2022-2023学年四川省遂宁中学高二下学期期中考试物理试题 （解析版）

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遂宁中学2022~2023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（每题4分，共计48分，1-8为单项选择题，9-12题为多项选择题）。1. 下列说法不正确的是（　　）A. 镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压，点燃后起降压限流作用B. 在交流电输送环节中，造成电压损失的原因除了电阻以外，还有电感和电容C. 为降低涡流造成的损耗，变压器的铁芯做成片状D. 电容器对交流电有阻碍作用，电容越大，交流电的频率越高，对交流电的阻碍越大【答案】D【解析】【分析】【详解】A．日光灯管工作时都要经过预热、启动、和正常工作三个不同的阶段，在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压。工作后，电流由灯管经镇流器，不再经过启动器，故启动器启动后不在工作，而镇流器还要起降压限流作用，故A正确，不符合题意；B．在交流电输送环节中，造成电压损失的原因除了电阻以外，还有电感和电容，故B正确，不符合题意；C．为降低涡流造成的损耗，变压器的铁芯做成片状，故C正确，不符合题意；D．电容器对交变电流的阻碍作用与交变电流的频率和电容有关，电容越大，交流电的频率越高，对交流电的阻碍越小，故D错误，符合题意。故选D。2. 下列说法正确的是（　　）A. 做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度一定相同B. 在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐运动的周期越小C. 系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率一定等于系统的固有频率D. 一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5πt（单位都是国际单位制），在t=0.2s时，振子的运动速度为零【答案】D【解析】【详解】A．做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度大小相同，方向不一定相同，故A错误；B．单摆做简谐运动周期为周期与摆球的质量无关，故B错误；C．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于驱动力频率，故C错误；D．在t=0.2s时，振子的位移为振子位于偏离平衡位置最大位移处，振子的运动速度为零，故D正确。故选D。3. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电，电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，则（   ）A. 该交流电的频率为100HzB. 该交流电电动势的有效值为311VC. t=0.01s时，穿过线框的磁通量为零D. t=0.01s时，穿过线框的磁通量的变化率为零【答案】D【解析】【详解】A．该交流电的周期为0.02s，则频率为A错误；B．该交流电电动势的最大值为311V，则有效值为220V，B错误；CD．t=0.01s时，感应电动势为零，穿过线框的磁通量的变化率为零，穿过线框的磁通量最大，C错误，D正确。故选D。4. 如图所示，理想变压器的三只线圈匝数之比n1∶n2∶n3=10：5：1，图中灯泡L的规格为“50 V，25 W”，电阻R的阻值是10 Ω，若灯泡L正常发光，据此可知（　　）A. 变压器线圈a，b两端输入的交流电压为10 VB. 电流表读数为5 AC. 1 min内电阻R产生的热量为 6.0×104 JD. 变压器输入电流为0.35 A【答案】D【解析】【详解】A．根据理想变压器的电压规律灯泡正常发光，已知，则A错误；B．根据理想变压器的电压规律则根据欧姆定律B错误C．根据焦耳定律C错误；D．对于理想变压器，输入功率等于输出功率解得变压器输入电流为D正确。故选D。5. 如图甲，介质中两个质点A和B的平衡位置距波源O的距离分别为1m和5m。图乙是波源做简谐运动的振动图像。波源振动形成的机械横波可沿图甲中x轴传播。已知t=5s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处。下列判断正确的是（　　）A. A质点的起振方向向下B. 该列机械波的波速为0.2m/sC. 该列机械波的波长为2mD. t=11.5s时刻，B质点的速度方向沿y轴正方向【答案】C【解析】【详解】A．由图乙可知A质点的起振方向向下，故A错误；B．由图乙可知时质点O到y轴负方向最大位移处，t=5s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处，可知波从波源传至A点的时间为2s，所以故B错误；C．该列机械波的波长为故C正确；D．波从波源传至B点的时间为    t=11.5s时刻，B质点已振动1.5s，因，所以t=11.5s时刻B质点处在y轴上方且向下振动，故D错误。