江苏省靖江高级中学2023-2024学年高二物理上学期10月阶段测试（一）（Word版附解析）

这是一份江苏省靖江高级中学2023-2024学年高二物理上学期10月阶段测试（一）（Word版附解析），共31页。试卷主要包含了选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。

高二阶段测试卷（10.6）
一、选择题
1. 简谐运动属于下列运动中的（　　）
A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动
C. 匀变速直线运动 D. 非匀变速直线运动
2. 下列关于机械振动和机械波的说法中正确的是（　　）
A. 有机械振动就一定有机械波
B. 机械波在传播过程中，介质中的质点随波迁移
C. 机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去
D. 机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零
3. 如图所示，实线和虚线分别是沿x轴负方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。则该波（　　）

A. 传播的速度大小可能为
B. 周期可能为
C. 在到时间内，的质点通过的位移可能为
D. 在到时间内，的质点通过的路程可能为
4. 如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光。下列说法正确的是（　　）

A. 在玻璃中，b光的波长比c大 B. 在玻璃中，b光的传播速度比c大
C. b、c两束光，从玻璃柱出射后相互平行 D. 逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射
5. 如图所示，竖直向下的匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有电容器，金属棒静止在导轨上，棒与导轨垂直，时，棒受到水平向右的恒力F作用，时，撤去F，则棒的速度v、电容器所带的电荷量q、棒中安培力的冲量I、棒克服安培力做的功W与时间t的关系图像正确的是（　　）

A. B.
C. D.
6. 在以下四种情景中，线圈中产生的电流与其正下方所示的i-t图线相对应的是（　　）

A. 图甲 B. 图乙 C. 图丙 D. 图丁
7. 如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动图像，则下列说法中正确的是（　　）

A. 甲、乙两摆的振幅之比为1∶2
B. 甲、乙两球的摆长之比为4∶1
C. t＝2s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零
D. 甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等
8. 如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中，闭合开关S时，A、B两灯立刻达到相同的亮度
B. 图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，A、B两灯逐渐变暗，同时熄灭
C. 图乙中，闭合开关S足够长时间后，A灯发光，B灯不发光
D. 图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零
9. 如图所示，把一个横截面为等边三角形玻璃棱镜的一个侧面放在水平桌面上，直线与共线。在S处放一光源，使其发出的直线光束与夹角为，该光束射向棱镜的侧面上的一点。调整光源S的位置，使棱镜另一侧面射出的光线射在D点，且恰有。不考虑光线在棱镜中的反射，则（ ）

A. 玻璃棱镜的折射率为
B. 玻璃棱镜的折射率为
C. 经过棱镜的出射光线与入射光线间的夹角为
D. 经过棱镜的出射光线与入射光线间的夹角为
10. 如图所示，在坐标系中，有边长为L的正方形金属线框，其一条对角线和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧，在Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、间的电势差随时间t变化的图线是下图中的（ ）

A. B. C. D.
11. 一简谐横波沿轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的坐标合理的是（　　）

A. B. C. D.
12. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，正弦交流电源电压为，电阻，，滑动变阻器最大阻值为，滑片P处于正中间位置，则下列说法中正确的是（　　）

A. 通过的电流为
B. 电压表读数为
C. 若向上移动P，电压表读数将变大
D 若向上移动P，变压器副线圈输出功率将变大
13. 如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（　　）

A B.
C. D.
14. 如图所示是用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上，下列说法中正确的是（ ）

A. A处波速小于B处波速
B. A处波速大于B处波速
C. 波源向x轴正方向运动
D. 波源向x轴负方向运动
15. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。物块质量m=1kg，弹簧劲度系数k=100N/m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1。现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，弹簧伸长量Δx=11cm，撤去拉力后物块由静止向左运动经O点最远到达B点。重力加速度为g=10m/s2。下列说法中正确的是（ ）

A. 物块在B点所受弹簧弹力与在A点大小相等
B. 物块运动的总路程为60.5cm
C. 物块最终停在O点左侧1cm内某处
D. 物块最终停在O点左侧1cm处
16. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电。图中交流电源电压为6 V，定值电阻，小灯泡、的规格均为“6 V，1.8 W”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1：3和3：1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时（　　）

A. 与一样亮 B. 比更亮
C. 上消耗的功率比的大 D. 上消耗的功率比的小
17. 甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，两列波在t=0时的部分波形曲线如图所示，已知甲波的波速为2.5cm/s，则（　　）

A. x轴上振动加强和减弱的质点的位置是固定的
B. t=0时，x=0处的质点向y轴正方向运动
C. t=0时，x=-25cm处的质点偏离平衡位置的位移为8cm
D. t=0.1s时，x=2.5cm处的质点的位移为-8cm
18. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　）

