2022-2023学年四川省绵阳市三台中学高二下学期期中物理试题含解析

  三台中学二O二三年春高二教学质量调研测试

物  理  试  题

本试卷分为试题卷和答题卷两部分，其中试题卷由第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）组成，共4页；答题卷共2页。满分100分。考试结束后将答题卡和答题卷一并交回。

第I卷（选择题，共54分）

一、本大题12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题意。

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 机械波的传播方向就是波中各质点的振动方向

B. 机械波的传播方向就是振动能量传递的方向

C. 机械波传播的是振动这种运动形式，质点并不随波迁移

D. 波不但能传递能量也能传递信息

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．在机械波形成的过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动，传播方向与振动方向可以垂直（横波），也可以平行（纵波），故A错误；
B．机械波在传播振动形式的过程中，同时将能量由近及远传递，传播方向就是振动的能量传递的方向，故B正确；
C．机械波传播的是振动这种运动形式，质点并不随波迁移，故C正确；
D．机械波不但能传递能量，而且能传递信息，如声波，故D正确。

故选BCD。

2. 一个做简谐运动的物体，每次有相同的速度时，下列说法正确的是（　　）

A. 具有相同的加速度 B. 具有相同的势能

C. 具有相同的回复力 D. 具有相同的位移

【答案】B

【解析】

【详解】做简谐运动的物体只有在同一位置或对称位置时才可能具有相同的速度，若在同一位置，所有物理量都相同；若在对称位置，势能和动能相同，但加速度、位移、回复力都是等大反向，可见只有势能和动能一定相同。

故选B。

3. 如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴ΟΟ′以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0~这段时间内：（　　）

A. 线圈中的感应电流方向不变 B. 线圈中的感应电流一直减小

C. 穿过线圈的磁通量先增大后减小 D. 穿过线圈的磁通量的变化率先增大后减小

【答案】C

【解析】

【详解】该线圈的周期为，则

从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，此时磁通量最小，左右两边垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，感应电流最大，根据法拉第电磁感应定律可知，此时穿过线圈的磁通量的变化率最大，当转到线圈平面与磁场方向垂直时，磁通量最大，但此时速度与磁场平行，产生的感应电动势为零，感应电流为零，穿过线圈的磁通量的变化率最小，电流的方向发生改变，所以在0~这段时间内，线圈中的感应电流方向改变一次，线圈中的感应电流先减小后增大，穿过线圈的磁通量先增大后减小，穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大。

故选C。

4. 某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们是（　　）

A. 热敏电阻和光敏电阻 B. 金属热电阻和光敏电阻

C. 热敏电阻和干簧管 D. 光敏电阻和动圈式话筒

【答案】D

【解析】

【详解】天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器。即控制电路中接入了光传感器、声音传感器，它们是光敏电阻和动圈式话筒。

故选D。

5. 图甲是利用沙摆演示简谐运动图像的装置。当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系。已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s，图乙所示的一段木板的长度为0.80m，则这次实验沙摆的摆长为（取g = π2）（　　）

A. 0.56m B. 0.65m C. 1.00m D. 2.25m

【答案】C

【解析】

【详解】A．木板匀速拉出，则

解得

结合图乙知

则

根据单摆周期公式

解得

故选C。

6. 两列简谐横波，波源的振动频率相同，如图为某时刻两列波在介质中相遇的情景，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是（　　）

A. a、b点是干涉加强的位置，c点振动最弱

B. a、b、c点是干涉加强的位置，其振动的位移总是最大

C. 再过 ， a、b点振动将减弱，e点的振动将加强

D. 当振源的振动频率同时增加时，干涉区域的干涉图样会发生变化

【答案】D

【解析】

【详解】A．a点是两波峰相遇，是振动加强点，b、c点都是波谷相遇，也是振动加强点，A错误；

B．a、b、c点都是干涉加强的位置，其振动的位移是变化的，B错误；

C． a、b点是两波峰相遇，是振动加强点，再过 ，仍然是振动加强点， a、b点的振幅不变，总是最大，振动不减弱；e点是波峰与波谷相遇点，该点是振动减弱点，再过 ，仍然是振动减弱点，C错误；

