北京市东城区北京50中2016-2017学年高二下学期期中物理试题

北京市第五十中学2016—2017学年度第二学期高二物理（理科）期中考试试题命题人：王滢考生须知1．本试卷分为试题、答题答两部分．满分100分．考试时间90分钟．2．认真填写所在班级、姓名、学号．3．请用2B铅笔填涂机读卡，用黑色签字笔在二卷上按要求作答．一、单选题（每小题3分，共45分．在每题所给的四个选项中只有一个符合题意）1．如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动．振子的位移随时间的变化图象如图乙所示．下列判断正确的是（）A．时振子的加速度为零 B．时振子的速度最大C．和时振子的加速度相同 D．和时振子的速度相同【答案】B【解析】A．时振子处于振幅最大处，加速度最大，故A错误．B．时振子处于平衡位置，速度最大，加速度为零，故B正确．C．和时加速度大小相同，方向相反，故C错误．D．和时速度大小相同，方向相反，故D错误．故选B．2．一个单匝线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加，则（）A．线圈中的感应电动势每秒钟增加 B．线圈中的感应电动势每秒钟减少C．线圈中的感应电动势始终为 D．线圈中不产生感应电动势【答案】C【解析】磁通量始终保持每秒钟均匀地增加，则，根据法拉第电磁感应电律，知保持不变，故C正确，ABD错误．故选C．3．图甲为一列横波在时刻的波动图像，图乙为图甲中质点的振动图像．则（）A．该波沿轴正方向传播 B．该波的周期为C．该波的波速为 D．质点在时的速度最大【答案】D【解析】A．由乙图知，点在时刻振动方向向下，故波的传播方向为轴负向，故A错误．B．由乙图知，点振动周期，该波周期和点振动周期相同，即该波的周期为，故B错误．C．该波的波速，故C错误．D．由乙图知，在时点在平衡位置，速度最大，故D正确．故选D．4．关于波的衍射，正确的是（）A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显C．孔越大，则衍射现象越明显D．当障碍物的尺寸与波长差不多时，会发生明显的衍射现象【答案】D【解析】波发生明显的衍射的条件是，孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象，故D正确，ABC错误．故选D．5．如图所示，在一根张紧的水平绳子上挂着四个摆，其中、摆长相等．让摆在垂直于水平绳的方向振动起来，通过张紧的绳子给另外三个摆施加驱动力，使它们各自做受迫振动．可以观察到、、三个摆的运动情况是（）A．三个摆的振动周期相同 B．三个摆的振动振幅相同C．摆的振动振幅最大 D．摆的振动周期最小【答案】A【解析】AD．由摆摆动从而带动其它个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟摆相同，故A正确，D错误．BC．受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，因为摆的固有频率与摆的相同，故摆发生共振，振幅最大，故CD错误．故选A．6．如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图线．已知波的传播速度为，质点的运动方向如图．则下列说法中正确的是（）A．波沿的正方向传播 B．质点再经过第一次到达波峰C．此刻之后，质点比质点先回到平衡位置 D．该时刻质点运动的速度最大【答案】B【解析】A．由图中质点的运动方向沿轴负方向，点的振动方向也沿轴负方向，但点的振动比点的振动超前，则波沿的负方向传播，故A错误．B．由图读出波长，则周期，时间，此刻质点沿轴正方向，再经过第一次到达波峰，故B正确．C．图示时间质点沿轴负方向，要经过才回到平衡位置，而质点经过，所以过去此刻之后，质点比质点先回到平衡位置，故C错误．D．该时刻质点处于最大位移处，加速度为最大，故D错误．故选B．7．一交变电流的电流时间图象如图所示，则此交变电流的有效值为（）A． B． C． D．【答案】D【解析】如图所示，它不是正弦式电流，因此有效值不是等于最大值除以根号，取一个周期进行分段，在是恒定电流，则有效值等于，在是恒定电流，则有效值等于，则在内，产生的热量：，，故D正确．故选D．8．如图所示，线圈与电源、开关相连．线圈与电阻连接成闭合电路．电键闭合，断开的瞬间，关于通过电阻的电流方向判断正确的是（）A．电键闭合瞬间，电流方向 B．电键闭合瞬间，电流方向C．电键断开瞬间，电流方向 D．电键断开瞬间，无电流产生【答案】A【解析】AB．闭合的瞬间，线圈内部产生向下的磁场，则线圈内部磁场向下增加，则感应电流的磁场向上，由安培定则可得感应电流为由到，故A正确，B错误．CD．断开的瞬间，线圈内部向上的磁场减小，则线圈内部磁场向下差减小，则感应电流的磁场向下，由安培定则可得感应电流为由到，则CD错误．故选A．9．如图所示，将一个正方形导线框置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直．现在、的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为、，让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动，则（）A．回路中有感应电流 B．与、与间没有电势差C．电容器、两极板电势差为零 D．电容器、两极板分别带上正电和负电【答案】D【解析】A．线框在匀强磁场水平向右匀速移动时，穿过线框回路的磁通量没有改变，则知没有感应电流产生，故A错误．B．、切割磁感线产生感应电动势，相当于两节电池并联，与，与间有电势差，故B错误．C．D．根据右手定则判断可知，的电势高于的电势，则电容器、两极板分别带上正电和负电，故C错误，D正确．故选D．10．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为和的两只闭合线框和，以相同的速度从磁感应强度为的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对环做的功分别为、，则为（）A． B． C． D．