【物理】广西桂林市临桂区两江中学2019-2020学年高二下学期第二次月考试题（解析版） 16页

两江中学 2020 学年度第二次月考试题 一、单选题 ‎1.如图所示，一长直导线旁边同一平面内有一矩形线圈abcd，导线中通有竖直向上的电流．下列操作瞬间，能在线圈中产生沿adcba方向电流的是（ ）‎ A. 线圈向左平动 B. 线圈竖直向下平动 C. 线圈以ab边为轴转动 D. 线圈向右平动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.导线在线框位置产生的磁场垂直纸面向里，当在线圈平面内向左拉动线圈，逐渐靠近导线，穿过线圈向里的磁场增大，即穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，产生感应电流为adcba方向，同理可知线圈向右平动，产生abcda方向的电流，故A正确，D错误．‎ B.当线圈向下平动时，穿过线圈的磁通量不会发生变化，根据楞次定律可知，没有感应电流产生．故B错误；‎ C.当线圈以ab边为轴转动，穿过线圈向里的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，故产生感应电流为顺时针，即感应电流的方向为abcda．故C错误；‎ 故选A。‎ ‎2.如图所示的电路中，P、Q为两相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是(　　)‎ A. S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭 B. S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光 C. S断开瞬间，通过P的电流从右向左 D. S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．S断开瞬间，由于线圈自感作用，阻碍原电流减小，相当于新的电源，通过Q、P形成回路，所以PQ均过一会熄灭，选项A错误．‎ CD．通过线圈的电流沿原方向，所以通过Q的电流与原来方向相同，通过P的电流与原来方向相反，从右向左，选项C正确，D错误．‎ B．S接通瞬间，P立即正常发光，由于线圈自感阻碍电流增大，Q缓慢变亮，选项B错误．‎ 故选C。‎ ‎3.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断(　　)‎ A. 在A、C时刻线圈处于中性面位置 B. 在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零 C. 从A～D线圈转过的角度为2π D. 若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变了100次 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 圈在中性面上磁通量最大，感应电动势与感应电流均为零；线圈在平行于磁场位置（垂直于中性面处）穿过线圈的磁通量为零，感应电动势与感应电流最大；在一个周期内，电流方向改变两次，根据图象分析答题．‎ ‎【详解】由图象可知，在B、D时刻，感应电流为零，此时线圈位于中性面上，穿过线圈的磁通量最大，A、C时刻感应电流最大，此时线圈与中性面垂直，磁通量为零，故AB错误；‎ 从A到D，经历个周期，线圈转过的角度为，故C错误；‎ 由图象可知，从O～D是一个周期，如果经历时间为0.02s，则1s是50个周期，电流方向改变100次，故D正确．‎ ‎4.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是(　　)‎ A. t＝0.2 s时，振子在O点右侧‎6 cm处 B. t＝0.8 s时，振子的速度方向向左 C. t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度完全相同 D. t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在0-0.4s内，振子做变减速运动，不是匀速运动，所以t=0.2s时，振子不在O点右侧‎6cm处，故A错误；由图象乙知，t=0.8s时，图象的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，故B正确；t=0.4s和 t=1.2s 时，振子的位移完全相反，由知加速度完全相反，故C错误；t=0.4s到 t=0.8s 的时间内，振子的位移减小，正向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故D错误．‎ ‎5.两个固定声源发出的声波1和声波2在空气中传播．已知声波1的频率是声波2的3倍，则(　　)‎ A. 声波1的波长是声波2的3倍 B. 声波1的传播速度是声波2的3倍 C. 两列波相遇会产生稳定的干涉现象 D. 