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上海市华东师范大学附属东昌中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷（学生版+教师版 ）
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这是一份上海市华东师范大学附属东昌中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷（学生版+教师版 ），文件包含上海市华东师范大学附属东昌中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷教师版docx、上海市华东师范大学附属东昌中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸，答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选：未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。
4．本试卷标注“计算”、“简答”、“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
简谐运动
振动是自然界中普遍存在的运动形式，简谐运动是最简单、最基本的振动。
1. 如图甲是单摆振动的情形，O是运动中的最低位置，M、N是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右方向为正方向，如图乙是该单摆的振动图像。已知当地重力加速度大小，。
（1）关于单摆及其振动，以下认识正确的是（ ）
A．将某个物体用绳子悬挂起来就构成一个单摆
B．将金属小球用长度不变的细长轻绳悬挂起来，就构成一个单摆
C．单摆在任意摆角下，在竖直面内的自由摆动是简谐运动
D．单摆在人的不断敲击下做摆幅越来越大的运动是简谐运动
（2）关于单摆的运动，下列说法正确的是（ ）
A．经过平衡位置时所受的合力为零 B．经过平衡位置时所受的回复力不为零
C．回复力是重力和摆线拉力的合力 D．回复力是重力沿圆弧切线方向的分量
（3）根据图乙所示的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．单摆的振幅是0.07m，振动的周期是2s
B．若仅将摆球质量变大，单摆周期将变小
C．单摆的摆长为1m
D．当时摆球在M点
2. 图甲为共振筛的示意图，电动偏心轮每转一周，给筛子一个驱动力，该共振筛振幅A随频率f的变化关系如图乙所示。已知增加筛子的质量，筛子的固有周期会变大。则：
（1）筛子固有频率为______Hz，共振状态下偏心轮的转速是______r/min；
（2）当偏心轮转速为54r/min时，为使筛子再次发生共振，需将筛子质量______（选填“增大”或“减小”）。
3. 如图所示，竖直弹簧上端固定，质量为m的小球在竖直方向做振幅为A的简谐运动。当小球振动到最高点时弹簧恰好为原长，重力加速度为g，小球在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
B. 小球最大动能等于
C. 弹簧最大弹性势能等于
D. 小球在最低点时弹簧的弹力大小为2mg
4. 在“利用单摆测量当地重力加速度”的实验中：
（1）用游标卡尺测量摆球直径，结果如图甲所示，可知摆球直径为______cm。
（2）实验时，摆球在竖直平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置光敏电阻（无光照时阻值变大）与激光光源，如图乙所示，光敏电阻与自动记录仪相连，仪器显示光敏电阻阻值R随时间t变化图像如图丙所示，则该单摆的周期为______。
（3）若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中将______（选填“变大”、“不变”或“变小”），图像中将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（4）某同学实验时用的摆球质量分布不均匀，摆球重心位置难以确定。他第一次量得摆线长为，测得单摆周期为；第二次量得摆线长为，测得周期为。根据已给出的数据，可求得_______。
【答案】1. ①. B ②. D ③. ACD
2. ①. 1.25 ②. 48 ③. 减小 3. D
4. ①. 18.7 ②. ③. 变小 ④. 变小 ⑤.
【解析】
【1题详解】
（1）[1]AB．单摆是一个理想化模型，其特点是悬挂小球的细线长度不可改变，细线的质量与小球的质量相比可忽略，故A错误，B正确；
CD．单摆只有在很小的摆角情况下做简谐运动，而在附加敲击力作用情况下，振动的回复力不再满足做简谐运动的条件，不是简谐运动，故CD错误。
故选B。
（2）[2]AB．经过平衡位置时回复力为零，但是合力不为零，合力指向圆心提供向心力，故AB错误；
CD．单摆做简谐运动时回复力是重力沿圆弧斜线方向的分力，故C错误，D正确。
故选D。
（3）[3]A．根据图乙所示单摆得振动图像可知，该单摆的振幅、周期分别为
，T=2s
故A正确；
B．单摆的周期公式
可见周期与摆球的质量无关，B错误；
C．设该单摆的摆长为，根据单摆的周期公式
代入数据可得
故C正确；
D．根据题意，摆球向右方向为正方向，而为，因此可知，时摆球在点，故D正确。
故选ACD。
【2题详解】
（1）[1]根据共振筛的共振曲线，当f=0.8Hz时，振幅最大，可知该筛子的固有周期为
[2]此时的转速为
（2）[3]增加筛子质量，可增大筛子的固有周期，则当偏心轮转速为54r/min时，为使筛子再次发生共振，需将筛子质量减小。
【3题详解】
