2021_2022学年广东省广州市第二中学高二（下）月考物理试卷（3月）（含答案解析）

2021~2022学年广东省广州市第二中学高二（下）月考物理试卷（3月）

1.  为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某路面上的减速带的间距为，一辆固有频率为2 Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是(    )
 

A. 当汽车以的速度行驶时，其振动频率为
B. 当汽车以的速度行驶时最不颠簸
C. 当汽车以的速度行驶时颠簸最厉害
D. 汽车速度越大，颠簸就越厉害

2.  A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率等于(    )
 

A. 5：4 B. 3：2 C. ：1 D. 2：1

3.  如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动。取向右为正方向，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是(    )
 

A. 在时，振子位于A点
B. 在与两个时刻，振子的速度相同
C. 从到时间内，振子做减速运动
D. 在时，振子有最大的加速度

4.  如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是(    )

A. 此交流发电机产生感应电动势的最大值为
B. 时刻，线圈处在中性面的位置
C. 内电阻R上产生的焦耳热为60 J
D. 线圈从图示位置转过过程中的电荷量为

5.  两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波，同时从绳子的两端产生，如图甲所示，相遇过程某时刻如图乙，下列说法正确的是(    )

A. 该波是纵波，增大抖动频率，波在绳子上传播的时间不变
B. 两列波相遇时，绳子中点的波峰可达原来各自振幅的两倍
C. 两列波相遇后各自保持原来波形独立传播
D. 乙图中a质点和b质点都保持静止

6.  如图，轻质弹簧下挂重为300 N的物体A时伸长了3 cm，再挂上重为200 N的物体B时又伸长了2 cm，现将AB间的细线烧断，使A在竖直平面内振动，则(    )
 

A. 最大回复力为300 N，振幅为2 cm
B. 最大回复力为200 N，振幅为3 cm
C. 只减小A的质量，振动的振幅变小，周期不变
D. 只减小B的质量，振动的振幅变小，周期不变

7.  如图甲所示，时，一小船停在海面上的P点，一块浮木漂在纵坐标的R点，其后小船的振动图象如图乙所示，可知(    )

A. 浮木比小船早振动
B. 水波波速为
C. 末，浮木向下运动
D. 若该水波传播过程遇到宽度为的障碍物，不会观察到明显的衍射现象

8.  关于机械振动和机械波，下列说法正确的是(    )

A. 在甲地走时准确的钟摆移到乙地未做其他调整时摆动加快了，若要调整可将螺母适当向下移动
B. 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
C. “美人鱼”在水下表演节目时，她们在水中听到的音乐与在岸上听到的一致，说明声波从一种介质进入另一种介质时频率不变
D. 机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递

9.  如图所示，交流发电机通过电阻不计的导线为右侧的电路供电，电压表和电流表均为理想交流电表，变压器为理想变压器，原副线圈匝数比为10：1，b是原线圈的中心接头，副线圈两端接有滑动变阻器R和小灯泡L，电阻不计的金属线圈ABCD在磁场中匀速转动，其瞬时值表达式为。下列说法正确的是(    )

A. 当单刀双掷开关由a拨向b而其他条件不变时，稳定后电压表的示数增大
B. 当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时，电流表的示数增大
C. 当单刀双掷开关与a连接， s时，电压表示数为22 V
D. 当线圈ABCD的转速增加一倍而其他条件不变时，电压表和电流表的示数均增加一倍

10.  如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，波的周期，则(    )

A. 波的周期为 B. 在时，P点沿y轴正方向运动
C. ，P点经过的路程为4 m D. 在时，Q点到达波峰位置

11.  在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，

下列器材需要的有___________。

A.干电池组     滑动变阻器     直流电压表   多用电表     学生电源

在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将___________选填“增大”“减小”或“不变”。

如图，当左侧线圈“0”“16”间接入9 V电压时，右侧圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是___________。

A.

12.  某同学用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示

对测量原理的理解正确的是___________；

A.由可知，T一定时，g与L成正比

B.由可知，L一定时，g与成反比

C.单摆的振动周期T和摆长L可用实验测定，由可算出当地的重力加速度

为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应当选用以下哪些器材___________；

A.长度为10 cm左右的细绳               长度为100 cm左右的细绳

C.直径为的钢球                    直径为的木球

E.最小刻度为1 mm的米尺               秒表、铁架台

然后进行以下必要的实验操作，请将横线部分内容补充完整。

①测量单摆的摆长，即测量从摆线的悬点到___________的距离；

②把此单摆从平衡位置拉开一个小角度后释放，使摆球在竖直面内摆动，测量单摆全振动次的时间，求出一次全振动的时间，即单摆振动的周期；

③适当改变摆长，测量几次，并记录相应的摆长和周期；

④根据测量数据画出图像，并根据单摆的周期公式，由图像计算重力加速度。

若用停表测得了40次全振动的时间如图所示，则单摆的摆动周期是___________s；若实验得到的g值偏大，可能是因为___________；

A.组装单摆时，选择的摆球质量偏大

B.测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长

C.测量周期时，把n次全振动误认为是次全振动

该同学利用假期分别在北京和广州两地做了此实验，比较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，然后将这两组实验数据绘制了图像，如图所示，在北京测得的实验结果对应的图线是___________选填“A”或“B”。

