四川省成都市蓉城名校联盟2019-2020学年高二物理下学期期中联考试题.doc

四川省成都市蓉城名校联盟2019-2020学年高二物理下学期期中联考试题

四川省成都市蓉城名校联盟2019-2020学年高二物理下学期期中联考试题

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四川省成都市蓉城名校联盟2019-2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析）
一、单项选择题
1.关于机械波的现象，下列说法正确的是（　　）
A. 多普勒效应，是波源的频率发生变化引起的
B. 波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
C. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
D. 发生明显衍射的条件是缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小
【答案】D
【解析】
【详解】A．多普勒效应，是由于波源与观察者发生相对运动，导致观察者接受到的波的频率发生了变化，所以A错误；
B．波的反射，发生在同一种介质中，所以波的频率不变，波长和波速也不变，所以B错误；
C．在干涉现象中，振动加强点是指振幅最大点，振动减弱点是指振幅最小的点，但是，加强点的位移不是总比减弱点的位移大，所以C错误；
D．发生明显衍射的条件是，缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小，所以D正确。
故选D。
2.如图所示是两完全相同的波源形成的干涉图样（部分），其中实线和虚线分别表示波峰和波谷，a、b、c、d为波峰、波谷的交点，ad连线与bc连线交于e点（图中未画出），波源振幅为A。下列说法正确的是（　　）

A. 质点a振动加强，此时位移为零
B. 质点b振动加强，此时位移为A
C. 质点e振动加强，振幅为2A
D. 从此刻起，经过半个周期时间，质点c回到平衡位置
【答案】C
【解析】
【详解】A．质点a是波峰与波谷相遇，所以属于减弱点，此时的位移为零，所以A错误；
B．质点b是波峰与波峰相遇，所以属于加强点，此时位移为2A，所以B错误；
C．质点e是ad连线与bc连线的交点，所以属于平衡位置与平衡位置相遇，属于加强点，振幅为2A，所以C正确；
D．从此刻起，经过半个周期时间，质点c将由波谷与波谷相遇变为波峰与波峰相遇，所以D错误。
故选C。
3.如图甲所示，为物块与轻质弹簧组成的弹簧振子，在竖直方向上做简谐运动。取竖直向上为正方向，该弹簧振子的振动图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 时，振子向上振动
B. 到过程中，振子的速度增大
C. 和时，振子的加速度相同
D. 和时，振子的速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图象可知，时，振子处于平衡位置，速度最大，向负方向运动，即振子向下振动，故A错误；
B．时，振子处于负向的最大位移处，所以到过程中，振子由平衡位置向下运动到负向的最大位移处。在平衡位置时，振子的速度最大；在最大位移处，振子的速度为0，所以振子的速度减小，故B错误；
CD．在和时，振子的加速度方向竖直向下，速度方向不同：时速度竖直向上，时速度竖直向下，故C正确，D错误。
故选C。
4.如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。闭合开关，电路稳定后，两灯泡均正常发光，电源内阻不计，则（　　）

A. 闭合开关瞬间，A、B灯同时亮
B. 闭合开关瞬间，A灯先亮，B灯逐渐变亮
C. 断开开关瞬间，A灯闪亮一下，稍后A、B同时熄灭
D. 断开开关瞬间，流过A灯的电流方向不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB．闭合开关瞬间，电感线圈会产生感应电动势，由于L的自感系数较大，所以产生的感应电动势也较大，阻碍B灯电流的增大，所以A灯先亮，B灯逐渐变亮，所以B正确，A错误；
C．断开开关瞬间，电感线圈也会产生较大的感应电动势，阻碍B灯电流的减小，由于A、B是两个完全相同的灯泡，所以A、B灯都逐渐熄灭，所以C错误；
D．断开开关瞬间，A、B灯和线圈构成小回路，所以A灯电流方向改变，所以D错误。
故选B。
5.如图所示，实线表示电场中的三条电场线，虚线表示带电粒子在电场中的运动轨迹，不计重力，下列说法正确的是（　　）

