精品解析：北京市怀柔区青苗学校普高部2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

北京市怀柔区青苗学校普高部2023-2024学年第二学期 高二年级期中考试 物 理 考生须知 1．本试卷共八页，分为三个部分。第一部分为一大题，共20小题（共60分）；第二部分实验题，共1小题（共14分）；第三部分为计算题，共4小题（26分） 2．考生务必在试卷与答题卡上认真填写姓名、班级信息； 3．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。作答时必须使用黑色字迹的签字笔作答； 4．考试结束时，立即停止答卷，监考人员将答题卡收回，考生保留试卷与草稿纸。 第一部分选择题 一、本部分共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　） A. 有机械振动必有机械波 B. 声音在空气中传播时是横波 C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移 D. 质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上 2. 如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。以其平衡位置为坐标原点、竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化规律如图乙所示，则（　　） A. 振子的振幅为4cm B. 振子的振动周期为1s C. 时，振子的速度为正的最大值 D. 时，振子的加速度为正的最大值 3. 某一列沿轴传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，、为介质中的两质点，质点正在向动能增大的方向运动．下列说法正确的是（ ） A. 波沿轴正方向传播 B. 时刻，比的速度大 C. 时刻，到达平衡位置 D. 时刻，向轴正方向运动 4. 如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（　　） A. 只有A、C的振动周期相等 B. C的振幅比B的振幅小 C. C的振幅比B的振幅大 D. B球发生共振 5. 图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是（　　） A. 使波源的频率增大 B. 使波源的频率减小 C. 移动N使狭缝的间距增大 D. 将波源S向左移动 6. 如图所示，S1、S2是两个振动完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5 cm不变，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　） A. d点始终保持静止不动 B. 图示时刻c点的位移为零 C. b点振动始终加强，c点振动始终减弱 D. 图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10 cm 7. 关于单摆，下列说法正确的是（　　） A. 将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变小 B. 将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期变小 C. 当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大 D. 当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零 8. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t＝2s时的波形图，图乙为x＝2m处的质点P的振动图像，质点Q为平衡位置x＝3.5m的质点。下列说法正确的是（ ） A. 波沿x轴负方向传播 B. 波传播速度为1m/s C. t＝2s时刻后经过0.5s，质点P通过的路程等于0.05m D. t＝3.5s时刻，质点Q经过位移最大位置 9. 如图所示，属于交流电的是（ ） A. B. C. D. 10. 交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是 A. 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B. 转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C. 转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D. 转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B 11. 钳形电流表由电流互感器和电流表组合而成，常用来测量电流强度很大的电流，其原理如图所示。若原线圈与副线圈的匝数比为1:500，电流表A的示数为1A，则（　　） A. 钳形电流表能够用来测量直流电的电流 B. 被测电路电流的有效值为500A C. 被测电路电流的平均值为500A D. 被测电路电流的最大值为500A 12. 如图所示，把电阻、电感、电容并联到某一交流电源上，三个电流表示数相同，保持电源电压不变，而将频率减小，则三个电表的示数、、的大小关系是（　　） A. B. C. D. 13. 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为，该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。则Q方∶Q正等于（　　） A. 1∶ B. ∶1 C. 1∶2 D. 2∶1 14. 如图所示，变压器为理想变压器，所有电表均为理想的电流表和电压表。