A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，因此弹簧的弹性势能和小球的动能、重力势能之和保持不变，A错误；
B．小球在平衡位置的速度最大，动能最大，根据
解得
即小球的最大动能小于，B错误；
C．由于小球在竖直方向做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时，弹簧正好为原长，则小球运动到最低点时，小球下降的高度为2A，减小的重力势能全部转化为弹性势能，即弹簧的最大弹性势能等于，C错误；
D．当小球振动到最高点时，弹簧正好原长，则在最高点小球仅仅受到重力作用，加速度为
a=g
根据简谐运动的对称性可知小球在最低点时有
解得
D正确。
故选D。
【4题详解】
（1）[1]根据题意，由图甲可知，摆球的直径为
（2）[2]一个周期内小球两次经过最低点，使光敏电阻的阻值发生变化，由题图丙可得，周期为
（3）[3][4]若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，则等效重力加速度变为
则用完全相同的操作重新完成实验，则摆球经过最低点时的速度变大，则遮光时间变短，即图像中将变小，单摆的周期变小，可知图像中将变小。
（4）[5]设摆球的重心距离摆线最低点的距离为r，则根据单摆周期公式可知
联立解得
机械波
波动现象在自然界中普遍存在，波的应用已深入到生产、生活的方方面面。
5. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体作机械振动，一定产生机械波
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. 如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
6. 正在铁路边工作的工人，听到一列火车的汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种现象在物理学中叫______，由此可判断这列火车正在______（填“背离”或“向着”）他行驶。
7. 某同学在处握住软绳一端周期性上下抖动，激发了一列向右传播的简谐波。如图是时的波形图，此时绳波刚好传播到处，绳上的质点P位于处，质点Q的平衡位置位于处。则这列绳波：
（1）振源起振方向向______（选填“上”或“下”）；
（2）波速为______m/s；
（3）从时开始，质点______先回到平衡位置（选填“P”或“Q”）。
8. 如图所示，简谐横波在介质中沿x轴传播，时波形图如实线所示，时波形图如虚线所示，已知波的传播速度为3m/s，这列波沿x轴______方向传播（选填“正”或“负”），质点P从到内的路程为______m。
9. 图甲为简谐波时刻的波形图，平衡位置在处的M是此波上的一个质点，图乙为质点M的振动图像，则（ ）
A. 该列波的传播速度为
B. 该列波沿x轴负向传播
C. 质点M在9s内通过的路程为340cm
D. 质点M在2s内沿x轴运动了8m
10. 如图所示为两列相干波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷， A、B、C、D、E、F均为交点，C点是B、D两点连线的中点，则下列说法正确的是（ ）
A. 图中C点的振幅为0
B. 图中E、F两点到两波源的路程差均为半波长的偶数倍
C. 图中B点为振动减弱点，且振动减慢，周期变大
D. 图中A、D两点为振动加强点，且周期不变
11. 在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，水波通过狭缝的传播情况如图所示。若在挡板后M点放置一乒乓球，乒乓球没有振动起来，下列说法正确的是（ ）
A. 为使乒乓球振动起来，可适当增加波源的振动频率
B. 为使乒乓球振动起来，可适当增加波源的振动振幅
C. 为使乒乓球振动起来，可适当减小狭缝的宽度
D. 乒乓球振动起来后，会随水波的传播向远处运动
12. 某新能源汽车开启最新技术的“隐私声盾”功能后，司机将无法听到后排乘客说话的内容。“隐私声盾”系统能采集后排乘客的声音信号，并通过司机头枕音箱发出自适应的抵消声波，将对话声音抵消，从而屏蔽90%以上的后排对话信息。下列说法正确的是（ ）
A. “隐私声盾”技术运用了多普勒效应
B. 抵消声波与后排说话声波的频率相同
C. 抵消声波比后排说话声波的传播速度快
D. 抵消声波与后排说话声波的相位差为零
【答案】5. C 6. ①. 多普勒效应 ②. 向着
7. ①. 下 ②. 2 ③. P
8. ①. 正 ②. 2.2 9. B 10. D 11. C 12. B
【解析】
【5题详解】
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．波源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，D错误。
故选C。
【6题详解】
[1]听到一列火车汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种接收到的频率与声源发出的频率不同的现象在物理学中叫多普勒效应。
[2] 当观察者和声源相互靠近时，接收到的频率高于声源发出的频率，工人听到汽笛声的音调越来越高，说明火车正在向着他行驶。
【7题详解】
[1]振源起振方向与处的质点的起振方向一致，根据带动法可知起振方向向下。
[2]图是时的波形图，此时绳波刚好传播到处，可知该波的波长为
周期为
则波速为
[3]波沿x轴正方向传播，结合波形图，根据带动法可判断出质点P此时振动方向沿y轴负方向，质点Q此时振动方向沿y轴正方向，所以质点P先回到平衡位置。
【8题详解】
[1]由图可知
根据波速关系式有
则在实线波形时刻到虚线波形时刻波传播的距离