D．当振源的振动频率同时增加时，波速不变，根据 ，波长减小，加强区域和减弱区域的宽度都减小，所以干涉区域的干涉图样会发生变化，D正确。

故选D。

7. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当只改变线圈的转速后，产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下说法正确的是（　　）

A. 线圈先后两次转速之比为2：3

B. 通过线圈的磁通量最大值之比为3：2

C. 先后两次交流电的最大值之比为3：2

D. 先后两次交流电的有效值之比为2∶3

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，周期=0.4s，=0.6s，而，则线圈先后两次转速之比为

A错误；

B．通过线圈的最大磁通量

则知先后两次通过线圈最大磁通量之比为1：1．B错误；

CD．电动势的最大值为

则两个电压最大之值比

所以两个电压有效值之比是3：2，最大值之比为3：2，C正确，D错误。

故选C。

8. 关于多普勒效应下面说法正确的是（　　）

A. B超是利用多普勒效应而成像的

B. 当波源与观察者运动速度大小相等方向相反时，观察者感觉波源频率升高

C. 当波源与观察者的间距发生变化的过程中，会发生多普勒效应

D. 救护车急驰而来，救护车司机感觉救护车发出的声波频率会变高

【答案】C

【解析】

【详解】A．B超是向人体发出超声波脉冲，经人体反射后形成的影像，故A错误；

B．当波源与观察者运动速度大小相等方向相反，靠近时观察者感觉波源频率升高，远离时观察者感觉波源频率降低，故B错误；

C．当波源与观察者的间距发生变化的过程中，会发生多普勒效应，故C正确；

D．救护车急驰而来，波源相对司机静止，救护车司机感觉救护车发出的声波频率等于救护车发出的声波频率，故D错误。

故选C。

9. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为1：5，原线圈两端的交变电压为

    ，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的是（　　）

A. 开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz

B. 当t=0.01s时，电压表的示数为零

C. 开关断开后，电压表的示数变大

D. 开关断开后，变压器的输入功率减小

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由交流电压瞬时值的表达式可知，交流电的频率为

变压器原线圈的电压最大值为，则有效值为

原、副线圈匝数之比为1：5，则副线圈的输出电压有效值为

由计算可知，氖泡在一个周期内发光两次，因此氖泡的发光频率为100Hz；电压表的示数为有效值，即为100V，AB错误；     

C．开关断开后，变压器原线圈的电压不变，原、副线圈匝数之比不变，则副线圈的电压不变，电压表的示数不变，C错误；

D．开关断开后，氖泡不工作，变压器的输出电流减小，输出电压不变，由

可知变压器的输出功率减小，由理想变压器的输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率减小，D正确。

故选D。

10. “二分频”音箱内有高、低两个扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动，图为音箱的电路简化图，高、低频混合电流由a、b端输入，是线圈，是电容器，则下列说法中正确的是（　　）

A. 甲扬声器是高频音扬声器

B. 的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器

C. 的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器

D. 乙扬声器的振幅一定较大

【答案】B

【解析】

【详解】A C．线圈L和甲扬声器相连，由于线圈通低频，阻高频，所以低频电流通过线圈到达甲扬声器。甲扬声器是高频音扬声器。AC错误；

B．电容器C和乙扬声器连接，电容器的作用是通高频，阻低频，所以高频电流通过电容器到达乙扬声器，B正确；

D．乙扬声器是高频音扬声器，信号频率高，振幅不一定大。振幅与振动的能量相对应，振动能量越大，振幅越大。D错误。

故选B。

11. 如图所示，为一交变电流随时间变化关系图线，其有效值为（前周期为正弦曲线）（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】令该交流电电流的有效值为，根据有效值的定义有

