内容正文:
高二下学期第一次月考试卷
物理
考生注意:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:人教版选择性必修第一册第二章至第三章(70%),选择性必修第二册(30%)。
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题中只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示是杭州的美景——西湖,环绕湖边著名的“西湖十景”,自然与人文相互映衬,组成了杭州旅行的核心地带。关于西湖中的水波现象,下列说法正确的是( )
A. 用声呐探测湖底某处的深度,利用了波的衍射现象
B. 湖中水波绕过电线杆向前传播,是波的干涉现象
C. 要观察到湖中水波明显的衍射现象,必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小
D. 游艇鸣笛减速向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低
【答案】C
【解析】
【详解】A.用声呐探测湖底某处的深度,利用了波的反射现象,故A错误;
B.湖中水波绕过电线杆向前传播,是波的衍射现象,故B错误;
C.要观察到湖中水波明显的衍射现象,必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小,故C正确;
D.由多普勒效应可知,游艇鸣笛减速向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高,故D错误。
故选C。
2. 如图所示为某同学研究单摆做阻尼振动的位移-时间图像,M、N是图像上的两个点,且M、N两点到平衡位置的距离相等,下列说法正确的是( )
A. 单摆做阻尼振动的过程中周期变小 B. 摆球在M点时的动能大于在N点时的动能
C. 摆球在M点时做减速运动 D. 摆球在N点时正在升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.单摆的周期,周期与振幅于关,单摆做阻尼振动的周期不变,振幅减小,故A错误;
B.M、N两点对应位置高度相同,故从M到N重力做功为0,由于单摆做阻尼振动,可知摆球需克服阻力做功,由动能定理可知摆球在M点时的动能大于在N点时的动能,故B正确;
C.由图可知摆球在M点时正在靠近平衡位置,速度在增大,即摆球在M点时做加速运动,故C错误;
D.摆球在N点时正在靠近平衡位置,高度在降低,即摆球在N点时正在下落,故D错误。
故选B。
3. 某物体的位置坐标随时间变化规律为,关于该物体的运动,下列说法正确的是( )
A. 该物体做简谐运动,周期是
B. 时刻,该物体的位置坐标为
C. 该物体在任意内路程都是
D. 该物体运动过程中速度变化频率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据简谐运动表达式可知,该简谐运动,故周期
故A错误;
B.将代入方程,得物体的位置坐标为
故B错误;
C.题意知1s是半个周期,故任意内的路程均为2倍振幅大小,根据题意可知振幅为10cm,故任意内的路程均为20cm,故C正确;
D.简谐运动频率为
故该物体运动过程中速度变化频率为0.5Hz,故D错误。
故选C。
4. 将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开,同时开始计时,其振动图像如图所示,则( )
A. 在0.1~0.2s振子正在做加速度减小的加速运动
B. 在0.1~0.2s振子正在做加速度增大的减速运动
C. 在0.1~0.2s振子速度方向沿x轴正方向
D. 在0.15s时振子的位移大小一定等于2cm
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】ABC.在0.1~0.2s,振子由平衡位置向负的最大位移处运动,加速度在增大,速度在减小,振子的速度方向沿x轴负方向,故AC错误,B正确;
D.在0.1~0.2s内振子做加速度增大的减速运动,故在0.15s时振子的位移大小不等于2cm,D错误。
故选B。
5. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成,线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是( )
A. 时刻线框平面与中性面重合
B. 线框的感应电动势最大值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,时刻穿过线圈的磁通量为零,线框处于与中性面垂直的平面,故A错误;
B.线框的感应电动势最大值为
故B错误;
C.线框的感应电动势有效值为
根据功能关系可知,线框转一周外力所做的功为
故C正确;
D.从到过程中,线框的平均感应电动势为零,故D错误。
故选C。
6. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时,质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该横波沿x轴负方向传播
B. 质点N该时刻向y轴负方向运动
C. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
D. 质点L经半个周期将沿x轴正方向移动半个波长
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图可知乙质点L的振动情况,该时刻质点L向y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知,该横波沿x轴正方向传播,质点N该时刻向y轴负方向运动,A错误,B正确;
C.该时刻质点K与M的速度为零,质点K加速度为-y方向,质点M加速度为+y方向,C错误;
D.质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动,波传播时,质点不会沿x轴正方向移动,D错误。
故选B。