通过平移规律可知，这列波沿x轴正方向传播；
[2]由图可知
根据
解得
由于
则质点P从到内的路程为
【9题详解】
A．由图甲知，波长
由乙图知，周期
T=2s
该列波的传播速度为
故A错误；
B．由乙图知，时刻M质点向上振动，根据“同侧法”， 该列波的传播方向沿x轴负向传播，故B正确；
C．根据
质点M在9s内通过的路程为
故C错误；
D．质点M只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故D错误。
故选B。
【10题详解】
A．图示时刻，C处于平衡位置，两列波单独引起的速度方向均向上，所以C点此时的合速度向上，则振幅不为零，故A错误；
B．图中E、F两点是两列波的波峰与波谷相遇，所以为振动减弱点，到两波源的路程差均为半波长的奇数倍，故B错误；
C．B点为两列波的波谷与波谷相遇的点，也是振动加强点，两列波发生干涉，周期不变，故C错误；
D．图中A、D两点是波峰与波峰相遇的点，即是振动加强点，两列波发生干涉，其周期不变，故D正确。
故选D。
【11题详解】
A．增大波源的振动频率，则波长会变小，衍射现象较之前比变得不明显，故A错误；
B．适当增加波源的振动振幅，对衍射现象无影响，故B错误；
C．适当减小狭缝的宽度，衍射现象更加明显，乒乓球的振动会变得比原来更明显，故C正确；
D．乒乓球振动起来后，乒乓球在平衡位置附近振动，但不会向远处传播，故D错误。
故选C。
【12题详解】
A．“隐私声盾”利用的是两列声波相互干涉的原理，故A错误；
B．由于两列声波需要相互干涉，故抵消声波与后排说话声波的频率相同，故B正确；
C．机械波的传播速度与介质有关，故抵消声波与后排说话声波的传播速度一样快，故C错误；
D．抵消声波与后排说话声波相互抵消，在干涉点处的振动相位差为的奇数倍，故D错误。
故选B。
电磁感应及其应用
国防、交通、日常生活等都离不开电。电来自发电厂的发电机，发电机的基本原理是电磁感应，电磁感应是电磁学中最重大的发现之一，它进一步揭示了、磁之间的相互联系。
13. 下列说法中错误的是（ ）
A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 家用电磁炉工作时在电磁炉的面板上产生涡流来加热食物
C. 手机无线充电技术是利用互感现象制成的
D. 在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法
14. 某同学利用如图所示的电路研究自感现象，、为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大的电感线圈（其电阻小于灯泡电阻），闭合开关S后，灯泡均发光，断开开关S瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡、同时立即熄灭
B. 灯泡、都缓慢熄灭
C. 灯泡立即熄灭，闪亮后再熄灭
D. 灯泡立即熄灭，闪亮后再熄灭
15. 交流发电机的示意图如图甲所示，线圈以为轴匀速转动，产生的余弦式交变电流的波形如图乙所示。则：
（1）图甲所示位置时，CD边受到的安培力方向向______（选填“上”或“下”）；
（2）1s内，电流的方向发生______次变化；
（3）该交变电流的有效值为______A；
（4）当电流瞬时值为5A时，线圈平面与中性面的夹角为______。
16. 某无线充电装置原理如图所示，该装置主要由供电线圈和受电线圈组成，可等效为一个理想变压器，从受电线圈输出的交流电经过转化装置变为直流电给电池充电。充电时，供电端接有的正弦交流电，受电线圈输出电压、输出电流，若供电端接220V直流电，______进行充电（选填“能”或“不能”），供电线圈和受电线圈匝数比为______。
17. 如图所示，一理想变压器原线圈两端接入电压为U的交流电源，小灯泡正常发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，小灯泡的亮度将______（选填“变暗”、“不变”或“变亮”），原线圈的输入功率将______（选填“变小”、“不变”或“变大”）。
18. 如图所示，在O点正下方有一个有理想边界的匀强磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点在同一水平线B. A点高于B点
C. 铜环最终将做等幅摆动D. 最终环将静止于最低点
19. 充电过程可简化为如图甲所示模型，一个阻值为R、匝数为n的圆形金属受电线圈与阻值也为R的电阻连接成闭合回路，线圈的半径为。在受电线圈中半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示（规定图甲中B的方向为正方向）。图线与横、纵轴交点分别为和，导线的电阻不计。在时间内，通过中的电流方向为______（选填“a→b”或“b→a”）．电阻两端的电压为______，通过电阻的电荷量为______。
20. 如图（甲）所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ（电阻不计）平行放置在倾角为（的绝缘斜面上，两导轨间距为。M、P两点间接有阻值为的电阻。一根质量为、电阻的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，忽略一切摩擦，。
（1）推理、分析说明杆ab在导轨上的运动情况；
（2）当ab杆下滑速度时，求通过ab杆中电流i的大小及加速度a大小；
（3）求ab杆下滑速度最大值；
（4）已知ab杆从静止开始运动到下滑速度达最大这一过程中，流过ab杆某一横截面电量为，求ab杆下滑距离x及电阻R在这一过程中产生的焦耳热。
【答案】13. B 14. C
15. ①. 下 ②. 10 ③. ④. 30°
16. ①. 不能 ②.