a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，R为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片沿的方向滑动时，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表V1、V2示数不变，V3示数变小 B. 电压表V1、V2示数变小，V3示数变大 C. 电流表A1的示数不变，A2的示数增大 D. 电流表A1的示数变小，A2的示数增大 15. 如图所示交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是（　 ） A. 当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小 B. 当用户的用电器增多时，P1增大，P3减小 C. 输电线上损失的功率为 D. 要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比 16. 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是　　 A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 C. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线都是电磁波 D. 紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒 17. 关于穿过线圈的磁通量与感应电动势的关系，下列说法正确的是（ ） A. 磁通量变化越大，感应电动势一定越大 B. 磁通量增加时，感应电动势一定变大 C. 磁通量变化越快，感应电动势一定越大 D. 磁通量为零时，感应电动势一定为零 18. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　） A. 电流表的示数为10A B. 线圈转动的角速度为50πrad/s C. 0.01s时线圈平面与磁场方向垂直 D. 0.02s时线圈中磁通量最大 19. 如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（　　） A. 铝框与磁铁转动方向相反 B. 铝框始终与磁铁转动的一样快 C. 铝框是因为受到安培力而转动的 D. 当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 20. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 二、实验题（共14分，每空2分） 21. 用单摆测定重力加速度实验中：对下列的各项内容，找出一个最恰当的答案。 （1）细线的长，宜选用（ ） A．约1m B．约0.4m C．约0.1m （2）测量振动周期时，选用全振动的次数最佳方案是（ ） A．1次 B．30次 C．200次 （3）为了减小误差，用秒表开始计时时，摆球所处的位置最好是（ ） A．经过最高点位置 B．经过最低点位置 C．任意位置均可 （4）测量摆线的长时，摆线的放置应是（ ） A．摆线与摆球平放在桌面上，拉直摆线后，再进行测量 B．摆线悬挂，并把它缠绕在铁架台的铁棒上，使摆球自由下垂，再进行测量 C．摆线悬挂，固定在铁架台的铁夹上，并把铁夹伸出桌面之外，使摆球自由下垂，再进行测量 （5）用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径。某次测量的示数如图所示，读出小球直径d=_______mm。 （6）若测量出单摆摆线长为l，摆球的直径为d，用秒表记录下单摆完成n次全振动所用的时间t。则重力加速度的表达式g=___________（用直接测量量表示）。 （7）下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，选项图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是__________（填字母代号）。 A． 　B． C． D． 三、计算题（共26分） 22. 如图所示是一个单摆的共振曲线，读图回答下列问题： （1）共振时单摆振幅多大？ （2）该单摆摆长多大？（取g=π2） 23. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的机械波图像，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。求： （1）该列波的波长、周期和波速； （2）若波速为，其传播方向和从时刻起质点P运动到波谷的最短时间是多少？ 24. 图示为一台小型发电机示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。矩形线圈的面积为S=2.0×10-2m2，匝数N=40匝，线圈电阻r=1.0Ω，磁场的磁感应强度B=0.20T。线圈绕OO′轴以ω=100rad/s的角速度匀速转动。线圈两端外接阻值为R=9.0Ω的定值电阻和一个理想交流电压表。求： （1）线圈中产生的感应电动势的最大值； （2）从图示位置开始计时，写出通过电流瞬时值的表达式； （3）交流电压表的读数。 25. 如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面上有一边长为l、电阻为R的正方形导线框abcd，在导线框右侧有一宽度大于l的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的左、右边框平行，磁感应强度大小为B，磁场方向竖直向下。导线框以向右的初速度进入磁场。 （1）求dc边刚进入磁场时，线框中感应电动势的大小； （2）求dc边刚进入磁场时，bc边的瞬时电功率； （3）若导线框能够完全通过磁场区域并继续运动，请在图乙中定性画出导线框所受安培力大小F随时间t变化的图像，并说明安培力随时间变化的原因。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市怀柔区青苗学校普高部2023-2024学年第二学期 高二年级期中考试 物 理 考生须知 1．