解得

故选B。

12. 如图所示，一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的AB间做简谐运动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知CO=h， 弹簧的劲度系数为k。某时刻物体恰好以大小为v的速度经过C点并向上运动，则以此时刻开始半个周期的时间内，对质量为m的物体，下列说法正确的是（　　）

A. 机械能减少了2mgh B. 回复力做功为2mgh

C. 速度的变化量为 0 D. 通过A点时回复力的大小为kh

【答案】A

【解析】

【详解】A．由简谐振动的周期性和对称性可知，在半个周期内，弹簧振子将运动到与C点关于O对称的位置处，因此弹簧振子的高度降低了，重力势能减少；该位置处弹簧振子的速度大小与C处相等，方向竖直向下，所以动能相同，所以振子的机械能减少了，故A正确；

B．回复力是振子所受的合力，由对称性可知，弹簧振子在两个位置处的速度等大反向，动能相同，所以回复力做功为零，故B错误；

C．速度的变化量为

故C错误；

D．通过A点时，振子相对于平衡位置的位移为，所以回复力的大小为

故D错误。

故选A。

二、本大题6小题，每小题3分，共18分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。

13. 如图所示是电子电路中常用到的一种称为“干簧管”的元件。关于干簧管，下列说法正确的是（　　）

A. 干簧管接入电路中相当于电阻

B. 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的

C. 干簧管接入电路中相当于开关

D. 干簧管是一种能感知磁场的传感器

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】将两个磁性材料制成的簧片密封于玻璃管中，簧片端面互叠，但留有空隙，当干簧管处在磁场中时，两个簧片被磁化而接通，以实现自动控制，所以干簧管接入电路中相当于开关，可见干簧管是一种能够感知磁场的传感器，所以AB错误；CD正确；

故选CD。

14. 一弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，它的周期是2s，取向右为正方向。当振子从平衡位置向左运动并开始计时，则下列说法正确的是（　　）

A. 经过1.6s，振子正向右运动，速度为正且不断变小

B. 经过1.6s，振子正向左运动，速度为负且势能正在减小

C. 经过2.9s，振子正向右运动，加速度为正且振子的动能正在增大

D. 经过2.9s，振子正向左运动，速度为负、加速度为正

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．周期是2s，取向右为正方向；当振子从平衡位置向左运动并开始计时，经过1.6s，由于

可知此时振子处于正向最大位移与平衡位置之间的某一位置向左运动，速度为负且不断增大，则动能正在增大，势能正在减小，故A错误，B正确；

CD．周期是2s，取向右为正方向；当振子从平衡位置向左运动并开始计时，经过2.9s，由于

可知此时振子处于负向最大位移与平衡位置之间的某一位置向右运动，加速度为正，速度为正且不断增大，则动能正在增大，势能正在减小，故C正确，D错误。

故选BC。

15. 一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ，振幅为A。若在x=0处质点的振动方程，则该波在时刻的波形曲线为（　　）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】C

【解析】

【详解】根据题意可知，x=0处的质点在t=0时刻处于平衡位置，且向y轴负方向振动，经过四分之一周期，即在时刻该质点应达到负的最大位移处，即波谷位置。

故选C。

16. 下列说法正确的是（　　）

A. 障碍物越小，波长越短的波越容易看到明显的衍射现象

B. 波在均匀介质传播过程中其波面与波线总是相互垂直

C. 波穿越障碍物的孔、缝前后其波面形状和波线的方向将发生改变

D. 波在发生反射和折射时频率、波长不变，波速要变

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多时越容易看到衍射现象，所以障碍物越小，波长越长时越容易看到衍射现象，A错误。

B．在均匀介质中波线是直线，波面与波线总是相互垂直，B正确。

C．当波穿越障碍物的孔、缝前后波线和波面发生弯曲，形成新的波面和波线，C正确。

D．频率由波源决定，波速由介质决定，波发生反射时频率不变，介质不变，所以波速不变。波发生折射时频率不变，由于介质发生了变化，因此波速也发生了变化，D错误。

故选BC。

17. 如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的是（　　）

A. 各摆的振动周期与a摆相同

B. 各摆的振幅大小不同，在b、c、d、e中c摆的振幅最大

C. 各摆的振动周期不同，e摆的周期最长

D 各摆均做自由振动

【答案】AB

【解析】

【详解】ACD．让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，做自由振动，其振动的周期等于a的固有周期。b、c、d、e四个单摆在a摆的驱动力作用下做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，即等于a的固有周期，所以各摆的振动周期与a摆相同。故A正确，CD错误；