A. a处的电场强度大于b处的电场强度
B. 该带电粒子带负电
C. 该带电粒子在a处的电势能大于b处的电势能
D. 该带电粒子在a处的动能小于b处的动能
【答案】B
【解析】
【详解】A．电场线的疏密表示电场强度的大小，所以由图可知，a处的电场强度小于b处的电场强度，所以A错误；
B．根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受电场力方向与电场方向相反，即粒子带负电，所以B正确；
C．等势面与电场线相互垂直，有图可知，a、b两点在两个不同的等势面上，电场线由a点所在等势面指向b点所在等势面，所以a处的电势高于b处的电势，又粒子带负电，所以该带电粒子在a处的电势能小于b处的电势能，所以C错误；
D．由于带电粒子在电场中只受电场力，所以电势能与动能之和不变，所以结合C选项可知，该带电粒子在a处的动能大于b处的动能，所以D错误。
故选B。
6.图a为一列简谐横波在时的波动图象，该波中处质点P的振动图象如图b所示，下列说法正确的是（　　）

A. 该波的波速为2m/s
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 时，质点P的位移为5cm
D. 经过10s，P运动的路程为20m
【答案】A
【解析】
【详解】A．由题图可知
，
则该波的波速为

所以A正确；
B．由振动图象可知，时，质点P向下运动，根据同侧法，在波动图象中可以判断该波沿x轴负方向传播，所以B错误；
C．由振动图象可知，时，质点P的位移为0，所以C错误；
D．经过10s，该波向x轴负方向传播了5个波长，经历了5个周期，所以质点P运动路程为

所以D错误。
故选A。
7.如图所示，在匀强磁场中，水平放置两根平行的光滑金属导轨PQ、MN，其间距为L。金属导轨左端接有阻值为R的电阻。导体棒ab置于金属导轨上，在外力的作用下，以速度v向右匀速移动。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面（即纸面）向外，导体棒AB电阻为r，导轨电阻忽略不计，则（　　）

A. 导体棒ab中电流的方向是b到a
B. 导体棒ab两端的电势差
C. 导体棒ab中所受外力大小为
D. 外力做功的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题可知，导体棒ab向右运动，切割磁感线会产生感应电动势，与R形成闭合回路，形成电流，由右手定则可知，导体棒ab中电流的方向是a到b，所以A错误；
B．由法拉第电磁感应定律可知，导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势为

由电路结构可知，导体棒ab两端的电势差为

所以B错误；
C．由题可知，导体棒ab匀速运动，受力平衡，受外力和安培力，则

又

则

所以C正确；
D．外力做功的功率为

所以D错误。
故选C。
8.如图所示，导线圈Q放置在水平桌面上，其上放有一螺线管P，右侧线框内匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。若线圈Q对桌面的压力减小，则磁感应强度B随时间变化图像可能是（　　）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知，若线圈Q对桌面的压力减小，说明线圈Q受到的磁场作用力向上，由楞次定律可知，螺线管P的磁通量减小，即螺线管所在回路电流在减小，由于面积不变，说明由磁感应强度B变化产生的感应电流在减小，由法拉第电磁感应定律可知，说明磁感应强度B的变化率越来越小，对于B-t图象中，斜率越来越小，故C正确，ABD错误。
故选C。

二、多项选择题
9.图甲为小型交流发电机的构造示意图，矩形金属线圈abcd在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，从某时刻起，线圈中产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. t1时刻，线圈平面与磁感线平行
B. t1时刻，线圈平面处在中性面
C. t2时刻，磁通量变化率为零
D. t3时刻，穿过线圈的磁通量最大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】AB．t1时刻，由图象可知，此时的感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率最大，即线圈的磁通量最小为零，所以线圈平面与磁感线平行，故A正确，B错误；
C．t2时刻，由图象可知，此时的感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率大小为零，故C正确；
D．t3时刻，由图象可知，此时感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率最大，即线圈的磁通量最小为零，故D错误。
故选AC。

10.我国特高压输电工程是目前世界上输电电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用110kV的超高压输电，输送功率为5500kW，输电线路上损失的功率为25kW。在保持输送功率和输电线电阻都不变的条件下，现采用1100kV的特高压输电，不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　）
A. 输电线上损失的电压为50V
B. 输电线上损失的电压为2500V
C. 输电线上损失的电功率为250W
D. 输电线上损失电功率为25kW
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由题可知
，，
则输电线上的电流为