远离这两个声源的观察者，听到的这两列波的频率均比声源发出的频率低 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同，故B错误；根据，可知声波1的波长是声波2的，故A错误；根据题意可知声波1的频率是声波2的3倍，据两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象，故C错误；由于多普勒效应，远离这两个声源的观察者，听到的这两列波的频率均比声源发出的频率低，故D正确．‎ ‎6.通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为 A. 12V B. 4V C. 15V D. 8V ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电流的热效应计算电流的有效值：‎ 可得流过电阻的电流的有效值：‎ A 电阻两端电压的有效值为：‎ V 故B正确．‎ ‎7.如图所示，一个边长为‎2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】线框开始进入磁场运动L的过程中，只有边bd切割，感应电流不变，前进L后，边bd开始出磁场，边ac开始进入磁场，回路中的感应电动势为ac边产生的电动势减去bd边在磁场中的部分产生的电动势，随着线框的运动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进L时，边bd完全出磁场，ac边也开始出磁场，有效切割长度逐渐减小，电流方向不变。 A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论相符，选项B正确；‎ C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论不相符，选项D错误；‎ 故选B。‎ 二、多选题 ‎ ‎8.如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2 s时刻的波形图．该波的波速为‎0.8 m/s，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 这列波的波长是‎12 cm，沿x轴负方向传播．‎ B. 这列波的周期是0.5 s C. 这列波是沿x轴正方向传播的 D. t＝0时，x＝‎4 cm处质点振动方向为沿y轴负方向 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】从图中可以看出波长等于‎12cm，由已知得波速等于‎0.8m/s，周期，经过0.2s即经过周期，经过一个周期质点回到原位置，即只看经过周期的振动情况即可，若沿x轴正方向传播，x=‎4cm处质点经过 周期应该向下振动，所以该波沿x轴负方向传播，故A正确，BC错误；由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知t=0时刻，x=‎4cm处的质点的质点速度沿沿y轴负方向，故D正确．‎ ‎9.一列简谐横波，在t＝0.6 s时刻的图象如图甲所示，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是(　　)‎ A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的波速是m/s C. 从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是‎4 m D. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为‎10 m的障碍物，不能发生明显衍射现象 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】由乙图读出t=0.6s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正方向，故A正确；由甲图读出该波的波长为λ=‎20m，由乙图周期为：T=1.2s，则波速为：，故B正确；△t=0.6s=0.5T，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅，则经过△t=0.6s时间，A质点通过的路程是：S=‎2A=2×‎2m=‎4m，故C正确；该波的波长为‎20m，根据发生明显衍射现象是障碍物的尺寸小于波长，或与波长差不多，知该波在传播过程中遇到一个尺寸为‎10 m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D错误．‎ ‎10.如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为 1：2，正弦交流电源电压为U=12V，电阻 R1=1Ω，R2=2Ω，滑动变阻器 R3最大阻值为 20Ω，滑片 P处于中间位置，则（ ）‎ A. R1与 R2消耗热功率之比为 1：8 B. 通过 R1的电流为 ‎‎3A C. 