2020-2021学年吉林省延边第二中学高二下学期期中考试物理试题 Word版

         延边二中2020-2021学年度第二学期期中考试

高二年级物理试卷

一、选择题（共13题，每题4分，共52分。其中1~9题为单选题，10~13题为多选题。每道多选题中，至少有两个选项是正确的，全对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分。）

1．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

2．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则(    )

A．此单摆的固有周期约为0.5 s

B．此单摆的摆长约为lm

C．若摆长增大，单摆的固有频率增大

D．若把该单摆移到月球上，则在月球上该单摆的共振曲线的峰将向右移动

3．如图为一列在均匀介质中传播的简谐横波在t=4s时刻的波形图，若已知波源在坐标原点O处，波速为2 m/s，P、Q分别是平衡位置为4m和7m处的两质点，则（   ）

A．该波的波长是8m

B．P点振幅比Q点振幅小

C．再经过4s，质点Q通过的路程是0.4 m

D．若该波与频率为2Hz的简谐横波相遇，可发生干涉现象

4．关于波的衍射和多普勒效应，下列说法正确的是（     ）

A．当障碍物的尺寸比波长大得多时能观察到明显的衍射现象

B．当障碍物的尺寸跟波长相差不多时能观察到明显的衍射现象

C．当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率比波源的频率大

D．当波源与观察者相向运动时，观察者接受到的频率比波源的频率小

5．如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是(　　)

A．a点的振动加强，e点的振动介于加强点和减弱点之间

B．c、f两点的振动加强

C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换

D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰

6．如图所示，一交流发电机的矩形线圈匝数为n=10，其电阻r=2Ω，面积S=0.2m2，在磁感应强度B=的匀强磁场中，若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω=10πrad/s的角速度匀速转动，向R=18Ω的电阻供电。则以下说法中正确的是（　　）

A．该线圈产生的是余弦式交变电流

B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40V

C．线圈开始转动时流过电阻R的瞬时电流大小为

D．电阻R上消耗的电功率为9W

7．一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（　　）

A．t=时刻，圆环有收缩的趋势

B．t=时刻，圆环中感应电流最大

C．t=时刻，圆环有收缩的趋势

D．t=和t=时刻，圆环内有相同的感应电流

8．腰长为的等腰直角三角形内有垂直于线框的匀强磁场，是一腰长为的等腰直角三角形，已知两直角边的电阻之和与底边的电阻相等，虚线是过的等腰三角形的对称线.从开始，使导线从图示位置开始以恒定水平速度沿虚线方向移动进入磁场.直至整个导线框离开磁场区域.用表示导线框中的感应电流，表示两点间的电势差.则下列图像中正确的是（    ）

A．B．

C．D．

9．均质均匀圆环半径略大于圆柱体半径，空间存在垂直于圆柱体表面沿半径向外的磁场，圆环所在位置的磁感应强度大小为B。圆环的质量为m，半径为r，给环以竖直向上的初速度v，圆环上升最大的高度为H，然后落回抛出点，此过程中（　　）

A．圆环先有扩张后有收缩趋势

B．圆环上升时间比下降时间短

C．圆环上升过程和下降过程产生的热量相同

D．圆环上升过程经过位置时的速度有可能大于

10．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（　　）

A． ＝   B．I2＝  

C．I1U1 > I22R      D．I1U1＝I2U2

11．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为22:1，图中电表均为理想的交流电表，与电压表V1串联的是一个理想二极管，开关S原来闭合，定值电阻R、R1、R2，其余电阻不计，从某时刻开始给原线圈加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是(     )

A．断开S后，电压表V1读数不变，仍为10V

B．断开S后，电压表V2读数变大，电流表A2读数变小

C．断开S后，电阻R1的功率变小，电阻R的功率变大

D．断开S后，电流表A1读数变小，原线圈的输入功率变小

12．一列简谐横波，在时刻的图象如图甲所示，波上质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是（    ）

A．这列波沿轴正方向传播           

B．这列波的波速是

C．从开始，质点比质点晚回到平衡位置

D．从开始，紧接着时间内，质点通过的路程是

13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的振动图象．由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是（　　）

A．m           B．m          C． m         D．m     

二、实验题(每空2分，共16分)

14．某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度，实验步骤如下：

A．按装置图安装好实验装置；

B．用游标卡尺测量小球的直径d；

C．用米尺测量悬线的长度L；

D．让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时，并记为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3……。当数到20时，停止计时，测得时间为t；

E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；

F．计算出每个悬线长度对应的t2；

G．以t2为纵坐标、L为横坐标，作出t2－L图线。

结合上述实验，完成下列任务：

（1）用20分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如下图所示，读出小球直径d的值为______cm。

（2）该同学根据实验数据，利用计算机作出t2–L图线如图所示。根据图线拟合得到方程t2＝403.3L＋1.63。由此可以得出当地的重力加速度g＝__________ m/s2。（取π2＝ 9.86，结果保留3位有效数字）