7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播时刻位于处的波源开始振动,当时,波源第3次到达正向最大位移处,此时平衡位置位于的质点Q刚要起振,P、Q两质点间的波形如图所示。已知质点Q在至时间内通过的路程为5cm,下列说法正确的是( )
A. 波源的起振方向沿y轴负方向
B. 波的波长为3.6m
C. 波的振幅为
D. 质点P在至时间内通过的路程为10cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.波沿轴正方向传播,根据时的波形,波刚好传到点,此时点起振方向沿轴正方向,则波源的起振方向沿轴正方向,故A错误;
B.波的传播速度
当时,波源第3次到达正向最大位移处,有
解得
故波长
故B错误;
C.设该波的振幅为A,已知质点在至时间内(即时间为)通过的路程为5cm,则
故波的振幅
故C正确;
D.由波的图像可知,质点在时位于平衡位置向下运动,推知质点在至内从平衡位置运动到波谷,则质点在至时间内从波谷运动到平衡位置,通过的路程为一个振幅
故D错误。
故选C。
8. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,近似取π2=10,则( )
A. 此单摆的固有周期为0.5s
B. 此单摆的摆长为1m
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大
D. 若摆长增大,共振曲线的峰将向左移动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当驱动力频率和单摆的固有频率相等时,发生共振,振幅最大,则此单摆的固有周期为
故A错误;
B.根据单摆周期公式知此单摆的摆长为1m。故B正确;
C.根据单摆周期公式知若摆长增大,单摆的固有周期增大,固有频率减小。故C错误;
D.若摆长增大,单摆的固有频率减小,共振曲线的峰将向左移动。故D正确。
故选BD。
9. 有位游客在江边观光,水面上有相距为d的两个浮标A、B,如图所示,水波(可视为简谐波)传播到A浮标时,A浮标从平衡位置开始向上振动,若此时开始计时,经历时间,A浮标第一次到达波峰,此时B浮标从平衡位置开始振动。下列说法正确的是( )
A. 水波的波速为 B. 水波的波长为2d
C. 时刻,两浮标的速度相同 D. 时刻,两浮标的加速度相同
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题意知,两浮标的振动图像如图所示
水波从A浮标传到B浮标的时间间隔为,故波速
故A正确;
B.由图可知
故波长
故B错误;
C.由
所以
时刻,浮标A和B的位置分别位于平衡点下方振幅处和平衡点上方振幅处,浮标A和B的速度大小相等,方向都向下,故C正确;
D.时刻,浮标A和B加速度大小相等,方向相反,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示为远距离输电示意图,发电厂输出电压,输出功率,两个理想变压器的匝数比分别为、,输电线总电阻。则下列说法正确的是( )
A. B. 电阻两端的电压为
C. 电阻损耗的功率为 D. 用户端的电功率为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据电流与线圈匝数的关系
又
可得
则通过电阻的电流为
由,
得
A错误;
B.电阻两端的电压为
B错误;
CD.电阻损耗的功率
用户端的电功率
CD正确。
故选CD。
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 如图所示是“探究影响通电导线受安培力的因素”的实验装置,三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的,实验时先保持导体棒通电部分的长度不变,改变电流的大小;然后保持电流的大小不变,改变导体棒通电部分的长度,每次实验导体棒在磁场中平衡时,悬线与竖直方向的夹角记为。
(1)该实验运用的实验方法是_________。
A. 微元法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想模型法
(2)下列说法正确是_________。
A. 该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响
B. 该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响
C. 如果想增大,可以把磁铁的N极和S极对调
D. 如果想减小,可以把接入电路的导体棒从①④两端换成②③两端
(3)若电流为I且接通②③时,导体棒受到的安培力记为F;则当电流加倍且接通①④时,导体棒的安培力为_________。
【答案】(1)B (2)D
(3)6F
【解析】
【小问1详解】
实验运用的实验方法是控制变量法。
故选B
【小问2详解】
AB.该实验探究了导体棒的通电长度和电流大小对安培力的影响,A错误,B错误;
C.根据安培力大小公式
及导体棒平衡时有
即
可知把磁铁的N极和S极对调,不改变B的大小,故夹角不变,C错误;
D.把接入电路的导体棒从①④两端换成②③两端,则L减小,故安培力减小,夹角减小,D正确。
故选D
【小问3详解】
若把电流为I且接通②③时,导体棒受到的安培力记为F,则,当电流加倍且接通①④时,导体棒的安培力为
12. 某同学用单摆测定重力加速度。
(1)该同学先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的摆线长为l,再用游标卡尺测得摆球的直径为d,则该单摆的摆长为______;从单摆运动到最低点开始计时,且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间为t,该单摆的周期为______
(2)该同学发现他测得的重力加速度的值偏大,其原因可能是______(从下面选项选择)
A.单摆的悬点未固定紧,摆动中出现松动,使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为次摆动的时间
