2021-2022学年湖北省武汉第四十三某中学高二（下）期中物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年湖北省武汉第四十三高级中学高二（下）期中物

理试卷

1.下列图像中不属于交变电流的有（）

C.DOA/\

2.钳形电流表是电机运行和维修工作中最常用的仪表之一，其内

被测通钳形

部结构如图2所示，工作部分主要由一只电流表和电流互感器组成。电导线铁芯

次级线圈

电流互感器铁芯制成钳形活动开口，用手柄来控制开合，则（)

电流表

A.与电流表相连的线圈匝数越多，电流表读数越大

B.钳形电流表测电流时相当于升压变压器

C.如果通电导线在钳形口多绕几圈，则电流表读数会变小

D.测量电流时，需要断开电路将此钳形电流表串接在电路中

3.下列有关传感器及其敏感元件的说法中不正确的是（）

A.霍尔元件是能够把磁学量转换为电学量

B.光电鼠标利用了光传感器

C.电子秤称量物体质量利用了力传感器

D.2020年初新冠肺炎疫情防控狙击战中，枪式测温仪成了体温检测的“哨兵”，它利用了温

度传感器

4.如图所示，S为波源，M,N是两块挡板，其中M板固定，N板

可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点振动，为了使出---------------三

A点能发生振动，可采用的方法是（）

A.增大波源的频率B.增大波源的振幅C.将波源S向左移D.将N板向左移

5.如图所示，某儿童玩具由卡通人物、轻弹簧和小球三部分组成，这三部分「一丁

自上而下紧密连接在一起，手握卡通人物并保持静止，将小球下拉一定距离

盟

后由静止释放（弹簧在弹性限度内），可以观察到小球在上下振动过程中其振幅快速减小，依

据上述现象，下列说法正确的是（）

A.小球在运动过程中动能一直减小

B.小球和弹簧组成的系统机械能保持不变

C.小球向上运动时，小球的机械能可能减小

D.小球每次经过同一位置时，弹簧的机械能可能减小

6.如图所示，沿波的传播方向上有五个质点〃、6、c、d、e,相邻两质点间的距离均为1.5m,

各质点均静止在各自的平衡位置，t=0时振源。开始竖直向上做简谐运动，t=3s时质点e

开始振动，t=6.25s时质点e第4次到达最高点。下列说法正确的是（）

A.该简谐波的波速是lm/sB.该简谐波的周期为招s

C.该简谐波的波长为2%D.该简谐波的振源频率为IfHz

7.如图所示，在同一均匀介质中有Si和S2两个相干波源，Si和S2之间相

距为4〃?，若S］、52振动频率均为10法，两列波的波速均为10m/s,B点、

为Si和52连线的中点，今以B点为圆心，以/?=351为半径画圆，在该圆

周上（Si和S2两波源点除外）共有几个振动加强的点（）

A.2B.7C.14D.16

8.如图所示为CC7V10“我爱发明”节目中介绍的松果采摘机，松

果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，

使得松果脱落，下列说法正确的是（）

A.工作中，树干的振动频率等于采摘振动头的振动频率

B.采摘振动头振动频率越高，采摘落果的效果一定越好

C.针对不同的树木，落果效果最好的振动频率一定相同

D.若采摘振动头停止振动，树干的振动频率仍不变

9.如图所示，某LC振荡电路中，L是电阻不计的电感线圈，C

是电容器。该振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。

不计电磁波的辐射损失，则下列说法错误的是（）

A.该时刻电容器正在充电

B.该时刻电路中电流正在减小

C.该时刻电场能正在向磁场能转化

D.该LC振荡电路磁场能量变化的周期为r=2ny[LC

10.某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手

握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中错

误的是()

A.此时刻质点尸加速度向上B.手的起振方向向上

C.手振动的频率逐渐增大D.波的传播速度变小

11.如图所示。理想变压器原、副线圈匝数比为1：3,a,人端接入电压%=6U的正弦式交流

电源。电阻&=in,R2=30,滑动变阻器的最大阻值为300，此时滑片P处于正中间位置，

电表均为理想交流电表，贝4()

