2021-2022学年四川省成都市蓉城名校联盟高二下学期期中联考物理试题 （解析版）

这是一份2021-2022学年四川省成都市蓉城名校联盟高二下学期期中联考物理试题 （解析版），共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
蓉城名校联盟2021~2022学年度下期高中2020级期中联考物理一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 下列说法正确的是（　　）A. 做简谐运动的物体的回复力一定是物体所受的合力B. 单摆在任何情况下的运动都是简谐运动C. 做受迫振动的物体，其振动频率与固有频率无关D. 驱动力的频率越大，受迫振动的振幅就越大【答案】C【解析】【详解】A．回复力是振子受迫使它回复平衡位置的力，是合外力平行于速度方向上的分力，A错误；B．单摆在偏角很小的情况下做简谐运动，B错误；C．做受迫振动的物体，其振动频率与驱动力的频率相同，C正确；D．驱动力的频率与固有频率相同时，振幅最大，D错误。故选C。2. 如图，M、N间距离为，一弹簧振子在M、N间做简谐运动，O为平衡位置，而P、Q是关于平衡位置O对称的两点。下列说法正确的是（　　）A. 振子受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用B. 振子振动的振幅为C. 振子经过段和段的时间相等D. 振子从M向P运动过程中，振子的位移增大，加速度减小【答案】C【解析】【详解】A．振子受重力、支持力、弹簧弹力的作用，回复力不是振子实际受到的力，由弹簧弹力提供回复力，故A错误；B．振子振动的振幅为，故B错误；C．由简谐运动的对称性可知，振子经过段和段的时间相等，故C正确；D．振子从M向P运动的过程中，振子的位移减小，加速度减小，故D错误。故选C。3. 平静湖面有两个稳定的波源和，产生振幅均为A的简谐横波，并形成如图所示的稳定的干涉图样。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。下列说法正确的是（　　）A. 两个波源和的振动频率不一定相同B. N点的振幅为0C. M点为振动加强点，其位移始终为D. 从图示时刻开始经过四分之一周期，M、N两点的竖直高度差为【答案】B【解析】【详解】A．因为振源S1和S2形成稳定干涉图样，为相干波源，故两个振源S1和S2的振动频率一定相同，故A错误；B．两列简谐横波振幅均为A，且N点为振动的减弱点，故N点始终处在平衡位置，振幅为0，故B正确；C．M点为振动加强点，其振幅为2A，位移在随时间变化，可能为零，故C错误；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错误。故选B。4. 如图，交流电源的输出电压为U，频率为f，a、b、c三灯亮度相同。下列说法正确的是（　　）A. 将交流电源的频率提高为2f时，a灯变亮，b灯变暗，c灯亮度不变B. 拔出电感线圈L中的铁芯后，b灯将变暗C. 在电容器C中插入电介质之后，a灯将变暗D. 改接输出电压为U的直流电源时，a灯将熄灭，b灯将变亮，c灯将变暗【答案】A【解析】【详解】A．将交流电源的频率提高为2f时，根据 ，容抗变小，a灯变亮；根据 ，感抗变大，b灯变暗；根据 ，电阻不变，c灯亮度不变，A正确；B．根据，拔出电感线圈L中的铁芯后，L变小，容抗变小，b灯将变亮，B错误；C．根据 ，在电容器C中插入电介质之后，电容C变大，根据，容抗变小，a灯将变亮，C错误；D．改接输出电压为U的直流电源时，直流电流不能通过电容器，a灯将熄灭；容抗减小到零，b灯将变亮；电阻不变，c灯亮度不变，D错误。故选A。5. 如图1，一矩形导体环垂直置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图2所示。规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，顺时针方向为感应电流的正方向，则矩形导体环中的感应电流I随时间t的变化关系图像正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，从图2可知，0—1s磁场向外且减小，则通过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流方向应该为逆时针，为负方向，同理可知1s—2s电流为负方向、2s—4s为正方向；根据法拉第电磁感应定律及欧姆定律，线圈的感应电流为 其中R为线圈的电阻，k为磁感应强度的变化率，从图2可以看出k为定值，即电流大小恒定，故ACD错，B正确。故选B。6. 如图，L是自感系数较大的电感线圈，其直流电阻与定值电阻R的阻值相等，a、b、c是三个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）A. 开关S闭合时，c灯立即变亮，a、b灯逐渐变亮B. 