四川省遂宁中学2021-2022学年高二物理下学期期中考试试题（Word版附解析）

遂宁中学2021～2022学年度下期半期考试高二物理考试时间：90分钟满分：100分注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的班级、姓名和准考证号填写在试卷和答题卡上。2．选择题用2B铅笔在对应的题号涂黑答案。主观题用0.5毫米黑色签字笔答在答题卡上对应的答题区域内。3．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡上交。第Ⅰ卷（客观题共48分）一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。第1～8题为单选题；第9～12题为多选题，全部选对得4分，选对但不选全得2分，有选错或不答得0分）1.下列关于波的说法，正确的是（　　）A.在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移B.当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低C.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射【1题答案】【答案】B【解析】【详解】A．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅最大，但位移不是始终保持最大；同理振动减弱区域的点，其振幅最小，但其位移不是始终保持最小；所以振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移，A错误；B．由多普勒效应，当波源远离接收者时，接收者接受到的波的频率比波源频率低，B正确；C．两列频率相同的波叠加时会出现稳定的干涉图样，两列频率不同的波叠加时不能形成稳定的干涉图样，C错误；D．波发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多；但如果障碍物或孔的尺寸比波长大，就不能发生明显的衍射现象，D错误。故选B。2.如图所示，一根绷紧的水平绳上挂五个摆，其中A、E摆长均为l，先让A摆振动起来，其 他各摆随后也跟着振动起来，则下列说法正确的是（　　）A.B、C、D三摆振动周期跟A摆不同B.其他各摆振动的振幅大小不完全相同，E摆的振幅最大C.其他各摆振动的振幅大小相同D.B、C、D三摆振动的振幅大小不同，D摆的振幅最大【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A．B、C、D三摆做受迫振动，振动周期跟A摆相同，A错误；BCD．其他各摆做受迫振动，摆长与A摆越相近，固有频率与A摆振动频率越接近，振幅越大，E摆的固有频率等于A摆的固有频率，E摆发生共振，振幅最大，B正确，CD错误。故选B。3.某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（）A.t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B.t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C.t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D.t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值【3题答案】【答案】A 【解析】【分析】根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动．【详解】AC．在t=1s和t=3s时，振子偏离平衡位置最远，速度零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正确，C错误；BD．在t=2s和t=4s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，BD错误．4.在如图所示的电路中，、、为三盏完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关，C是电容很大的电容器。关于三盏灯泡，下列说法正确的是（　　）A.合上开关时，不亮，、同时亮B.合上开关时，三盏灯泡同时亮C.开关合上足够长时间后，最亮，、一样亮D.开关合上一段时间后再断开，、亮一下后一起缓慢熄灭，立即熄灭【4题答案】【答案】C【解析】【详解】AB．S刚闭合时，线圈中产生自感现象，此时线圈可看作一个很大的电阻，故不亮，大电容对变化电流阻碍作用很小，此时电容器可看作阻值很小的导线，相当于被短路，故也不亮，只有亮，选项AB错误；C．S 闭合足够长时间后，电路稳定而自感现象消失，因为线圈的直流电阻为零，故可将线圈看作一根导线，、灯一样亮，电容器C断路，中电流等于干路电流，故最亮，选项C正确；D．S闭合时，电容器C充电，S闭合一段时间后，C中无电流，相当于断路，S再断开，由于自感现象，此时线圈可看作新的电源，、都亮一下后一起缓慢熄灭，电容器将对放电，故也将逐渐熄灭，选项D错误。故旋钮C。5.A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，通过两电热器的电流有效值之比IA∶IB（　　）A.4：B.：4C.2：D.：2【5题答案】【答案】D【解析】【详解】根据电流有效值的定义可得，甲图中解得图乙为正弦交流电，有效值为所以 故选D。6.在某一密度均匀的球形星体上，做摆长为l的单摆实验。若星体的半径为R，质量为M，引力常量为G，则该单摆的周期为（　　）A.B.C.D.【6题答案】【答案】C【解析】【详解】星球表面上的物体有单摆周期公式为联立解得，该单摆的周期为故选C。7.采用220kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（）A.55kVB.110kVC.440kVD.880kV【7题答案】【答案】C【解析】 【详解】本意考查输电线路的电能损失，意在考查考生的分析能力．