甘肃省天水一中高二物理下学期期中试卷（含解析）.doc

甘肃省天水一中2014-2015学年高二下学期期 中物理试卷一、选择题：（每题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1（4分）某交流电发电机正常工作时，产生的电动势表达式为e=311sin100t，当线圈的角速度变为原来的2倍，其它条件不变时，交流电电动势的表达式为（）ae=311sin200tbe=311sin100tce=622sin200tde=622sin100t2（4分）如图所示，等腰直角三角形opq区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框abc以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度始终与ab边垂直且保持ac平行于oq关于线框中的感应电流，以下说法中正确的是（）a开始进入磁场时感应电流最大b开始穿出磁场时感应电流最大c开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向d开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向3（4分）为k的轻质弹簧连接构成弹簧如图所示两木块a和b叠放在光滑水平面上，质量分别为m和m，a与b之间的最大静摩擦力为fm，b与劲度系数振子，为使a和b在振动过程中不发生相对滑动，则（）a它们的振幅不能大于fmb它们的振幅不能大于fmc它们的最大加速度不能大于d它们的最大加速度不能大于4（4分）如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动下列说法中正确的有（）a各摆振动周期与a摆相同bc摆的振幅最大c各摆的振动周期不同，c摆的周期最长d各摆均做自由振动5（4分）声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中的传播速度，则当声音由空气传到钢轨中时（）a频率变小，波长变大b波长变小，频率变大c频率不变，波长变大d频率不变，波长变小6（4分）有一简谐波沿x轴正向传播，当波上某质点a向上运动到最大位移时，在其右方相距1.5m的质点b刚好在平衡位置向上运动，则该波的波长可能是（）a1.0mb1.2mc1.6md2.0m7（4分）如图所示为某一时刻的波形，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是（）a质点a、d的振幅相等b该时刻质点b、e的速度相同c该时刻质点d、f的加速度为零d该时刻质点c正向上振动8（4分）如图所示，质点s为振源，做上下振动，形成向右、向左传播的简谐波，振动的频率为20hz，波速为16m/s，已知ps=15.8m，qs=14.6m，经历足够长的时间，某时刻当质点恰通过平衡位置向上运动，此时刻p、q两质点所处的位置是（）ap在波峰bp在波谷cq在波峰dq在波谷9（4分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻（t=0）其波形如图所示，a、b、c、d是四个质点，振幅为a下列说法中正确的是（）a该时刻以后，质点a比质点b先到达平衡位置b该时刻以后的周期内，质点d通过的路程等于ac该时刻以后的周期内，质点a沿波的传播方向移动1md该时刻以后的周期内，质点b通过的路程比质点c通过的路程大10（4分）如图所示，s为波源，m、n是两块挡板，其中m板固定，n板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到a点振动，为了使a点能发生振动，可采用的方法是（）a减小波源的频率b增大波源的频率c将n板向左移d将n板向右移11（4分）如图所示，表示两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷设两列波的振幅均为5cm，波速和波长均为1m/s和0.5m，c点是bd连线的中点，下列说法中正确的是（）ac、d两点都保持静止不动b图示的a、b两点的竖直高度差为20cmc图示时刻c点正处在平衡位置且向下运动d从图示时刻起经0.25s后，b点通过的路程为20m12（4分）在坐标原点的波源 s产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=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s开始振动时方向沿y轴正方向bx=40m的质点在t=0.5s时位移最大c接收器t=1s时才能接收到此波d若波源s向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率将变小二、实验题（本题共一个小题，每空4分，共12分）13（12分）在利用单摆测定重力加速度的实验中，某同学测出了多组摆长和运动周期，根据实验数据，作出的t2l关系图象如图 （1）该同学实验中出现的错误可能是（2）虽然实验中出现了错误，但根据图象中的数据，仍可算出重力加速度，其值为m/s2（结果保留3位有效数字）（3）该同学用图象法求得的重力加速度（填“偏小”“偏大”或“准确”）三、解答题（本题共3小题，共40分，解答时请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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位）14（12分）一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻的波形图象如图中的实线所示，再经t=0.5s的波形图如图中的虚线所示求：（1）若波向左传播，求波速（2）若波向右传播，求波速（3）若波速v=25m/s，则波向左还是向右传播？15（12分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为i整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：（1）磁感应强度的大小b；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值im16（16分）一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k设地球的半径为r假定地球的密度均匀已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d甘肃省天水一中2014-2015学年高二下学期期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：（每题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1（4分）某交流电发电机正常工作时，产生的电动势表达式为e=311sin100t，当线圈的角速度变为原来的2倍，其它条件不变时，交流电电动势的表达式为（）ae=311sin200tbe=311sin100tce=622sin200tde=622sin100t考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理 分析：感应电动势的瞬时值表达式为e=emsint，其中em=nbs，当线圈的角速度提高到原来的两倍，其他条件不变，em为原来的4倍，再进行选择解答：解：感应电动势的瞬时值表达式为e=emsint，当线圈的角速度提高到原来的两倍，其他条件不变，根据em=nbs：em为原来的2倍，故最大电动势为2em；所以其表达式变为：e=emsin2t=622sin200t故选：c点评：本题考查考虑问题的全面性，e=emsint式中em和都与转速成正比，难度不大，属于基础题2（4分）如图所示，等腰直角三角形opq区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框abc以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度始终与ab边垂直且保持ac平行于oq关于线框中的感应电流，以下说法中正确的是（）a开始进入磁场时感应电流最大b开始穿出磁场时感应电流最大c开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向d开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向考点：导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律 专题：电磁感应与电路结合分析：由楞次定律判定感应电流的方向，电流的大小由感应电动势决定，电动势由切割导体的有效长度决定解答：解：a、感应电流i=，e=blv，线框开始进入磁场时有效的切割长度等于ac最长，产生的感应电动势最大，此时，感应电流最大，故a正确b、开始穿出磁场时，有效切割长度逐渐增大，故开始穿出时感应电流最小，故b错误c、开始进入磁场时，abc边切割，由右手定则，可判定部分导体切割磁感线产生的感应电流方向为c到a到b，即感应电流沿逆时针方向，故c错误d、由右手定则，可判定部分导体切割磁感线产生的感应电流方向为c到a，即感应电流沿顺时针方向，故d正确故选：ad点评：本题考查了应用楞次定律判定感应电流的方向，要注意有效切割长度的判断3（4分）为k的轻质弹簧连接构成弹簧如图所示两木块a和b叠放在光滑水平面上，质量分别为m和m，a与b之间的最大静摩擦力为fm，b与劲度系数振子，为使a和b在振动过程中不发生相对滑动，则（）a它们的振幅不能大于fmb它们的振幅不能大于fmc它们的最大加速度不能大于d它们的最大加速度不能大于考点：简谐运动的回复力和能量 专题：简谐运动专题分析：a和b在振动过程中恰好不发生相对滑动时，ab间静摩擦力达到最大，此时振幅最大先以a为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度，再对整体研究，根据牛顿第二定律和胡克定律求出振幅解答：解：当a和b在振动过程中恰好不发生相对滑动时，ab间静摩擦力达到最大此时ab到达最大位移处根据牛顿第二定律得：以a为研究对象：最大加速度 a=以整体为研究对象：ka=（m+m）a联立两式得，最大振幅为：a=fm故选：bd点评：本题运用牛顿第二定律研究简谐运动，既要能灵活选择研究对象，又要掌握简谐运动的特点4（4分）如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动下列说法中正确的有（）a各摆振动周期与a摆相同bc摆的振幅最大c各摆的振动周期不同，c摆的周期最长d各摆均做自由振动考点：产生共振的条件及其应用 分析：单摆的固有周期公式t=2，题中ac两个单摆的摆长相同，固有周期相同由题，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，做自由振动，其振动的周期等于固有周期b、c、d、e四个单摆在a摆的驱动力作用下做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，即等于a的固有周期当驱动力周期等于单摆的固有周期时，产生共振，振幅最大驱动力的周期与单摆的固有周期相差越大，振幅越小解答：解：ac、让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，做自由振动，其振动的周期等于固有周期b、c、d、e四个单摆在a摆的驱动力作用下做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，即等于a的固有周期，所以各摆的振动周期与a摆相同故a正确，c错误b、c摆的摆长与a摆摆长相同，所以c摆的振动最强烈，即振幅最大，故b正确d、只有a摆做自由振动，其余四个摆做受迫振动故d错误故选：ab点评：本题考查受迫振动的周期和共振现象自由振动与受迫振动是从振动形成的原因来区分的比较简单5（4分）声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中的传播速度，则当声音由空气传到钢轨中时（）a频率变小，波长变大b波长变小，频率变大c频率不变，波长变大d频率不变，波长变小考点：声波 分析：声波在不同介质中，传播速度不同，而频率不变，由v=，可知波长与波速成正比解答：解：声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中的传播速度，则波长也是比空气中大，但频率却不变故abd均错误，c正确；故选：c点评：声波在固体中传播速度最大，在气体中传播速度最小同一频率的声波在不同介质中，频率不变，而波长与受波速影响6（4分）有一简谐波沿x轴正向传播，当波上某质点a向上运动到最大位移时，在其右方相距1.5m的质点b刚好在平衡位置向上运动，则该波的波长可能是（）a1.0mb1.2mc1.6md2.0m考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 专题：振动图像与波动图像专题分析：根据ab两个质点的振动状态，结合简谐波的图象，分析它们的位置关系，确定它们之间距离与波长的关系通项式，由通项式确定特殊值解答：解：设ab平衡位置间距离为x由题给条件，得到x=（n+）（n=0，1，2，），则得 =m当n=0时，=6m当n=1时，=1.2m当n=2时，=0.67m故b正确故选：b点评：本题是常见的多解问题，知道两个质点的振动状态，确定它们平衡位置间距离与波长的关系，得到波长的通项式，即可求波长的特殊值7（4分）如图所示为某一时刻的波形，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是（）a质点a、d的振幅相等b该时刻质点b、e的速度相同c该时刻质点d、f的加速度为零d该时刻质点c正向上振动考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 专题：振动图像与波动图像专题分析：简谐波在传播过程中各个质点的振幅相等由波的传播方向确定出各质点的振动方向根据加速度与位置的关系分析d、f的加速度解答：解：a、简谐波在传播过程中各个质点的振幅相等故a正确b、e正通过平衡位置速度最大，则b点的速度小于e点的速度，故b错误c、该时刻质点d、f的位移最大，加速度为最大故c错误d、由题知，波向右传播，该时刻质点c正向上振动故d正确故选：ad点评：简谐波是一种理想的模型，在传播过程中各个质点的振幅、周期、频率相等位移相同时，速度大小相等振动情况相同，但步调不一定相同8（4分）如图所示，质点s为振源，做上下振动，形成向右、向左传播的简谐波，振动的频率为20hz，波速为16m/s，已知ps=15.8m，qs=14.6m，经历足够长的时间，某时刻当质点恰通过平衡位置向上运动，此时刻p、q两质点所处的位置是（）ap在波峰bp在波谷cq在波峰dq在波谷考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 分析：由振动的频率和波速，根据波速公式求出波长，分析ps、qs与波长的关系，结合波形，确定此时刻p、q两质点所处的位置解答：解：由v=f得，波长=，ps=15.8m=19，相当于，qs=14.6m=18，根据波的周期性可知，整数倍波长质点的状态相同，相当于，当质点恰通过平衡位置向上运动，结合波形如图示意图，此时刻p、q两质点所处的位置分别是：p在波峰，q在波谷故选ad点评：本题关键确定ps、qs与波长的关系，画波形进行分析是常用的方法9（4分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻（t=0）其波形如图所示，a、b、c、d是四个质点，振幅为a下列说法中正确的是（）a该时刻以后，质点a比质点b先到达平衡位置b该时刻以后的周期内，质点d通过的路程等于ac该时刻以后的周期内，质点a沿波的传播方向移动1md该时刻以后的周期内，质点b通过的路程比质点c通过的路程大考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 专题：振动图像与波动图像专题分析：根据波传播方向判断a、b的振动方向，再分析回到平衡位置的先后根据质元速度关系，判断该时刻以后的周期内，通过路程的大小该时刻以后的周斯内，质元d通过的路程等于a解答：解：a、简谐横波沿x轴正方向传播，图示时刻质元a、b均沿y轴正方向运动，质元a比质元b迟到达平衡位置故a错误b、此时刻d在波峰，该时刻以后的周期内，d到达平衡位置，通过的位移大小等于a故b正确c、质元a只自己平衡位置附近上下振动，故c错误d、图示时刻b向平衡位置运动，速度增大，c向波谷运动，速度减小，所以该时刻以后的周期内，质元b通过的路程比质元c通过的路程大故d正确故选：bd点评：根据波的传播方向判断质点的振动方向是基本能力只有处于平衡位置或最大位移处质点，经过周期时间时通过的路程才等于a10（4分）如图所示，s为波源，m、n是两块挡板，其中m板固定，n板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到a点振动，为了使a点能发生振动，可采用的方法是（）a减小波源的频率b增大波源的频率c将n板向左移d将n板向右移考点：波的干涉和衍射现象 分析：发生明显衍射的条件是当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小解答：解：当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时，会发生明显的衍射，所以为了使a点能发生振动，一个方法是增大波长，即减小波源的频率（因为波速不变，频率减小，波长变大）一个方法是减小狭缝的宽度，即将n板向左移故a、c正确，b、d错误故选ac点评：解决本题的关键掌握发生明显衍射的条件，以及知道波速、波长与频率的关系11（4分）如图所示，表示两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷设两列波的振幅均为5cm，波速和波长均为1m/s和0.5m，c点是bd连线的中点，下列说法中正确的是（）ac、d两点都保持静止不动b图示的a、b两点的竖直高度差为20cmc图示时刻c点正处在平衡位置且向下运动d从图示时刻起经0.25s后，b点通过的路程为20m考点：波的叠加 分析：频率相同的两列水波的叠加：当波峰与波峰、可波谷与波谷相遇时振动是加强的；当波峰与波谷相遇时振动是减弱的解答：解：a、点abcd都是振动加强点，振幅为2a，位移时而最大，时而最小；故a错误；b、点a与点e是波峰与波峰相遇，b点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点；由于振幅是5cm，a点是波峰与波峰相遇，则a点相对平衡位置高10cm，而b点是波谷与波谷相遇，则b点相对平衡低10cm所以a、b相差20cm，故b正确；c、图示时刻点c处于平衡位置，两列波单独引起的速度均向上，故点c此时的合速度向上，故c错误；d、周期t=s=0.5s；从图示时刻起经0.25s，b质点通过的路程为：4a=20cm故d正确；故选：bd点评：运动方向相同时叠加属于加强，振幅为二者之和，振动方向相反时叠加属于减弱振幅为二者之差12（4分）在坐标原点的波源 s产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=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s开始振动时方向沿y轴正方向bx=40m的质点在t=0.5s时位移最大c接收器t=1s时才能接收到此波d若波源s向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率将变小考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 专题：振动图像与波动图像专题分析：波源s开始振动时方向与介质中各个质点的起振方向相同，读出图示时刻x=40m处的振动方向，与波源s开始振动时方向相同由图读出波长，求出周期，根据时间t=0.5s与周期的关系，分析质点在t=0.5s时的位移波在同一介质中匀速传播，求出波传到接收器处的时间若波源s向x轴负方向运动，接收器接收到的波的频率将变小解答：解：a、简谐横波沿x轴正方向传播，图示时刻x=40m处质点的振动方向沿y轴负方向，则波源s开始振动时方向沿y轴负方向故a错误b、由图读出波长=20m，则周期t=，t=0.5s=10t，x=40m的质点在t=0.5s时位移为零故b错误c、接收器到x=40m处质点的距离为s=360m，波传到接收器的时间为t=0.9s故c错误d、若波源s向x轴负方向运动，波源与接收器的距离增大，根据多普勒效应可知，接收器接收到的波的频率将变小故d正确故选d点评：简谐波一个基本特点是介质中各质点的起振方向都与波源的起振方向相同波源与接收器的距离增大时，接收器接收到的波的频率将变小；波源与接收器的距离减小时，接收器接收到的波的频率将变大二、实验题（本题共一个小题，每空4分，共12分）13（12分）在利用单摆测定重力加速度的实验中，某同学测出了多组摆长和运动周期，根据实验数据，作出的t2l关系图象如图 （1）该同学实验中出现的错误可能是计算摆长时未加小球的半径（2）虽然实验中出现了错误，但根据图象中的数据，仍可算出重力加速度，其值为9.86m/s2（结果保留3位有效数字）（3）该同学用图象法求得的重力加速度准确（填“偏小”“偏大”或“准确”）考点：用单摆测定重力加速度 专题：实验题分析：（1）图象不通过坐标原点，从图象可以得到相同的周期下，摆长偏小，故可能是漏加小球半径；（2）由单摆的周期公式g的表达式，结合图象数据得到重力加速度（3）根据数据处理的方法，确定实验是否存在误差解答：解：（1）图象不通过坐标原点，将图象向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，故可能是把绳长当摆长，漏加小球半径；（2）由单摆的周期公式t=2得 t2=lt2l图象的斜率k=，结合图象数据得到斜率k=4解得：g=9.86m/s2（3）该同学用图象法求得的重力加速度的加速度的表达式：，与摆线无关，所以求出的结果是正确的故答案为：（1）计算摆长时未加小球的半径；（2）9.86；（3）准确点评：本题关键明确实验原理；通过图象的平移得到摆长偏小1cm，得到误差来源；通过图象的函数表达式得到斜率的物理意义三、解答题（本题共3小题，共40分，解答时请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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位）14（12分）一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻的波形图象如图中的实线所示，再经t=0.5s的波形图如图中的虚线所示求：（1）若波向左传播，求波速（2）若波向右传播，求波速（3）若波速v=25m/s，则波向左还是向右传播？考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 专题：振动图像与波动图像专题分析：知道两个时刻的波形，根据波形的平移可知，若波向右传播，t=0.2s内传播的最短距离是波长；若波向左传播，t=0.2s内传播的最短距离为波长列出波传播距离的通项，再求解波速解答：解：由图读出波长为=2m（1）若波向左传播，t=0.5s内传播的最短距离是x=（n+），n=0，1，2，波速为v=（4n+1）m/s（2）若波向右传播，t=0.5s内传播的最短距离是x=（n+），n=0，1，2，波速为v=（4n+3）m/s（3）若波速v=25m/s，则波若向左，则n=6，若向右，则n=5.5故该波向左传播答：（1）若波向左传播，波速是（4n+1）m/s，n=0，1，2，（2）若波向右传播，波速是=（4n+3）m/s，n=0，1，2，（3）若波速v=25m/s，则波向左传播点评：本题是知道两个时刻的波形研究波传播的距离、波速、周期的问题，关键是理解波的周期性和双向性，运用数学知识列出通项式15（12分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效