若向上移动 P，电源输出功率将减小 D. R3 取 2Ω时，负载消耗功率最大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据 ‎①‎ 而电阻产生热功率 代入数据可得 A错误；‎ B．设原线圈电流为I，则加在原线圈两端的电压 ‎②‎ 根据①式流过次级线圈的电流为 ，可得次级线圈两端电压 ‎③‎ 根据 ‎④‎ 代入数据，解得 ‎ B正确；‎ C．若向上移动 P，R3阻值减小，副线圈电流增大，原线圈电流也增大，因此电源输出的功率增大，C错误；‎ D．负载消耗的功率 根据均值不等式可知，当 ‎⑤‎ 时输出功率最大，由于②③④⑤联立可得 D正确。‎ 故选BD。‎ ‎11.如图所示，一列简谐波向右以‎4 m/s 的速度传播，振幅为A。某一时刻沿波的传播方向上有 a、b 两质点，位移大小相等，方向相同.以下说法正确的是（ ）‎ A. a、b两个质点在振动过程中位移总是相同 B. 再经过 0.25 s， a质点回到平衡位置且向下振动 C. 再经过 0.5 s， a、b两质点位移第一次大小相等、方向相反 D. 在接下来的 0.5s 内 a 质点的路程为A ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于a、b两个质点间的距离正好等于半径波长，因此当a运动到平衡位置时，b恰好到达波峰或波谷，A错误；‎ B．根据 经过 0.25 s，O点的振动情况恰好传播到a点，因此a质点回到平衡位置且向下振动，B正确；‎ C．再经过 0.5 s，O点的振动情况恰好传到x=‎2m处，此时a、b两个点关于x=‎2m位置对称，因此a、b两质点位移第一次大小相等、方向相反，C正确；‎ D．由图可知，波长，t=0时刻，a点离平衡位置的距离 而当t=0.5s时，a点离平衡位移大小也恰好是，因此这段时间内的位移为 D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎12.‎ ‎ 如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，在流过ab棒某一横截面的电量为q的过程中，棒的末速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）‎ A. 运动的平均速度大小为v B. 下滑的位移大小为 C. 产生的焦耳热为qBLv D. 受到的最大安培力大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：金属棒开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度不等于，而是大于；故A错误；由电量计算公式，，联立得可得，下滑的位移大小为，故B正确；产生的焦耳热，而这里的电流I比棒的速度大小为时的电流小，故这一过程产生的焦耳热小于，故C错误；金属棒做加速运动，或先做加速运动，后做匀速运动，速度为时产生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小为，故D正确．‎ 考点：电磁感应中的能量转化；安培力 ‎【名师点睛】金属棒由静止开始沿导轨下滑，做加速度逐渐减小的变加速运动．由运动学公式，法拉第电磁感应定律、能量守恒定律等研究处理．‎ 三、填空题 ‎ ‎13.有两组同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自利用先进的 DIS 系统用单摆测量当地重力加速度 g。‎ ‎(1)关于实验的操作或者误差的分析，下列说法正确的是（ ） ‎ A．让摆线长适当大些，并从平衡位置开始计时有助于减小实验误差 ‎ B．操作中提前按下秒表，但准确结束计时，将会导致实验结果偏大 ‎ C．若实验者在计算摆长时忘记加上球的半径，则实验结果一定会偏小 ‎ D．若实验中不小心让摆球水平面内做圆锥摆运动而实验者没有发现，将会导致实验结果偏大 ‎(2)在南京大学做探究的同学利用计算机绘制了当地两个单摆的振动图象（如图），由图可知，两单摆摆长之比＝_______；‎ ‎(3)若去北大的那组同学是这样操作的：当小球经过平衡位置时按下秒表开始计时，并计数“‎1”‎，当第 n 次经过平衡位置时结束计时，所用时间为 t，摆长为 L，则计算当地重力加速度 g 的表达式为 g=______（用 所给物理量表示）‎ ‎【答案】 (1). AD (2). 9：4 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]A．让摆线长适当大些，并从平衡位置开始计时有助于减小实验误差 ，A正确；‎ B．操作中提前按下秒表，但准确结束计时，造成周期测量值偏大，根据重力加速度测量公式 ‎ 可知将会导致重力加速度测量值偏小，B错误；‎ C．若实验者在计算摆长时忘记加上球的半径，如果通过 图象的斜率计算重力加速度，则实验结果准确，C错误；‎ D．若实验中不小心让摆球在水平面内做圆锥摆运动而实验者没有发现，根据圆锥摆的受力可知 整理得 相当于摆长变为，但实验者还按L计算，相当于摆长测量值偏大，从而将会导致实验结果偏大，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎(2)[2]由图可知振动周期之比 根据单摆振动周其公式 可得 ‎(3)[3]根据]该同学记录，可得振动周期 代入公式可得 ‎14.