本试卷共八页，分为三个部分。第一部分为一大题，共20小题（共60分）；第二部分实验题，共1小题（共14分）；第三部分为计算题，共4小题（26分） 2．考生务必在试卷与答题卡上认真填写姓名、班级信息； 3．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。作答时必须使用黑色字迹的签字笔作答； 4．考试结束时，立即停止答卷，监考人员将答题卡收回，考生保留试卷与草稿纸。 第一部分选择题 一、本部分共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　） A. 有机械振动必有机械波 B. 声音在空气中传播时是横波 C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移 D. 质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．有机械振动并不一定有机械波，如单个物体的振动，故A错误； B．声音在空气中传播时是纵波，故B错误； C．在机械波的传播中质点并不随波迁移，而是上下振动，故C正确； D．质点的振动方向与波的传播方向总是垂直的，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。以其平衡位置为坐标原点、竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化规律如图乙所示，则（　　） A. 振子的振幅为4cm B. 振子的振动周期为1s C. 时，振子的速度为正的最大值 D. 时，振子的加速度为正的最大值 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，振子的振幅为2cm，故A错误； B．由乙图可知，振子的为2s，故B错误； CD．时，振子正在平衡位置向上振动，故速度为正的最大值，加速度为零，故C正确，D错误。 故选C。 3. 某一列沿轴传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，、为介质中的两质点，质点正在向动能增大的方向运动．下列说法正确的是（ ） A. 波沿轴正方向传播 B. 时刻，比的速度大 C. 时刻，到达平衡位置 D. 时刻，向轴正方向运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．越靠近平衡位置运动速度越大，质点正在向动能增大的方向运动，则P向下运动，波沿轴负方向传播．故A错误； B．时刻，到达最远位置，速度为零．在平衡位置和最远位置之间，速度不为零，所以比的速度小．故B错误； C．时刻，到达y轴正向最远位置，故C选项错误； D．时刻，从y轴负向最远位置向平衡位置运动，所以向轴正方向运动，故D选项正确． 4. 如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（　　） A. 只有A、C的振动周期相等 B. C的振幅比B的振幅小 C. C的振幅比B的振幅大 D. B球发生共振 【答案】C 【解析】 【详解】A．受迫振动周期与驱动力周期相等，所以A、B、C振动周期相同，故A错误； BCD．由单摆周期公式可知，A、C固有周期相等，当固有周期和驱动力周期相等时发生共振，振幅最大，所以C的振幅比B的振幅大，故BD错误，C正确。 故选C。 5. 图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是（　　） A. 使波源的频率增大 B. 使波源的频率减小 C. 移动N使狭缝的间距增大 D. 将波源S向左移动 【答案】B 【解析】 【详解】A．当波源频率增大时，波长减小，由发生明显衍射的条件可知，不易发生衍射，故A错误； B．当波源频率减小时，波长增大，可以使衍射现象更加明显，故B正确； C．当移动N使狭缝的间距增大，孔的间距增大，衍射现象会变弱，振动减弱，故C错误； D．能否发生明显衍射现象与波源到空的距离无关，故D错误； 故选B。 6. 如图所示，S1、S2是两个振动完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5 cm不变，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　） A. d点始终保持静止不动 B. 图示时刻c点的位移为零 C. b点振动始终加强，c点振动始终减弱 D. 图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10 cm 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，d点是波峰与波谷相遇，振动减弱，振幅为零，故保持静止，故A正确； BCD．b点是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，由于振幅是5 cm，则b点相对平衡位置高10 cm，而c点是波谷与波谷相遇，则c点相对平衡位置低10 cm，所以b、c两点的竖直高度差为20 cm，故BCD错误。 故选A。 7. 关于单摆，下列说法正确的是（　　） A. 将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变小 B. 将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期变小 C. 当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大 D. 当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．将单摆由沈阳移至广州，因重力加速度减小，根据 可知，单摆周期变大，A错误； B．单摆的周期与摆角无关，将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期不变，B错误； CD．当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大，有向心加速度，所受合力不为零，C正确，D错误； 故选C。 8. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t＝2s时的波形图，图乙为x＝2m处的质点P的振动图像，质点Q为平衡位置x＝3.5m的质点。下列说法正确的是（ ） A. 波沿x轴负方向传播 B. 波传播速度为1m/s C. t＝2s时刻后经过0.5s，质点P通过的路程等于0.05m D. t＝3.5s时刻，质点Q经过位移最大位置 【答案】B 【解析】 【详解】B．由甲图像可知波长为4m，由乙图像可知周期为4s，则波的传播速度为 故B正确； A．由图像乙可知质点P在t=2s时的振动方向向上，根据“同侧法”由图像乙可知波沿x轴正方向传播，故A错误； D．Q点平衡位置距P点平衡位置的距离为1.5m，所以Q点运动滞后P点时间为 因此Q点在t=3.5s时刻与P点在t=2s时刻的位置一样，图中P点刚好经过平衡位置，故t=3.5s时刻质点Q也经过平衡位置，故D错误； C．t=2s时刻后经过，即经过，质点P通过的路程为 故C错误。 故选B。 9. 如图所示，属于交流电的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征。A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电。C选项中电流的大小和方向都随时间做周期性变化，是交流电。 故选C。 10. 交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是 A. 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B. 转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C. 转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D. 转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B 【答案】D 【解析】 【分析】要解决此题，需要掌握发电机的制作原理，知道发电机是根据电磁感应原理制成的，感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关． 【详解】转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故A错误；转到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，故B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，故C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，故D正确；故选D． 【点睛】此题主要考查了发电机的工作原理．要知道发电机是根据电磁感应原理制成的．感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流放向的变化. 11. 钳形电流表由电流互感器和电流表组合而成，常用来测量电流强度很大的电流，其原理如图所示。若原线圈与副线圈的匝数比为1:500，电流表A的示数为1A，则（　　） A. 钳形电流表能够用来测量直流电的电流 B. 被测电路电流的有效值为500A C. 被测电路电流的平均值为500A D. 被测电路电流的最大值为500A 【答案】B 【解析】 【详解】A．钳形电流表利用的是电磁感应中的互感原理，不能够用来测量直流电的电流，A错误； BCD．由变压器的基本原理可知 解得 电流表的示数为电流的有效值，故被测电路电流的有效值为500A，B正确，CD不正确。 故选B。 12. 如图所示，把电阻、电感、电容并联到某一交流电源上，三个电流表示数相同，保持电源电压不变，而将频率减小，则三个电表的示数、、的大小关系是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电感线圈的特点是通低频阻高频，电容器的特点是通高频阻低频，所以当频率减小时通过线圈的电流增大，通过电容器的电流减小，而通过电阻的电流不变，A正确，BCD错误。 故选A。 13. 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为，该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。则Q方∶Q正等于（　　） A. 1∶ B. ∶1 C. 1∶2 D. 2∶1 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由有效值概念知，一个周期内产生的热量 可得 故D正确，ABC错误。 故选D。 14. 如图所示，变压器为理想变压器，所有电表均为理想的电流表和电压表。a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，R为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片沿的方向滑动时，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表V1、V2示数不变，V3示数变小 B. 电压表V1、V2示数变小，V3示数变大 C. 电流表A1的示数不变，A2的示数增大 D. 电流表A1的示数变小，A2的示数增大 【答案】A 【解析】 【详解】所有电表均为理想的电表，可知原线圈两端的电压等于电源电压，即示数不变； 变压器为理想变压器，根据可知，副线圈两端的电压不变，即示数不变； 当滑动变阻器从滑动的时候，滑动变阻器接入电路的电阻R变小，副线圈的总负载减小，则副线圈的总电流增大，即电流表示数变大； 由副线圈电路关系可得 可知滑动变阻器两端的电压减小，即电压表示数变小； 根据理想变压器的电流关系可知，原线圈的总电流增大，即电流表示数变大。 故选A。 15. 如图所示交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是（　 ） A. 