当输电功率P=UI，U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损=I2R，R为输电线路的电阻，即P损=．当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的，则输电电压为原来的2倍，即440V，故选项C正确．点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，利用输电线路损失的功率P损=I2R解题．8.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A.时，金属线框平面与磁感线平行B.该交变电流的电动势的有效值为C.矩形金属线框平面与中性面的夹角为60°时，电动势的瞬时值为D.该交变电流的电动势的瞬时值表达式为【8题答案】【答案】A【解析】【详解】A．时，金属线框产生的感应电动势最大，则金属线框平面与磁感线平行，A正确；B．该交变电流电动势的有效值为 B错误；C．由题图乙可知，矩形金属线框平面与中性面的夹角为60°时，电动势的瞬时值为C错误；D．由题图乙可知，该交变电流的电动势的瞬时值表达式为D错误。故选A。9.有关传感器，下列说法正确的是（　　）A.干簧管作为磁传感器，经常被用于控制电路的通断B.干簧管作为磁传感器，被用于定量测量磁感应强度C.光敏电阻可以“感受”光的强弱，光越强，它的电阻越小D.热敏电阻是把热量转化为电阻的敏感性元件【9题答案】【答案】AC【解析】【详解】AB．干簧管作为磁传感器，通过磁化可以使簧片接触或断开，经常被用于控制电路的通断，A正确，B错误；C．光敏电阻是由半导体材料制成的，可以“感受”光的强弱，光越强，它的电阻越小，C正确；D．热敏电阻是把温度高、低这个热学量转化为电阻大小这个电学量的敏感性元件，D错误。故选AC。10.下列各种运动中，属于简谐运动的是（　　）A.拍皮球时球的往复运动B.将轻弹簧上端固定，下端挂一砝码、砝码在竖直方向上来回运动C.水平光滑平面上，一端固定的轻弹簧组成弹簧振子的往复运动D.孩子用力荡秋千，秋千来回运动【10题答案】【答案】BC 【解析】【详解】A.拍皮球随时往返运动，但是受到力不满足简谐运动的条件，所以不是简谐运动，故A错误；B.轻弹簧上端固定、下端连重物，重物上下振动时，重物受到的合力与物体相对于平衡位置的位移满足为简谐运动，故B正确；C.光滑平面上，一端固定的轻弹簧组成弹簧振子的往复运动，此模型是弹簧振子模型，属于简谐运动，故C正确；D.孩子荡秋千，只有秋千在摆角很小的情况下才能看作是简谐运动，故D错误。故选BC。11.一列简谐横波在时刻的波形图如图中实线所示，从此时刻起，经0.1s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为20，下列说法中正确的是（　　）A.这列波的周期为0.4sB.时刻质点a沿y轴正方向运动C.波传播方向向右D.从时刻开始质点a经0.2s通过的路程为0.8m【11题答案】【答案】AD【解析】【详解】A．由图可知，该简谐横波的波长λ=8m，则波的周期为解得故A正确；BC．因为 根据波形的平移可知，波的传播方向沿x轴负方向，由上下坡法可知，当t=0时，a处的质点速度沿y轴负方向，故BC错误；D．由图可知，该简谐横波的振幅为A=0.4m，从t=0时刻经0.2s时，经过的时间是半个周期，质点a通过的路程等于2个振幅，即0.8m，故D正确。故选AD。12.如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压36Ⅴ的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3，已知=4，R的最大阻值为100。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（　　）A.电压表示数变小，电流表示数变大B.电源的输出功率变小C.当R=4时，电压表示数为108VD.当R=36时，R获得的功率最大【12题答案】【答案】AD【解析】【详解】AB．由理想变压器的特点可知又I1：I2=3：1可知滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以I1变大，由 可得I2变大，电流表示数变大，由P=U0I1知电源的输出功率变大，原线两端电压因为I1变大，所以U1减小，由可得U2减小，电压表示数减小，故A正确，B错误；C．原线圈与副线圈两端电压之比为电流之比联立可得即R=4Ω时，I2=2.7A，电压表示数为U2=I2R=10.8V故C错；D．R获得的功率当时，R获得的功率最大，此时有R=9R0=36Ω故D正确。 故选AD。第II卷（非选择题共52分）二、实验题：（每空2分，共14分）13.某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9V，内阻为2Ω，继电器线圈电阻为8Ω，滑动变阻器连入电路的电阻为50Ω；当控制电路中的电流大于0.06A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。（1）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变___________（选填“大”或“小”）。（2）车辆对压敏电阻的压力超过___________N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。（3）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆对压敏电阻的压力比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向___________（选填“a”或“b”）端滑动。【13题答案】【答案】①.大②.5×103（或5000）③.b【解析】【详解】（1）[1]当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力增大，阻值减小，控制电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示数会变大。