如图所示，水平面中平行导轨P、Q相距L，它们的右端与电容为C的电容器的两极板分别相连，直导线ab放在P、Q上与导轨垂直相交并且沿导轨滑动，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面，闭合开关S，若发现与导轨P相连的电容器极板上带负电荷，则ab向______沿导轨滑动(填“左”、“右”)；如电容器的带电荷量为q，则ab滑动的速度v=______。‎ ‎【答案】 (1). 左 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]根据右手定则可知，当直导线ab向左运动时，a端相当于电源的负极，即电容器极板上带负电荷；‎ ‎[2]根据电容器的电容公式Q=CU，可得 而棒切割磁感线产生感应电动势大小为E=BLv，此时U=E，所以ab滑动的速度为 四、论述、计算题 ‎15.如下图所示是一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，已知波的传播速度，试回答下列问题：‎ ‎（1）求出处的质点在内通过的路程及时该质点的位移；‎ ‎（2）写出处质点的振动函数表达式．‎ ‎【答案】（1）路程为‎50cm；位移，（2）或 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图可知波长λ=‎‎2m 可得 有 故0~1.25s内的路程为 ‎1.25s时x=‎1.5m处的质点处于波峰位置，位移x=‎5cm；‎ ‎（2）振幅A=‎5cm，周期T=0.5s，则 ω==4πrad/s 则处的质点的振动函数表达式 或 ‎16.如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气中，棱镜的折射率为n＝，∠A＝60°．一细光束从AC的中点D垂直于AC面入射，AD＝a，求：‎ ‎(1)画出光路图并计算出光从棱镜第一次射入空气时折射角；‎ ‎(2)光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间(光在真空中的传播速度为c)．‎ ‎【答案】①光路如图所示； ②；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎①如图所示i1=60,设玻璃对空气的临界角为C，则：‎ ‎，C=45，i1＞45‎ 发生全反射 由折射定律有，所以 r=45‎ ‎②棱镜中的光速，所求时间 解得：‎ ‎17.一个匝数为n=200的矩形线圈abcd位于匀强磁场中，磁感强度大小为B=0.8T、初始位置如图所示（线圈平面和磁场方向平行），线圈以ab为轴匀速转动，角速度为ω=5rad/s，已知ab边L1=‎15cm，ad边L2=‎10cm，线圈的总电阻是R=100Ω。求∶‎ ‎(1)线圈转动过程中的感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎(2)线圈从初始位置开始，转过90°角的过程中，通过导线截面的电量；‎ ‎(3)线圈转动1分钟内外力所做的功。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)43.2J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)感应电动势的最大值为 从图示位置开始计时，线圈转动过程中的感应电动势的瞬时表达式形式为 ‎(2) 线圈从初始位置开始，转过角的过程中，感应电动势平均值为 感应电流平均值为 通过导线截面的电量 联立可得 ‎(3)根据焦耳定律得 所以线圈转动1分钟内外力所做的功为43.2J ‎18.如图所示，光滑的平行金属导轨MN、PQ间的距离d=‎50cm，导轨所在的平面与水平面的夹角，其上端电阻R=4W，导轨电阻均忽略不计。导轨放在垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T。质量m=‎0.1kg，r=1W的金属棒ab从上端由静止开始下滑。（sin37°=0.6，g=‎10m/s2） 求∶‎ ‎(1)金属棒下滑的最大速度；‎ ‎(2)当金属棒的速度达到‎10m/s时的加速度； ‎ ‎(3)若金属棒达到最大速度时，沿斜面运动‎20米，此时电路中R产生的焦耳热。 ‎ ‎【答案】(1)‎12m/s；(2)；(3)3.84J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设导体棒的速度为，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律有 导体所受的安培力为 根据牛顿第二定律有 当时，导体棒的速度最大，可得最大速度为 ‎(2)当金属棒的速度达到‎10m/s时的加速度为 ‎(3)金属棒达到最大速度时，根据能量守恒可得 可得 电路中R产生的焦耳热