A.%与&的热功率之比为1：3B.电流表的示数为2A

C.若向上移动P,电压表示数变小D.若向下移动P,电源的输出功率变大

12.一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，在把摆球悬挂好后，进行如下操作：

固用米尺量出悬点到小球上端的绳长L；

团.将小球从平衡位置拉开一个角度(小于5。)，然后由静止释放，小球经过最低点处按下停表开

始计时，同时把这次通过最低点记为第0次,接着一直数到摆球第N(N>1)次通过最低点时・，

按下停表停止计时，读出这段时间f,算出单摆的周期7=今。

团.改变绳长，重复上述步骤。

(1)某次周期测量中，停表示数如图甲所示，其读数为。

(2)作出L-72的图像，其他操作测量都无误，则作出的图线是图乙中的(选填“1”、

“2”或者“3”)。如果图线斜率都为左,截距如图中标注，则当地的重力加速度g=,

小球的直径为。

13.如图甲是一个教学用的可拆变压器，它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可

以绕线。

B

甲乙

(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中

的〃、b位置,由此可推断线圈的匝数较多(选填"A”或"B”)o

(2)如果把它看成理想变压器，若A、8线圈的匝数比为晨则当4线圈接在必的蓄电池两端

以后，B线圈的输出电压为o

(3)现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交

流电源。实验的步骤如下：

①用长导线绕一个〃匝线圈，作为副线圈替代A线圈；

②把低压电源接8线圈，测得副线圈的输出电压U；

③用A线圈换下绕制的线圈测得4线圈输出电压〃。则4线圈的匝数为。(用物理量〃、

U、〃等表示)

14.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于久=-0.2m和x=1.2m处,

两列波的波速均为0.8m/s,波源的振幅均为2cm图为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置

在x=0.2ni和x=0.8zn的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.4m处。求：

(1)求两列波相遇的时刻；

(2)求两列波分别传播到M点的时间；

(3)求1.025s内质点M运动的路程。

15.如图，将一倾角为”的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上，一劲度系数为公

自然长度为/的轻弹簧的上端固定在斜面上，下端与质量为m的小滑块连接且弹簧与斜面平

行。用外力控制小滑块使弹簧压缩了［时将小滑块由静止开始释放，重力加速度为g。

(1)求小滑块做简谐运动的振幅A;

(2)求小滑块的最大加速度a.和弹簧的最大长度Lm。

(3)若在斜面体的正下方安装一个压力传感器，求在物块运动的全过程中，此压力传感器的最

大示数。

16.1890年，物理学家兼电气工程师尼古拉•特斯拉就已经做了无线输电试验，现如今无线充

电技术越来越多的应用在日常中的各种电器上。手机无线充电工作出送电线圈和受电线圈组

成。已知受电线圈的匝数为N=50,电阻r=1.00,在它的a、8两端接阻值R=9.00的电阻。

设受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间的变化规律如图丙所示，可在受

电线圈中产生正弦式交变电流。

求:

(1)在一个周期内，阻值为R的电阻上产生的焦耳热；(结果保留两位有效数字)

(2)从q到弓时间内，通过阻值为R的电阻的电荷量。

(3)无线充电技术在电动汽车领域的应用一直备受关注。某充电路段，道路下面铺有通电送电

线圈，汽车底部配有受电线圈及与其相连的电池，这样可以实现汽车一边行驶一边充电。假

设充电效率为50%,充电功率为5ZW,则要给一个电池容量为10卜小，的电动汽车充满电,

需要多长时间？

(4)汽车充满电后，在正常道路上以36km"的速度匀速行驶时，受到的阻力恒为1000M若

电能的80%转化为有用的机械能，在数值上等于电机牵引力做的功，则汽车运动的最大距离

是多少？

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：只要电流的大小和方向均随时间做周期性变化，则即为交流电，故A8C均为交流;