输电线的电阻为

当输电电压为1100kV时，输电线电流为

所以输电线上损失的电压为

故A正确，B错误；
CD．由AB选项分析可知，当输电电压为1100kV时，输电线上损失的电功率为

故C正确，D错误。
故选AC。
11.如图所示，A、B、C、D四只灯泡额定电压相同，C、D两只灯泡额定功率也相同，ab端输入交流电的电压是灯泡额定电压的7倍时，四只灯泡均正常发光，则（　　）

A. 原副线圈匝数之比为7:2
B. 原副线圈电流之比为2:7
C. 灯泡A与灯泡B的功率之比为1:3
D. A、B、C三只灯泡的额定功率之比为2:6:3
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设灯泡的额定电压为U，则ab端输入交流电的电压为7U，可知变压器原线圈两端电压为

由题可知，四只灯泡正常发光，所以可知副线圈两端电压为

所以，根据理想变压器原副线圈的电压与匝数成正比可知，变压器的匝数之比为

故A错误；
B．又理想变压器原副线圈的电流与匝数成反比，可知变压器原副线圈电流之比为

故B错误；
C．灯泡A与灯泡B的功率之比为

故C正确；
D．由题可知，A、B、C、D四只灯泡额定电压相同，C、D两只灯泡的额定功率也相同，所以流过灯泡C、D的电流相同，即为，则灯泡B和灯泡C的电功率之比为

又

两式合并可得

故D正确。
故选CD。
12.有一倾角为θ足够长的固定斜面，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m，电荷量为+q的带电滑块（可视为质点），以沿斜面向上的初速度v0开始运动，且v0<，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。在滑块沿斜面向上运动的过程中（　　）

A. 滑块所受摩擦力始终为0
B. 滑块所受摩擦力始终不为0
C. 滑块运动的加速度大小不变，始终为
D. 滑块运动的加速度大小变化，始终大于
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．滑块受力分析如图所示：

由于

故滑块受到垂直斜面向上的支持力，故滑块受到沿斜面向下的摩擦力作用，由于滑块做减速运动，速度减小，则洛伦兹力减小，支持力增大，则摩擦力逐渐增大，即滑块所受摩擦力始终不为0，故A错误，B正确；
CD．根据牛顿第二定律得

根据AB项分析可知

故
a＞gsinθ
故C错误，D正确；
故选BD。
13.如图所示，在光滑水平面上存在两个磁感应强度大小均为B，方向相反的有界匀强磁场，宽度均为L。质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线框，在恒定的外力作用下，向右运动，某时刻以速度v0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过t0时间，线框ab边到达CD与EF中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是（　　）

A. 线框所受恒力大小为
B. 当线框ab边刚越过CD边界时，线框的加速度大小为
C. 线框ab边到达CD与EF中间位置时，速度大小为
D. t0时间内线框中产生的焦耳热为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由题可知，匀速时线框处于平衡状态，则恒定外力为

