2021陕西省黄陵中学高二下学期期中考试物理试题含答案

黄陵中学2020-2021学年度第二学期期中考试高二物理试题

(时间:100分钟　满分:100分)

 一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-10题只有一项符合题目要求，第11-16题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)

1．下列说法正确的是（　　）

A．因衍射是波特有的特征，所以波遇到障碍物时一定能发生明显衍射现象

B．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大

C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应

D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大

2．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r．圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（　）

A．1:4   B．1:2   

C．1:1   D．4:1

3．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　）

A．此刻a的加速度最小

B．此刻b的速度最小

C．若波沿x轴负方向传播，此刻b向y轴正方向运动

D．若波沿x轴正方向传播，a比c先回到平衡位置

4． 通过某用电器的电流i与时间t的关系如图所示，则这种交变电流的有效值为（　）

A．        B．

C．   D．

5．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，下列说法中正确的是（　）

A．质点b处振幅始终最大 

B．质点c到两波源的路程差为零

C．质点a经过半个周期时，振动加强

D．此时质点d处于平衡位置，质点d为振动减弱点

6．如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度运动时，棒两端的感应电动势大小为 ，则 等于（  ）

A．               B．     

C．1                D．

7．如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间的距离为20 cm，由A运动到B的最短时间为1 s，则下述说法正确的是（  ）

A．从O到A再到O振子完成一次全振动

B．振子的周期是2 s，振幅20 cm

C．振子完成两次全振动所通过的路程是80 cm

D．从A点开始经过2 s时，振子对平衡位置的位移为零

8．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E ， 用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S ， 小灯泡发光；再断开开关S ， 小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽然多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(   )

A．线圈电阻偏大      

B．小灯泡电阻偏大

C．电源的内阻较大         

D．线圈的自感系数较大

9．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是(　)

A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右

B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右

C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左

D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左

10．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B，一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域，在图乙中给出的线框EF两端的电压UEF与线框移动距离x的关系图象正确的是( )

11．在匀强磁场中，一个50匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω，则（  ）

A．t＝0.5 s时，线圈平面恰与中性面重合

B．t＝1 s时，线圈中的电流改变方向

C．t＝1.5 s时，线圈中的感应电动势为零

D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2 J

12．如图，图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2=5：1，电阻R= 20Ω，L1、L1为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接l且S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是（  ）

A．输入电压u的表达式u= sin(50πt)V

B．当S1接1，断开S2时，L1、L2均正常发光

C．当S1接1，断开S2时，原线圈的输入功率将减小

D．当S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W

13．近年来，我国北方地区的高压输电线因遭遇寒流雨雪结冰负重增加造成断裂事故。科研攻关小组设想利用电流的热效应来快速融冰。若原正常供电时，高压线上输电电压为U，输电电流为I，热耗功率为P；融冰时在发电功率、输电线电阻不变的情况下，通过自动调节变压器的变压比，使输电线上的热耗功率变为25P，则融冰时（   ）

A．输电电流为25I            B．输电电流为5I  

C．输电电压为U            D．输电电压为U

14．如图甲所示，O、P为介质中的两点，O为波源，OP间距为6m。t=0时刻O点由平衡位置开始向上振动，向右产生沿直线传播的简谐横波，图乙表示t=0时刻开始P点振动的图象。则以下说法正确的是（   ）

A．该波的波长12m

B．该波的周期为4s

C．该波的波速为2m/s

D．若波源O向右靠近P点运动，则P点的观察者接收到的波的频率小于波源的频率

15． 如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面纸面垂直，磁场的上、下边界虚线均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，其上、下两边均为磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距若线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至ab边到达磁场下边界为止，线框下落的速度大小可能（   ）　

A．始终增加 

B．始终不变 

C．始终减小 

D．先减小后增加

16．如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la＝4lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则（   ）

A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B．a、b线圈中感应电动势之比为16∶1

C．a、b线圈中感应电流之比为16∶1

D．a、b线圈中电功率之比为64∶1

二、实验题（本题包含2小题,8个空，每空2分，共16分。）

17．某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。电键闭合后，他还进行了下列操作：

（1）将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱E移动，电流计指针将_______（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；