A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B. 穿过线圈a磁通量减小
C. 线圈a有扩张趋势
D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大
二、计算题
19. 半径为的匝线圈放置在绝缘的水平面上，线圈的总电阻为，为圆心，以为圆心、半径为的圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律为，在磁感应强度由减为0的过程中，求：
（1）线圈中产生的感应电流；
（2）线圈中产生的焦耳热和通过线圈横截面的电量。

20. 如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过角时，光屏上光点位置距离点为。求：
（1）玻璃砖的折射率n；
（2）当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度的正弦值。

21. 如图所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O处的波源沿垂直xOy平面的z轴振动，z轴正方向为竖直向上，产生的简谐横波在xOy平面内传播。实线圆表示时刻相邻的波峰，此时波恰好传到C处，B处第一次出现波峰，A点坐标为，B点坐标为，C点坐标为，当时，B处刚好第5次出现波峰，波峰距离平衡位置，求：
（1）波在介质中的传播速度；
（2）C点从时刻起的振动方程；
（3）坐标处的P点何时第一次到达波谷？

22. 如图所示，平行光滑金属导轨间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，两个相同的金属棒ab、cd 垂直导轨平行放置，与导轨始终接触良好，每个金属棒质量为m，接入电路的电阻均为R0开始时cd棒锁定在轨道上，对ab棒施加水平向右的恒定拉力F，经时间t棒ab的速度达到最大值v，此时撤去拉力，同时解除对cd的锁定，导轨足够长且电阻不计。求∶
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）撤去拉力前棒ab前进的距离；
（3）全过程中回路产生的焦耳热。

23. 图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为、匝数为100的线圈a，所在位置的磁感应强度。线圈a接原副线圈匝数比为的理想变压器，给两个额定电流均为的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求：
（1）图丙中电动势的表达式；
（2）若手动发电的效率为，两灯泡正常发光，手动做功的功率；
（3）线圈a往复运动过程中的最大速度。
高二阶段测试卷（10.6）
一、选择题
1. 简谐运动属于下列运动中的（　　）
A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动
C. 匀变速直线运动 D. 非匀变速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】简谐振动的物体的加速度不断变化，属于非匀变速直线运动。
故选D。
2. 下列关于机械振动和机械波的说法中正确的是（　　）
A 有机械振动就一定有机械波
B. 机械波在传播过程中，介质中的质点随波迁移
C. 机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去
D. 机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．有机械振动还需要介质才能形成机械波，A错误；
B．介质中的质点在平衡位置振动，不会随波迁移，B错误；
C．机械能传播的是振动形式、能量和信号，C正确；
D．在平衡位置回复力为零，合力不一定为零，例如单摆，D错误。
故选C。
3. 如图所示，实线和虚线分别是沿x轴负方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。则该波（　　）

A. 传播的速度大小可能为
B. 周期可能为
C. 在到时间内，的质点通过的位移可能为
D. 在到时间内，的质点通过的路程可能为
【答案】A
【解析】
【详解】AB．波沿x轴负方向传播，根据波的周期性可得
（，，）
得
（，，）
可知，当n=0时，周期最大为
Tmax=0.8s
波速
（，，）
当n=3时
v=25m/s
故A正确，B错误；
C．在t1到t2时间内，x=2m的质点通过的位移最大为5cm，不可能是1m，故C错误；
D．在t1到t2时间内，x=2m的质点通过的路程为
（，，）
不可能为，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光。下列说法正确的是（　　）

A. 在玻璃中，b光的波长比c大 B. 在玻璃中，b光的传播速度比c大
C. b、c两束光，从玻璃柱出射后相互平行 D. 逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据图像b光折射率较大，故b光频率较大，波长较短，在玻璃中传播速度较小，故AB错误；
CD．根据光路可逆性，两种色光出射后虽然分开但仍然平行，且不会在下界面发生全反射，故C正确，D错误。
故选C。
5. 如图所示，竖直向下的匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有电容器，金属棒静止在导轨上，棒与导轨垂直，时，棒受到水平向右的恒力F作用，时，撤去F，则棒的速度v、电容器所带的电荷量q、棒中安培力的冲量I、棒克服安培力做的功W与时间t的关系图像正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．设某一时刻t，根据牛顿第二定律有

