河南省林州市第一中学2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题.doc

河南省林州市第一中学2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题

河南省林州市第一中学2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题

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14

河南省林州市第一中学2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题
一、选择题（每题5分，共50分，其中1-6题为单选题，7-10题为多选题，少选得3分，多选或错选均不得分）
1.如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两单摆的摆长不相等
B．甲摆的机械能比乙摆的大
C．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆
D．由图像可以求出当地的重力加速度
2. 如图所示，x轴上、处有两个振动周期均为、振幅均为的相同的波源、，时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上、和的三个点，下列说法正确的是（ ）
A. 时P、M、Q三点均已振动
B. 后M点的位移始终是
C. 后P点的位移始终是0
D. 时Q点的振动方向竖直向上
3.如图所示，将一个半径为的导电金属圆环串联接入电路中，电路的电流强度为，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧和的电流相等。金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直。则金属圆环受到的安培力为（ ）
A．0 B． C． D．
4. 真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是（ ）
A. a点电势低于O点
B. b点电势高于c点
C. 该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D. 该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能
5．如图所示，在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC。由此可知（ ）
A．小球从A到B到C的整个过程中机械能守恒
B．电场力大小为2mg
C．小球从A到B与从B到C的运动时间之比为2∶1
D．小球从A到B与从B到C的加速度大小之比为2∶1
6.如图，某交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。该小型发电机的线圈共200匝，线圈面积S＝100 cm2，线圈内阻r＝48 Ω，磁场的磁感应强度B＝1 T。如果用此发电机能带动两个标有“220 V,1.1 kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，原副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，电路如图，下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为500 rad/s B．电动机内阻为44 Ω
C．电流表示数为40 A D．发电机的输出功率为2.2×103 W
7.关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（ ）
A．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振
B．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大
C．一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个
D．受迫振动系统的机械能守恒
8.如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（ ）
A．a的质量比b的大 B．在t时刻，a的动能比b的小
C．在t时刻，a和b的电势能相等 D．在t时刻，a和b的动量大小相等
9.如图甲所示，电源E＝12 V，内阻不计，灯泡L的额定电压为9 V，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。则（ ）
A．灯泡L的阻值随电流的增大而减小
B．灯泡L的额定功率为13.5 W
C．灯泡L消耗电功率的最小值是2 W
D．滑动变阻器接入电路的阻值应至少为6 Ω
10.如图所示，匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里，极板间距为的平行板电容器与总阻值为的滑动变阻器通过平行导轨连接，电阻为的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动。当滑动变阻器的滑动触头位于、的中间位置且导体棒MN的速度为时，位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态。若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻，各接触处接触良好，重力加速度为，则下列判断正确的是（ ）

A．油滴带正电荷
B．若将上极板竖直向上移动距离，油滴将向下加速运动，加速度
C．若将导体棒的速度变为，油滴将向上加速运动，加速度
D．若保持导体棒的速度为不变，而将滑动触头置于端，同时将电容器上极板向下移动距离，油滴向上移动
二、实验题（每空2分，共10分）
11．在用插针法测定玻璃折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则

甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．
乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．
丙同学测得的折射率与真实值相比________________________________________．
12.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，若已知双缝间的距离d.

(1)已知双缝到光屏之间的距离L＝500 mm，双缝之间的距离d＝0.50 mm，单缝到双缝之间的距离s＝100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示．则入射光的波长
λ＝______ m(结果保留两位有效数字)．
(2)(多选)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有（ ）
A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光 B．增大双缝到屏的距离
C．增大双缝到单缝的距离 D．增大双缝间距
三、计算题（共50分）
13.（10分）如图中实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形
(1)写出这列波的波速表达式；
(2)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？

14.（12分）如图所示，某种材料制成的扇形透明砖放置在水平桌面上，光源S发出一束平行于桌面的光线从OA的中点垂直射入透明砖，恰好经过两次全反射后，垂直OB射出，并再次经过光源S，已知光在真空中传播的速率为c，求：
(1)材料的折射率；
(2)该过程中，光在空气中传播的时间与光在材料中传播的时间之比。

15.（13分）如图甲所示，虚线MN的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为质点)，以大小为v0的水平初速度沿PQ向右做直线运动。若小球刚经过D点时(t＝0)，在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场，使得小球再次通过D点时的速度方向与PQ连线成60°角。已知D、Q间的距离为(＋1)L，t0小于小球在磁场中做圆周运动的周期，重力加速度大小为g。
(1)求电场强度E的大小；
(2)求t0与t1的比值；
(3)小球过D点后将做周期性运动，当小球运动的周期最大时，求此时磁感应强度的大小B0及运动的最大周期Tm。