故选C。6. 一列简谐横波沿 x 轴传播，图（a）为 t＝1 s 时的波形图像，N、P、Q 为介质中 x＝1m、x＝2 m 和 x＝3 m 处的三个质点，图（b）为某质点的振动图像，由图像可知，下 列说法中正确的是（    ）A. 该简谐横波一定沿 x 轴正方向传播， 速度大小 1 m/sB. 图（b）不可能是质点 P 的振动图像C. t＝2 s 时刻，质点 P 的速度一定最 大，且一定沿 y 轴负方向D. t＝3 s 时刻，质点 Q 的速度一定最大，且一定沿 y 轴负方向【答案】BC【解析】【详解】A．根据振动图像可以确定，t＝1 s 时质点经平衡位置向y轴正方向振动，若b图是N点的振动图像，则根据平移法可判断，波向x轴负向传播，A错误B．因为图b显示t＝1 s 时质点经平衡位置向y轴正方向振动，而P点此时正在波峰位置，所以图（b）不可能是质点 P 的振动图像，B正确C．根据图b，可以求出质点振动周期，t＝1 s 时P处于波峰， t＝2 s 时刻，过，P一定过平衡位置速度最大，向y轴负向运动，C正确D．若波向x轴负向传播， t＝3 s 时刻，即再过，则Q到平衡位置向y轴正向运动，D错误7. 图1是手机无线充电器的示意图，其原理如图2所示：当送电线圈接上220 V的正弦交变电流后，会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生交变电流，该电流经过其他装置转化为直流电给手机充电，该装置实际上可等效为一个无磁漏的理想变压器：送电线圈的匝数为N1，受电线圈匝数为N2，且N1:N2=3:1．两个线圈中所接的电阻R1、R2的阻值都为R，当该装置给手机充电时，测得R1两端的电压为cd两端电压的三分之一，则A. 流过原、副线圈的电流之比为3:1B. 受电线圈两端cd的输出电压为66 VC. 电阻R1和R2所消耗的功率之比为9:1D. ab端输入电压不变，若减小R1的阻值，受电线圈的输出电压将变小【答案】B【解析】【详解】AC.由于变压器的原、副线圈匝数比为3:1，可得原、副线圈的电流比为1:3，故选项A错误；根据P=I2R可知电阻R1和R2消耗的功率之比为1:9，故选项C错误；B.设U2=U，由得U1=3U，然后再结合R1两端的电压为cd两端电压的三分之一，则有3U+=220 V，得U=66 V，故选项B正确；D.ab端输入电压不变，若减小R1的阻值，则原线圈的输入电压变大，由于两线圈的匝数不变，故受电线圈的输出电压将变大，故选项D错误．8. 如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，与等高，半径为、间距为，轨道电阻不计。在轨道右侧连有一阻值为的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，现有一根长度为、电阻为的金属棒，在外力的作用下以初速度从沿轨道做匀速圆周运动至处，则该过程中（　　）A. 金属棒经过最低位置处时，通过金属棒的电流方向为B. 金属棒经过最低位置处时，电路中的电流最小C. 电阻上产生的热量为D. 外力做的功为【答案】C【解析】【详解】A．金属棒经过最低位置处时，根据右手定则，通过金属棒的电流方向为，故A错；B．金属棒经过最低位置处时，金属棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，电路中的电流最大，故B错；C．金属棒切割磁感线产生的电动势为电路中的电动势的有效值为则有，联立解得故C正确；D．根据能量关系，外力做的功等于电路的总热量为故D错误。故选C。9. 如图所示，一列简谐波从左向右传播，传播到P点时，P点开始振动的方向垂直PQ向上，振动周期为T，经时间t，振动从P点传播到Q点，传播速度为v。下列说法正确的是（　　）A. 该波一定是横波B. Q点振动的周期可能为TC. Q点振动的最大速度一定为vD. 若（n为正整数），则质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同【答案】AD【解析】【详解】A．根据题意可知，质点振动方向与波传播方向垂直，则该波一定横波，故A正确；B．根据波的特点，介质中所有质点的周期与波源的周期相同，所以点振动的周期为，故B错误；C．质点在其平衡位置附近振动，其速度大小在平衡位置最大，在最大位移处最小，与波速没必然的联系，可以小于，也可能大于，也可能等于波速，故C错误；D．若（n为正整数），则、点为同相点，质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同，故D正确。故选AD。10. 如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（　　）A. 甲图中A、B两点的竖直高度差为10cmB. 从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为20cmC. 乙图所表示的是波的衍射现象D. 在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率低【答案】AB【解析】【详解】A．