（2）将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；

（3）在产生感应电流的回路中，图中器材中哪个相当于电源？___________；

（4）由实验得出产生感应电流的条件是_________________________________。

18．某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.20 cm；用20分度的游标卡尺测得小球直径如图所示，然后用秒表记录了单摆全振动40次所用的时间．则

（1）小球直径为_________cm

（2）如果他在实验中误将41次全振动记为40次，测得的g值_________（填“偏大”或“偏小”或“准确”）

（3）他以摆长（L）为横坐标、周期的二次方（T2）为纵坐标作出了T2－L图线，由图象测得的图线的斜率为k，则测得的重力加速度g=_________．（用题目中给定的字母    表示）

（4）若他用一个摆长为90.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。）

三、解答题（本题包含3小题,共36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。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位。）

19．（9分）如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.5 s时的波形图。求：

(1)这列简谐波的周期；

(2)若波速为18m/s,试判断波的传播方向。

20．（12分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω，求：

(1)转动过程中感应电动势的最大值；

(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；

(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；

21．（15分）如图所示PQ、MN为足够长的两平行光滑金属导轨，它们之间连接一个阻值为R的电阻；导轨间距为L，导轨电阻不计，一质量为m的均匀金属杆AB水平放置在导轨上（金属杆电阻不计），且与导轨接触良好，导轨平面与水平面的倾角为，在垂直导轨平面方向有磁感应强度为B匀强磁场；今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中通过的距离为x，求：

(1)AB中感应电流的方向；

(2)AB下滑的最大速度；

(3)AB由静止开始下滑到恰好匀速运动通过杆的电量；

(4)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量．

黄陵中学2020-2021学年度第二学期期中考试高二物理答案

一、选择题（每小题3分，共48分）

二、实验题（每空2分，共16分）

17、【答案】左偏    左偏    线圈B    穿过闭合电路的磁通量发生变化   

【详解】

(1)闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转，闭合电键时电路中电流从没有到有，则通过B线圈的磁通量增加，电流表G指针向右偏转，将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱E移动时，通过B线圈的磁通量减小，电流表G指针向左偏转。

(2)将线圈A中的铁芯快速抽出，则通过B线圈的磁通量减小，电流表G指针向左偏转。

(3)在产生感应电流的回路中，由于通过B线圈的磁通量变化而产生感应电流，所以线圈B相当于电源。

(4)由实验得出产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

18、【答案】（1）2.990  （2）  偏小  （3）  42/k    （4）  7.8cm

【详解】

（1）由图可知，小球的直径D=29mm+0.05mm×18=29.90mm=2.990cm；

（2）实验中将41次全振动数为40次，会导致测得周期偏大，根据，知测得重力加速度偏小；

（3）根据单摆的周期公式得

可知斜率

解得重力加速度

（4）拉离平衡位置的距离

题中要求摆动的最大角度小于，且保留1位小数，所以拉离平衡位置的不超过7.8cm.

三、解答题（19题9分，20题12分，21题15分，共36分）

19、（9分）

【详解】(1)若波向右传播，则,,（2分）

所以周期为（1分）

若波向左传播，则,,（2分）

所以周期为（1分）

(2)由x=vt（1分）得0.5s内波传播的距离为 x=180.5m=9m=（1分）,则波向左传播。（1分）

20、（12分）

【详解】(1)感应电动势的最大值

Em＝NBSω＝100×0.5×0.12×2π V≈3.14 V。（4分）

(2)转过60°时的瞬时感应电动势

e＝Emcos60°＝3.14×0.5 V＝1.57 V。（4分）

(3)转过60°角的过程中产生的平均感应电动势

E＝N＝N＝ V=≈2.6 V。（4分）

21、         （15分）

22、【详解】(1)根据右手定则可以判断，AB中感应电流的方向为BA;（2分）

(2) 取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系

=ma （1分）

安培力 （1分）

（1分）

（1分）

联立解得：

 当时速度最大，即为： vm = mR /B2L2       （1分）

(3)  从静止开始到匀速运动过程中，（1分）

，

，（1分）

（1分）

联立解得：q=BLx/R；（1分）

(4)由能量守恒得：，（3分）

解得：  —    ．（1分）