16.（15分）如图所示，一足够大的倾角的粗糙斜面上有一个粗细均匀的由同种材料制成的金属线框，线框的质量，其电阻值，边长，边长，与斜面之间的动摩擦因数．斜面以为界，EF上侧有垂直于斜面向上的匀强磁场．一质量为的物体用绝缘细线跨过光滑定滑轮与线框相连，连接线框的细线与斜面平行且线最初处于松弛状态．现先释放线框再释放物体，当边离开磁场时线框即以的速度匀速下滑，在边运动到位置时，细线恰好被拉直绷紧（时间极短），随即物体和线框一起匀速运动后开始做匀加速运动．取，求：
(1)匀强磁场的磁感应强度B；
(2)细绳绷紧前，下降的高度；
(3)系统在线框边离开磁场至重新进入磁场过程中损失的机械能． 

2019级高二3月调研考试
物理参考答案

1.解析：选C　由题图可知，两单摆的周期相同，同一地点重力加速度g相同，由单摆的周期公式T＝2π得知，甲、乙两单摆的摆长相等，选项A错误；尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长相等，但由于两摆的质量未知，故无法比较机械能的大小，选项B错误；在t＝0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度，选项C正确；由单摆的周期公式T＝2π 得g＝，由于不知道单摆的摆长，所以不能求得重力加速度，选项D错误。
2.【解析】选C 波速为,在6s内两列波传播了6m，则此时PQ两质点已振动，但是M点还未振动，A错误；B．因M点到两个振源的距离相等，则M是振动加强点，振幅为2cm，但不是位移始终为2cm，B错误；C．P点到两振源的距离只差为6cm，为半波长的3倍，则该点为振动减弱点，振幅为零，即10.0s后P点的位移始终为零，C正确；D．S1波源的振动传到Q点的时间为，则10.5s时Q点由S1引起的振动为竖直向下；S2波源的振动传到Q点的时间为，则10.5s时Q点由S2引起的振动已经振动了7s，此时在最高点，速度为零，则10.5s时刻Q点的振动速度为竖直向下，D错误。
3.解析：选D　段与段圆弧的电流方向均向右，由电路知识知，其电流大小为。段圆弧所受的安培力，是指导线首尾相连的直线的长度，故段受的安培力为。 由左手定则知方向向下；同理可得段圆弧受的安培力大小为BIR，方向向下，金属圆环受到的安培力为两段圆弧的合力，为，选项D正确。
4.【解析】选D 由题意可知O点合场强为零，根据同种电荷之间电场线的分布可知aO之间电场线由a到O，故a点电势高于O点电势，故A错误；
B．同理可得，c点电势高于O点电势，两个固定电荷在bO射线上的点电场方向斜向上，故b点电势低于O点电势，则b点电势低于c点，故B错误。
C．a点电势高于O点电势，b点电势低于O点电势，则a点电势高于b点，试探电荷为负电荷，故该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C错误；
D．根据电荷电场的对称分布可得，b、d两点电势相同，则c点电势高于d点，试探电荷为负电荷，则该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能，故D正确。故选D。
5.解析：选C　从A到B到C，整个运动过程中，由于有电场力做功，所以机械能不守恒，所以选项A错；从A到B到C，小球在水平方向做匀速直线运动，AB、BC的水平分量之比等于2∶1，所以从A到B的时间与从B到C的时间之比等于2∶1，AB和BC竖直方向上的分量也是2∶1，所以竖直方向上的加速度之比是1∶2，根据可知，电场力的大小是重力大小的3倍，则选项C正确，B、D错误。
6.解析：选D　两个标有“220 V,1.1 kW”的电动机正常工作，即副线圈电压U2＝220 V，副线圈电流I2＝＝10 A，由于原副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，根据变压器的规律得原线圈电压是880 V，原线圈电流I1＝2.5 A，即电流表示数是2.5 A，线圈内阻r＝48 Ω，所以线圈转动产生的电动势有效值是880 V＋2.5×48 V＝1 000 V，线圈转动产生的电动势最大值为：Em＝NBSω＝1 000 V，所以线圈转动的角速度为ω＝500 rad/s，故选项A、C错误；由于电动机两端电压等于220 V，电流为5 A，所以电动机内阻小于44 Ω，故选项B错误；由电路可知电源输出功率等于电动机的输入功率，故发电机的输出功率为P＝2.2×103 W，故选项D正确。
7.解析：选BC　火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，选项A错误；由共振的定义可知，选项B正确；根据共振现象可知，选项C正确；受迫振动系统，驱动力做功，系统的机械能不守恒，选项D错误。
8.解析：选BD　经时间t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，则xa＞xb，根据x＝at2＝t2知，ma＜mb，故A错误。电场力做功Wa＞Wb，由动能定理知，a的动能比b的动能大，故B错误。a、b处在同一等势面上，根据Ep＝qφ，a、b的电势能绝对值相等，符号相反，故C错误。根据动量定理知a、b的动量大小相等，故D正确。
9.解析：选BC　由I­U图像可知，图像的斜率为灯泡电阻的倒数，所以灯泡的电阻随电流的增大而增大，故A错误；由图像可知，灯泡的电压时，电流，所以灯泡的额定功率为，故B正确；当时，电流最小，灯泡消耗的电功率最小，如图所示，可得此时灯泡的电流，电压，所以灯泡的功率，故C正确；因灯泡的额定电流为，正常工作时的电阻，根据闭合电路的欧姆定律有，可得，即滑动变阻器接入电路的电阻至少为2 Ω，故D错误。