甲图中A点是峰峰相遇点，则位移为10cm，C点是谷谷相遇点，则位移为-10cm，B点在平衡位置，则AB两点的竖直高度差为10cm，选项A正确；B．波的周期B点振动加强，振幅为10cm，甲图所示时刻B在平衡位置，经0.25s，即半个周期，B点通过的路程为20cm，选项B正确；CD．乙图所表示的是波的多普勒现象，因为波源向E点观察者靠近，则接受到的频率较高；波源远离F点观察者靠近，则接受到的频率较低，即在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率高，选项CD错误。故选AB。11. 如图甲所示，T为理想变压器，原、副线圈匝数比为10：1，副线圈所接电路中电压表V1、V2和电流表A1、A2都为理想电表，电阻R1=4，R2=6，R3的最大阻值为12，原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压。在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，以下说法正确的是（　　）A. 电压表V1的示数减小 B. 电压表V2的示数为20VC. 电流表A1、A2的示数都增大 D. 电流表A1示数增大、A2的示数减小【答案】AD【解析】【详解】B．电压表V2的示数为选项B错误；ACD．在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，R3阻值减小，次级电阻减小，因次级电压不变，则次级电流变大，即电流表A1示数增大，电阻R1电压变大，则V1读数减小，电阻R2的电流减小，即A2的示数减小，选项AD正确，C错误。故选AD。12. 在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为，电压表和电流表均为理想电表，变压器为理想变压器，在变压器原线圈两端输入如图乙所示的电压，电压表的示数为，下列说法正确的是（　　）A. 该变压器原线圈端电压的有效值为 B. 该变压器原副线圈的匝数之比为C. 电流表的示数为 D. 若增大电阻R的阻值，变压器原线圈的输入功率减小【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．设变压器原线圈端电压有效值为U，据电流的热效应可得可解得U1=55V，A错误；B．电压表的示数为副线圈电压，即U2=，由可得该变压器原副线圈的匝数之比为，B正确；C．副线圈的电流为由可得原线圈的电流，即电流表的示数，C错误；D．若增大电阻R的阻值，由可知，副线圈的功率减小，变压器的输入等于输出功率，故变压器原线圈的输入功率减小，D正确。故选BD。第II卷  （主观题  共52分）二、实验题13. 在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g=。只要测出多组单摆的摆长和运动周期T，作出T2—图像，就可以求出当地的重力加速度。理论上T2—图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示。(1)造成图像不过坐标点的原因可能是______；(2)由图像求出的重力加速度g=______m/s2；（取2=9.87）(3)如果测得的g值偏小，可能的原因是______A.测摆线时摆线拉得过紧B.先测摆长，再测周期，在测周期时，上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C.开始计时时，停表过迟按下D.实验时误将49次全振动数为50次【答案】    ①. 测摆长时漏掉了摆球的半径    ②. 9.87    ③. B【解析】【详解】(1)[1]图像不通过坐标原点，将图像向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，故可能是漏加小球半径；(2)[2]由：T=2得：则有：=k=4解得：g= 9.87m/s2(3)[3]根据：g=A.测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏大，故A错误；B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，知摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故B正确；C．开始计时时，停表过迟按下，周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C错误；D．实验时误将49次全振动数为50次，周期的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏大，故D错误。故选B14. 北京市八一学校某课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实验报告，设计了一个测量电阻率（被测电阻丝Rx的阻值约为25Ω）的实验方案，实验室可提供的器材如下：A．电流计G（内阻Rg=120Ω，满偏电流Ig=3mA）B．电流表A（内阻约为0.2Ω，量程为0~0.6A）C．螺旋测微器D．电阻箱R0（0~9999Ω，0.5A）E．