2023-2024年山西省朔州市怀仁市高二下学期5月期中物理试题（解析版）

怀仁市2023~2024学年度下学期高二第一次教学质量调研试题物理一、单选题1.电磁波按波长由大到小排列正确的是（）A.无线电波、红外线、紫外线、射线 B.射线、红外线、紫外线、无线电波C.红外线、无线电波、射线、紫外线 D.紫外线、无线电波、射线、红外线【答案】A【解析】电磁波按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线。故选A。2.如图所示的交变电流，每个周期的前三分之一周期按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定，则该交变电流的电流有效值为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】取交流电的一个周期进行分段，则在内，产生的热量，解得，故选B。3.如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，、之间接报警器。当传感器所在处出现火情时，显示器的电流，报警器两端的电压的变化情况是（）A.变大，变大 B.变大，变小 C.变小，变大 D.变小，变小【答案】D【解析】当处出现火情时，的阻值减小，电路总电阻减小，根据，可知干路电流增大，则电源内电压，增大，而电源电动势不变，则路端电压减小；因为干路电流增大，则两端电压增大，所以与并联的两端电压减小，故电流表示数变小。故选D。4.如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在水平面上、两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移随时间的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A.时，振子的回复力最大 B.该振子的频率为C.到的时间内，振子通过的路程为 D.该振子的振幅为【答案】D【解析】由图像可知，时，振子处于平衡位置，回复力为，故A错误；由图像可知，该振子的振幅为，该振子的周期为，则频率为，故B错误，D正确；越接近平衡位置，振子的速度越大，又，可知到的时间内，振子通过的路程大于一个振幅，即大于，故C错误。故选D。5.如图所示，竖直弹簧上端固定，质量为的小球在竖直方向做振幅为的简谐运动。当小球振动到最高点时弹簧恰好为原长，重力加速度为，则小球在简谐运动过程中，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【答案】D【解析】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；小球在平衡位置的速度最大，动能最大，根据，解得，即小球的最大动小于，B错误；由于小球在竖直方向做振幅为的简谐运动，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，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；当小球振动到最高点时，弹簧正好为原长，则在最高点小球仅仅受到重力作用，加速度为，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。6.如图所示，一单摆悬于点，摆长为，若在点正下方点钉一个光滑钉子，使，将单摆拉至处由静止释放，小球将在、、间来回摆动，若摆动中摆线与竖直方向的夹角小于，则此单摆的周期为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根据单摆的周期公式，可得此单摆的周期为，故选C。7.“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。某次演员抖动水袖时形成一列沿轴传播的简谐横波，其在某一时刻的波形图如图甲所示，和是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻（设为）起质点在一段时间内的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.该列简谐横波沿轴负方向传播，波速大小B.该列简谐横波与频率为的简谐横波可发生稳定干涉C.在时，质点的加速度为零D.从到，质点通过的路程为【答案】A【解析】时刻，质点振动方向向上，根据同侧法可判断出该波沿轴负方向传播，从图像可读出，，可得波速为，A正确；该波的频率为，频率相同的两列波才能发生的稳定的干涉，B错误；已知，所以质点在时位于负向最大位移处，加速度为正向最大，C错误；已知，质点通过的路程为，D错误。故选A。8.如图所示，为波源，、为两块挡板，其中板固定，板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得点没有振动，为了使点能发生振动，可采用的方法有：①增大波源的频率；②减小波源的频率；③将板向上移动一些；④将板向下移动一些。以上方法正确的是（）A.①④ B.②③ C.①③ D.②④【答案】B【解析】根据题意可知，测得点没有振动，说明波没有发生明显的衍射现象，原因是间的缝太宽或波长太小，因此若使处质点振动，可采用板上移减小间距或增大波的波长，即减小波源频率，故②③正确，①④错误。故选B。二、多选题9.如图（a）所示，在匀强磁场中，一闭合矩形金属线圈可绕与磁感线垂直的中心轴，匀速转动，线圈两次以不同的转速转动产生的正弦式交变电动势图像如图（b）中图线甲、乙所示，则（）A.两次时刻线圈平面均与磁场方向平行B.图线甲、乙对应的线圈转速之比为C.将转轴移至与线圈边共线，则相同转速下交变电动势的峰值不变D.若线圈电阻为，则线圈电动势按图线乙规律变化时的发热功率为【答案】B、C【解析】两次时刻，感应电动势均为零，通过线圈的磁通量最大，线圈平面均与磁场方向垂直，故A错误；由图可知，，根据，可知图线甲、乙对应的线圈转速之比为，故B正确；交变电动势的峰值为，可知将转轴移至与线圈边共线，则相同转速下交变电动势的峰值不变，故C正确；由图可知，根据，可得，则，乙线圈感应电动势的有效值为，线圈电动势按图线乙规律变化时发热功率为，故D错误。故选B、C。10.如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为。现匀速转动摇把，转速为。则（）。A.当振子稳定振动时，它的振动周期是 B.当振子稳定振动时，它的振动频率是C.当转速增大为时，弹簧振子的振幅增大 D.当转速减小为时，弹簧振子的振幅增大【答案】B、D【解析】匀速转动摇把，转速为，则其周期为，频率为，振子为受迫振动，则稳定后频率与驱动力的频率相同，所以当振子稳定振动时，振动频率和周期分别为，，故A错误，B正确；当驱动力的频率与振子的固有频率相同时，产生共振，此时振子振幅最大，当驱动力频率与振子固有频率不同时，驱动力频率越接近固有频率，振幅越大，振子固有频率为，此时驱动力频率为，当转速为和时对应频率分别为和，则可得当转速增大为时，弹簧振子的振幅减小，当转速减小为时，弹簧振子的振幅增大，故C错误，D正确。