10.解析：选BCD　根据右手定则可知，M端为正极，油滴静止，因此带负电，故A错误；设导体棒长度为L，导体棒切割磁感线形成的感应电动势为：，电容器两端电压为：　①，开始油滴静止有： 　②，若将上极板竖直向上移动距离d时，有：　③，联立①②③得：，方向竖直向下，故B正确；若将导体棒的速度变为时，有：　④，将①中换为联立①②④解得：方向竖直向上，故C正确；若保持导体棒的速度为不变，而将滑动触头置于位置时，电容器两端之间的电压为：，此时油滴所受电场力为：，油滴受到的合力向上，因此油滴向上运动，故D正确。
11.答案　偏小　不变　可能偏大、也可能偏小、还可能不变
解析　用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．
12.答案　(1)绿　双缝到屏的距离　相邻亮(或暗)条纹间距　(2)6.4×10－7　(3)AB
解析　(1)由于测量绿光的波长，因此应用绿色滤光片．
由Δx＝λ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l和相邻亮(或暗)条纹间距Δx.
(2)游标卡尺读数精确度为0.1 mm，A位置主尺读数为11 mm，游标尺读数为1，读数为x1＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm，同理B位置读数为x2＝15.6 mm，则条纹间距Δx＝≈0.64 mm，利用λ＝Δx＝6.4×10－7 m.
(3)由Δx＝λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故选项A、B正确．
13.答案：(1)当波向右传播时，　
当波向左传播时，
(2)向左传播
解析：(1)由题图图像可知
当波向右传播时，波传播距离为
波速为
当波向左传播时，波传播距离为

波速为
(2)若波速大小为74 m/s，在时间内波传播的距离为s
因为，所以波向左传播。
14.答案：(1)2　 (2)1∶4
解析：(1)光路如图所示，由折射定律
而，故，则
所以该材料的折射率
(2)光在空气中传播的路程
由几何关系
所以，
则时间为：
光在介质中传播的路程，
则时间为：
则时间之比为：。
15. 答案：(1) 　(2)π　 (3) 　　
解析：(1)小球沿PQ向右做直线运动，受力平衡，则mg＝Eq，解得E＝。
(2)小球能再次通过D点，其运动轨迹应如图(a)所示。
设小球做匀速圆周运动的轨迹半径为r，则由几何关系有s＝
又知s＝v0t1
圆弧轨迹所对的圆心角
则t0＝，联立解得＝π。
(3)当小球运动的周期最大时，其运动轨迹应与MN相切，小球运动一个周期的轨迹如图(b)所示，由几何关系得R＋＝(＋1)L，解得R＝L
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qv0B0＝m，解得B0＝
小球在一个周期内运动的路程
s1＝3××2πR＋6×＝(4π＋6)L
故Tm＝＝。
16.答案：（1）； （2）； （3）． 
解：（1）线框边离开磁场后受到的安培力：，
线框边离开磁场时匀速下滑，由平衡条件得：，解得：；
（2）由题意，线框第二次匀速运动方向向上，设其速度为，细线拉力为T，
则匀速运动的速度：，
对线框，由平衡条件得：，
对物体，由平衡条件得：，
设绳突然绷紧过程中绳子作用力冲量为，由动量定理得：
对线框：
对物体：，
绳绷紧前M自由下落：，解得：；
（3）根据能量守恒定律得：
线框匀速下滑过程：，
绳子突然绷紧过程：，
线框匀速上滑过程：，
损失的机械能：，解得：；