（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是（_   ____）

A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；

B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；

C．不应作t2–L图线，而应作t2–（L+d）图线；

D．不应作t2–L图线，而应作t –L图线。

15．某学习小组利用如图1所示的电路测量多用电表内欧姆“×1”挡内部电池的电动势E和多用电表欧姆“×1”挡的内阻r，为滑动变阻器，为电压表(量程0～2V，内阻约)。实验步骤如下：

（1）将多用电表的选择开关调到“×1”挡，将图1中多用电表的黑表笔与_________(填“1”或“2”)端相连。

（2）两表笔与1、2正确连接后，改变滑动变阻器接入电路的阻值，某次实验中多用电表和电压表的读数分别如图2、图3所示，多用电表的读数为________，电压表的读数为________V。

(3)多次改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录多用电表的读数R和电压表的读数U，并在计算机上显示出如图4所示的图线，则E=_________V，r=________。(计算结果保留三位有效数字)

三、解答题（16小题10分，17小题10分，18小题12分,19题为附加题15分，共47分。计算题要列原始方程 、表明运动过程，简明写出必要的文字说明，只写结果的不得分）

16．如图，理想变压器原线圈与一个10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3W，正常发光时电阻为30Ω，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A，试计算：

（1）原、副线圈的匝数比．

（2）流过灯泡b的电流．

17．如图(a)，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1=0时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1=l.0m和x2=4.0m的两质点．图(b)为质点Q的振动图像，

求：(1)波的传播速度和t2的大小；

    (2)质点P的位移随时间变化的关系式．

18．如图所示，将质量为m = 100g 的平台 A 连接在劲度系数 k = 200N/m 的弹簧上端，弹簧下端固定在地面上，形成竖直方向的弹簧振子，在 A 的上方放置质量也为m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)当振幅为0.5cm时，求B对A的最大压力；

(2)为使B在振动中始终与A接触，振幅的最大值。

19．（附加题15分）如图所示，半径为r、间距为L的两根等高光滑的四分之一金属圆弧轨道通过两段较短的光滑绝缘材料与两根足够长且间距也为L的光滑金属平行直导轨和相连（即金属圆弧轨道与、绝缘连接不导电），在轨道顶端连接一阻值为R的电阻，所有轨道电阻不计，整个导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场I左边界在圆弧轨道的最左端，磁感应强度大小为B，方向竖直向上；磁场II的磁感应强度大小为2B，方向竖直向下，现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为R的金属棒a从轨道最高点MN开始，在有拉力作用情况下以速率沿四分之一金属圆弧轨道作匀速圆周运动到最低点PQ处，到达PQ处立即撤去拉力然后滑过光滑绝缘部分进入水平金属轨道，另有一根与a完全相同的金属棒b置于磁场II中的ef处，设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g，求：

（1）在金属棒a沿四分之一金属圆弧轨道运动过程中通过电阻R的电荷量；

（2）在金属棒a沿四分之一金属圆弧轨道运动过程中电阻R上产生的热量及拉力做的功；

（3）设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场I内运动过程中，金属棒b中产生焦耳热的最大值．

参考答案：

1．C2．B3．C4．B5．D6．D7．C8．A9．B10．CD11．BD12．ABD13．BCD

14．0.810cm    9.78m/s2    C   

15．欧姆调零    1    20    0.85    1.43    13.7   

16．10:3    10   

 (1)因a正常发光，根据公式

得

副线圈电压U2=Ua=3V

故

(2)a正常发光时，根据公式Pa=UaIa

得Ia═0.1A

因b灯与a 灯并联，则Ub=Ua=3V

根据公式得

副线圈总电流=×0.09=0.3A

又因b灯与a灯并联副线圈总电流I2=Ia+Ib

故流过灯泡b的电流 Ib=I2﹣Ia=0.2A

17．（1）40m/s； （n=0、1、2、3……）（2）

（1）由图可知波长：λ=8m，质点振动的周期：T=0.2s

传播速度

结合图像可知，横波沿x正向传播，

故t1=0和时刻： 解得 （n=0、1、2、3……）

（2）质点P做简谐振动的位移表达式：

由图可知，时cm且向-y方向运动，解得

18．（1）4cm（2）（3）振幅不能大于1cm

振幅很小时，A、B间不会分离，将A与B整体作为振子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件得：

得形变量：

平衡位置距地面高度： ；

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，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；

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，且最大值（方向竖直向下

因，表明A、B仅受重力作用，此刻弹簧的弹力为零，即弹簧处于原长．

，振幅不能大于1cm ．

19．（1）（2）（3）

（1）根据题意可知，电量为

平均电流为

平均电动势为

联立可得

又因

则有：

（2）导体棒切割磁感线示意图如图所示：

在t时刻有电动势为

角速度为

角度为

联立可得

此为正弦式交变电流，有效值为，

产生的总热量为

R上产生的总热量为

解得，

对导体棒，由动能定理，又，

可得：

（3）当金属棒a进入磁场I时，向右做减速运动，b向左加速运动，二者产生感应电动势相反，当时，回路电流为零，二者均匀速，此时b中焦耳热最大．

对a，用动量定理：；对b，用动量定理

解得，

产生的总热量为

可得