（2）[2]设压敏电阻阻值为R时，控制电路中的电流等于0.06A，则R总=2Ω+8Ω+50Ω+R 解得R=90Ω由题图甲可知，此时压敏电阻受到压力为5×103N，所以车辆对压敏电阻的压力超过5×103N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。（3）[3]若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即车辆对压敏电阻的压力小于5×103N时也要拍照，当压力小于5×103N时，压敏电阻阻值大于90Ω，此时若要拍照，电路中的总电阻不能大于150Ω，就要减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应该向b端滑动。14.遂宁中学某实验兴趣小组在实验室用单摆做了测定重力加速度的实验，实验装置如图甲所示。（1）用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为______________cm。（2）关于本实验，下列说法正确的是____________。A．需要用天平称出小球的质量B．摆球应选用体积较小、质量较大的小球C．为了方便测量，摆球摆动的幅度越大越好D．测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时（3）若实验中某同学发现他测出的重力加速度值总是偏大，其原因可能是____________。A．实验室处在高山上，离海平面太高B．单摆所用的摆球太重C．测出n次全振动的时间为t，误作为（n＋1）次全振动的时间进行计算D．以摆球直径和摆线之和作为摆长来计算（4）实验测出单摆完成n次全振动的时间为t，摆长为L，则计算重力加速度的表达式为g=____________。 【14题答案】【答案】①.0.97②.BD③.CD④.【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的读数即摆球的直径为=0.97cm（2）[2]A．用单摆做测定重力加速度的实验与小球的质量无关，故A错误；B．为了减小误差，摆球应用质量大、体积小的球，故B正确；C．单摆在摆角小于的情况下是简谐振动，所以摆球摆动的幅度不能太大，不是越大越好，故C错误；D．为了减小测量周期的误差，测量周期时，应取摆球通过最低点作为计时的起终点位置，故D正确。故选BD。（3）[3]A．实验室处在高山上，离海平面太高,测出的重力加速度值会偏小，A错误；B．单摆所用的摆球太重，不会影响实验结果。B错误；CD．根据单摆周期得测出n次全振动的时间为t，误作为（n＋1）次全振动的时间进行计算，单摆周期计算值比实际值偏小，测出的重力加速度值总是偏大，C正确；摆长应为摆球半径和摆线之和，以摆球直径和摆线之和作为摆长来计算，摆长计算值比实际值偏大，测出的重力加速度值总是偏大，D正确。故选CD。（4）[4]实验测出单摆完成n次全振动的时间为t，单摆周期 又得三、计算题：（要求写必要的文字说明和必要的步骤，15题8分，16题8分，17题10分，18题12分，共38分）15.如图所示，倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放（物块做简谐运动），重力加速度为g。（1）物块做简谐运动的振幅是多少？（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标系，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动。（已知做简谐运动的物体所受的回复力需要满足：F=-kx）【15题答案】【答案】（1）；（2）见解析【解析】【详解】（1）物块平衡时，受重力、支持力和弹簧的弹力。根据平衡条件，有mgsinα＝k·Δx解得则物块做简谐运动的振幅为 （2）物块到达平衡位置下方x位置时，弹力为k（x＋Δx）＝k（x＋）故合力为F＝mgsinα－k（x＋）＝－kx故物块做简谐运动。16.一列简谐横波沿x轴传播，在和处的两个质点M、N的振动图象如图所示。（ⅰ）若简谐横波沿x轴正方向传播，且该波的波长大于0.5m，求这列波的波速；（ⅱ）若简谐横波沿x轴负方向传播，且该波的波长小于0.5m，求这列波的波长。【16题答案】【答案】（ⅰ）；（ⅱ）【解析】【详解】（ⅰ）从图象可知，周期为，由于M、N的距离为0.5m，且该波的波长大于0.5m，所以波从M传到N的传播时间小于质点的振动周期。由图象可知，波从M传到N的传播时间为波速为（ⅱ）从图象可知，周期为，由于M、N的距离为0.5m，且该波的波长小于0.5m，所以波从M传到N的传播时间大于质点的振动周期。由图象可知，波从N传到M 的传播时间为波速为波长17.如图所示，N=50匝的矩形线圈，边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，求：(1)感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈转一圈R上产生的热量；(3)从图示位置转过的过程中流过电阻R的电荷量。【17题答案】【答案】(1)；(2)88.7J；(3)0.1C【解析】【详解】(1)的转速匀速转动，所以线圈的角速度感应电动势的最大值为 所以感应电动势的瞬时值表达式为(2)电动势有效值为电流线圈转一圈R上产生的热量(3)线圈由如图位置转过的过程中通过R的电量为18.利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统。有一台内阻为1Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电。如图所示，升压变压器匝数比为1：4，降压变压器匝数比为4：1，输电线的总电阻，全校共22个班，每班有“220V40W”灯6盏，若全部电灯正常发光，求：(1)降压变压器的输入电压U3；(2)输电线总电阻R两端的电压；(3)发电机的总功率。【18题答案】【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)降压变压器输出电压为20V，根据 解得(2)电灯正常发光时的电流降压变压器负载中的总电流降压变压器输入端电流导线上损失的电压(3)升压变压器输出电压由理想变压器公式解得其输入电流由闭合欧姆定律，有发电机的总功率