不能确定【答案】A【解析】闭合线框产生的感应电动势，根据能量守恒知外力对环做的功为，，闭合线框产生的感应电动势，外力对环做的功为：，，代入计算得出，故A正确．故选A．11．如图所示，先后以速度和匀速把一矩形线框拉出有界的匀强磁场区域，且，用、、、表示用速度把线框拉出磁场时，作用在线框上的力、通过线框的电流、导线框产生的热和通过导线框的电荷量，用、、、表示用速度把线框拉出磁场时，作用在线框上的力、通过线框的电流、导线框产生的热和通过导线框的电荷量，则（）A． B． C． D．【答案】D【解析】A．匀速运动时，作用在线圈上的外力大小等于安培力大小，，可以，则在：，故A错误．B．根据得感应电流，可以知道感应电流，所以感应电流之比，故B错误．C．焦耳热，可以知道，热量之比为，故C错误．D．根据因磁通量的变化相等，可以知道通过某截面的电荷量之比为，故D正确．故选D．12．在磁感应强度为的匀强磁场中，一个面积为的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电动势随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值的电阻串联在一起，线圈的电阻为，则（）A．通过电阻的电流瞬时值表达式为B．电阻两端的电压有效值为C．图中时，线圈位于垂直中性面的位置D．内电阻上产生的热量为【答案】D【解析】A．频率为：，线圈的运动角速度为因为表达式中的数值不对，故A错误．B．由图可知，有效值为，故B错误．C．在时，感应电动势最大，线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，不是中性面，故C错误．D．电阻上的电流为，内电阻上产生的热量为．故D正确．故选D．13．用如图所示的器材“研究电磁感应现象”．闭合开关时灵敏电流计指针向左偏转．在保持开关闭合的状态下，则（）A．将线圈全部放入线圈中，然后向左较快或较慢推动滑片时，灵敏电流计指针均向左偏转，且偏转角度不同B．将线圈全部放入线圈中，然后向右较快或较慢推动滑片时，灵敏电流计指针均向左偏转，且偏转角度不同C．滑片置于中间位置不动，将线圈从线圈中的同一位置较快或较慢抽出，灵敏电流计的指针偏转方向不同，偏转角度也不同D．滑片置于中间位置不动，将线圈从图示位置较快或较慢放入线圈中，灵敏电流计的指针偏转方向相同，偏转角度也相同【答案】B【解析】A．将线圈全放放入线圈中，然后向左较快或较慢推动滑片时，则线圈中的电流减小，导致穿过线圈的磁通量减小，那么电流计指针将向右偏，再根据法拉第电磁感应定律，感应电流大小与磁通量变化率成正比，因此电流表指针偏转角度不同，故A错误．B．将线圈全部放入线圈中，然后向右较快或较慢推动滑片时，则线圈中的电流增大，导致穿过线圈中的磁通量增大，那么电流计指针将向左偏，再根据法拉第电磁感应定律，感应电流大小与磁通量变化率成正比，因此电流表指针偏转角度不同，故B正确．C．滑片置于中间位置不动，将线圈从线圈中的同一位置较快或较慢抽出，不论快抽还是慢抽出，穿过线圈的磁通量均减小，那么灵敏电流计的指针偏转方向相同，但由穿过线圈的磁通量变化率不同，因此偏角度也不同，故C错误．D．滑片置于中间后置不动，将线圈从图示位置较快或较慢放入线圈中，不论快放还是慢放，穿过线圈的磁通量均增加，那么灵敏电流计的指针偏转方向相同，但由穿过线圈的磁通量变化率不同，因此偏转角度也不同，故D错误．故选B．14．在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正．当磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示时，图丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】内，磁感应强度均匀增大，由楞次定律和安培定则可判断感应电流方向为正．内，磁通应强度不变，线圈中不产生感应电流，内，磁感应强度均匀减小，由楞次定律和安培定则可判断感应电流方向为负，由内的磁感应强度变化率为内的一半，所以产生的感应电流也为一半，故B正确．故选B．15．如图所示的甲、乙、丙图中，、是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨．导体棒垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中．导体棒和导轨间的摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器原来不带电．今给导体棒一个向右的初速度，在甲、乙、丙图中导体棒在磁场中最终运动状态是（）A．甲、丙中，棒最终将以相同速度做匀速运动；乙中棒最终静止B．甲、丙中，棒最终将以不同速度做匀速运动；乙中棒最终静止C．甲、乙、丙中，棒最终均做匀速运动D．甲、乙、丙中，棒最终都静止【答案】B【解析】甲图中棒产生的感应电动势对电容器充电，两极板间电势差与感应电动势相同时，电路中没有电流，棒向右匀速直线运动，乙图中导体棒在初速度作用下切割磁感线，产生电动势，受安培力，阻碍其运动，动能转化为热能，最终静止，丙图虽在初速度下向右运动，但受到向左的安培力，杆向右减速运动，接着向左运动，当金属杆切割磁感线产生电动势与电源电动势相等时，电路中无电流产生，所以金属杆最终处于向左的匀速直线运动，故B正确，ACD错误．故选B．二、多选题（本题共三个小题，每题3分，共9分；在每题所给的四个选项中至少有一个符合题意，少选得2分，错选不得分）16．如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻波传播到处的质点．在时刻，处的质点第一次运动到负方向最大位移处，则（）A．质点开始振动时的运动方向沿轴负方向B．该简谐横波的波速等于C．在时间内，质点通过的路程为D．在时刻，这列波刚好传播到位于处的质点【答案】BC【解析】A．简谐横波沿轴正方向传播，由“上下坡法”知，质点开始振动时的运动方向沿轴正方向，故A错误．B．在时刻，质点正向下运动，根据在时刻，质点第一次运动到负方向最大位移处，有得，由图知波长，所以波速为，故B正确．C．因为，所以在时间内，质点通过的路程为一个振幅，为，故C正确．D．在时间内波传播的距离，所以在时刻，这列波刚好传播到、的中点，故D错误．故选BC．17．如图所示为一台小型发电机示意图，磁场为水平方向．