设该时刻电流大小为i，则


在很短时间间隔内
，，
联立可得

结合前式可得

可得


可知之前金属棒做匀加速运动，即图像为一倾斜直线。撤去力后感应电动势等于电容器两端电压，电容器不再充电，电流为零，开始做匀速运动，A错误；
B．由上分析可知

之前图像为倾斜直线，之后电容器不充放电，电荷量不变，B错误；
C．安培力的冲量

加速度定值，可知为一倾斜直线，C错误；
D．棒克服安培力做的功

D正确。
故选D。
6. 在以下四种情景中，线圈中产生的电流与其正下方所示的i-t图线相对应的是（　　）

A. 图甲 B. 图乙 C. 图丙 D. 图丁
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中线圈从垂直中性面开始转动，产生交流电是余弦线，选项A正确；
B．图乙中线圈转动时仍产生不间断的正弦交流电，选项B错误；
C．图丙中线圈处于辐射状的磁场中，线圈的两边所处位置的磁场大小不变，则产生恒定不变的电动势，选项C错误；
D．图丁中线圈转动时仍产生正弦交流电，选项D错误。
故选A。
7. 如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（　　）

A. 甲、乙两摆的振幅之比为1∶2
B. 甲、乙两球的摆长之比为4∶1
C. t＝2s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零
D. 甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由题图知，甲、乙两单摆的振幅分别为2cm、1cm，故甲、乙两单摆的振幅之比为2∶1，A正确；
B．由题图知，甲、乙两单摆的周期分别为4s、8s，由单摆的周期公式有

可得甲、乙两单摆的摆长之比为

B错误；
C．t＝2s时，甲单摆在平衡位置处，重力势能最小，乙单摆在振动的正方向最大位移处，动能为零，C正确；
D．设摆球摆动的最大偏角为θ，有

又

可得摆球在最低点时向心加速度
a＝2g(1－cosθ)
因两摆球的最大偏角θ满足

故
θ甲＞θ乙
所以
a甲＞a乙
D错误。
故选AC。
8. 如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中，闭合开关S时，A、B两灯立刻达到相同的亮度
B. 图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，A、B两灯逐渐变暗，同时熄灭
C. 图乙中，闭合开关S足够长时间后，A灯发光，B灯不发光
D. 图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中，闭合开关S时，L是自感系数很大，对电流的阻碍能力较强，所以灯泡A逐渐变亮，B立即变亮，A错误；
B．图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，自感线圈与灯泡A、B组成回路，回路中的电流逐渐减小，灯泡A、B逐渐变暗，最后熄灭，B正确；
C．图乙中，闭合开关S足够长时间后，自感线圈相当于短路，灯泡A不发光，电容器充电完成，灯泡B发光，C错误；
D．图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，电容器和灯泡B形成回路并开始放电，放电形成的电流与原本通过灯泡B的电流方向相同，电流的大小逐渐减小最后变为零，D错误。
故选B。
9. 如图所示，把一个横截面为等边三角形玻璃棱镜的一个侧面放在水平桌面上，直线与共线。在S处放一光源，使其发出的直线光束与夹角为，该光束射向棱镜的侧面上的一点。调整光源S的位置，使棱镜另一侧面射出的光线射在D点，且恰有。不考虑光线在棱镜中的反射，则（ ）

A. 玻璃棱镜的折射率为
B. 玻璃棱镜的折射率为
C. 经过棱镜的出射光线与入射光线间的夹角为
D. 经过棱镜的出射光线与入射光线间的夹角为
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据题意做出光路图，根据几何关系可知光线在点的入射角为，折射角为，玻璃棱镜的折射率为

故A正确，B错误；
CD．经过棱镜的出射光线与入射光线间的夹角为

故CD错误。
故选A。

10. 如图所示，在坐标系中，有边长为L的正方形金属线框，其一条对角线和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧，在Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、间的电势差随时间t变化的图线是下图中的（ ）

A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．在d点运动到点过程中，ab边切割磁感线，根据右手定则可知线框中电流方向为逆时针，即正方向，根据几何知识，切割的有效长度均匀减小到0，故电动势均匀减小到0，则电流均匀减小到0，接着cd边开始切割磁感线，根据右手定则可知感应电流的方向为顺时针，即负方向，电动势均匀减小到0，则电流均匀减小到0，故A正确，B错误；
CD．在d点运动到O点过程中，ab边切割磁感线，则ab相当于电源，且b点的电势高于a点电势，ab间的电势差为负值，设金属线框电阻为，则ab间的电势差为