滑动变阻器R（0~5Ω，2A）F．干电池组（3V，0.05Ω）G．一个开关和导线若干他们进行了以下操作：（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其示数部分如图甲所示，请读出该次测量中测得电阻丝的直径d=______mm；（（2））把电流计G与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为3V，则电阻箱的阻值应调为R0=______Ω；（3）用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路，电流表A使用外接，请根据提供的器材和实验需要，请将图乙中电路图补画完整；______（4）实验数据的测量与电阻率的计算：如果电阻丝的长度用L表示，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，测得电阻丝的电阻为R。请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式ρ=______。【答案】    ①. 0.267    ②. 880    ③. 见解析    ④. 【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的固定部分的读数0，可动部分的读数为所以读数为；（2）[2]由电压表改装原理知（3）[3]由于要求精准测量电阻，所以安培表选用外接法，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图所示（4）[4]根据电阻定律得可得三、计算题（需要写出详细的解题步骤）15. 如图所示，N=50匝的正方形线圈abcd，边长l=0.2m，放在磁感应强度B=0.4T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OO′轴以角速度ω=100πrad/s匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。（计算时取π=3）（1）求感应电动势的最大值和有效值；（2）线圈转1min外力做多少功？【答案】(1) 240V，V；(2) 【解析】【分析】【详解】(1)线圈的角速度为ω=100πrad/s，图示位置的感应电动势最大，其大小为Em=NBl2ω代入数据得Em=240V感应电动势有效值为(2)感应电流为线圈转1min外力做功大小等于电功的大小16. 如图所示为一输电系统，A地有一台升压变压器，B地有一台匝数比为10:1的降压变压器，降压变压器副线圈上的电流为100A，输出功率是12kW,A、B两地输电线的电阻是20Ω，求：（1）升压变压器输出端的电压；（2）若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流和电功率，那么在A地要用多大的电压将电能输出？（3）两情况下输电线上损失功率之比是多少？【答案】（1）1400V（2）2120V（3）1：100【解析】【详解】（1）降压变压器输出端电压所以由得由可得输电线上损失的电压为()所以升压变压器输出端的电压（2）若不用变压器，B处电压线路压降所以A处电压（3）有变压器时，线路损耗功率无变压器，线路消耗功率所以两情况下输电线上损耗功率之比为17. 如图所示为一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的波形图，此时平衡位置坐标为处的质点正沿y轴负方向运动，平衡位置坐标为处的质点处于平衡位置。已知时，平衡位置坐标为处的质点首次到达平衡位置。求：（1）平衡位置坐标为处的质点的振动方程。（2）该波的波速大小及波长。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）（2）根据同侧法可知，波向左传播，由题意知：平衡位置坐标为处的质点处于平衡位置。已知时，平衡位置坐标为处的质点首次到达平衡位置，则波速根据可得则其中解得则波长设处质点的振动方程为当时质点向下运动，因此解得则设处质点的振动方程为18. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨、倾斜放置，倾角为，顶部接有一阻值为的定值电阻，下端开口，两导轨间距为，整个装置处于磁感应强度大小为、方向垂直斜面向上的匀强磁场中，质量为的金属棒置于导轨上，在导轨间的电阻为，电路中其余电阻不计。金属棒由静止释放后沿导轨向下滑动距离为时，速度恰好达到最大值，运动过程中金属棒始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。求：（1）金属棒的速度时，棒加速度；（2）金属棒的最大速度；（3）金属棒由静止释放到速度最大通过电阻的电荷量；（4）金属棒由静止释放到速度最大电阻上产生的热量。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）根据题意可知，金属棒的速度时，感应电动势为电路中的电流为对棒受力分析，由牛顿第二定律有解得瞬时加速度为（2）当金属棒达到最大速度时，由平衡可得解得（3）根据、、可得解得（3）由能量关系可知解得则