当线圈转到如图所示的水平位置时，下列判断正确的是（）A．通过线圈的磁通量最大 B．通过线圈的磁通量为零C．线圈中产生的电动势最大 D．线圈中产生的电动势为零【答案】BC【解析】A．B．当线圈接到如图所示的水平位置时，线圈与磁场方向平行，通过线圈的磁通量为零，故A错误，B正确．C．D．当线圈转到如图所示的水平位置后，线圈与磁场方向平行，磁通量变化最快，故C正确，D错误．故选BC．18．如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为．一个质量为、边长也为的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置Ⅰ），导线框的速度为经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置Ⅱ），导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ．则（）A．上升过程中，导线框的加速度逐渐增大B．下降过程中，导线框的加速度逐渐减小C．上升过程中合力做的功比下降过程中合力做的功大D．上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多【答案】BD【解析】A．上升过程，线框所受的重力和安培力都向下，线框做减速运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律得：，可见，线框速度减小时，加速度也减小，故A错误．B．下降过程中，线框做加速运动，则有，可见，随着速度的增大，加速度减小，故B正确．C．由于电磁感应，线框中产生电能，根据能量守恒定律可知，线框返回原位置时速率减小，则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小，根据动能定理得知上升过程中合力做功较大，故C错误．D．根据能量守恒定律可知，线框经过同一位置时，上升的速率大于下降的速率，上升过程的安培力大小较大，而位移大小相等，所以上升过程中比下降过程中克服安培力做的功多，故D正确．故选BD．三、实验题（本题共3小题，每空2分共20分）19．用分度游标卡尺测量摆球直径，卡尺游标位置如图所示，可知摆球直径是__________．【答案】【解析】由图示游标卡尺可以知道，其示数为．20．用秒表记录了单摆振动次全振动所用的时间如图所示，则秒表所示读数为__________．【答案】【解析】由图可知时间．21．实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验．①用表示单摆的摆长，用表示单摆的周期，重力加速度__________．②．实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的__________（选填选项前的字母）．A．长约的细线 B．长约的橡皮绳C．直径约的均匀铁球 D．直径约的均匀木球③选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图__________中所示的固定方式．④将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是：__________（选填选项前的字母）．A．测出摆线长作为单摆的摆长B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动C．在摆球经过平衡位置时开始计时D．用秒表测量单摆完成次全振动所用时间并作为单摆的周期⑤甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是__________（选填“”、“”、“”），若图线斜率为，则重力加速度__________（用表示）．⑥乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际，造成这一情况折原因可能是__________（选填选项前的字母）．A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为次全振动的时间⑦丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图所示，则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为__________（结果保留一位有效数字）．【答案】①②AC③图5④BC⑤⑥C⑦【解析】①由周期公式得②AB．为减小误差应保持摆线的长短不变，则A正确，B错误．CD．摆球密度要大，体积要小，则C正确，D错误．故选AC．③悬点要固定，则为图5．④A．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，则A错误．B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，故B正确．C．在摆球经过平衡位置时开始计时，故C正确．D．把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用累积法测量周期，故D错误．故选BC．⑤由得则横坐标所代表的物理量是，则．⑥由得．A．振幅大小与无关，故A错误．B．开始计时时，过早按下秒表，周期偏大，则偏小，B错误．C．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为次全振动的时间，则周期偏小，则偏大，C正确．故选C．⑦由图可以知道周期为，得，振幅为，则．四、计算题（本题共4个小题，共26分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）22．（6分）如图甲所示，回路中有一个的电容器与单匝线圈相连接，已知回路的面积为，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示，求：（）时，回路中的感应电动势．（）电容器上的电荷量．【答案】（）（）【解析】（）由图可知，在前内，根据法拉第电磁感应定律有：．（）电容器的电量．23．（6分）如图所示，实线为简谐波在时刻的图线，虚线为波在时刻