当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小 B. 当用户的用电器增多时，P1增大，P3减小 C. 输电线上损失的功率为 D. 要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比 【答案】D 【解析】 【详解】A．交流发电机的输出电压U1一定，匝数不变，根据 则U2不变，故A错误； B．当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即P3变大，故B错误； C．输电线上损失的功率为 故C错误； D．输送功率一定时，根据 ， 则要减小线路的损耗，应增大输送电压，又U1一定，应增大升压变压器的匝数比，由 U2增大，I2减小，所以U3增大，用户电压U4不变，根据 应增大降压变压器的匝数比，故D正确。 故选D。 16. 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是　　 A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 C. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线都是电磁波 D. 紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒 【答案】B 【解析】 【详解】A．变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场．所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确，不符合题意； B．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故B错误，符合题意； C．电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线，故C正确，不符合题意； D．紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D正确，不符合题意； 故选B。 【名师点睛】电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直．电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量．电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播． 17. 关于穿过线圈的磁通量与感应电动势的关系，下列说法正确的是（ ） A. 磁通量变化越大，感应电动势一定越大 B. 磁通量增加时，感应电动势一定变大 C. 磁通量变化越快，感应电动势一定越大 D. 磁通量为零时，感应电动势一定为零 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化越快，感应电动势一定越大，磁通量变化越大，感应电动势不一定越大，A错误，C正确； B．根据法拉第电磁感应定律，如果磁通量均匀增加，感应电动势不变，B错误； D．根据法拉第电磁感应定律，磁通量为零时，磁通量的变化率不一定等于零，感应电动势不一定为零，只有磁通量不变时，磁通量的变化率等于零时，感应电动势等于零，D错误。 故选C。 18. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　） A. 电流表的示数为10A B. 线圈转动的角速度为50πrad/s C. 0.01s时线圈平面与磁场方向垂直 D. 0.02s时线圈中磁通量最大 【答案】A 【解析】 【详解】A．电流变示数为交流电有效值，即10A，A正确； B．根据 B错误； CD．由图可知，0.01s时线圈转动，线圈平面与磁场方向平行；0.02s时感应电流瞬时值最大，线圈中磁通量为0，CD错误。 故选A。 19. 如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（　　） A. 铝框与磁铁转动方向相反 B. 铝框始终与磁铁转动的一样快 C. 铝框是因为受到安培力而转动的 D. 当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，转动磁铁时，铝框会跟着转动，且转动方向与磁铁转动方向一致，A错误； BC．铝框转动的本质是磁铁转动过程中，导致穿过铝框的磁通量发生了变化，所以在铝框中产生了感应电流，然后感应电流受到磁铁周围的磁场对它的安培力作用转动了起来，又因为感应电流的磁场只是阻碍磁通量的变化，并不是阻止，所以铝框转动的速度要比磁铁转动速度慢，B错误，C正确； D．当磁铁停止转动后，铝框由于惯性会继续转动，但是在转动过程中由于与磁铁的位置发生了变化，穿过铝框的磁通量发生了变化，所以铝框自身会产生感应电流，铝框中会有焦耳热产生，铝框的动能会慢慢减少，所以即使没有空气阻力和摩擦力铝框也会停下来，D错误。 故选C。 20. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 【答案】C 【解析】 【详解】AB．断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，故AB错误； C．闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，故C正确； D．闭合开关S2，A2逐渐变亮，而A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。 故选C。 二、实验题（共14分，每空2分） 21. 用单摆测定重力加速度实验中：对下列的各项内容，找出一个最恰当的答案。 （1）细线的长，宜选用（ ） A．约1m B．约0.4m C．约0.1m （2）测量振动周期时，选用全振动的次数最佳方案是（ ） A．1次 B．30次 C．200次 （3）为了减小误差，用秒表开始计时时，摆球所处的位置最好是（ ） A．