C中电流大小虽然在周期性变化，但方向不变；故O不是交流电；

本题选不属于交变电流的，

故选：Do

根据交流电的定义进行分析：交流电的大小和方向均随时间做周期性变化。

本题考查交流电的性质，判断的主要依据是交流电的方向在做周期性变化。

2.【答案】B

【解析】解：A、若次级线圈匝数越多，电流表读数越小，故A错误。

B、该电表原线圈为单匝，是升压变压器，故8正确。

C、若原线圈多绕几圈，则原线圈匝数增大，副线圈电流增大，最终导致电流表计数增大，故C

错误。

。、钳形电流表通过打开铁芯将导线圈入其中，不需要断开电路，故。错误。

故选：B。

根据电流互感器的特点，将大电流通过电流互感器变为小电流，再根据原副线圈电流值比为它们

匝数之比的倒数即可分析本题。

该题考查原副线圈电流值比与匝数之比的关系，该题的重点是掌握电流互感器的构造。

3.【答案】D

【解析】解：4霍尔元件是能够把磁感应强度的变化转换为电压的一种磁传感器，故A正确；

B.光电鼠标利用了光传感器，故8正确；

C.电子秤称量物体质量利用了力传感器，故C正确；

。.枪式测温仪是根据人体辐射的红外线来测温的，没有利用温度传感器，故。错误。

本题选择错误选项；

故选：Do

传感器是指能感受声、光、热等非电学量并按照一定的规律转换成可用电信号的器件或装置，通

常由敏感元件和转换元件组成.