17. ①. 不变 ②. 变小 18. BC
19. ①. ②. ③.
20. （1）见解析；（2）；（3）；（4）
【解析】
【13题详解】
A．真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A正确；
B．电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当含铁质锅具放置炉面时，铁磁性锅体被磁化，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流，故B错误；
C．无线充电利用电磁感应原理，当充电底座的发射线圈中通有交变电流时，发射线圈产生交变的磁场，根据电磁感应原理，在接收线圈中产生感应电流，实现对接收充电设备的充电；无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“互感现象”，故C正确；
D．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，故D正确。
本题选错误的，故选B。
【14题详解】
断开开关S瞬间，灯泡A1立即熄灭；因线圈L中电流减小，从而产生自感电动势阻碍电流的减小，L相当于电源，在L与A2中形成新的回路，则电流逐渐减小，因线圈L电阻小于灯泡电阻，则开始电路稳定时通过线圈L的电流大于通过灯泡A2的电流，则开关S断开瞬间，通过灯泡A2的的电流大于灯泡原来的电流，则灯泡A2闪亮后再逐渐熄灭。
故选C。
【15题详解】
（1）[1]图甲所示位置时，CD边向上运动，受到的安培力阻碍起运动，则CD边受到的安培力方向向下。
（2）[2]周期
一个周期内，电流的方向发生2次变化，故1s内，电流的方向发生10次变化。
（3）[3]由乙图可知，电流的峰值为，则有效值为
（4）[4]电流的表达式为
当电流瞬时值为5A时，有
解得
则线圈平面与中性面夹角为；
【16题详解】
[1]若供电端接直流电，无法发生互感，故不能充电；
[2]供电端的电压有效值为，则
【17题详解】
[1]滑片P上移时，原线圈两端电压及原、副线圈匝数不变，副线圈两端电压不变，小灯泡的发光强度不变；
[2]滑片P上移时，接入电路的滑动变阻器电阻增大，副线圈总电阻增大，则副线圈总电流变小，副线圈两端电压不变，则副线圈输出功率变小，原线圈输入功率变小。
【18题详解】
AB. 由于铜环进入和离开磁场过程中会产生感应电流，一部分机械能转化为电能，所以铜环运动不到A点的等高点，即B点低于A点，故B正确，A错误；
CD. 由于环只在进出磁场的过程中才有机械能转化为焦耳热，故当环的振幅减小到环恰好不能穿出磁场时机械能开始保持不变，此后环做等幅摆动，故C正确，D错误。
故选BC。
【19题详解】
[1]受电线圈内的磁场强度在变小，磁通量变小，根据楞次定律结合安培定则可判断出线圈中产生顺时针方向的感应电流，即中电流的方向为；
[2]由题图乙可知
且
则由法拉第电磁感应定律有
联立可得线圈中感应电动势为
由闭合电路欧姆定律有，线圈中感应电流的大小为
则两端的电压为
[3]通过电阻的电荷量
【20题详解】
（1）释放金属棒后，金属棒受到重力、支持力、安培力三个力作用，由于棒的速度增大导致感应电流增大，从而阻碍导体运动的安培力也增大，所以加速度减小，即金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，之后匀速运动。
（2）当ab杆下滑速度时，产生的感应电动势为
金属杆中的电流为
此时的加速度
（3）达到最大速度时，金属杆在磁场中运动时，产生的感应电动势为
金属杆中的电流为
金属杆受的安培力为
当速度最大时有
代入数据可得
（4）ab杆从静止开始运动到下滑速度达最大这一过程中，电荷量
解得ab杆下滑的距离
此过程由能量的转化与守恒可得
其中
联立解得
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸，答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选：未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。
4．本试卷标注“计算”、“简答”、“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
简谐运动
振动是自然界中普遍存在的运动形式，简谐运动是最简单、最基本的振动。
1. 如图甲是单摆振动的情形，O是运动中的最低位置，M、N是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右方向为正方向，如图乙是该单摆的振动图像。已知当地重力加速度大小，。
（1）关于单摆及其振动，以下认识正确的是（ ）
A．将某个物体用绳子悬挂起来就构成一个单摆
B．将金属小球用长度不变的细长轻绳悬挂起来，就构成一个单摆
C．单摆在任意摆角下，在竖直面内的自由摆动是简谐运动
D．单摆在人的不断敲击下做摆幅越来越大的运动是简谐运动
（2）关于单摆的运动，下列说法正确的是（ ）
