2021-2022学年甘肃省庆阳市第六中学高二（下）期中物理试题含解析

庆阳第六中学2021-2022学年度第二学期期中考试题（卷）

高二  物理

考试时间：100分钟；

第I卷（选择题）

一、选择题（4×8=32分）

1. 物理学的发展史丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，下列叙述中符合物理学史实的是（　　）

A. 奥斯特从理论上预言了电磁波，并通过实验证实了电磁波的存在

B. 牛顿发现了电磁感应定律，使人们对电和磁内在联系的认识更加完善

C. 楞次在分析了许多实验事实后，总结出了楞次定律，用楞次定律可以判定感应电流方向

D. 赫兹观察到通电螺旋管外部的磁场和条形磁铁的磁场很相似，由此受到启发，提出了著名的分子电流假说

【答案】C

【解析】

【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；

B．法拉第发现了电磁感应定律，使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，故B错误；

C．楞次在分析了许多实验事实后，总结出了楞次定律，用楞次定律可以判定感应电流方向，故C正确；

D．安培观察到通电螺旋管外部的磁场和条形磁铁的磁场很相似，由此受到启发，提出了著名的分子电流假说，故D错误。

故选C。

2. 如图是应用光敏电阻设计的实验电路。闭合开关后，用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，下列分析正确的有（　　）

A. 光敏电阻的阻值随光照强度增加而增大

B. 光敏电阻阻值不随光照强度的变化而变化

C. 灯变得更亮，说明电路中的总电阻变小

D. 灯变得更亮，说明电路中的总电阻变大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】由于用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，则电路的电流变大，总电阻减小，所以光敏电阻的阻值随光照强度增加而减小，则ABD错误；C正确；

故选C。

3. 位于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为400m/s。已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，如图所示，在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　）

A. 波源开始振动时方向沿y轴正方向

B. 波源的振动周期为T=0.05s

C. 若波源向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率大于波源的频率

D. 该简谐横波在传播过程中只有遇到尺寸等于20m的障碍物时，才会发生明显的衍射现象

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图像知，波源开始振动的方向沿y轴负方向，A错误；

B．根据图像可知波长

则周期为

B正确；

C．波源向x轴负方向运动，则接收器与波源之间的距离增大，根据多普勒效应可知，接收器接收到的波的频率将小于波源的频率，C错误；

D．该简谐波波长为20m，在传播过程中只有遇到尺寸小于或等于20m的障碍物时才产生明显的衍射现象，但选项中仅说了等于，D错误。

故选B。

4. 处于同一水平面的振源S1和S2做简谐运动，向四周分别发出两列振幅均为A的简谐横波，波在同一区域传播，形成如图所示稳定的干涉图样。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，N点为波峰与波谷相遇点，M点为波峰与波峰相遇点。下列说法不正确的是（　　）

A. 两个振源S1和S2的振动频率一定相同

B. M点为振动加强点，其振幅为A

C. N点始终处在平衡位置

D. 从图示时刻开始经过四分之一周期，M、N两点竖直高度差为0

【答案】B

【解析】

【详解】A．因为振源S1和S2发出的两列波形成稳定的干涉图样，故两列波为相干波，两个振源S1和S2的振动频率一定相同，故A正确，不符合题意；

B．M点为振动加强点，其振幅为2A，故B错误，符合题意；

C．两列简谐横波的振幅均为A，且N点为振动减弱点，故N点始终处在平衡位置，故C正确，不符合题意；

D．从图示时刻开始经过四分之一周期，M、N两点均处在平衡位置，故竖直高度差为0，故D正确，不符合题意。

故选B。

5. 如图所示，对做简谐运动的弹簧振子的受力情况分析正确的是（    ）

A. 重力、支持力、弹簧的弹力

B. 重力、支持力、弹簧的弹力、回复力

C. 重力、支持力、回复力、摩擦力

D. 重力、支持力、摩擦力、弹簧的弹力

【答案】A

【解析】

【详解】A.振子只受重力、支持力及弹簧给它的弹力.故选项A符合题意.

B.回复力为效果力，受力分析时不分析此力. 故选项B不符合题意.

CD.弹簧振子的简谐运动中忽略了摩擦力.故选项CD不符合题意.