传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会。

4.【答案】D

【解析】解：当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时，会发生明显的衍射，所以为了使A

点能发生振动，一个方法是增大波长，即减小波源的频率（因为波速不变，频率减小，波长变大）；

一个方法是减小狭缝的宽度，即将N板向左移；移波源和增大波源的振幅不会发生明显的衍射现

象，故只有£＞正确，ABC错误。

故选：Do

发生明显衍射的条件是当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小。

解决本题的关键掌握发生明显衍射的条件，以及知道波速、波长与频率的关系。

5.【答案】C

【解析】解:A、小球在上下振动过程中其振幅快速减小，说明小球运动的过程中受到一定的阻力，

做阻尼振动，动能做周期性的变化，不是一直减小，故A错误；

8、小球做阻尼振动，小球与弹簧组成的系统的机械能逐渐减小，故B错误；

C、小球向上运动的过程中如果压缩弹簧，则小球的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，一部

分克服阻力做功，则小球的机械能减少，故C正确；

。、小球每次经过同一位置时，弹簧的形变量是相等的，所以弹簧的弹性势能不变，故。错误。

故选：Co

小球振动的过程中做阻尼振动，系统的机械能逐渐减小，然后结合动能、弹性势能以及重力势能

的变化判断即可。

本题要能正确分析小球的受力情况，来判断其运动情况，分析时，要抓住动能与势能的周期性判

断，

6.【答案】C

【解析】解：t=3s时e质点开始振动，简谐波的传播速度

x1.5X4

v=—=————m/s=2m/s

t=3s时质点e开始向上振动，经过。第一次到达最高点；t=6.25s时质点e第4次到达最高点，

4

所以

1

3-T=3.25s

4

则简谐波的传播周期

7=1s

频率f=»*=1Hz

简谐波的波长

A=vT=2xIm=2m

故C正确，A3。错误。

故选：Co

根据t=3s时质点开始振动，可解得简谐波的传播速度，根据题意解得简谐波的周期，从而解得

波长。

本题考查波的形成与传播，解题关键根据题意分析波速与周期，根据;1="7可求得波长大小。

7.【答案】C

【解析】解：根据公式。=”,可得波长为：A=y==1m,根据工和S2之间相距为4m，可

知&、52之间恰好有4个波长，由对称性可直接判断B点为加强点，如图所示：

A、B、C三点分别为Si、S2连线的等分点，由图形可知，AS2-AS1=2X,CS1-CS2=2A,故A

与C两点也为加强点，设Sp4的中点为P,则有与S2P之差为34,同理AB、BC、CS2的中点仍

为加强点，那么振动加强点为7个，过A、8、C三各自加强点作7条加强线（表示7个加强区域）交

于圆周上14个点，显然这14个点也为加强点，故圆周上共有14个加强点，故C正确，ABO错误。

故选：Co

根据波长、波速即频率的关系求解波长，两列频率相同的简谐波在某点相遇时，若它们的波程差

是波长的整数倍，则振动是加强区；若它们的波程差是半波长的整数倍，则振动是减弱区。

解决本题的关键知道波峰和波峰叠加，波谷与波谷叠加振动加强，波峰与波谷叠加，振动减弱，

以及知道振动加强区和振动减弱区的分布。

8.【答案】AD

【解析】解：4、工作中，树干做的是受迫振动，其振动频率等于采摘振动头的振动频率，故A

正确；

8、采摘振动头振动频率和树干的固有频率相同时，振幅最大，落果效果最好，故B错误；

C、不同树木的树干固有频率不同，针对不同的树木，落果效果最好的振动频率不一定相同，故C

错误；

。、采摘振动头停止振动后，树干变为自由振动，其振动频率会保持不变，故。正确。

故选：ADo

受迫振动时物体振动频率等于驱动力频率；当振动器的振动频率越接近树木的固有频率时，树木

的振动幅度越大，采摘振动头振动频率与树干的固有频率相同时落果的效果最好；采摘振动头停

止振动，树干的振动频率不变。

本题以CC7V10“我爱发明”节目中介绍的松果采摘机为情境载体，考查了产生共振的条件及其

应用，考查了学生能够应用所学物理知识解决实际问题的能力，体现了科学探究的物理核心素养。

9.【答案】AC

【解析】解：ABC、由于螺线管中电流产生磁场方向向上，根据右手定则可知，电路中电流从上

往下看为逆时针方向，根据平行板内场强的方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流方

向沿逆时针方向，则说明电容器正在放电，电场能正在向磁场能转化，电路中电流正在增大，故

AC正确，B错误；

。、能量没有方向，一个周期内没有两次，电场能量的变化周期为电流变化周期的一半，即为7=

TTVZC,故。错误。

故选：AC.

根据磁场方向由安培定则判断电流方向，电流方向是正电荷移动方向，根据电流方向及电容器充

放电情况判断极板带电情况，振荡电路中有两种能：电场能和磁场能，根据能量守恒定律分析能

量的变化。

本题考查对电磁振荡过程的理解，难点在于电容器极板带电情况的判断，要根据电流方向和电容

器充放电情况分析。

10.【答案】ABCD

【解析】解：A、质点P加速度指向平衡位置，即向下，故A错误；

8、波向右传播，由波形平移法可知，最右边质点开始振动的方向向下，则手的起振方向向下，故

8错误；

D、波的传播速度由介质决定，则波的传播速度不变，故。错误；

C、由图可知波的波长增大，而波速不变，根据〃=妙可知手振动的频率逐渐减小，故C错误。

本题选错误的，

故选：ABCD.

质点P加速度指向平衡位置。所有质点的起振方向都相同。波向右传播，运用波形平移法判断最

右端质点的起振方向，即可知道手的起振方向；波的传播速度由介质决定；根据"="及波长变

化可判断手振动的频率如何变化。

本题关键要抓住波速是由介质决定的，保持不变，再由波速公式v=分析频率的变化情况。

11.【答案】BD

【解析】解：4、理想变压器原、副线圈匝数比为1：3,则电流之比为：/1：与=的：叼=3：1,

根据电功率的计算公式P=/2R可得&与&的热功率之比为：P*22=（理治）：（核%）

代入数据解得：P】：P2=3：1,故A错误；

B、根据功率关系可得：%/1=¥&+及潦2+；/?3），解得：4=24,故B正确；

C、向上移动P,副线圈电阻增大，则输出电流减小，根据变流比可知，输入电流减小，电阻右分

压减小，原线圈输入电压增大，则输出电压增大，电压表读数将增大，故C错误；

。、若向下移动尸，副线圈电阻减小，则输出电流变大，根据变流比可知，输入电流变大，根据P=

UoA可知，电源的输出功率变大，故D正确。

故选：BD。

理想变压器原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压之比，等于电流的倒数之比；理想变压器原副

线圈两端电功率相等，由此解答。

本题考查变压器与电路的结合问题，要注意明确电路动态分析的基本方法，同时明确变压器的基

本原理。

12.【答案】103.5s34兀2k2b

【解析】解：(1)图甲中，分针显示的示数为1.5min=90s,而秒针显示的是13.5s,所以停表所指

的示数为90s+13.5s=103.5s；

(2)根据题目所述操作过程有：单摆的摆长l=L+g,由单摆的周期公式：T=2ng=2nJ9,

变形后得到：L=^xT2-f那么线长L与周期产的关系为一次线性关系，且有负的纵截距。

故图形3符合题意。

图线的斜率k=为，解得重力加速度：g=4兀2鼠

4TTZD

图象的纵截距一6=号，所以直径：d=2b.