13.  如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，他们的质量均为，弹簧的劲度系数为，C为一固定挡板，现让一质量也为的物体D在A上方某处由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过程中，物体B对C的最小弹力为，重力加速度g取。求：

间弹力最小时，弹簧的形变量是多少；

简谐运动的振幅；

若弹簧振子的周期为，m为振子质量，k为弹簧劲度系数。以平衡位置为原点，沿斜面向下为正方向，振子在最低点作为0时刻，请写出振子的振动方程。

14.  一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，此时坐标为的质点刚好开始振动，P质点的坐标为。在时刻，P质点首次位于波峰位置，Q点的坐标是。从时刻开始计时，求：

这列波的传播速度；

若经时间Q质点第一次到达波谷，求；

时质点P的路程。

15.  假设广州二中在后山修建了一座小型太阳能发电站给科技馆供电，发电机最大输出功率为，输出电压恒为。已知输电线的总电阻为，科技馆工作电压为，求：
输出功率最大时，采用匝数比为的升压变压器进行输电，则输电线功率损耗与直接输电时的功率损耗之比是多少？
假设科技馆某段时间消耗功率为，若不采用升变压器输电，为保障科技馆用电设备正常工作，则科技馆降压变压器的匝数比和发电站的输出功率是多少？

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】当汽车以的速度行驶时，驱动力的周期为，所以频率等于；
当汽车以的速度行驶时，汽车的频率为，此时和固有频率相同，固有频率和振动频率相同时颠簸最厉害，故C正确，ABD错误。
故选C。
 

2.【答案】A 

【解析】根据有效值的定义，则有：方波，，
解得甲的有效值，
正弦交流电的电流有效值，
根据功率公式得到：
，故A正确，BCD错误。
故选A。
 

3.【答案】C 

【解析】A.在时，振子的位移为正向最大，振子位于B点，故A错误；
B.在与两个时刻，振子的速度大小相同，方向相反，则速度不相同，故B错误；
C.从到时间内，振子从平衡位置到达正向最大位移，则振子做减速运动，故C正确；
D.在时，振子回到平衡位置，加速度为零，故D错误。
故选C。
 

4.【答案】B 

【解析】A.由图乙：
感应电动势最大值为：，故A错误；

B.由图可知时刻，线圈的磁通量最大，则线圈处在中性面的位置，故B正确；

C.因为电流最大值为：，

内电阻R上产生的焦耳热为：，故C错误；

D.线圈从图甲所示的位置转过的过程中通过电阻R的电荷量为：，故D错误。

故选：B。

5.【答案】C 

【解析】A.由甲图可知，波的传播方向与振动方向垂直，故该波是横波，故A错误；

B.由乙图可得两列波相遇时，振动减弱，且合振幅为零，故B错误；

C.因为波具有独立性，互不干扰，即两列波相遇后各自保持原来波形独立传播，故C正确；

D.因为两列沿相反方向传播的完全相同的波，相遇后叠加产生波“消失”的现象，但乙图中a质点和b质点并不是都静止，而是这一瞬间速度为零，下一时刻又会各自振动，故D错误。

故选C。

6.【答案】D 

【解析】将AB间的细线烧断，物体A将做简谐运动，由合力充当回复力。由于细线烧断前A、B受力是平衡的，烧断后瞬间，A的合力大小等于B的重力，即，此时弹簧的伸长最大，A的回复力最大，所以最大回复力200 N。根据振幅等于质点到平衡位置的最大距离，可知，振幅为2 cm。故AB错误；
C.只减小A的质量，A振动的平衡位置上移，但振动的振幅为再挂B时弹簧变化的伸长量，则振幅不变，而周期与振幅无关，所以周期不变，故C错误；
D.只减小B的质量，振动的幅度变小，而周期与振幅无关，所以周期不变，故D正确。
故选D。
 

7.【答案】C 

【解析】A.由上下坡法，可以判断波向x轴正方向传播，所以浮木比小船晚振动，故A错误；

B.由题意波速为：，故B错误；

C.因为时浮木漂在纵坐标的R点，即此时在振动时的位置，下一刻浮木向下运动，
又因为：，

所以末，浮木向下运动，故C正确；

D.因为波长为4 m，所以该水波传播过程遇到宽度为的障碍物时，即障碍物的尺寸小于波长，则会观察到明显的衍射现象，故D错误。

故选C。

8.【答案】AC 

【解析】A.在甲地走时准确的钟摆移到乙地未做其他调整时摆动加快了，由知乙地重力加速度大于甲地，故想要校准，应该加长摆长，故A正确；

B.在干涉图样中，干涉后的质点均在自己的平衡位置振动，故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，故B错误；

