山西省晋中市祁县第二中学校2018-2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）

祁县第二中学20182019学年度第二学期期中试题高二物理第i卷（选择题）一、单项选择题。每小题四个选项中只有一个选项是正确的。每小题3分，共36分。1.欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率，下面措施中不能采用的是（ ）a. 增大转速b. 增大磁感应强度c. 增加线圈匝数d. 增大线圈的包围面积【答案】a【解析】设线圈匝数为n，磁感应强度为b，线圈围成的面积为s，角速度为，转速为n（转/秒），由emnbsnbs2n，频率fn，可知b、c、d项只改变em的大小，没有改变频率，而a项改变了频率，故选a。2.变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻r，当变压器工作时原、副线圈中（ ）a. 电流频率之比为21b. 输入和输出功率之比为21c. 电流之比为21d. 输入端和输出端电压之比为21【答案】d【解析】【详解】变压器不会改变电流的频率，所以原、副线圈中电流频率比为1：1，a错误；变压器的原线圈和副线圈的功率是相同的，所以原、副线圈中功率比为1：1，b错误；电流与匝数成反比，变压器原线圈为1400匝，副线圈为700匝，所以电流之比为1：2，c错误；电压与匝数成正比，变压器原线圈为1400匝，副线圈为700匝，所以电压之比为2：1，d正确。3.分别用220 v和1100 v的电压输电，输送电功率相同，导线材料和送电距离也相同。若要输电线路上的功率损失也相同，则所用导线的截面积之比是（ ）a. 251b. 51c. 15d. 125【答案】a【解析】试题分析：设导线的电阻率为，导线的横截面积为s，导线总电阻为r，送电距离为l，输电电压为u，输电线中电流为i，输送功率为p，则由得，,输电损失的电功率为，,联立可得：由题，p、l、p相等，则有故选a，考点：考查了电功电功率的求解点评：根据电阻定律和功率公式，推导出输电损失的电功率与导线的横截面积的关系，再求解导线的横截面积之比4.如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻r、电感l、电容c串联，再将三者并联，接在220 v，50 hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若只将交变电压的频率改为60 hz，则（ ）a. 三只灯泡亮度不变b. 三只灯泡都将变亮c. a亮度不变，b变亮，c变暗d. a亮度不变，b变暗，c变亮【答案】d【解析】根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变高时，电感对电流的感抗增大，b灯变暗；根据电容器的特性：通高频、阻低频，当电源的频率变高时，电容器对电流的容抗减小，c灯变亮。而电阻的亮度与频率无关，a灯亮度不变。故选d。点睛：本题要抓住电感和电容的特性分析：电感：通直流、阻交流，通低频、阻高频，可根据法拉第电磁感应定律来理解电容器的特性：通交流、隔直流，通高频、阻低频，根据电容器充放电的特性理解5.做简谐运动的物体，其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个()a. b. c. d. 【答案】b【解析】试题分析：物体做简谐运动时，加速度和位移的关系为a=x，由公式可得出其对应的图象解：物体做简谐运动时，加速度和位移的关系为a=x，加速度大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，根据数学知识可知图象b正确；故选：b【点评】本题关键掌握简谐运动的特征：a=x，再由公式得出图象，这也是我们应掌握的一种能力6.如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向，从t0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，乙在平衡位置的（ ）a. 左方，向右运动b. 左方，向左运动c. 右方，向右运动d. 右方，向左运动【答案】d【解析】试题分析：由振动图象可直接读出单摆的位移，根据位移图线的切线斜率等于速度可判断速度的方向从t=0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，由图知在t=1.5s时刻，且此时单摆乙的位移为正，方向向右，即在平衡位置的右方根据图象的斜率等于速度，可知在t=1.5s时刻，单摆乙的速度为负，方向向左，故d正确7.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()驱动力频率/hz304050607080受迫振动的振幅/cm10.216.827.1228.116.58.3a. f固=60 hzb. 60hzf固70hzc. 50hzf固70hzd. 以上三个答案都不对【答案】c【解析】【详解】固有频率等于驱动力频率时，振幅最大，固有频率越接近驱动力频率，振幅越大；表格中当驱动力频率为60hz时，振幅最大，说明固有频率在50hz-70hz之间，c正确。8.