开关S断开时，通过b灯的电流方向向右C. 开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭D. 开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭【答案】D【解析】【详解】A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，使得a灯逐渐亮，A错误；B．开关S断开前，通过b灯的电流方向向右，开关S断开时，由于在L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则电流将在L与a、b灯之间形成新的回路，通过b灯的电流方向向左，B错误；C．开关S断开时，c灯立即熄灭，由于在L中产生自感电动势阻碍电流减小，则电流将在L与a、b灯之间形成新的回路，使得a、b灯逐渐熄灭，C错误，D正确；故选D。7. 如图，一交变电压前半个周期按正弦规律变化，峰值为，后半个周期电压保持为不变，则此交变电压的有效值为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】前半个周期的有效值为4V，设其有效值为U，根据有效值的定义有 解得 故BCD错误，A正确。故选A。8. 用两根粗细、材料均相同导线绕制成如图所示的矩形闭合线圈A和B，匝数分别为和，在它们之间放有一根平行于两线圈平面且与两线圈距离相等的通电直导线。若通电直导线中的电流I均匀增大，则下列说法正确的是（　　）A. 穿过线圈A、B的磁通量之比为B. 线圈A、B中的感应电流方向相同C. 线圈A、B中的感应电动势大小之比为D. 线圈A、B中的感应电流大小之比为4∶3【答案】D【解析】【详解】A．通电直导线与两线圈共平面且与两线圈距离相等，则磁感应强度大小相等，根据磁通量的定义，由于线圈面积是2：1，则磁通量之比为2：1，故A错误；B．当电流I均匀增大，其在右边产生在磁场方向是垂直于平面向里且强度在变大，穿过B线圈的磁通量向里且增大，根据楞次定律，线圈B中的感应电流方向为逆时针；同理可知线圈A中的电流方向为顺时针，故B错误；C．根据法拉第电磁感应定律，A、B两线圈产生感应电动势为分别为则电动势之比为故C错误；D．因单匝线圈的周长之比为3：2，则根据电阻定律两线圈的电阻之比为又因两线圈电动势之比为则根据欧姆定律有，其电流之比为 故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 下列说法正确的是（　　）A. 当汽车远离我们而去时，我们听到的汽车鸣笛声的音调变低B. 发生多普勒效应时，波源的频率一定发生了变化C. 波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象D. 只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长更小时，才会发生衍射现象【答案】AC【解析】【详解】A．根据多普勒效应，当声源与接收者相互靠近时，接收到的频率升高，远离时接收到的频率降低，当汽车远离我们而去时，我们听到的汽车鸣笛声的音调变低，故A正确；B．发生多普勒效应时，当声源与接收者相互靠近时，接收到的频率升高，远离时接收到的频率降低，但波源的频率不变，故B错误；C．波长越长的波，绕过障碍物的能力越强，越容易发生明显的衍射现象，故C正确；D．波的衍射不需要条件，只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长更小时，才会观察到明显的衍射现象，所以D错误。故选AC。10. 如图，水平桌面上放有一个质量为m的闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁。不计空气阻力，重力加速度大小为g。当条形磁铁从轴线上由静止释放后竖直下落时，下列说法正确的是（　　）A. 铝环对桌面的压力大小为B. 铝环有收缩趋势C. 条形磁铁由静止释放后做自由落体运动D. 条形磁铁下落的加速度大小【答案】BD【解析】【详解】ACD．由来拒去留可知，条形磁铁对铝环有向下的作用了，铝环对条形磁铁有向上的作用力。所以铝环对桌面的压力大小大于，条形磁铁由静止释放后的运动并不是自由落体运动，加速度，故AC错误，D正确；B．条形磁铁靠近铝环时，铝环中的磁通量增加，由楞次定律可知铝环有收缩趋势，故B正确；故选BD。11. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图为时刻的波形图，此时波刚好传播到处，P、Q两质点偏离平衡位置的位移均为。若质点P完成一次全振动的时间为，则下列说法正确的是（　　）A. 时刻，质点P、Q的振动速度相同B. 质点P的速度正在减小C. 波源开始振动的方向沿y轴负方向D. 质点P的振动方程为【答案】BD【解析】【详解】A．由已知，波沿x轴正方向传播，时刻，质点P、Q偏离平衡位置的距离相同，质点P、Q的振动速度大小相同，方向相反，A错误；B．