A．经过平衡位置时所受的合力为零 B．经过平衡位置时所受的回复力不为零
C．回复力是重力和摆线拉力的合力 D．回复力是重力沿圆弧切线方向的分量
（3）根据图乙所示的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．单摆的振幅是0.07m，振动的周期是2s
B．若仅将摆球质量变大，单摆周期将变小
C．单摆的摆长为1m
D．当时摆球在M点
2. 图甲为共振筛的示意图，电动偏心轮每转一周，给筛子一个驱动力，该共振筛振幅A随频率f的变化关系如图乙所示。已知增加筛子的质量，筛子的固有周期会变大。则：
（1）筛子固有频率为______Hz，共振状态下偏心轮的转速是______r/min；
（2）当偏心轮转速为54r/min时，为使筛子再次发生共振，需将筛子质量______（选填“增大”或“减小”）。
3. 如图所示，竖直弹簧上端固定，质量为m的小球在竖直方向做振幅为A的简谐运动。当小球振动到最高点时弹簧恰好为原长，重力加速度为g，小球在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
B. 小球最大动能等于
C. 弹簧最大弹性势能等于
D. 小球在最低点时弹簧的弹力大小为2mg
4. 在“利用单摆测量当地重力加速度”的实验中：
（1）用游标卡尺测量摆球直径，结果如图甲所示，可知摆球直径为______cm。
（2）实验时，摆球在竖直平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置光敏电阻（无光照时阻值变大）与激光光源，如图乙所示，光敏电阻与自动记录仪相连，仪器显示光敏电阻阻值R随时间t变化图像如图丙所示，则该单摆的周期为______。
（3）若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中将______（选填“变大”、“不变”或“变小”），图像中将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（4）某同学实验时用的摆球质量分布不均匀，摆球重心位置难以确定。他第一次量得摆线长为，测得单摆周期为；第二次量得摆线长为，测得周期为。根据已给出的数据，可求得_______。
【答案】1. ①. B ②. D ③. ACD
2. ①. 1.25 ②. 48 ③. 减小 3. D
4. ①. 18.7 ②. ③. 变小 ④. 变小 ⑤.
【解析】
【1题详解】
（1）[1]AB．单摆是一个理想化模型，其特点是悬挂小球的细线长度不可改变，细线的质量与小球的质量相比可忽略，故A错误，B正确；
CD．单摆只有在很小的摆角情况下做简谐运动，而在附加敲击力作用情况下，振动的回复力不再满足做简谐运动的条件，不是简谐运动，故CD错误。
故选B。
（2）[2]AB．经过平衡位置时回复力为零，但是合力不为零，合力指向圆心提供向心力，故AB错误；
CD．单摆做简谐运动时回复力是重力沿圆弧斜线方向的分力，故C错误，D正确。
故选D。
（3）[3]A．根据图乙所示单摆得振动图像可知，该单摆的振幅、周期分别为
，T=2s
故A正确；
B．单摆的周期公式
可见周期与摆球的质量无关，B错误；
C．设该单摆的摆长为，根据单摆的周期公式
代入数据可得
故C正确；
D．根据题意，摆球向右方向为正方向，而为，因此可知，时摆球在点，故D正确。
故选ACD。
【2题详解】
（1）[1]根据共振筛的共振曲线，当f=0.8Hz时，振幅最大，可知该筛子的固有周期为
[2]此时的转速为
（2）[3]增加筛子质量，可增大筛子的固有周期，则当偏心轮转速为54r/min时，为使筛子再次发生共振，需将筛子质量减小。
【3题详解】
A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，因此弹簧的弹性势能和小球的动能、重力势能之和保持不变，A错误；
B．小球在平衡位置的速度最大，动能最大，根据
解得
即小球的最大动能小于，B错误；
C．由于小球在竖直方向做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时，弹簧正好为原长，则小球运动到最低点时，小球下降的高度为2A，减小的重力势能全部转化为弹性势能，即弹簧的最大弹性势能等于，C错误；
D．当小球振动到最高点时，弹簧正好原长，则在最高点小球仅仅受到重力作用，加速度为
a=g
根据简谐运动的对称性可知小球在最低点时有
解得
D正确。
故选D。
【4题详解】
（1）[1]根据题意，由图甲可知，摆球的直径为
（2）[2]一个周期内小球两次经过最低点，使光敏电阻的阻值发生变化，由题图丙可得，周期为
（3）[3][4]若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，则等效重力加速度变为
则用完全相同的操作重新完成实验，则摆球经过最低点时的速度变大，则遮光时间变短，即图像中将变小，单摆的周期变小，可知图像中将变小。
（4）[5]设摆球的重心距离摆线最低点的距离为r，则根据单摆周期公式可知
联立解得
机械波
