确。

故选AD。

18.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到P点，t=0.6s时恰好传到Q点，波形如图中虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，下列说法正确的是（　　）

A.t=0.6s时，质点a速度沿y轴正方向

B.质点P在t=0到t=0.6s这段时间沿x轴正方向移动了30m

C.质点c在t=0到t=0.6s这段时间通过的路程为30cm

D.t=0.5s时，质点b、P的位移相同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．波沿x轴正向传播，则t=0.6s时，质点a速度沿y轴正方向，选项A正确；

B．机械波传播的过程中，质点不随波迁移，选项B错误；

C．机械波在0.6s的时间内传播的距离为

则波速为

周期为

因此质点c振动的时间为

质点c在t=0到t=0.6s这段时间振动了半个周期，则通过的路程为2A=20cm，选项C错误；

D．波的周期为T=0.8s，则t=0.5s时，波向右传播

，此时质点b、P都在平衡位置下方距离平衡位置的位移相等，选项D正确。

故选AD。

19.下列关于多普勒效应的说法中，正确的是（　　）

A.只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应

B.如果声源静止，就观察不到多普勒效应

C.当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变

D.当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低

【答案】CD

【解析】

【详解】若波源和观察都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒效应的，故A错误；当观察者与波源相互靠近或远离时发生，故B错误；当声源朝靠近观察者运动时，即两者间距减小，根据多普勒效应原理，那么观察者接收到的频率大于声源的频率，但声源的频率不变，故C正确；当声波远离观察者运动时，即两者间距增大，根据多普勒效应原理，那么观察者接收到的频率小于声源的频率，故D正确．

20.图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时的波形图，P是平衡位置在x＝0.5m处的质点，Q是平衡位置在x＝2.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象．下列说法正确的是（）

A.这列波沿x轴正方向传播

B.这列波的传播速度为20m/s

C.从t＝0到t＝0.15s，这列波传播的距离为3m

D.从t＝0.10s到t＝0.15s，P通过的路程为10cm

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由质点Q的振动图象可知，在t=0.1s时质点Q向下振动，由波形图可知，这列波沿x轴负方向传播，选项A错误；

B．由图中中读出波长λ=4m，周期T=0.2s，可知波速

选项B正确；

C．从t＝0到t＝0.15s，这列波传播的距离为

选项C正确；

D．从t＝0.10s到t＝0.15s经过了

，由于t=0.1s时刻质点P不在平衡位置，也不在最高点或最低点位置，则其通过的路程不等于A=10cm，选项D错误。

故选BC。

三、实验题（每空1分共7分）

21.如图为研究“电磁感应现象”的实验装置。

（1）关于“电磁感应现象”的实验探究，下列说法正确的是___________（填正确答案标号）；

A.图甲中，当导体ab在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时，电流计指针均会偏转

B.图乙中，在接通或断开电源的瞬间，电流计指针偏转，线圈B中出现感应电流

C.图乙中，当开关闭合，线圈A电流稳定后，穿过线圈B的磁通量不为零，所以线圈B中会出现感应电流

D.图乙中，开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，电流计指针偏转，线圈B中出现感应电流

（2）根据

（1）问的实验探究，可以总结出感应电流产生的条件为____________；

（3）已知图甲中电流从正接线柱流入灵敏电流计，指针偏向正接线柱，则图甲中闭合开关时，导体ab垂直于磁感线向右运动，灵敏电流计指针偏向____________（填“正”或“负”）接线柱。

【答案】

（1）.BD

（2）.电路闭合；穿过闭合回路的磁通量发生变化（3）.负

【解析】

【详解】

（1）[1]A．图甲中，当导体ab在磁场中垂直于磁感线运动时，导体棒在切割磁感线，所以电流计指针会偏转；当沿着磁感线运动时，运动方向与磁场方向平行，不会产生感应电流，所以电流计的指针不会偏转，故A错误；