由已知，波沿x轴正方向传播，质点P远离平衡位置向波峰运动，质点P速度变小，B正确。C．由图可知，波传播到处时，质点向y轴正方向震动，C错误；D．根据图像可知，振幅A=4cm，周期T=1.2s，根据振动方程质点P的振动方程为D正确；故选BD。12. 如图，线圈、绕在水平放置的闭合铁芯上，与线圈相连的导轨光滑并水平固定，导轨内存在竖直向下的匀强磁场，与线圈相连的导轨倾斜固定，导轨内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，当金属杆在倾斜导轨上做某种运动时，使得金属杆向左运动，则金属杆在倾斜导轨上的运动情况可能是（　　）A. 加速向下 B. 匀速向下 C. 加速向上 D. 减速向上【答案】AD【解析】【详解】AB．金属杆向左运动说明金属杆受到向左的安培力，由左手定则可知，金属杆中的电流由b到a；由安培定则可知，右侧线框中感应电流产生磁场方向向下，若左侧金属杆向下运动，左侧线框中产生的磁通量向下，右侧线框中的磁通量向上；则由楞次定律可知，左侧线框中的磁场突然增加，故产生以上现象只能是加速运动，A正确，B错误。CD．金属杆向左运动说明金属杆受到向左的安培力，由左手定则可知，金属杆中的电流由b到a；由安培定则可知，右侧线框中感应电流产生磁场方向向下，若左侧金属杆向上运动，左侧线框中产生的磁通量向上，右侧线框中的磁通量向下；则由楞次定律可知，左侧线框中的磁场突然减小，故产生以上现象只能是减速运动，C错误，D正确。故选AD。13. 如图，一发电机线圈内阻为，绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。发电机与匝数比为1∶4的理想升压变压器相连进行远距离输电，并通过匝数比为5∶1的理想降压变压器向一个学校的30个教室（每个教室有“”的白炽灯5盏）供电使其全都正常工作，输电线的总电阻为，电流表为理想电表。下列说法正确的是（　　）A. 发电机的输出功率为B. 电流表的示数为C. 发电机发电的电动势为D. 当用电教室减少时，输电线上损失的电功率将增大【答案】BC【解析】【详解】A．因教室里电灯的总功率为6000W，考虑到导线上还有电功率损失，可知发电机的输出功率为大于6000W，选项A错误；B．降压变压器次级电流为初级电流 升压变压器的次级电流I2=6A初级电流为即电流表的示数为，选项B正确；C．降压变压器的初级电压升压变压器的次级电压升压变压器的初级电压发电机发电的电动势为选项C正确；D．当用电教室减少时，降压变压的输出功率减小，输入功率减小，输电线上的电流减小，则输电线上损失的电功率将减小，选项D错误。故选BC。三、实验探究题：本题共2小题，共14分。14. 某同学做“探究电磁感应产生条件”的实验时，由于没有滑动变阻器，于是他用一个光敏电阻（光照越强电阻越小，反之越大）和一个可调节光照强度的光源替代滑动变阻器。图中实验器材有部分已用导线连接。（1）请用笔画线代替导线将图中的实验电路连接完整。________（2）闭合电键的瞬间，观察到电流表G的指针向右偏转。那么闭合电键后，增强可调光源强度，电流表G的指针将向________偏转（填“左”或“右”）；保持光源强度不变，将线圈A中的铁芯快速抽出，电流表G的指针将向________偏转（填“左”或“右”）。【答案】    ①. 见详解    ②. 右    ③. 左【解析】【详解】（1）[1]（2）[2]由题意可知当线圈B中的磁通量增加时，产生的感应电流，G表指针向右偏转。则增强光源强度时，电阻减小，电流变大，线圈B中的磁通量增加，所以G表指针向右偏转；保持光源强度不变，将线圈A中的铁芯快速抽出时，线圈B中的磁通量减小，所以G表指针向左偏转。15. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中：（1）用游标卡尺测出单摆小球的直径D如图甲所示，则_______。（2）如图乙，让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测出摆线的长度l，则_______。（3）由小球通过平衡位置开始按下停表计时，测得小球完成n次全振动所用的总时间为t。由以上测得的物理量符号写出重力加速度g的大小的计算式为________。（4）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像如图丙所示。由图可知重力加速度大小为_________（用图中字母表示）。（5）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是（           ）（填正确答案标号）。A．如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球B．在摆长和时间的测量中，摆长的测量对实验误差影响较大C．为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小【答案】    ①. 1.35    ②. 96.15    ③.     ④.     ⑤. AD【解析】【详解】（1）[1]由图甲所示游标卡尺可知，读数D=1.3cm+0.1×5mm=1.35cm；（2）[2]由图乙所示刻度尺可知，其分度值是1mm，摆长=96.15cm；（3）[3]根据单摆的周期公式由已知带入解得（4）[4]根据单摆的周期公式得由图示图像可知，图像的斜率解得（5）[5]A．为减小摆球受阻力影响,摆球应选择，质量大些、体积小些的，可以选择铁球，A正确；B．根据公式时间的测量对实验误差影响较大，B错误； C．实验要求单摆偏离平衡位置的角度不能太大，摆角θ< 5°，不是摆幅越大越好，若摆线相距平衡位置有较大的角度，则单摆就不能视为简谐运动了，C错误；D．单摆振动中出现松动，摆长实际值大，测量值偏小，根据公式测得的g值偏小，D正确。故选AD。四、计算题：本题共4小题，共42分。解答应当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，不能得分。16. 如图，一矩形线圈匝数为匝、面积为、内阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线以角速度从图示位置开始匀速转动，线圈外部与阻值为的电阻和理想电压表相接，开关K始终闭合。求：（1）电压表的示数及电阻R消耗的电功率；（2）从图示位置开始转动时间时，矩形线圈中产生的感应电动势的大小。【答案】（1）16V；64W；（2）【解析】【详解】（1）感应电动势的最大值为电动势的有效值为则电路中电流为电压表的示数为电阻R消耗的电功率（2）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值为V则转动时间时，矩形线圈中产生的感应电动势的大小17. 图1为一列简谐横波在时的波形图，Q是平衡位置为处的质点，图2为质点Q的振动图像。求：（1）波的传播方向及传播速度大小；（2）至时间内波传播的距离及质点Q通过的路程。【答案】（1）向x轴负方向传播，40m/s；（2）12m，60cm【解析】【详解】（1）从图2可知，在时质点Q在平衡位置且向负方向振动，据振动与波动关系，波动为沿x轴负方向传播；从图中可知波长为8m，周期为0.2s，则波速为（2）设至时间内波传播的距离为L，则有至时间质点Q通过的路程为18. 如图，、为足够长的电阻不计的倾斜固定的平行粗糙导轨，导轨与水平面间的夹角为，两导轨间间距为L，导轨上端接有理想电压表V、电键S和阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。将一根电阻为r、质量为m的金属杆垂直置于导轨上且与导轨接触良好。电键S断开时，将金属杆以速度沿导轨向下推出后，金属杆在导轨上匀速下滑。求：（1）金属杆与导轨间的动摩擦因数；（2）金属杆匀速下滑的过程中，闭合电键S，则在闭合电键S的瞬间，电压表的示数U及金属杆的加速度a的大小为多少？（3）闭合电键S后，电路中能产生的焦耳热Q最多为多少？【答案】（1）；（2），；（3）【解析】【详解】（1）电键S断开时，将金属杆以速度沿导轨向下推出后，金属杆在导轨上匀速下滑，根据力的平衡条件可得解得（2）电键S闭合的瞬间，金属杆产生的感应电动势为回路中的感应电流为电压表测的是电阻R两端的电压金属杆受到的安培力为所以此时金属杆的加速度大小为方向为斜向上（3）闭合电键S后，由于金属棒受到斜向上的安培力，因此开始做减速运动，设重力的斜向下分力为，根据动能定理根据前面分析可知，，因此因此，电路中产生的焦耳热即为金属棒动能的改变量，因此，当金属棒静止时，电路产生最多的焦耳热，即19. 如图，面积为、电阻为、匝数为匝的圆形线圈mpn内有垂直于纸面向里、大小随时间均匀变化的匀强磁场B。线圈的两个端点m、n通过导线接有阻值为和的定值电阻，两端用导线连接一正对的水平金属板AC，板长为，板间距离为。一质量为、电量为的可视为质点的带正电小球，从两板正中央以的水平初速度向右射入板间并沿直线穿过极板。导线电阻不计，重力加速度大小为。求：（1）A、C两板间的电势差大小；（2）若时刻匀强磁场的磁感应强度为，写出磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律；（3）若要使带电小球不打在极板上，则磁场磁感应强度变化率的范围应为多少？【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)依题意，带电小球沿直线运动，有解得(2)根据法拉第电磁感应定律，可得又联立，可得依题意，设磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律为解得(3)带电小球恰好不打在上极板，有根据牛顿第二定律，可得联立，可得同理，带电小球恰好不打在下极板，有解得综上所述，磁场的磁感应强度变化率的范围应为