经过最高点位置 B．经过最低点位置 C．任意位置均可 （4）测量摆线的长时，摆线的放置应是（ ） A．摆线与摆球平放在桌面上，拉直摆线后，再进行测量 B．摆线悬挂，并把它缠绕在铁架台的铁棒上，使摆球自由下垂，再进行测量 C．摆线悬挂，固定在铁架台的铁夹上，并把铁夹伸出桌面之外，使摆球自由下垂，再进行测量 （5）用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径。某次测量的示数如图所示，读出小球直径d=_______mm。 （6）若测量出单摆摆线长为l，摆球的直径为d，用秒表记录下单摆完成n次全振动所用的时间t。则重力加速度的表达式g=___________（用直接测量量表示）。 （7）下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，选项图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是__________（填字母代号）。 A． 　B． C． D． 【答案】 ①. A ②. B ③. B ④. C ⑤. 39.30 ⑥. ⑦. A 【解析】 【详解】（1）[1]摆线应选择细且长的，为便于测量，摆线应选择长度约1m的细线。 故选A； （2）[2]为便于测量周期和减少空气阻力影响，应测量30-50次全振动周期。 故选B； （3）[3]为了减小误差和便于观察，用秒表开始计时时，应使摆球处于最低点。 故选B； （4）[4]测量摆线的长时，摆线悬挂，固定在铁架台的铁夹上，并把铁夹伸出桌面之外，使摆球自由下垂，再进行测量。 故选C； （5）[5]游标卡尺主尺读数为39mm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标卡尺的读数为 （6）[6] 单摆完成n次全振动所用的时间t，周期为 根据单摆周期公式 可得 （7）[7]单摆振动的摆角小于时，我们认为小球做单摆运动，所以振幅约为 由于实验中小球是在平衡位置，即最低点时开始计时，故振动图像经过原点。 故选A。 三、计算题（共26分） 22. 如图所示是一个单摆的共振曲线，读图回答下列问题： （1）共振时单摆振幅多大？ （2）该单摆摆长多大？（取g=π2） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）从共振曲线可知，单摆发生共振时的振幅为 （2）从共振曲线可知，单摆的固有频率为 由 可得 23. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的机械波图像，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。求： （1）该列波的波长、周期和波速； （2）若波速为，其传播方向和从时刻起质点P运动到波谷的最短时间是多少？ 【答案】（1）4m，，；（2）轴正方向， 【解析】 【详解】（1）由图可知波长 波沿轴正方向传播则 波速 （2）若波速为，由 知，所以波沿轴方正方向传播，周期为 质点P正向上振动，振动到波谷位置，最短经过时间为 24. 图示为一台小型发电机示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。矩形线圈的面积为S=2.0×10-2m2，匝数N=40匝，线圈电阻r=1.0Ω，磁场的磁感应强度B=0.20T。线圈绕OO′轴以ω=100rad/s的角速度匀速转动。线圈两端外接阻值为R=9.0Ω的定值电阻和一个理想交流电压表。求： （1）线圈中产生的感应电动势的最大值； （2）从图示位置开始计时，写出通过电流瞬时值的表达式； （3）交流电压表的读数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）线圈中产生的感应电动势的最大值为 （2）回路中的最大电流为 图示位置与中性面垂直，故通过电流瞬时值的表达式为 （3）电流的有效值为 交流电压表的读数为 25. 如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面上有一边长为l、电阻为R的正方形导线框abcd，在导线框右侧有一宽度大于l的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的左、右边框平行，磁感应强度大小为B，磁场方向竖直向下。导线框以向右的初速度进入磁场。 （1）求dc边刚进入磁场时，线框中感应电动势的大小； （2）求dc边刚进入磁场时，bc边的瞬时电功率； （3）若导线框能够完全通过磁场区域并继续运动，请在图乙中定性画出导线框所受安培力大小F随时间t变化的图像，并说明安培力随时间变化的原因。 【答案】（1）；（2）；（3），安培力方向与速度方向相反，导线框做减速运动，随着速度v减小，安培力F也减小。 【解析】 【详解】（1）刚进入磁场时，dc边切割磁感线产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可知，此时线框中感应电动势为 （2）根据闭合电路欧姆定律可知，dc边刚进入磁场时，线框中感应电流为 故bc边的瞬时电功率为 联立解得 （3）当线框dc边进入磁场到ab边进入磁场之前，根据法拉第电磁感应定律可知，任意时刻dc边产生的瞬时感应电动势为 回路中的瞬时电流为 线框此时受到的安培力为 联立可得 方向与速度方向相反，因此，导线框做减速运动，随着速度v减小，安培力F也减小；根据牛顿第二定律有 且a为速度的变化率，并且F正比于v，所以F减小的越来越慢。由于导线框能够全部通过磁场区域，故导线框在速度减为零前已完全进入磁场，且当整个线框均在磁场中运动时，ab边和cd边都产生感应电动势，但线框总电动势为零，电流为零，安培力为零，线框做匀速直线运动；当线框离开磁场区域时，只有ab边做切割磁感应线运动，只有ab边产生感应电动势，导线框又受到安培力作用，初始大小与ab边刚进入磁场时相同，之后随着速度的减小而减小。故导线框所受安培力大小F随时间t变化的图像如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $