2021-2022学年四川省遂宁市第二中学校高二下学期半期考试物理试题含答案

四川省遂宁市第二中学校2021-2022学年高二下学期半期考试物理试卷

考试时间：90分钟  总分：100分

一、        单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题所给四个选项只有一项符合题目要求。

1．下列说法正确的是(   )

   A．是 α 衰变方程        B．H＋H―→He＋n是核聚变方程

   C．是核裂变方程           D．是核聚变方程

2.入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则(　　)

  A.从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

  B.逸出的光电子的最大初动能减小

  C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少

  D.有可能不发生光电效应

3. 如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝3能级，下列说法中正确的是(　　) 

  A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的光子

  B.这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV

  C.从n＝3能级跃迁到n＝1能级时发出的光波长最大

  D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁

4．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

  A．t1时刻线圈平面感应电动势达最大 

  B．t2时刻线圈平面位于中性面

  C．t3时刻线圈平面磁通量变化率为零 

  D．t2时刻线圈平面产生的感应电流改变方向

5.如图所示，用一根粗细均匀的细铜导线做成一个半径为r的闭合圆环，把圆环的一半置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向始终垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化规律为B=B0+kt（B0 不变，k为一恒量且满足0< k <1T/s），a、b为圆环的一条直径的两端点，圆环的总电阻为R ，则（    ）

A.圆环中产生顺时针方向的感应电流        

B.圆环具有扩张的趋势

C.a、b两点间的电势差

D.在t = 0时，右半圆环受到的安培力大小为      

6.如图所示，交流电流表与灯泡串联，先后在M、N间加上不同的交变电压，第一次加电压随时间按甲图的正弦规律变化；第二次加电压随时间按乙图规律变化。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则这两次交流电流表读数之比I1：I2为(    )

  A.1：         B.:1        C.        D.1:2

7. 如图所示，变压器的原副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U1时，副线圈的电压为U2，L1、L2、L3为三只完全相同灯泡，开始时，开关S断开，然后当开关S闭合时(     )

A. 电压U1不变，U2增大       B. 灯泡L1变亮，L2变暗

C. 灯泡L1变暗，L2变亮        D. 原线圈输入功率变小

8.一弹簧振子做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是(　 　)

A.振子振动频率为4 HZ         

B.振子的运动轨迹为正弦曲线0

C.t=0.25 s时，振子的速度方向与加速度方向相同

D.在t ＝1 s时刻，振子的回复力最大，速度为零

9.如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin(100πt) V的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(　　)

A.原线圈的输入功率为220 W   B.电流表的读数为1 A

 C.电压表的读数为110 V       D.副线圈输出交流电的周期为50 s

10. 如图所示，光滑斜面PMNQ的倾角为30°，斜面上放有矩形导体线框abcd，其中ab边的长度为L1＝0.2m，bc边的长度为L2＝0.1m，线框的质量为0.1kg，电阻为1Ω。有界匀强磁场的磁感应强度为1T，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且ef∥MN。现用1N大小的拉力F使线框从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行。已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列说法正确的是（   ）

A. 线框进入磁场时的速度大小为10m/s       

  B. 线框进入磁场前的加速度大小为10m/s2

C. 线框进入磁场过程中产生的总热量为0.05J   

D. 线框刚开始运动时，ab与ef间的距离为15m

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题所给的四个选项都有两项及以上符合题目要求。全部选对的得4分，对而不全的得2分，有选错的得0分。

11. 图甲是一列简谐横波在t＝0.01s时刻的波形图，图乙是质点P的振动图象，则下列说法正确的是(   　)

  A. 该波沿x轴负方向传播，波速大小为100m/s

  B. 在0.01s   0.025s内，质点R通过的路程为15cm

  C. t＝0.005s时，1.5m处质点沿y轴的负方向运动

 D. 在0.01s   0.015s内，质点Q的加速度一直在减小

12. 在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S、匝数为n、线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动（如图甲所示），产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是(   　)

A. t2   t3时间内穿过线圈磁通量变化量为零

C. t3  t4时间内通过电阻R的电荷量为

B. t4时刻穿过线圈的磁通量变化率的大小为

D. t1  t5时间内电阻R的发热量为

 13. 如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这一过程中（   ）

  A. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零

  B. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和

  C. 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

  D. 恒力F与安培力的合力所做的功等于零

14. 如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd．t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入匀强磁场（虚线为其左边界）的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，感应电流的热功率为P，则关于i、U、F、P随运动时间t变化关系图象正确的是

A.  B.  

C.  D.

三、实验题：本题每空2分，共12分

15. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中，（1）以下做法正确的是__________

A. 测量摆长时，用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度作为摆长L

B. 测量周期时，从小球经过平衡位置开始计时，经历50次全振动总时间为t，则周期为

C. 摆动中出现了轻微的圆锥摆情形，王同学认为对实验结果没有影响而放弃了再次实验的机会

D. 释放单摆时，应注意细线与竖直方向的夹角不能超过5°

（2）黄同学先测得摆线长为97.92cm，后用游标卡尺测得摆球直径（如图），读数为_________cm；再测得单摆的周期为2s，最后算出当地的重力加速度g的值为_________m/s2．（取9.86，结果保留两位小数）