可知ab间的电势差逐渐减小。接着cd边开始切割磁感线，cd边相当于电源，且b点的电势高于a点电势，ab间的电势差为负值，为

可知ab间的电势差逐渐减小，故D正确，C错误。
故选AD。
11. 一简谐横波沿轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的坐标合理的是（　　）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AC．由图乙可知，时刻，该质点在轴的下半轴，并且正沿着轴的负方向向着波谷振动，对比甲图，时刻和的质点已经分别到达波谷和波峰，故AC错误；
BD．因为该波沿轴正方向传播，根据同侧法可知，甲图中，的质点正沿着轴负方向向着波谷振动，而的质点正沿着轴正方向向着平衡位置振动，故B正确，D错误。
故选B。
12. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，正弦交流电源电压为，电阻，，滑动变阻器最大阻值为，滑片P处于正中间位置，则下列说法中正确的是（　　）

A. 通过电流为
B. 电压表读数为
C. 若向上移动P，电压表读数将变大
D. 若向上移动P，变压器副线圈输出功率将变大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．理想变压器原副线圈匝数之比为，可知原副线圈的电流之比为，设通过R1的电流为I，则副线圈电流为0.25I，原线圈电压

根据匝数比可知副线圈电压为

由欧姆定律知

联立解得
，
故A错误，B正确；
C．若向上移动P，则R3电阻减小，副线圈电流变大，原线圈电流也变大，电阻R1的电压变大，变压器原线圈电压变小，副线圈电压变小，故电压表示数变小，故C错误；
D．变压器副线圈输出功率为

若向上移动P，原线圈电流I>16A，故功率P减小，故D错误。
故选B。
13. 如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻碍导体棒的运动。当从变为时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所杆从开始摆动到停止，运动的路程和经历的时间变长。
故选B。
14. 如图所示是用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上，下列说法中正确的是（ ）

A. A处波速小于B处波速
B. A处波速大于B处波速
C. 波源向x轴正方向运动
D. 波源向x轴负方向运动
【答案】D
【解析】
【详解】AB．机械波传播速度与介质有关，A、B位于同一介质，故波速相等，A、B错误；
CD．在A点单位时间内接收到的波面比B点多，则在A点观察到的频率比在B点观察到的频率高，因此波源向x轴负方向运动，C错误D正确。
故选D。
15. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。物块质量m=1kg，弹簧劲度系数k=100N/m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1。现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，弹簧伸长量Δx=11cm，撤去拉力后物块由静止向左运动经O点最远到达B点。重力加速度为g=10m/s2。下列说法中正确的是（ ）

A. 物块在B点所受弹簧弹力与在A点大小相等
B. 物块运动的总路程为60.5cm
C. 物块最终停在O点左侧1cm内某处
D. 物块最终停在O点左侧1cm处
【答案】D
【解析】
【详解】A．如果没有摩擦力，物块以O点为平衡位置做简谐运动，则O点应该在AB中间，物块在B点所受弹簧弹力与在A点受弹簧弹力大小相等，由于有摩擦力，物体从A到B过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点，故物块在B点所受弹簧弹力小于在A点的弹力，故A错误；
BCD．物块最终停止的位置应满足

解得

即物块若在O点左右两侧1cm的范围内的速度为0，就会停止运动。 物体从A到B过程由能量守恒

解得

物体从B往右运动到O点右侧x2由能量守恒

解得

以此类推，物体再次往左运动到O点左侧x3=5cm处停止，再往右运动到O点右侧x4=3cm处停止，接着再往左运动到O点左侧x5=1cm处停止，因此位置弹力等于最大静摩擦力，物块最终停止。物块运动的总路程为

故BC错误，D正确。
故选D。
16. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电。图中交流电源电压为6 V，定值电阻，小灯泡、的规格均为“6 V，1.8 W”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1：3和3：1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时（　　）

A. 与一样亮 B. 比更亮
C. 上消耗的功率比的大 D. 上消耗的功率比的小
【答案】C
【解析】
【详解】若开关接cd端，则若电源电压为，理想变压器、的匝数比为

用户电阻为，输电线电阻为，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压

降压变压器初级电压

降压变压器次级电压




可得输电功率为

输电线上损耗的电功率为

用户得到的电功率为

若开关接ab端，则负载得到的功率

输电线上损耗的电功率为

将
， ，k=3
带入可得

即比更亮；

上消耗的功率比的大。
故选C
17. 甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，两列波在t=0时的部分波形曲线如图所示，已知甲波的波速为2.5cm/s，则（　　）