C.“美人鱼”在水下表演节目时，她们在水中听到的音乐与在岸上听到的一致，说明声波从一种介质进入另一种介质时频率不变，故C正确；

D.机械波是振动能量的传递，但是介质不会随波迁移，故D错误。

9.【答案】ACD 

【解析】A.当单刀双掷开关由a拨向b而其他条件不变时，变压器原线圈的匝数减小，根据：，

可知，次级电压变大，则稳定后电压表的示数增大，故A正确；

B.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时，次级电阻变大，则次级电流减小，则初级电流减小，即电流表的示数减小，故B错误；

C.当单刀双掷开关与a连接时，由：，

得副线圈电压为：，

且交流电表的读数为有效值，不发生变化，故时，电压表示数仍为22 V，故C正确；

D.当线圈ABCD的转速增加一倍而其他条件不变时，根据： ，

可知感应电动势的最大值增加一倍，有效值增加一倍，则次级电压有效值增加一倍，电压表示数增加一倍，次级电流增加一倍，则初级电流增加一倍，即电流表的示数增加一倍，故D正确。

故选ACD。

10.【答案】AD 

【解析】A.因为波的周期，则在时间内，由图像知波传播时间，

所以周期，

故A正确；

B.由图得时刻P点向y轴负方向振动，经过，

P点向y轴负方向振动，故B错误；

C.经过，即半个周期，P点经过的路程为，

故C错误；

D.因为波速为：。所以经过，

波向x轴负向平移，

可知Q点处于波峰，故D正确。

11.【答案】；
减小；
 

【解析】因为变压器两端要接入交流电源，才能起到变压的作用，所以不能用干电池，要用由交流输出的学生电源，故A错误，E正确；

B.本实验不需要滑动变阻器，故B错误；

测量交流电压不能用直流电压表，要用多用电表，故C错误，D正确。

故选DE；

因为原副线圈的电压之比满足，即，

所以保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数时，副线圈两端的电压将减小；

因为当左侧线圈“0”“16”间接入9 V电压时，左侧线圈匝数为16n，右侧线圈接“0”“4”接线柱时，右侧线圈匝数为4n，所以当变压器为理想变压器时满足：，

则，

因为实际情况时，变压器有漏磁，且线圈有焦耳热产生，故右侧输出电压应该小于。

故选CD。

12.【答案】；
；
摆球球心；
，C；
 

【解析】由单摆周期公式：，

解得：，

测出单摆的摆长L与周期T，可以求出重力加速度。且重力加速度与地理位置有关，与L、T均无关。

故选C；

为减小实验误差，应选择适当长些的细绳做摆线，故 A错误，B正确；

为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的球做摆球，故C正确，D错误；

实验需要测量摆长，需要用到刻度尺，实验需要测量单摆的周期，测周期需要秒表，应把单摆固定在铁架台上，故EF正确。

故选BCEF；

①摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长，测量单摆的摆长，应测量从摆线的悬点到摆球球心的距离；

由图可得时间为：，所以周期为：；
A.因为，单摆周期与摆球质量无关，组装单摆时，选择的摆球质量偏大不会导致g的测量值偏大，故A错误；

B.测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长，所测摆长偏小，所测g偏小，故B错误；

C.测量周期时，把n次全振动误认为是次全振动，所测周期T偏小，所测g偏大，故C正确。

故选C；

根据，得，

图像的斜率，

则，

图像的斜率越小，重力加速度越大，由于北京的重力加速度大于广州的重力加速度，因此在北京所做实验得出的图像的斜率小于在广州所做实验得出的图像的斜率，由图所示图像可知，图线B的斜率小于图线A的斜率，因此在北京测得的实验结果对应的图线是B。

13.【答案】解：当AD在最高点时，挡板弹力最小，此时弹簧处于伸长状态，设伸长量为，则有：，

代入数据得：；

粘在一起后，设运动到平衡位置时形变量为，则有：，

代入数据得，

故简谐运动的振幅为；

简谐振动的周期为：，

故角频率为：，

设振动方程为：，

当时，，代入方程得：，

故振动方程为：。

【解析】见答案
 

14.【答案】解：由波形图可知，波长，

由于波沿x轴负方向传播，根据波形平移法知时刻P点向下振动，经过个周期首次到达波峰位置，
由此可知：，得，

故波速为；

因波长为，故经过一个周期T机械波刚好传播到Q点，根据传播方向可知Q点向y轴正方向振动。质点Q再经的时间到达波谷，因此；

根据波形图和起振方向，易得P质点的振动方程为，
，

将代入振动方程，得

故质点P的路程为。

【解析】见答案
 

15.【答案】解：直接输电时的功率损耗为；
采用的升压变压器，根据，求得输电电压为
此时输电线功率损耗为，
故损耗功率之比为；
设原副线圈匝数比为k，副线圈电流为，
故变压器原线圈电压为，原线圈电流为：，
输电线损耗电压为：，
输电线路有：，
解得舍去，
输电线损耗功率为：，故发电厂输出功率为：。 

【解析】见答案