波动现象在自然界中普遍存在，波的应用已深入到生产、生活的方方面面。
5. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体作机械振动，一定产生机械波
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. 如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
6. 正在铁路边工作的工人，听到一列火车的汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种现象在物理学中叫______，由此可判断这列火车正在______（填“背离”或“向着”）他行驶。
7. 某同学在处握住软绳一端周期性上下抖动，激发了一列向右传播的简谐波。如图是时的波形图，此时绳波刚好传播到处，绳上的质点P位于处，质点Q的平衡位置位于处。则这列绳波：
（1）振源起振方向向______（选填“上”或“下”）；
（2）波速为______m/s；
（3）从时开始，质点______先回到平衡位置（选填“P”或“Q”）。
8. 如图所示，简谐横波在介质中沿x轴传播，时波形图如实线所示，时波形图如虚线所示，已知波的传播速度为3m/s，这列波沿x轴______方向传播（选填“正”或“负”），质点P从到内的路程为______m。
9. 图甲为简谐波时刻的波形图，平衡位置在处的M是此波上的一个质点，图乙为质点M的振动图像，则（ ）
A. 该列波的传播速度为
B. 该列波沿x轴负向传播
C. 质点M在9s内通过的路程为340cm
D. 质点M在2s内沿x轴运动了8m
10. 如图所示为两列相干波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷， A、B、C、D、E、F均为交点，C点是B、D两点连线的中点，则下列说法正确的是（ ）
A. 图中C点的振幅为0
B. 图中E、F两点到两波源的路程差均为半波长的偶数倍
C. 图中B点为振动减弱点，且振动减慢，周期变大
D. 图中A、D两点为振动加强点，且周期不变
11. 在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，水波通过狭缝的传播情况如图所示。若在挡板后M点放置一乒乓球，乒乓球没有振动起来，下列说法正确的是（ ）
A. 为使乒乓球振动起来，可适当增加波源的振动频率
B. 为使乒乓球振动起来，可适当增加波源的振动振幅
C. 为使乒乓球振动起来，可适当减小狭缝的宽度
D. 乒乓球振动起来后，会随水波的传播向远处运动
12. 某新能源汽车开启最新技术的“隐私声盾”功能后，司机将无法听到后排乘客说话的内容。“隐私声盾”系统能采集后排乘客的声音信号，并通过司机头枕音箱发出自适应的抵消声波，将对话声音抵消，从而屏蔽90%以上的后排对话信息。下列说法正确的是（ ）
A. “隐私声盾”技术运用了多普勒效应
B. 抵消声波与后排说话声波的频率相同
C. 抵消声波比后排说话声波的传播速度快
D. 抵消声波与后排说话声波的相位差为零
【答案】5. C 6. ①. 多普勒效应 ②. 向着
7. ①. 下 ②. 2 ③. P
8. ①. 正 ②. 2.2 9. B 10. D 11. C 12. B
【解析】
【5题详解】
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．波源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，D错误。
故选C。
【6题详解】
[1]听到一列火车汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种接收到的频率与声源发出的频率不同的现象在物理学中叫多普勒效应。
[2] 当观察者和声源相互靠近时，接收到的频率高于声源发出的频率，工人听到汽笛声的音调越来越高，说明火车正在向着他行驶。
【7题详解】
[1]振源起振方向与处的质点的起振方向一致，根据带动法可知起振方向向下。
[2]图是时的波形图，此时绳波刚好传播到处，可知该波的波长为
周期为
则波速为
[3]波沿x轴正方向传播，结合波形图，根据带动法可判断出质点P此时振动方向沿y轴负方向，质点Q此时振动方向沿y轴正方向，所以质点P先回到平衡位置。
【8题详解】
[1]由图可知
根据波速关系式有
则在实线波形时刻到虚线波形时刻波传播的距离
通过平移规律可知，这列波沿x轴正方向传播；
[2]由图可知
根据
解得
由于
则质点P从到内的路程为
【9题详解】
A．由图甲知，波长
由乙图知，周期
T=2s
该列波的传播速度为
故A错误；
B．由乙图知，时刻M质点向上振动，根据“同侧法”， 该列波的传播方向沿x轴负向传播，故B正确；
C．根据
质点M在9s内通过的路程为
故C错误；
D．质点M只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故D错误。
故选B。
【10题详解】
A．图示时刻，C处于平衡位置，两列波单独引起的速度方向均向上，所以C点此时的合速度向上，则振幅不为零，故A错误；