A. x轴上振动加强和减弱的质点的位置是固定的
B. t=0时，x=0处的质点向y轴正方向运动
C. t=0时，x=-25cm处的质点偏离平衡位置的位移为8cm
D. t=0.1s时，x=2.5cm处的质点的位移为-8cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，甲波的波长为5cm，乙波的波长为6cm，由于波速相同，所以两列波的频率不同，即两列波是非相干波，不会产生稳定的干涉图样。故A错误；
B．由图可知，t=0时，甲波使x=0处的质点到达正向最大位移处，乙波使该质点正向平衡位置处振动，根据波的叠加原理可知，此质点向y轴负方向运动。故B错误；
C．根据空间周期性可知，t=0时，甲波在x=-25cm处波形与x=0处的波形相同，乙波在x=-25cm处波形与x=-1cm处的波形相同，即两列波在x=-25cm处均为峰值，所以x=-25cm处的质点偏离平衡位置的位移为8cm。故C正确；
D．由波的叠加原理可知，当两列波的波谷同时到达x=2.5cm处，该质点的位移才能为-8cm。根据平移法可知t=0.1s时，甲波在x=2.5cm处不是波谷，故该质点的位移不能是-8cm。故D错误。
故选C。
18. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　）

A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B. 穿过线圈a的磁通量减小
C. 线圈a有扩张的趋势
D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【答案】D
【解析】
【详解】B．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变大，故B错误；
ACD．由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向（俯视）的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故D正确，AC错误。
故选D。
二、计算题
19. 半径为的匝线圈放置在绝缘的水平面上，线圈的总电阻为，为圆心，以为圆心、半径为的圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律为，在磁感应强度由减为0的过程中，求：
（1）线圈中产生的感应电流；
（2）线圈中产生的焦耳热和通过线圈横截面的电量。

【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势为

感应电流为

（2）根据题意可知，磁场均匀变化，产生恒定的电流，在磁感应强度由减为0的过程中，所用时间为

线圈中产生的焦耳热为

通过的电荷量为

20. 如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过角时，光屏上光点位置距离点为。求：
（1）玻璃砖的折射率n；
（2）当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度的正弦值。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当玻璃砖转过角时，光路图如图所示

可知入射角为

根据几何关系有

可得

可知折射角为

根据折射定律可得玻璃砖的折射率为

（2）光线发生全反射时，屏上光点消失，故玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度的正弦值为

21. 如图所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O处的波源沿垂直xOy平面的z轴振动，z轴正方向为竖直向上，产生的简谐横波在xOy平面内传播。实线圆表示时刻相邻的波峰，此时波恰好传到C处，B处第一次出现波峰，A点坐标为，B点坐标为，C点坐标为，当时，B处刚好第5次出现波峰，波峰距离平衡位置，求：
（1）波在介质中的传播速度；
（2）C点从时刻起的振动方程；
（3）坐标处的P点何时第一次到达波谷？

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）依题意，根据题图可得该波波长为

时刻，B处第一次出现波峰，当时，B处刚好第5次出现波峰，则波传播的周期

得波的传播速度为

（2）依题意，由于时刻，B处质点恰好位于波峰，且由于C点坐标为，可知C点距离B点为，则时刻C点从平衡位置向z轴正方向振动，则C点从该时刻起的振动方程为

（3）坐标处的P点距离波源为

由于时刻，波恰好传到C处，B处第一次出现波峰，则此时与P点距离最近且位于波谷位置的质点的平衡位置与P的距离为

则P点第一次到达波谷的时间为

22. 如图所示，平行光滑金属导轨间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，两个相同的金属棒ab、cd 垂直导轨平行放置，与导轨始终接触良好，每个金属棒质量为m，接入电路的电阻均为R0开始时cd棒锁定在轨道上，对ab棒施加水平向右的恒定拉力F，经时间t棒ab的速度达到最大值v，此时撤去拉力，同时解除对cd的锁定，导轨足够长且电阻不计。求∶
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）撤去拉力前棒ab前进的距离；
（3）全过程中回路产生的焦耳热。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）设磁感应强度为B，对ab棒由受力平衡


解得

（2）撤力前，棒ab前进距离为x，对ab棒达到最大速度0的过程，由动量定理



解得

（3）解除锁定后两棒相互作用过程动量守恒，最后共同运动速度为

对全过程由功能关系

解得

23. 图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为、匝数为100的线圈a，所在位置的磁感应强度。线圈a接原副线圈匝数比为的理想变压器，给两个额定电流均为的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求：
（1）图丙中电动势的表达式；
（2）若手动发电的效率为，两灯泡正常发光，手动做功的功率；
（3）线圈a往复运动过程中的最大速度。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由丙图可知


且

根据电动势的表达式

可得

（2）设原线圈中电压的有效值，根据可得

设副线圈两端电压为，根据理想变压器公式可得

灯泡功率

可得人对手电筒做功的功率为

（3）根据法拉第电磁感应定律得

解得