6. 如图所示，甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P点是平衡位置在处的质点，Q点是平衡位置在处的质点，M点是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿x正方向传播

B. 质点M与质点Q的振动方向总是相同

C. 在时间内，质点P通过的路程为

D. ，质点M的速度为0

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题知甲为简谐横波在t = 0时刻的波形图，而图乙为质点Q的振动图像，由乙图看出在t = 0s时Q质点向下振动，由带动法可知，是Q点右边的质点带动Q点振动，说明该波沿x轴负方向传播，故A错误；

B．由甲图可知，质点M与质点Q的平衡位置相距半个波长，所以质点M与质点Q的振动方向总是相反的，故B错误；

C．由乙图可以看出T = 0.6s，。由甲图可看出，在时间内，质点P先向最大位移处移动，再从最大位移向平衡位置靠近，在这时间内的平均速度小于经过平衡位置前后的时间内的平均速度，所以路程小于一个振幅，该波的振幅为A = 10cm，所以在时间内，质点P通过的路程小于，故C错误；

D．，t=0时质点M处于平衡状态，振动方向向上，经过，质点M向上振动到波峰位置，速度为零，故 D正确。

故选D。

7. 如图所示，在铁环上用漆包线绕制了两个线圈1=100匝、2（匝数没有记录），可视为理想变压器，交流电源2的电动势。当S1置于2、S2置于4时，电压表V的示数为12V。下列说法正确的是（　　）

A. 由实验数据可算得，线圈n2的匝数为200匝

B. S1置于2时，线圈n2输出频率为100Hz

C. S2置于3，当S1从0扳到1时，G中会有电流

D. S1置于1，当S2从5扳到3时，G中会有电流

【答案】C

【解析】

【详解】A．当S1置于2、S2置于4时，原线圈输入电压有效值为

副线圈输出电压U2=12V，根据理想变压器变压比可得

解得

故A错误；

B．原线圈输入交变电流频率为

变压器不变频，则副线圈输出频率为50Hz，故B错误；

C．S2置于3，当S1从0扳到1时，原线圈中的电流发生变化，穿过副线圈磁通量发生变化，则副线圈中产生感应电流，故G中会有电流，故C正确；

D．S1置于1，通过原线圈中的电流不发生变化，则穿过副线圈磁通量不发生变化，则副线圈中无感应电动势，当S2从5扳到3时，也无感应电流，则G中不会有电流，故D错误。

故选C。

8. 在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，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。电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表，下列判断正确的是（　　）

A. 电压表的示数为 B. 该交变电流的电压有效值为

C. 电阻R一个周期内产生热量为12J D. 电流表的示数为0.5A

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据“热相等”原则，得

解得

所以该交变电流的电压有效值为6V，电压表读数为6V，AB错误；

C．由焦耳定律得

C错误；

D．由闭合电路欧姆定律

D正确。

故选D。

二、多选题（4×4=16分）

9. 中央电视台焦点访谈栏目曾多次报道某些边远落后的农村电价过高、农民负担过重的问题。造成电价高的客观原因主要是电网陈旧老化，电能损耗严重。为了保障农民的利益，在进行电网改造的时候，电力部门必须考虑尽可能减少输电线上的能量损耗。下列方法可行的是（　　）

A. 提高输送电压

B. 将铝线换成银线

C. 适当增大输电线的截面积

D. 缩短输电线长度

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由可知，用户功率不变，增大输送电压可使输电线路电流减小，由焦耳定律

可知，电流减小可以减少输电线上的能量损耗。A正确；

B．将铝线换成银线虽然比铜的电阻小，但银不稳定，已折损，造价成本高等缺点不适用于当输送电线。B错误；

C．适当增大输电线的截面积，可使电阻减小，结合A中分析，可以减少输电线上的能量损耗。C正确；

D．缩短输电线长度，虽能使电阻减小，但每条输电线路都是经过规划的，不能随意更改。D错误。

故选AC。

10. 如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 时，振子的速度方向向左

B. 时，振子在O点右侧处

C. 和时，振子的加速度完全相同

D. 到的时间内，振子的速度逐渐增大

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．t=0.8s时，振子经过O点向负方向运动，即向左运动，故A正确；

B．由乙图可知振子振幅A=12cm，周期T=1.6s，则可知

则振子振动方程为

当t=0.2s时，振子在O点右侧，且

故B正确；

C．t=0.4s和t=1.2s时，振子位移等大反向，回复力和加速度也是等大反向，故C错误；D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子从B点向左运动到平衡位置，其速度逐渐增加，故D正确。

故选ABD。

11. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻。从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（　　）

A. 图示位置为中性面

B. 线圈转动的角速度为

C. 时，穿过线圈平面的磁通量最大

D. 电流表的示数为2A

【答案】B

【解析】

【详解】A．由甲图可知，线圈位于与中性面垂直位置，故A错误；

B．由乙图可知，线圈转动的周期，故线圈的角速度

故B正确；

C．由题意可知

由乙图可知，此时线圈产生的感应电动势最大，此时线圈位于与中性面垂直位置，故穿过线圈平面的磁通量为零，故C错误；

D．输出的交变电压的最大值为，有效值为

输出的交变电压为外电路电压，根据欧姆定律可知

故D错误。

故选B。

12. 如图所示，是两个宽度均为，磁感应强度大小均为，但方向相反的相邻匀强磁场区域。一个边长也为的正方形金属线框，以速度沿垂直于磁场边界方向由位置1匀速运动到位置2。取线框刚到达位置1的时刻为计时起点（），设刚进入磁场时线框中的电流为，线框所受安培力的大小为，逆时针方向为感应电流的正方向，水平向左的方向为线框所受安培力的正方向，则下列反映线框中的电流、线框所受的安培力与时间关系的图像中正确的是（  ）