故选B、D。11.如图所示，是水平面上两列频率相同简谐波在某时刻的叠加情况。两列波振幅均为，波的传播方向如箭头方向所示，实线与虚线分别表示波峰和波谷。此刻，是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（）A.、两处质点此刻位移为B.、两处质点在该时刻的竖直高度差为C.、连线中点处的质点是振动减弱点D.从该时刻起，经过二分之一周期，位于点的质点到达平衡位置，此时位移为零【答案】A、B【解析】、两处此刻是波峰和波谷相遇，所以、两处为振动减弱点，由于两列波的振幅相等，则、两处质点此刻位移为，故A正确；处此刻是波谷和波谷相遇，所以处为振动加强点，此刻处位移为，则、两处质点在该时刻的竖直高度差为，故B正确；处此刻是波峰和波峰相遇，所以处为振动加强点，则、连线中点处的质点是振动加强点，故C错误；从该时刻起，经过二分之一周期，位于点的质点到达波谷位置，位移为，故D错误。故选A、B。12.波源和振动方向相同，频率均为，分别置于均匀介质中轴上的、两点处，，如图所示。两波源产生的简谐横波沿直线相向传播，波速为。已知两波源振动的初始相位相同，则、间合振动振幅最小的点的位置与点的距离为（）A. B. C. D.【答案】A、C【解析】两列波的波长为，以为坐标原点，设为间的任意一点，其坐标为，则两波源到点的波程差为，，其中、以为单位，合振动振幅最小的点的位置满足，为整数，则可知，当时，，当时，，即、间合振动振幅最小的点的位置在距离点和处。故选A、C。三、实验题13.在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______。A.控制变量法 B.等效替代法 C.演绎法 D.理想实验法（2）变压由两个线圈和铁芯等构成，下列说法正确的是______。A.匝数多线圈导线粗 B.匝数少的线圈导线粗C.铁芯由绝缘的铜片叠成 D.铁芯由绝缘的硅钢片叠成（3）在实际实验中将电源接在原线圈的“”和“”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“”和“”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为__。A. B. C. D.【答案】（1）A；（2）B、D；（3）D【解析】（1）在物理学中，当一个物理量与两个或两个以上的物理量有关系，需要研究其中两个物理量之间的关系时，需要控制其它物理量保持不变，从而方便研究二者之间的关系，该方法称之为控制变量法。为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法为控制变量法。故选A。（2）变压器的铁芯结构和材料由绝缘的硅钢片叠成；且由变压器工作原理知，可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。故选B、D。（3）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系，若变压器的原线圈接“”和“”两个接线柱，副线圈接“”和“”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为，副线圈的电压为，则原线圈的电压为，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于，可能为。故选D。14.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为。回答下列问题：（1）同学用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则摆球的直径为______；（2）根据题目中给的物理量，计算本地重力加速度的表达式为______。（3）如果测得的值偏小，可能的原因是______。A.实验时，摆球振幅太小 B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C.开始计时时，停表过迟按下 D.实验时误将次全振动记为次（4）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长并测出相应的周期，从而得出几组对应的和的数值，以为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的______（选填“”“”或“”）。【答案】（1）；（2）；（3）B；（4）【解析】（1）游标卡尺的读数为。（2）根据单摆周期公式，其中，，解得。（3）单摆周期与振幅无关，所以不会影响的值，故A错误；摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，即摆线的测量值偏小，根据，可知值偏小，故B正确；开始计时时，停表过迟按下，则的测量值偏小，根据，可知值偏大，故C错误；实验时误将次全振动记为次，则的测量值偏大，根据，可知值偏大，故D错误。故选B。（4）根据单摆周期公式，可得，若把小球直径当作半径来计算摆长，则实际应为，可知，摆长偏大，对斜率无影响，纵截距为负值，即为。三、解答题15.如图所示，发电机输出功率为，输出电压为，用户需要的电压为，已知升压变压器原副线圈匝数比，两理想变压器之间输电线的总电阻为，其它电线的电阻不计，试求：（1）输电线上的电流大小；（2）输电线中因发热而损失的功率；（3）降变压器原副线圈匝数比。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）理想变压器原、副线圈中的电压比等于匝数比，则输电线的电压为，输电线上的电流。（2）输电线中因发热而损失的功率。（3）降压变压器的输入电压为，用户需要的电压为，根据原副线圈匝数与电压的关系，可知降压变压器原副线圈匝数比为。16.一列横波沿轴传播，如图所示，实线为时刻的波形曲线，虚线为时的波形曲线，求：（1）根据图像求出波的振幅和波长。（2）若该列波向右传播且周期大于，则波速多大？（3）若该列波波速为，求处的质点从时刻开始计时的振动方程。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】（1）由图可知，该波振幅，波长。（2）该波向右传播且，结合波形图可知，该波向右传播的距离为，则波速。（3）若波速为，则内传播的距离，可知波的传播方向向轴负方向；波速为时，则波的周期为，处的质点从时刻向轴负方向振动，从时刻开始计时的振动方程为。17.如图所示，矩形闭合导线框处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，线框共匝，