2020林州一中高二3月线上调研考试物理试题含答案
展开林州一中2018级高二下3月调研
物理试卷
一、多选题（11-8题每题6分，9-11每题4分，共60分）
1.做简谐运动的物体经过平衡位置时（ ）
A、速度为零 | B、回复力为零 | C、加速度为零 | D、位移为零 | E、动能最大 |
答 案 | BDE |
解 析 | 简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，而物体在平衡位置时加速度不一定为零，例如，单摆在平衡位置时存在向心加速度； 简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大，位移为零；故选项BDE正确． |
2.一个水平弹簧振子的振动周期是，当振子从平衡位置向右运动，经过时，振子运动情况是（ ）
A、正在向右做减速运动 | B、正在向右做加速运动 |
C、位移正在减小 | D、正在向左做加速运动 |
E、势能正在减小 |
|
答 案 | BCE |
解 析 | ，在之间，故时根子从最大位移处正向右加速接近平衡位置． |
3.一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力随时间变化的图线为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A、在从到时间内，弹簧振子做减速运动 |
B、在和时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反 |
C、在和时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同 |
D、在从到时间内，时刻弹簧振子所受回复力做功功率最小 |
E、在从到时间内，回复力的功率先增大后减小 |
答 案 | ACD |
解 析 | 由于，由图象知，在到时间内，弹簧振子位移变大，离开平衡位置做减速运动，A对； 在和时，图象斜率相同，说明速度大小相等，方向相同，B错； 和时位移大小、方向都相同，C对； 在到时间内，时刻弹簧振子回复力最大，在端点位置，速度为零，功率最小，D对，E错． |
4.如图所示为某弹簧振子在内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是（ ）
A、振动周期为 |
B、振幅为 |
C、第末振子的速度为零，加速度为正向的最大值 |
D、第末振子的速度为正向的最大值 |
E、从第末到第末振子在做加速运动 |
答 案 | BCD |
解 析 | 根据图象，周期，振幅，A错误，B正确； 第末振子到达负的最大位移处，速度为零，加速度为正向的最大值，C正确； 第末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，D正确； 从第末到第末振子经过平衡位置向下运动，速度逐渐减小，做减速运动，E错误． |
5.如图所示，一个弹簧振子在、间做简谐运动，点是平衡位置，以某时刻作为计时零点，过周期，振子具有正方向的最大速度．那么下面五个图象中哪个能够正确反映振子的振动情况（ ）
A、 | B、 |
C、 | D、 |
E、 |
|
答 案 | ABD |
解 析 | 时，振子具有正向的最大速度，则时，振子应处于负向最大位移处，此时，回复力和加速度正向最大． |
6.一质点做简谐运动的位移与时间的关系如图所示，由图可知（ ）
A、频率是 |
B、振幅是 |
C、时的加速度为正，速度为负 |
D、时，质点所受合外力为零 |
E、时回复力的功率为零 |
答 案 | BCE |
解 析 | 由简谐运动的图象可判断出振子的周期为，则频率；该质点的振幅为；时位移为负值，则加速度为正，根据图象走向可判断速度为负；时，振动质点位于平衡位置，回复力为零，但合外力不一定为零（如单摆在平衡位置时合外力指向圆心）． |
7.如图所示的装置中，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手，让其上下振动，周期为，若使把手以周期（）匀速转动，当运动都稳定后，则（ ）
A、弹簧振子的振动周期为 |
B、弹簧振子的振动周期为 |
C、弹簧振子的振动频率为 |
D、要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小 |
E、要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大 |
答 案 | BCE |
解 析 | 弹簧振子在把手作用下做受迫振动，因此振动周期为，A错，B、C对； 由于，故欲使振幅增大，应使减小，即转速应增大，D错，E对． |
8.如图所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于点，摆长为，当它摆过竖直线时便进入或离开匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里，，点分别是最大位移处．下列说法中正确的是（ ）
A、点和点处于同一水平面 |
B、点高于点 |
C、摆球在点和点处线上的拉力大小相等 |
D、单摆的振动周期仍为 |
E、单摆向右或向左摆过点时，线上的拉力大小相等 |
答 案 | ACD |
解 析 | 摆球运动过桯中机械能守恒，所以，在同一高度．选项A正确，B错误； 球在点不受洛伦兹力，与球在点时受拉力大小相等，选项C正确； 球在磁场中运动时虽然受洛伦兹力，但洛伦兹力总与速度方向垂直，不能提供回复力，所以不改变振动的周期，选项D正确； 单摆向右或向左摆过点时，速度大小相等，但洛伦兹力的方向相反，所以线上的拉力不相等，选项E错误． |
9.如图所示，线圈匝数为，横截面积为，线圈电阻为，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为，两个电阻的阻值分别为和，由此可知，下列说法正确的是（ ）
A、电容器上极板带正电 | B、电容器下极板带正电 |
C、电容器所带电荷量为 | D、电容器所带电荷量为 |
答 案 | AD |
解 析 | 根据磁场向右均匀增强，并由楞次定律可知，电容器上极板带正电，故B错误，A正确； 闭合线圈与阻值为的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压，线圈产生的感应电动势为：，路端电压：，则电容器所带电荷量为：，D正确，C错误． |
10.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为，原线圈与一电阻箱串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中定值电阻的阻值为，最初副线圈电路中电阻箱的阻值为，电路中所连接的电流表是理想电流表．现保持变压器输入电流不变，将副线圈电路中的电阻箱的阻值减小为，此时电流表读数为，则（ ）
A、此时流过原线圈的电流最大值约为 |
B、此时流过原线圈的电流最大值约为 |
C、原先电流表的示数为 |
D、原先电流表的示数为 |