B．图乙中，在接通或断开电源的瞬间，线圈A中的电流瞬间会发生变化，所以线圈B中的磁通量会发生变化，所以在线圈B中会产生感应电流，故电流计的指针均会偏转，故B正确；

C．图乙中，当开关闭合，线圈A电流稳定后，穿过线圈B的磁通量不为零但是稳定不变，所以线圈B中不会产生感应电流，故C错误；

D．图乙中，开关闭合时，移动滑动变阻器

滑片，线圈A中的电流瞬间会发生变化，所以线圈B中的磁通量会发生变化，线圈B中出现感应电流，所以电流计指针偏转，故D正确。

故选BD。

（2）[2]感应电流产生的条件有两个：

闭合回路，穿过闭合回路的磁通量发生变化。

（3）[3]图甲中闭合开关时，导体ab垂直于磁感线向右运动，由图中的磁场方向结合右手定则可知，导体棒中的电流流向为

，对于电流计是从负极流入，正极流出，所以此时灵敏电流计指针偏向负接线柱。

22.根据单摆周期公式

测量当地的重力加速度。

将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，做成单摆。

（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图所示，读数为d=____mm，测得n次经过最低点的时间如图所示，读数t=_____s。

当地重力加速度表达为g=___________（用前边给出的字母表示，绳长用L表示）

（2）有同学测得的g值偏小，可能原因是______。

A．测摆线时摆线拉得过紧

B．摆线上端未牢固地系于悬点

C．以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算

D．开始计时时，小球开始摆动后稍迟才按下停表计时

E．摆球通过平衡位置并开始计时时，将摆球通过平衡位置的次数计为1

【答案】

（1）.18.6

（2）.96.3（3）.

（4）.B

【解析】

【详解】

（1）[1]由图示游标卡尺可知，其示数为18mm+6×0.1mm=18.6mm；

[2]由图示秒表可知，其示数为90s+6.3s=96.3s；

[3]由题意可知，周期为

摆长为

根据单摆的周期公式

可知，重力加速度

；

（2）[4]根据单摆的周期公式

可知，

A．摆线时摆线拉得过紧，所测摆长l偏大，由

可知，所测g偏大，故A错误；

B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使实际摆长增加，即大于测量摆长，由

可知，所测g偏小，故B正确；

C．以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算，所测摆长l偏大，由

可知，所测g偏大，故C错误；

D．开始计时时，停表过迟按下，所测周期T偏小，由

可知，所测g偏大，故D错误；

E．摆球通过平衡位置并开始计时时，将摆球通过平衡位置的次数计为1，所测周期T偏小，由

可知，所测g偏大，故E错误；

故选B。

四、计算题（共33分）

23.如图所示，一两端闭合的正方形线圈共有n＝10匝，边长L＝10cm，正方形线圈总电阻R＝8Ω，一个范围较大的匀强磁场与线圈平面垂直，当磁场以0.5T/s均匀增大时，在线圈导线中的电流有多大？

【答案】6.25×10－3A

【解析】

【分析】

考察感应电动势计算。

【详解】变化的磁场产生的感应电动势

线圈导线中的电流

24.如图所示，某发电机的输出功率为5×104W，输出电压为250V，输电线路总电阻R=60Ω，理想升压变压器的匝数比n1：

n2=1：

20，为使用户获得220V电压，求：

（1）输电线路损失的功率为多大？

（2）降压变压器的匝数比是多少？

【答案】△P=6×103W；

【解析】

【详解】

（1）根据变压器电压关系:

=

得，U2=5×103V，变压器功率关系：

P2=P1，输电线上的电流I2=

=10A，输电线上的功率损失：

△P=I22R=6×103W

（2）降压变压器的输入电压：

U3=U2﹣I2R=4400V根据降压变压器电压关系：

=

=

25.一列简谐横波如图所示，

时刻的波形为图中实线所示，

时刻波形如图中虚线所示，已知

，问：

（1）若波向右传播这列波的可能的最小传播速度是多大？

（2）若波向左传播，且