此时ab边切割磁感线，产生的感应电动势为

则

所以A正确；
B．当线框ab边刚越过CD边界时，线框速度为，但是此时有ab和cd两个边切割磁感线，所以

并且线框受两个安培力，所以线框的加速度为

所以线框的加速度大小为，故B错误；
C．由题意可知，当线框ab边到达CD与EF中间位置时，线框再次匀速，即此时线框受力平衡，为

即

所以线框此时的速度为

所以C错误；
D．根据能量守恒，可知，t0时间内线框中产生的焦耳热为

其中

则

所以D正确。
故选AD。
三、实验探究题
14.如图为研究“电磁感应现象”的实验装置。

(1)关于“电磁感应现象”的实验探究，下列说法正确的是___________（填正确答案标号）；
A.图甲中，当导体ab在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时，电流计指针均会偏转
B.图乙中，在接通或断开电源的瞬间，电流计指针偏转，线圈B中出现感应电流
C.图乙中，当开关闭合，线圈A电流稳定后，穿过线圈B的磁通量不为零，所以线圈B中会出现感应电流
D.图乙中，开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，电流计指针偏转，线圈B中出现感应电流
(2)根据(1)问的实验探究，可以总结出感应电流产生的条件为____________；
(3)已知图甲中电流从正接线柱流入灵敏电流计，指针偏向正接线柱，则图甲中闭合开关时，导体ab垂直于磁感线向右运动，灵敏电流计指针偏向____________（填“正”或“负”）接线柱。
【答案】 (1). BD (2). 电路闭合；穿过闭合回路的磁通量发生变化 (3). 负
【解析】
【详解】(1)[1]A．图甲中，当导体ab在磁场中垂直于磁感线运动时，导体棒在切割磁感线，所以电流计指针会偏转；当沿着磁感线运动时，运动方向与磁场方向平行，不会产生感应电流，所以电流计的指针不会偏转，故A错误；
B．图乙中，在接通或断开电源的瞬间，线圈A中的电流瞬间会发生变化，所以线圈B中的磁通量会发生变化，所以在线圈B中会产生感应电流，故电流计的指针均会偏转，故B正确；
C．图乙中，当开关闭合，线圈A电流稳定后，穿过线圈B的磁通量不为零但是稳定不变，所以线圈B中不会产生感应电流，故C错误；
D．图乙中，开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，线圈A中的电流瞬间会发生变化，所以线圈B中的磁通量会发生变化，线圈B中出现感应电流，所以电流计指针偏转，故D正确。
故选BD。
(2)[2]感应电流产生的条件有两个：闭合回路，穿过闭合回路的磁通量发生变化。
(3)[3]图甲中闭合开关时，导体ab垂直于磁感线向右运动，由图中的磁场方向结合右手定则可知，导体棒中的电流流向为，对于电流计是从负极流入，正极流出，所以此时灵敏电流计指针偏向负接线柱。
15.某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度实验中：

(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图甲所示，则该摆球的直径为___________cm，用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示，悬挂点与刻度尺0刻度线对齐，由图甲、乙可知单摆的摆长为___________m（结果保留三位小数）；
(2)以下关于本实验的做法，正确的是___________（填正确答案标号）；
A．摆球应选密度较大、有小孔的金属小球
B．摆线应适当长些
C．将小球拉开一个很小的角度静止释放，并同时启动秒表开始计时
D．用秒表测量小球完成一次全振动所用时间并作为单摆的周期
(3)测出不同摆长L对应的周期T，用多组实验数据作出图象，也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的图线如图丙中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是___________（填正确答案标号）。
A．出现图线a的原因可能是单摆所用摆球质量太大
B．出现图线c的原因可能是秒表过迟按下，使重力加速度的测量值偏小
C．出现图线c的原因可能是测出n次全振动时间为t，误作为（）次全振动时间进行计算，使重力加速度的测量值偏大
D．出现图线c的原因可能是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，使重力加速度的测量值偏大
【答案】 (1). 0.95 (2). 0.993 (3). AB (4). C
【解析】
【详解】(1)[1]根据游标卡尺的读数方法可得，摆球的直径为

[2]单摆的摆长为摆线的长度加上摆球的半径，由图乙可得，摆线的长度为98.8cm，则摆长为

(2)[3]A．为了减小摆球摆动过程中的空气阻力，摆球应选密度较大，且由小孔的金属小球，所以A正确；
B．为了减小实验误差，摆线应适当长些，一般为1m左右，所以B正确；
C．测量摆球运动的周期时，应在摆球经过平衡位置时，开始计时，所以C错误；
D．用秒表测量小球运动周期时，要记录多次全振动的时间，然后求平均值，可以减小实验误差，所以D错误。
故选AB。
(3)[4]由单摆周期公式

可知

T2-L图象的斜率

解得

A．若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度l，则有

根据数学知识可知，对T2-L图象来说

与b线

斜率相等，两者应该平行，是截距；故作出的T2-L图象中a线的原因，可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L。故A错误；
BC．出现图线c的原因可能是，测出n次全振动时间为t，误作为（）次全振动时间进行计算，使重力加速度的测量值偏大。故C正确，B错误；
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，根据