答 案 | AD |
解 析 | AB、保持变压器输入电流不变，将副线圈电路中电阻箱的阻值减小为，此时电流表读数为，副线圈输出电压有效值为，则中电流为，则副线圈输出电流．由变压比和变流比公式可得，，解得此时流过原线圈的电流有效值，电流最大值约为，选项A正确，B错误； CD、保持变压器输入电流不变，根据变压器变流关系，副线圈输出电流不变，副线圈电路中原阻值为，设原来电流表的示数为，则中电流为，则有，解得，选项D正确，C错误． |
11.如图所示，理想变压器原线圈、两端按接正弦交变电压，，电压表接在副线圈、两端（不计导线电阻）．则当滑动变阻器滑片向右滑动时（ ）
A、电压表示数不变 |
B、电流表的示数始终为 |
C、若滑动变阻器滑片不动，仅改变，使则电流表示数增大 |
D、若滑动变阻器滑片不动，仅改变，使则电流表示数减小 |
答 案 | AC |
解 析 | 当输入电压不变时，输出电压也不变，故A正确； 电容器可以通过交流电，所以电流表示数不是，故B错误； 若滑动变阻器滑片不变，提高输入电压频率时，电容器容抗变小，所以电流表示数变大，故C正确． |
二、实验探究题
12.（2分）某同学在进行研究弹簧振子的周期和小球质量的关系的实验时，利用如图甲所示装置进行了如下实验：让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆，在弹簧振子的小球上安装一支笔，下面放一条纸带．当小球振动时，垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带，加速度大小为，这时笔在纸带上画出如图乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度，，写出计算弹簧振子的周期的表达式： ．
答 案 | |
解 析 | 由于纸带做匀加速直线运动，且运动和所用时间均等于弹簧振子的振动周期，由匀加速直线运动规律知：，所以． |
13.（4分）某实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中：
(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 ．（2分）
答 案 | |
解 析 | 游标卡尺读数为． |
(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的（2分）是 ．（填选项前的字母）
A、把单摆从平衡位置拉开的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B、测量摆球通过最低点次的时间，则单摆周期为
C、用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代人单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D、选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
答 案 | C |
解 析 | 单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过，并从平衡位置计时，故A错误； 若第一次过平衡位置计为，则周期，若第一次过平衡位置计为，则周期，B错误； 由得，其中为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知偏大，故C正确； 为了能够将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大、体积较小的摆球，故D错误． |
14.（8分）利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等．图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的关系图线．
(1)实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围）、滑动变阻器B（阻值范围）、电动势为的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干．该同学做实验时，滑动变阻器选用的是 （选填“A”或“B”）；请在图乙的方框中画出该实验的电路图．（4分）
答 案 | A |
解 析 | 无 |
(2)如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为，电源电动势为．则此时小灯泡的电功率为 ，电源的内阻为 ．（4分）
答 案 |
|
解 析 | 由于小灯泡电阻较小，电路应该设计成电流传感器外接．描绘小灯泡伏安特性曲线，设计成滑动变阻器分压接法，将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为，电源电动势为，在小灯泡伏安特性曲线上找出对应电流为的点，该点纵横坐标的乘积，为此时小灯泡的电功率．过该点和纵轴上的点作一直线，该直线斜率的绝对值等于电源的内阻为． |
三、计算题
15.（12分）如图所示，轻弹簧的下端系着、两球，，，系统静止时弹簧伸长，未超出弹性限度．若剪断、间绳，则在竖直方向做简谐运动．求：
(1)的振幅多大？（6分）
答 案 | 设只挂球时弹簧伸长量，由，得，即，振幅． |
解 析 | 无 |
(2)球的最大加速度多大？ （取）（6分）
答 案 | 剪断细绳瞬间，受弹力最大，合力最大，加速度最大．根据牛顿第二定律得，． |
解 析 | 无 |
16.（12分）图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线．经后，其波形如图中虚线所示．设该波的周期大于．
(1)由图中读出波的振幅和波长；（4分）
答 案 | 由图可知，振幅，波长． |
解 析 | 无 |
(2)如果波向右传播，波速是多大？波的周期是多大？（8分）
答 案 | 波向右传播，传播距离为， 故波速为：； 波在一个周期内匀速平移一个波长， 故， 故周期： |
解 析 | 无 |
17.（12分）电荷量的带正电的小物块静止在绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的电场，其电场强度的大小与时间的关系如图所示，物块速度的大小与时间的关系如图所示．重力加速度．求：
(1)物块与水平面间的动摩擦因数；（6分）
答 案 | 由图可知，前物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：， 由图线知加速度为：， 后物块做匀速运动，由平衡条件有：， 联立解得：， 由图可得：，， 代入数据解得：， 由可得：． |
解 析 | 无 |
(2)物块在内减少的电势能．（6分）
答 案 | 物块在前的位移为：， 物块在内的位移为：， 电场力做正功为：， 则电势能减少了． |
解 析 | 无 |
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