B．单摆的固有周期公式

题中ac两个单摆的摆长相同，固有周期相同，c摆发生共振，所以c的振幅最大。故B正确。
故选AB。

18. 如图所示，（1）为某一波在t=0时刻的波形图；（2）为参与该波动的质点P点的振动图像，下列判断正确的是（　　）

A. x=2m的质点与x=6m的质点的相位差为零

B. 若P点的坐标为xp=8m，则该列波沿x轴负方向传播

C. 若波沿x轴正方向传播，P点的坐标可能是x=4m

D. 质点P在任意1s内运动的路程为2cm

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据题图可知波长为，则的质点与的质点之间的距离为半个波长，相位差为，故A错误；

B．若P点的坐标为，由图（2）可知时刻，质点P沿轴正方向振动，根据波形平移法可知，该列波沿轴负方向传播，故B正确；

C．若波沿轴正方向传播，根据波形平移法可知，处的质点在时刻沿轴正方向振动，则P点的坐标可能是，故C正确；

D．由图（2）可知周期为，由于

可知只有从平衡位置或最大位移处开始计时，1s内运动的路程才是，若计时位置不是平衡位置或最大位移处，1s内运动的路程可能小于或大于，故D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷（非选择题，共46分）

三、本大题3小题，每空2分，共22分。把答案填在答题卷中对应题号后的横线上。

19. 图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R = 20Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5 ： 1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压，当用电器电阻R0 = 22Ω时：①输电线上的发热功率____W；②变压器T1的副线圈的电压____V。

【答案】    ①. 80    ②. 1140

【解析】

【详解】①[1]由题意可知T2副线圈电压的最大值为

T2副线圈两端电压的有效值为

则副线圈电路中的电流为

根据变压器电流与线圈匝数关系有

解得

输电线上的发热功率为

②[2]输电线路损失的电压为

根据变压器电压与匝数关系有

解得

则变压器T1副线圈的电压为

20. （1）某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图像时，他将衰减旋钮置于“”挡，将扫描范围旋钮置于第一挡（10~100 Hz），把同步极性选择开关置于“＋”位置，调节扫描微调旋钮，在屏幕上出现了如图甲所示的正弦曲线，后来他又进行了两步调节，使图像变成如图乙所示的曲线，这两步调节是：____。

A.将衰减调节旋钮换挡并调节标有“↓ ↑”的竖直位移旋钮

B.将衰减调节旋钮换挡并调节Y增益旋钮

C.调节扫描范围旋钮和调节Y增益旋钮

D将同步极性选择开关置于“-”位置并调节Y增益旋钮

（2）如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右的移动光斑，现要使它在水平方向出现一条直线的方法是___________。

A.逆时针旋转辉度调节旋钮

B.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，减小扫描频率

C.调节衰减旋钮

D.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率

【答案】    ①. D    ②. D

【解析】

【详解】（1）[1] A．图乙图象没有上下移动，因此没有调节竖直位移旋钮，故A错误；

BCD．图甲中被检测信号正半周期起步变为图乙中由负半周期起步，可见同步极性选择开关由“”位置变成“”位置。图乙和图甲相比，竖直方向的幅度变大，调节了“Y增益”旋钮，故BC错误，D正确。

故选D。

（2）[2] 示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右的移动图形，说明此时的扫描频率比较小，而若想使它在水平方向出现一条直线， 则应该增大扫描频率，所以应该先调节扫描范围旋钮，之后旋转扫描微调旋钮进行微调，故ABC错误，D正确。
故选D。

21. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中：

（1）先测得摆线长，摆球的直径由如图游标卡尺测得，则小球直径为______cm。

（2）为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最______（填“高”或“低”）点的位置时开始计时，并用秒表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期，则秒表所示读数为______s。

（3）为了提高测量精度，需多次改变L的值并测得相应的T值。现测得的六组数据，标示在以L为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“”表示的点。（取π2=10）

①根据图中的数据点作出T2与L的关系图线；______

②图线的斜率______s2/m；

③重力加速度g =______m/s2。（取三位有效数字）

（4）如果测得的g值偏大，可能的原因是______。

A.单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了

B.把n次摆动的时间误记为（n + 1）次摆动的时间

C.以摆线长作为摆长来计算          

D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算

【答案】    ①. 2.125    ②. 低    ③. 99.8    ④.     ⑤. 4.12（4.08~4.17）    ⑥. 9.71（9.60~9.80）    ⑦. BD

【解析】

【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为

（2）[2]摆球在最低点的速度最大，容易确定该位置，因此为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点的位置时开始计时；

[3]根据秒表的读数规律，该读数为

（3）①[4]用一条平滑的直线将六组数据点连接起来，尽量使点迹均匀分布在直线两侧，如图所示

②[5]根据上述图像可知，图线的斜率

③[6]根据

变形有

结合上述有

解得

（4）[7]A．根据

解得

若单摆悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，可知，摆长的测量值小于实际值，则测得的g值偏小，A错误；

B．若把n次摆动的时间误记为（n + 1）次摆动的时间，则周期的测量值偏小，根据上述可知测得的g值偏大，B正确；

C．摆长等于摆线长与摆球半径之和，若以摆线长作为摆长来计算，则摆长的测量值小于实际值，则测得的g值偏小，C错误；     

D．摆长等于摆线长与摆球半径之和，以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算，则摆长的测量值大于实际值，则测得的g值偏大，D正确。

故选BD。

四、本大题2小题，共24分。要求在答题卷上写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤和明确的答案。

22. 一列简谐横波沿x轴传播，在t1=0时刻的波形图如图所示，在t2=0.5s时刻，x=0.6m处的质点的振动位移是＋5cm。求：

（1）若波向x轴的负方向传播，则波的周期和波传播速度可能是多少？

（2）若波的传播速度是5.2m/s，这列波是向哪个方向传播的？经0.5s的时间x=0.2m处的质点运动的路程。

【答案】（1），；（2）向轴正方向传播，0.65m

【解析】

【详解】（1）若波向轴负方向传播，则传播时间与周期的关系

解得

根据速度公式

（2）由图知波长

λ=0.8m

波在0.5s传播的距离

则对应的时间关系为

所以这列波是向轴正方向传播

解得周期为

的质点运动的路程

23. 一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数N＝10，电阻r＝1 ，线圈的两端经滑环与电阻R连接，电阻R＝9Ω，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）交流发电机产生的电动势的瞬时值表达式；

（2）电路中交流电压表的示数；

（3）若将此发电机与理想变压器连接，给11盏“11V、9W”的小灯泡供电，灯泡恰好正常发光，则变压器的原、副线圈的匝数之比是多少？

【答案】（1）e＝141.4 cos100t（V）；（2）90 V；（3）9：1

【解析】

【详解】（1）交流发电机产生电动势的最大值

Em＝NBSω

又因为

m＝BS

所以最大电动势为

由 —t图线可知：m＝14.14×10-2 Wb，T＝ 6.28×10-2s

所以

Em＝141.4 V

交流发电机产生的电动势的瞬时值表达式

e＝141.4 cos100t（V）

（2）电动势的有效值为

E＝Em＝100 V

由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为

I＝＝10 A

交流电压表的示数为

U＝IR＝90 V

（3）发电机的输出功率等于变压器的输出功率，P＝99W。设变压器原线圈的电流为I，则有

解得即

解得

I＝1A

发电机的输出电压

则变压器的原、副线圈的匝数之比是

n1∶n2＝U1∶U2＝9∶1