可知，图线c的斜率不变，故D错误。
故选C。
四、计算题
16.如图所示，倾角为的光滑金属导轨平行固定放置，间距为，上端通过导线与阻值为的电阻连接。在虚线CD的下方存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为。一根质量为、阻值为的金属棒由静止开始从ab位置沿导轨向下运动，进入磁场后恰好能保持匀速运动。不计导轨和导线电阻，g取10m/s2。求：
(1)金属棒进入磁场后切割磁感线产生的感应电动势大小；
(2)金属棒进入磁场前沿导轨运动的位移大小。

【答案】(1)2.5V；(2)2.5m
【解析】
【详解】(1)金属棒进入磁场后匀速运动
①
闭合电路中
②
由①②，得
③
(2)导体棒切割磁场线产生感应电动势
④
导体棒从静止到刚进入磁场过程中，根据动能定理
⑤
由③④⑤，得
⑥
17.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时的波形图，此时波刚好传播到处的质点，虚线为时的波形图。求：
(1)该波波源的起振方向；
(2)该波传播速度的大小；
(3)若，则处的质点从到第一次运动到波峰所需的时间。

【答案】(1)该波波源的起振方向沿y轴正方向；(2)（）；(3)0.6s
【解析】
【详解】(1)有题可知，该波沿x轴正方向传播，所以利用同侧法可知，该波波源的起振方向沿y轴正方向；①
(2)该波沿x轴正方向传播，根据波动图象可知
②
由①②，可得
（）③
根据机械波的传播，有
④
由②③④，得
（）⑤
(3)若

则
，⑥
波传播到处质点所需时间

⑦
处质点从开始振动到第一次运动到波峰所需时间

⑧
⑨
18.如图所示，边长为的正方形单匝线框abcd，总电阻为，外电路的电阻为。线框处于足够大的匀强磁场中，磁感应强度为。时，线框平面与磁场方向垂直。若线框从时开始，以角速度绕ab边匀速转动。求：
(1)感应电动势的最大值；
(2)线框abcd的输出功率；
(3)从到的时间内，通过电阻R的电荷量。

【答案】(1)8V；(2)2.56W；(3)
【解析】
【详解】(1)线框转动产生的最大感应电动势
①
由①，得
V②
(2)电动势有效值为
③
④
⑤
由②③④⑤，得
⑥
(3)从到时间内，通过电阻R的电荷量
⑦
⑧

⑨
由⑦⑧⑨可得
⑩
19.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角为的斜面上，导轨电阻不计，间距为。导轨所在空间被分成区域I和区域II，区域I存在垂直斜面向下的匀强磁场，区域II存在垂直斜面向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为。在区域I中，将质量为、电阻为的粗糙金属棒ab放在导轨上，金属棒ab刚好不下滑。在区域II中，将质量为、电阻为的光滑金属棒cd放在导轨上，金属棒cd由静止开始下滑，在滑动过程中始终处于区域II的磁场中。金属棒ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，金属棒ab所受最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，取。求：
(1)ab刚要上滑时，金属棒ab中的电流方向和大小；
(2)若金属棒cd从静止释放到金属棒ab刚要上滑的过程中，下滑距离为3.5m，则此过程中金属棒ab上产生的热量；
(3)试分析经过足够长的时间后，两金属棒的加速度是否会达到一个稳定值。若会，请分别算出两金属棒加速度的大小；若不会，请说明理由。

【答案】(1)电流方向由a流向b，1.2A；(2)1.5J；(3)会，
【解析】
【详解】(1)由右手定则可知，ab刚要上滑时，金属棒ab中的电流由a流向b。根据金属棒ab刚好不下滑，可得

当金属棒ab刚要上滑时

由以上分析得

(2)对于闭合电路

金属棒cd切割磁感线

金属棒cd从静止释放到金属棒ab刚要上滑的过程中，根据动能定理

由以上分析得

(3)两金属棒的加速度会达到一个稳定值。金属棒ab开始上滑后，对金属棒ab，根据牛顿第二定律

对金属棒cd，根据牛顿第二定律

在闭合回路中

由于金属棒ab刚开始上滑时，金属棒cd的速度和加速度均大于金属棒ab，因此，在相同时间内，金属棒cd的速度增加量大于ab，感应电流增大，ab棒加速度增大，cd棒加速度减小，当

后，相同时间内

因此感应电流不变，ab、cd棒加速度均不变，分别做匀加速直线运动。由此可得