(3)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变”，这两个学生中________。

A.甲的说法正确   B.乙的说法正确      C.两学生的说法都是错误的

（4）实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，刘同学设计了一个巧妙的方法不计摆球的半径．具体做法如下：第一次量得悬线长L1，测得振动周期为T1；第二次量得悬线长L2，测得振动周期为T2，由此可推得重力加速度的表达式为g＝_____________．

(5)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程。图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_____ ___(填字母代号)。

四、计算题：共4道题，共42分。要求写出必要文字说明和重要方程式。

16. (8分)如图,一小型发电站通过升压变压器B1和降压变压器B2把电能输送给用户(B1和B2都是理想变压器),已知发电机的输出功率为500kW,输出电压为500 V,升压变压器B1原、副线圈的匝数比为1∶10,两变压器间输电导线的总电阻为2Ω,降压变压器B2的输出电压为220V.求：

(1)输电导线上损失的功率;

(2)降压变压器B2的原、副线圈的匝数之比.

17.(10分)某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形如图中实线所示.(1)若波向右传播．零时刻刚好传到B点，且再经过0.6s，P点也开始起振.求：该列波的周期T；从t=0时刻起到P点第一次达到波谷的过程中，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？

(2)若此列波的传播速度大小为20m/s，且波形由实线变为虚线需要经历0.575s时间，则该列波的传播方向如何？

18.( 10分) 如图,为小型旋转电枢式发电机原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动,线圈的匝数、电阻,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻,与R并联的交流电压表为理想电表. 在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图(乙)所示正弦规律变化. 求：

(1)从t=0时刻开始转动四分之一周期过程中感应电动势;

(2)从t=0时刻开始转动四分之一周期过程中流过电阻R的电量;

(3)电路中交流电压表的示数.

(4)从t=0时刻开始转一周过程外力对线圈所做的功.

19. ( 14分)相距为L＝2 m的足够长的金属直角导轨如图甲所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m＝0.1 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ＝0.5，导轨电阻不计，回路中ab、cd电阻分别为R1＝0.6 Ω，R2＝0.4 Ω。整个装置处于磁感应强度大小为B＝0.50 T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。测得拉力F与时间t的关系如图乙所示。g取10 m/s2，求：

(1)ab杆的加速度a；

(2)当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小；

(3)若从开始到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做了5.2 J的功，求该过程中ab杆所产生的焦耳热。

遂宁二中高2020级2021—2022学年第二学期半期考试

物理试题参考答案

一 单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

三、实验题：本题每空2分，共12分

15【答案】    ①. BD      ②. 2.16    9.76   ③  A   ④.    (5)A

四、计算题：共4道题，共42分。要求写出必要文字说明和重要方程式。

【16】【8分】(1)原、副线圈电压比等于匝数比，对升压变压器：即

输电线电流：         损失的功率：

(2)降压变压器的输入电压：U3=U2-I2R=4800V        降压变压器匝数比:

【17题】【10分】由图象知λ=2m，A=10cm.

(1)波向右传播，则波速为=10m/s     由解得       T=0.2s

当图示时刻x=0.5m处的振动传到P点时，P点第一次达到波谷，此过程波传播的距离s=6.5m，则由t=0到P点第一次到达波谷为止，经历的时间=0.65s=3T

由题意知，经过△t=3T时间，O点到达波峰，对平衡位置位移y0=10cm

所经过的路程为13倍的振幅      s0=13A=130cm

(2)若波速v=20m/s，时间t=0.575s，则波沿x轴方向传播的距离为x=vt=11.5m=(5+)λ

根据波形的平移可知，波沿x轴正方向传播．

【18题】【10分】(1)从t=0时刻开始转动四分之一周期过程中，根据图像可知，磁通量变化量：，所用时间：，感应电动势．

(2)感应电动势：，感应电流：，通过回路电量：．

(3)由感应电动势规律,线圈中的电动势的最大值为:，有效值:，根据电压关系：．

(4)外力对线圈所做的功等于产生的总热量，所以．

【19题】【14分】　(1)由图乙可知，t＝0时，F＝1.5 N    

 对ab杆：F－μmg＝ma

  代入数据得a＝10 m/s2。

(2)cd杆受力情况如图(从d向c看)，当cd杆所受重力与滑动摩擦力大小相等时，速度最大，

即mg＝μN       又N＝F安    \

 安培力F安＝BIL

感应电流I＝＝

由以上几式解得v＝2 m/s。

(3)ab杆发生的位移为x＝＝0.2 m

对ab杆应用动能定理得WF－μmgx－W安＝mv2

解得W安＝4.9 J

根据功能关系得Q＝W安

所以ab杆上产生的焦耳热为Qab＝Q＝2.94 J。

答案　(1)10 m/s2　(2)2 m/s　(3)2.94 J