B．图中E、F两点是两列波的波峰与波谷相遇，所以为振动减弱点，到两波源的路程差均为半波长的奇数倍，故B错误；
C．B点为两列波的波谷与波谷相遇的点，也是振动加强点，两列波发生干涉，周期不变，故C错误；
D．图中A、D两点是波峰与波峰相遇的点，即是振动加强点，两列波发生干涉，其周期不变，故D正确。
故选D。
【11题详解】
A．增大波源的振动频率，则波长会变小，衍射现象较之前比变得不明显，故A错误；
B．适当增加波源的振动振幅，对衍射现象无影响，故B错误；
C．适当减小狭缝的宽度，衍射现象更加明显，乒乓球的振动会变得比原来更明显，故C正确；
D．乒乓球振动起来后，乒乓球在平衡位置附近振动，但不会向远处传播，故D错误。
故选C。
【12题详解】
A．“隐私声盾”利用的是两列声波相互干涉的原理，故A错误；
B．由于两列声波需要相互干涉，故抵消声波与后排说话声波的频率相同，故B正确；
C．机械波的传播速度与介质有关，故抵消声波与后排说话声波的传播速度一样快，故C错误；
D．抵消声波与后排说话声波相互抵消，在干涉点处的振动相位差为的奇数倍，故D错误。
故选B。
电磁感应及其应用
国防、交通、日常生活等都离不开电。电来自发电厂的发电机，发电机的基本原理是电磁感应，电磁感应是电磁学中最重大的发现之一，它进一步揭示了、磁之间的相互联系。
13. 下列说法中错误的是（ ）
A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 家用电磁炉工作时在电磁炉的面板上产生涡流来加热食物
C. 手机无线充电技术是利用互感现象制成的
D. 在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法
14. 某同学利用如图所示的电路研究自感现象，、为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大的电感线圈（其电阻小于灯泡电阻），闭合开关S后，灯泡均发光，断开开关S瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡、同时立即熄灭
B. 灯泡、都缓慢熄灭
C. 灯泡立即熄灭，闪亮后再熄灭
D. 灯泡立即熄灭，闪亮后再熄灭
15. 交流发电机的示意图如图甲所示，线圈以为轴匀速转动，产生的余弦式交变电流的波形如图乙所示。则：
（1）图甲所示位置时，CD边受到的安培力方向向______（选填“上”或“下”）；
（2）1s内，电流的方向发生______次变化；
（3）该交变电流的有效值为______A；
（4）当电流瞬时值为5A时，线圈平面与中性面的夹角为______。
16. 某无线充电装置原理如图所示，该装置主要由供电线圈和受电线圈组成，可等效为一个理想变压器，从受电线圈输出的交流电经过转化装置变为直流电给电池充电。充电时，供电端接有的正弦交流电，受电线圈输出电压、输出电流，若供电端接220V直流电，______进行充电（选填“能”或“不能”），供电线圈和受电线圈匝数比为______。
17. 如图所示，一理想变压器原线圈两端接入电压为U的交流电源，小灯泡正常发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，小灯泡的亮度将______（选填“变暗”、“不变”或“变亮”），原线圈的输入功率将______（选填“变小”、“不变”或“变大”）。
18. 如图所示，在O点正下方有一个有理想边界的匀强磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点在同一水平线B. A点高于B点
C. 铜环最终将做等幅摆动D. 最终环将静止于最低点
19. 充电过程可简化为如图甲所示模型，一个阻值为R、匝数为n的圆形金属受电线圈与阻值也为R的电阻连接成闭合回路，线圈的半径为。在受电线圈中半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示（规定图甲中B的方向为正方向）。图线与横、纵轴交点分别为和，导线的电阻不计。在时间内，通过中的电流方向为______（选填“a→b”或“b→a”）．电阻两端的电压为______，通过电阻的电荷量为______。
20. 如图（甲）所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ（电阻不计）平行放置在倾角为（的绝缘斜面上，两导轨间距为。M、P两点间接有阻值为的电阻。一根质量为、电阻的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，忽略一切摩擦，。
（1）推理、分析说明杆ab在导轨上的运动情况；
（2）当ab杆下滑速度时，求通过ab杆中电流i的大小及加速度a大小；
（3）求ab杆下滑速度最大值；
（4）已知ab杆从静止开始运动到下滑速度达最大这一过程中，流过ab杆某一横截面电量为，求ab杆下滑距离x及电阻R在这一过程中产生的焦耳热。
【答案】13. B 14. C
15. ①. 下 ②. 10 ③. ④. 30°
16. ①. 不能 ②.