有一弹簧振子，振幅为0.8cm，周期为0.5s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是a. x=8103sinmb. x=8103sinmc. x=8101sinmd. x=8101sinm【答案】a【解析】【详解】由题，t=0时刻具有负方向的最大加速度，根据知，振子的初始位移是正向最大，则位移表达式x=asin(t+0)中，；圆频率，则位移表达式为;故选a.9.一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )a. 质点振动频率是4 hzb. 在10 s内质点经过的路程是20 cmc. 第4 s末质点的速度为零d. t1 s和t3 s两时刻，质点位移大小相等，方向相同【答案】b【解析】试题分析：由图读出质点振动的周期t=4s，则频率故a错误质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4a，t=10s=2.5t，所以在10s内质点经过的路程是故b正确在第4s末，质点的位移为0，经过平衡位置，速度最大故c错误由图知在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故d错误考点：简谐运动的振动图象；简谐运动的振幅、周期和频率10.做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的，则单摆振动的( )a. 频率、振幅都不变b. 频率、振幅都改变c. 频率不变，振幅改变d. 频率改变，振幅不变【答案】c【解析】由单摆的周期公式可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅是反映单摆运动过程中的机械能能大小的物理量，由可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，但摆球质量改变，摆球运动时重力势能变化，因此摆球的机械能改变，从而导致振幅改变，故b正确，acd错误；故选b。11.如图所示，位于介质和分界面上的波源s，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()a. f1=2f2，v1=v2b. f1=f2，v1=0.5v2c. f1=f2，v1=2v2d. f1=0.5f2，v1=v2【答案】c【解析】【详解】波的频率由波源决定，所以；向正方向传播的波一个周期内波形传播的距离是，向负方向传播的波在一个周期内传播的距离是，两列波的周期相同，根据，则有：，即，c正确。12.一列简谐横波以1 m/s的速率沿绳子由a向b传播，质点a、b间的水平距离x=3 m，如图甲所示。若t=0时，质点a刚从平衡位置开始向上振动，其振动图象如图乙所示。则b点的振动图象为下面四个图中的()a. b. c. d. 【答案】b【解析】【详解】由a振动图象得到t=4s，则波长m，a点开始振动方向向上。而ab间距离m=，波从a传到b时间为= 3s，即b在a振动3s后开始振动，b点的起振动方向与a点相同，均向上，由上分析可知b正确。二、多项选择题。每小题四个选项中至少有两个选项是正确的。完全选对得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得零共16分.13.如图所示，理想变压器原线圈接在电压恒定不变的交变电源上，副线圈接有两个灯泡l1 、l2和一个电阻r。开始时，开关s是断开的。现将s闭合，则（ ）a. 副线圈两端的输出电压减小b. l1变暗c. 原线圈的输入电流增大d. 交变电源的输出功率将增大【答案】bcd【解析】理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以a错误；当s接通后，两个灯泡并联，电路的电阻减小，副线圈的电流变大，所以通过电阻r的电流变大，电压变大，那么并联部分的电压减小，所以通过灯泡l1的电流减小，所以b正确；由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以cd正确；故选bcd14.关于质点做简谐运动，下列说法中正确的是()a. 在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反b. 在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同c. 在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大d. 在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小【答案】ad【解析】【详解】回复力与位移方向总是相反，在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反，a正确，b错误；做简谐运动的弹簧振子，靠近平衡位置时，回复力减小，而速度增大，动能增大，离开平衡位置时，回复力增大，速度减小，动能减小，c错误；某一段时间内，它的势能减小，向平衡位置靠近，加速度减小，d正确。15.如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象已知甲、乙两个振子质量相等，则()a. 甲、乙两振子振幅分别为2 cm、1 cmb. 甲、乙两个振子的相位差总为c. 前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值d. 