故答案为：(1)103.5；(2)3、4兀2鼠2b

(1)停表的读数是由分针和秒针的所指的示数之和；

(2)根据单摆的周期公式，得出摆线长度L与片的关系式，结合关系式确定正确的图线。根据图线

的斜率，结合表达式，求出当地的重力加速度。根据纵截距求小球的直径。

解决本题的关键知道实验的原理，对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量的关系式，结合

图线斜率或截距进行分析求解。

13.【答案】卢学

kU

【解析】解：(1)由电阻定律R=p5可知在材料与横截面积相同的情况下，导线长度L越长电阻越

大，由于A线圈电阻大于B线圈电阻，则A线圈长度大于8线圈长度，故A线圈匝数多；

(2)根据理想变压器的变压比荒=言=k可知B线圈的输出电压”=务

(3)设A线圈匝数为山，根据变压器电压比等于匝数比，有零=华，解得山=学

故答案为；(1)4(2冷;(3)学

(1)根据电阻定律分析答题。

(2)根据理想变压器的原线圈与副线圈的电压比等于其匝数之比分析；

(3)根据变压器的变压比分析答题。

本题考查变压器规律及工作原理，考查知识点有针对性，重点突出，充分考查了学生掌握知识与

应用知识的能力。

14.【答案】解：(1)两列简谐波相遇在PQ的中点，则％=0.5巾一0.27n=0.3m,

设两列波经时间“目遇，则有.：t=±=瞿s=0.375s；

v0.8

(2)沿x轴正方向传播的波传到M点经过的时间："=型=然乎s=0.25s

VU.o

沿X轴负方向传播的波传到〃点经过的时间：匕="丝=华普5=0.5s

VU.o

(3)这两列波的周期均为：T=-=^s=0.5s

沿x轴正方向传播的波传到M点经过的时间为0.25s,沿x轴负方向传播的波传到M点经过的时

间为0.5s,所以沿x轴负方向传播的波传到M点时M点向下振动半个周期，0.5s时两列波在M点

叠加，使得M点振动减弱，以后M点处于静止状态,所以1.025s内质点M运动的路程为:s=27l=

2x2cm=4cmo

答：(1)两列波相遇的时刻为0.375s；

(2)沿x轴正方向传播的波传到M点经过的时间为0.25s,沿x轴负方向传播的波传到"点经过的

时间为0.5s；

(3)1.025s内质点M运动的路程为4cm。

【解析】(1)两列简谐波的速度相等，在介质中都匀速传播，由运动学公式求解；

(2)根据匀速直线运动的规律求解两列波分别传播到M点的时间；

(3)求出这两列波的周期，分析M点的振动情况，由此得到质点M运动的路程。

本题既要理解振动图象和波动图象各自的物理意义，由振动图象能判断出质点的速度方向，同时

要把握两种图象的内在联系，能够根据图像直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向，

知道波速、波长和频率之间的关系"=f鼠

15.【答案】解：(1)小滑块平衡时，受重力、支持力和弹簧的弹力，在平衡位置，根据平衡条件

有：mgsina=k■Al

解得：山=牛

小滑块做简谐运动的振幅为：A=J+4=J+整吧

44k

(2)在初始位置，由牛顿第二定律得：mgsina+k-i/=mam

解得：am=gsina+

由简谐运动的对称性可知，弹簧的最大长度为：L=24+》=表+誓皿

44k

(3)当振子将弹簧拉到最长时，振子的加速度沿斜向上，大小为：am=gsina+^

对整体在竖直方向上，根据牛顿第二定律：心一(M+m)g=mamsina

根据牛顿第二定律压力F/=FN

2kla

代入得到：FN'=(M+m)g4-mgs\na+^.

答：(1)小滑块做简谐运动的振幅A为&+押吧卜

(2)小滑块的最大加速度a.和弹簧的最大长度Lm为&I+如警)。

T-K

(3)在物块运动的全过程中，此压力传感器的最大示数(M+m)g+mgsin2a+半。

【解析】(1)物体平衡时，受重力、支持力和弹簧的弹力，三力平衡，根据平衡条件并结合正交分

解法和胡克定律列式求解；

(2)物块做简谐运动的振幅等于物体处于平衡位置时弹簧的伸长量与开始的压缩量的和，同理求出

弹簧的最大长度；

(3)根据牛顿第二、三定律求压力传感器的示数。

本题关键是对滑块受力分析，利用简谐运动的对称性求解弹簧最大长度。

16.【答案】解：(1)线圈中产生正弦式交变电流，由图乙可知，周期为7=兀xl0-3s

圆频率为3