A.  B.

C.  D.

【答案】AD

【解析】

【详解】线圈从0~L过程中

方向逆时针，为正方向；安培力

方向向左，为正方向；

线圈从L~2L过程中

方向顺时针，为负方向；安培力

方向向左，为正方向；

线圈从2L~3L过程中

方向逆时针，为正方向；安培力

方向向左，为正方向；

故选AD。

第II卷（非选择题）

三、实验题（9+6=15分）

13. 在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时

①为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最___________（填“高”或“低”）点的位置时开始计时；

②实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是___________；

A．摆球太重

B．实验室的海拔太高

C．测出n次全振动时间为t，误作为(n+1)次全振动时间

D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了

③有两位同学利用假期分别去参观北京大学和厦门大学验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2-L图象，如图所示。去北大的同学所测实实验结果对应的图线是___________（填“A”或“B”）。

【答案】    ①. 低    ②. C    ③. B

【解析】

【详解】①[1]摆球经过最低点的位置时速度最大，在相等的距离误差上引起的时间误差最小，测的周期误差最小，则摆球应在经过最低点的位置时开始计时。

②[2]A．摆球的重力越重，误差越小，测量结果越准确，不为测量结果偏大的原因，故A错误；

B．海拔越高，重力加速度越小，显然不是测量结果偏大的原因，故B错误；

C．单摆的周期为，若将n误作为n+1，则周期会变小，根据单摆的周期公式

则测得的g值会偏大，故C正确；

D．根据

因振动中摆线长度增长了，则测的单摆的周期会变大，且有

对于上式的长度非振动过程中的长度，而是振动前的长度，可知得到的g值偏小，故D错误。

故选C。

③[3]由

得

图像的斜率越大，则重力加速度越小，因南京当地的重力加速度小于北京，则去北大的同学所测实验结果对应斜率小的B图线。

14. 用力传感器对单摆振动过程进行测量，力传感器测出的F﹣t图象如图所示，根据图中信息可得，摆球摆到最低点的时刻为_____s，该单摆的摆长为_____m（取π2=10，g=10m/s2）。

【答案】    ①. 0.6    ②. 0.64

【解析】

【分析】

【详解】[1]摆球摆到最低点拉力最大，根据图的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为0.6s；

[2]摆球摆到最高点的时刻为0.2s和1.0s，单摆摆动的周期为

T=2×（1.0﹣0.2）s=1.6s

根据公式

T=2π

解得

L==0.64m

四、解答题（10+15+12=37分）

15. 一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中x＝4m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin（5πt）cm。

（1）由所给信息确定这列波的周期T、振幅A与波长λ；

（2）求出这列波的波速；

（3）试判定这列波的传播方向。

【答案】（1），A=10cm，T=0.4s；（2）；（3）波沿x轴负方向传播

【解析】

【分析】

【详解】(1)由波形图可知

，A=10cm

由振动方程可知

(2)根据波速公式得

(3)根据振动方程可知，下一时刻质点P沿y轴正方向振动，所以该波沿x轴负方向传播。

16. 光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直。（真空中的光速c＝3.0×108 m/s）

（1）画出折射光路图；

（2）求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；

（3）当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？

（4）当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？

【答案】（1）；（2），×108 m/s；（3）；（4）不变

【解析】

【分析】

【详解】（1）光路图如图所示，其中AO为入射光线，OB为折射光线

（2）由题意

又

得

设光在玻璃中传播速度为v，由

得

（3）当入射角为45°时，介质折射率不变，由

得

（4）不变，因为折射率是由介质和入射光频率共同决定的物理量，与入射角的大小无关。

17. 如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨、相距，上端连接一个阻值的电阻，导轨平面与水平面夹角，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，它们之间的动摩擦因数，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。已知金属棒的质量为，阻值，磁场的磁感应强度。金属棒从静止开始运动，若金属棒下滑距离为时速度恰好达到最大值（，，取）。求：

（1）金属棒下滑过程中流过电阻的电流方向；

（2）金属棒达到的最大速度；

（3）金属棒由静止开始下滑位移为的过程中，金属棒上产生的焦耳热。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由右手定则可判断流过电阻的电流方向是由

（2）金属棒达到最大速度时，有

金属棒受到的安培力

据闭合电路欧姆定律得

金属棒产生的感应电动势为

联立解得

（3）整个系统总能量守恒

电阻、串联

代入数据得