17. ①. 不变 ②. 变小 18. BC
19. ①. ②. ③.
20. （1）见解析；（2）；（3）；（4）
【解析】
【13题详解】
A．真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A正确；
B．电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当含铁质锅具放置炉面时，铁磁性锅体被磁化，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流，故B错误；
C．无线充电利用电磁感应原理，当充电底座的发射线圈中通有交变电流时，发射线圈产生交变的磁场，根据电磁感应原理，在接收线圈中产生感应电流，实现对接收充电设备的充电；无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“互感现象”，故C正确；
D．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，故D正确。
本题选错误的，故选B。
【14题详解】
断开开关S瞬间，灯泡A1立即熄灭；因线圈L中电流减小，从而产生自感电动势阻碍电流的减小，L相当于电源，在L与A2中形成新的回路，则电流逐渐减小，因线圈L电阻小于灯泡电阻，则开始电路稳定时通过线圈L的电流大于通过灯泡A2的电流，则开关S断开瞬间，通过灯泡A2的的电流大于灯泡原来的电流，则灯泡A2闪亮后再逐渐熄灭。
故选C。
【15题详解】
（1）[1]图甲所示位置时，CD边向上运动，受到的安培力阻碍起运动，则CD边受到的安培力方向向下。
（2）[2]周期
一个周期内，电流的方向发生2次变化，故1s内，电流的方向发生10次变化。
（3）[3]由乙图可知，电流的峰值为，则有效值为
（4）[4]电流的表达式为
当电流瞬时值为5A时，有
解得
则线圈平面与中性面夹角为；
【16题详解】
[1]若供电端接直流电，无法发生互感，故不能充电；
[2]供电端的电压有效值为，则
【17题详解】
[1]滑片P上移时，原线圈两端电压及原、副线圈匝数不变，副线圈两端电压不变，小灯泡的发光强度不变；
[2]滑片P上移时，接入电路的滑动变阻器电阻增大，副线圈总电阻增大，则副线圈总电流变小，副线圈两端电压不变，则副线圈输出功率变小，原线圈输入功率变小。
【18题详解】
AB. 由于铜环进入和离开磁场过程中会产生感应电流，一部分机械能转化为电能，所以铜环运动不到A点的等高点，即B点低于A点，故B正确，A错误；
CD. 由于环只在进出磁场的过程中才有机械能转化为焦耳热，故当环的振幅减小到环恰好不能穿出磁场时机械能开始保持不变，此后环做等幅摆动，故C正确，D错误。
故选BC。
【19题详解】
[1]受电线圈内的磁场强度在变小，磁通量变小，根据楞次定律结合安培定则可判断出线圈中产生顺时针方向的感应电流，即中电流的方向为；
[2]由题图乙可知
且
则由法拉第电磁感应定律有
联立可得线圈中感应电动势为
由闭合电路欧姆定律有，线圈中感应电流的大小为
则两端的电压为
[3]通过电阻的电荷量
【20题详解】
（1）释放金属棒后，金属棒受到重力、支持力、安培力三个力作用，由于棒的速度增大导致感应电流增大，从而阻碍导体运动的安培力也增大，所以加速度减小，即金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，之后匀速运动。
（2）当ab杆下滑速度时，产生的感应电动势为
金属杆中的电流为
此时的加速度
（3）达到最大速度时，金属杆在磁场中运动时，产生的感应电动势为
金属杆中的电流为
金属杆受的安培力为
当速度最大时有
代入数据可得
（4）ab杆从静止开始运动到下滑速度达最大这一过程中，电荷量
解得ab杆下滑的距离
此过程由能量的转化与守恒可得
其中
联立解得
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