第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大【答案】ad【解析】（1）根据振动图像，甲振子的振幅为2 cm、乙振子的振幅1 cm，a正确。（2）由于两个振子的周期和频率不同，其相位差亦会变化，b错。（3）前2秒内，甲在平衡位置的上方，加速度指向平衡位置，方向向下，为负；而乙在平衡位置的下方，加速度指向平衡位置，方向向上，为正，c错。（4）第2秒末甲处于平衡位置，速度最大加速度最小，乙处于波谷，速度最小加速度最大，d对。16.一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则() a. 波的周期为1sb. x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动c. x=0处的质点在t=s时速度为0d. x=0处的质点在t=s时速度值最大【答案】ab【解析】【详解】由波的图象可知半个波长是2m，波长m，周期是s，a正确；根据上下坡法，由波向x轴正方向传播，可知x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动，b正确；x=0的质点的位移是振幅的一半，则s时，x=0的质点既没有在平衡位置也不在最大位移处，速度不是最大，也不是零，cd错误。第ii卷（非选择题）三、实验题（每空2分，共8分. 将正确答案填在答题卷中对应的横线上。）17.在做“用单摆测定重力加速度”实验中， 如果某同学测得的g值偏大，可能的原因是_。（填字母代号）a计算摆长时没有计入摆球的半径b开始计时时，秒表过迟按下c停止计时时，秒表过迟按下d实验中误将39次全振动数为40次【答案】bd【解析】【详解】根据单摆的周期表达式有：，解得：。计算摆长时没有计入摆球的半径，摆长测量值偏小，故加速度测量值偏小，a错误；开始计时时，秒表过迟按下，周期测量值偏小，故加速度测量值偏大，b正确；停止计时时，秒表过迟按下，周期测量值偏大，故加速度测量值偏小，c错误；试验中误将39次全振动数为40次，周期测量值偏小，故加速度测量值偏大，d正确。18.有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的dis系统较准确的探究了单摆周期t和摆长l的关系。然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了t2l图象，如图甲所示，已知天津市比上海市的纬度高，则去“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是_(填“a”或“b”)。另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象，如图乙所示，由图象可知两单摆摆长之比=_，在t=2s时b球振动方向是：_(填“y”或“y”)。【答案】 (1). b (2). (3). y【解析】【分析】本题考点是单摆运动。【详解】单摆周期公式为： ，整理变形得：结合数学知识，图象中斜率越大代表的重力加速度值越小，纬度越低重力加速度值越小，已知天津市比上海市的纬度高，故南开的重力加速度比较大，对应的图象斜率越小，应为b由摆球振动图象可以看出ta：tb=2：3由图象知t2与l成正比，故 t=2s时振动图象斜率为正，故摆球正在向+y方向运动【点睛】单摆问题解决的关键是单摆周期公式四、计算题。共4个小题，共40分。应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，有数值计算的题必须明确写出数据值和单位。19.如图所示，今有一个长20 cm、宽10 cm，共有500匝的矩形线圈，在外力作用下在b=0.10 t匀强磁场中，以恒定的角速度rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴oo匀速转动，发电机线圈两端与r=100 的电阻构成闭合回路，线圈内阻不计。（保留2位有效数字）求：（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；（2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90角的过程中通过电阻r横截面的电荷量；（3）线圈匀速转动10 s，电流通过电阻r产生的焦耳热。【答案】（1）v（2）c（3）j【解析】【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值v（2）设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90角所用时间为t。线圈中的平均感应电动势=n通过电阻r的平均电流=在t时间内通过电阻横截面的电荷量q= c（3）电阻两端电压的有效值u=em。经过t=10 s，电流通过电阻产生的焦耳热q热=t 解得j20.发电厂的交流发电机输出电压恒为500 v，输出功率为100 kw。要将电能输送到远处的工厂。设计输电线上的功率损失为2%，输电线总电阻为20 ，用户得到的电压220 v。求：发电厂附近的升压变压器和用户附近的降压变压器的匝数比各多大？（所用变压器都看作理想变压器）【答案】和【解析】【详解】pr=2%p1=2 000 w，由pr=ir2r，得ir=10 a， i2 = i3 = ir 升压变压器初级线