C.开始计时,秒表过早按下
D.测摆线长时摆线拉得过紧
(3)若实验中没有游标卡尺,无法测小球的直径d,该同学将悬点到小球最低点的距离作为摆长l,测得多组周期T和l的数据,作出图像。则:
①实验得到的图像应是如图中的______(选填a、b、c);
②小球的直径是______cm;
③实验测得当地重力加速度大小是______(取两位小数)
【答案】 ①. ②. ③. BD##DB ④. c ⑤. 1.2 ⑥. 9.86
【解析】
【详解】(1)[1]由题知,单摆的摆长为
[2]单摆的周期为
(2)[3]根据
可得
A.单摆的悬点未固定紧,摆动中出现松动,使摆线增长了,则摆长的测量值偏小,测得的重力加速度偏小,故A错误;
B.把n次摆动时间误记为次摆动的时间,测得的周期偏小,则测得的重力加速度偏大,故B正确;
C.开始计时,秒表过早按下,测得的周期偏大,则测得的重力加速度偏小,故C错误;
D.测摆线长时摆线拉得过紧,则摆长的测量值偏大,则测得的重力速度偏大,故D正确。
故选BD。
(3)[4]根据
且
可得
故选c。
[5]由图可知,纵轴截距为
则
[6]图线的斜率为
解得
三、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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)
13. 一列沿x轴负向传播的简谐横波在t=0时刻波的图像如图所示,经0.1s,质点M第一次回到平衡位置,求:
(1)这列波的波长和波的传播速度大小;
(2)质点M在1.2s内,走过的路程。
【答案】(1)1.2m,5m/s;(2)4m
【解析】
【详解】(1)根据数学知识得
由题知
则波长为
波沿x轴负方向传播,当M第一次回到平衡位置,此过程中波传播的距离为
则波速为
(2)波沿x轴负方向传播,周期为
质点M振动的时间
则质点M在1.2s内走过的路程为
14. 如图所示,一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播,时刻,平衡位置位于处的质点P沿y轴负方向开始振动,时质点P第一次到达波峰,时平衡位置位于处的质点Q开始振动,质点P开始振动至质点Q第一次到达波峰位置过程中,质点P通过的路程为。求:
(1)该波的波速和波长;
(2)质点P振动的位移y与时间t的函数关系。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,间距离
解得
因质点起振方向沿轴负向振动,经
第一次到达波峰,解得周期
由波速
解得波长
【小问2详解】
质点开始振动至质点第一次到达波峰位置经历的时间
因,是半周期整数倍,质点在时间内通过路程
解得
质点振动的位移与时间函数关系
15. 如图所示,两间距为L的平行光滑金属长导轨固定在水平面上。导轨间有磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于纸面向里。材质相同的圆柱形金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置,质量分别为m、4m,长度均为L,a棒的电阻为R,导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动,b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度,a棒向右减速滑动,当a棒速度减为时,解除b棒的固定,又经足够长时间后,a、b棒间距离不变,且上述过程中a、b棒没有相碰。求:
(1)b棒的电阻;
(2)a、b棒最终的速度;
(3)整个过程b棒产生的电热;
(4)整个过程a、b棒间距的增加量。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
材料相同的a棒和b棒质量分别为m、4m,长度均为L,a棒的电阻为R,根据
可知,b棒的横截面积为a棒的4倍,根据电阻定律
可知b棒的电阻为
【小问2详解】
b棒解除固定后,a、b棒系统动量守恒,有
解得
【小问3详解】
由能量守恒得整个过程中产生的总热量
b棒产生的热量
【小问4详解】
整个过程对a棒由动量定理有
则有
解得
又
解得
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高二下学期第一次月考试卷
物理
考生注意:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:人教版选择性必修第一册第二章至第三章(70%),选择性必修第二册(30%)。
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题中只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示是杭州的美景——西湖,环绕湖边著名的“西湖十景”,自然与人文相互映衬,组成了杭州旅行的核心地带。关于西湖中的水波现象,下列说法正确的是( )
A. 用声呐探测湖底某处的深度,利用了波的衍射现象
B. 湖中水波绕过电线杆向前传播,是波的干涉现象
C. 要观察到湖中水波明显的衍射现象,必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小
D. 游艇鸣笛减速向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低
2. 如图所示为某同学研究单摆做阻尼振动的位移-时间图像,M、N是图像上的两个点,且M、N两点到平衡位置的距离相等,下列说法正确的是( )
A. 单摆做阻尼振动过程中周期变小 B. 摆球在M点时的动能大于在N点时的动能
C. 摆球在M点时做减速运动 D. 摆球在N点时正在升高
3. 某物体的位置坐标随时间变化规律为,关于该物体的运动,下列说法正确的是( )
A. 该物体做简谐运动,周期是
B. 时刻,该物体的位置坐标为
C. 该物体在任意内的路程都是
D. 该物体运动过程中速度变化频率为
4. 将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开,同时开始计时,其振动图像如图所示,则( )
A. 在0.1~0.2s振子正在做加速度减小的加速运动
B. 在0.1~0.2s振子正在做加速度增大减速运动
C. 在0.1~0.2s振子速度方向沿x轴正方向
D. 在0.15s时振子的位移大小一定等于2cm
5. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成,线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是( )
A. 时刻线框平面与中性面重合
B. 线框的感应电动势最大值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为
6. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时,质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该横波沿x轴负方向传播
B. 质点N该时刻向y轴负方向运动
C. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
D. 质点L经半个周期将沿x轴正方向移动半个波长
7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播时刻位于处的波源开始振动,当时,波源第3次到达正向最大位移处,此时平衡位置位于的质点Q刚要起振,P、Q两质点间的波形如图所示。已知质点Q在至时间内通过的路程为5cm,下列说法正确的是( )
A. 波源的起振方向沿y轴负方向
B. 波波长为3.6m
C. 波的振幅为
D. 质点P在至时间内通过的路程为10cm
8. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,近似取π2=10,则( )
A. 此单摆的固有周期为0.5s
B. 此单摆的摆长为1m
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大
D. 若摆长增大,共振曲线峰将向左移动
9. 有位游客在江边观光,水面上有相距为d两个浮标A、B,如图所示,水波(可视为简谐波)传播到A浮标时,A浮标从平衡位置开始向上振动,若此时开始计时,经历时间,A浮标第一次到达波峰,此时B浮标从平衡位置开始振动。下列说法正确的是( )
A. 水波的波速为 B. 水波的波长为2d
C. 时刻,两浮标的速度相同 D. 时刻,两浮标的加速度相同
10. 如图所示为远距离输电示意图,发电厂输出电压,输出功率,两个理想变压器的匝数比分别为、,输电线总电阻。则下列说法正确的是( )
A. B. 电阻两端的电压为
C. 电阻损耗的功率为 D. 用户端的电功率为
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 如图所示是“探究影响通电导线受安培力的因素”的实验装置,三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的,实验时先保持导体棒通电部分的长度不变,改变电流的大小;然后保持电流的大小不变,改变导体棒通电部分的长度,每次实验导体棒在磁场中平衡时,悬线与竖直方向的夹角记为。
(1)该实验运用的实验方法是_________。
A. 微元法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想模型法
(2)下列说法正确的是_________。
A. 该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响
B. 该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响
C. 如果想增大,可以把磁铁的N极和S极对调
D. 如果想减小,可以把接入电路的导体棒从①④两端换成②③两端
(3)若电流为I且接通②③时,导体棒受到的安培力记为F;则当电流加倍且接通①④时,导体棒的安培力为_________。
12. 某同学用单摆测定重力加速度。
(1)该同学先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的摆线长为l,再用游标卡尺测得摆球的直径为d,则该单摆的摆长为______;从单摆运动到最低点开始计时,且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间为t,该单摆的周期为______
(2)该同学发现他测得的重力加速度的值偏大,其原因可能是______(从下面选项选择)
A.单摆的悬点未固定紧,摆动中出现松动,使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为次摆动的时间
C.开始计时,秒表过早按下
D.测摆线长时摆线拉得过紧
(3)若实验中没有游标卡尺,无法测小球的直径d,该同学将悬点到小球最低点的距离作为摆长l,测得多组周期T和l的数据,作出图像。则:
①实验得到的图像应是如图中的______(选填a、b、c);
②小球的直径是______cm;
③实验测得当地重力加速度大小是______(取两位小数)
三、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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)
13. 一列沿x轴负向传播的简谐横波在t=0时刻波的图像如图所示,经0.1s,质点M第一次回到平衡位置,求:
(1)这列波的波长和波的传播速度大小;
(2)质点M在1.2s内,走过的路程。
14. 如图所示,一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播,时刻,平衡位置位于处的质点P沿y轴负方向开始振动,时质点P第一次到达波峰,时平衡位置位于处的质点Q开始振动,质点P开始振动至质点Q第一次到达波峰位置过程中,质点P通过的路程为。求:
(1)该波的波速和波长;
(2)质点P振动的位移y与时间t的函数关系。
15. 如图所示,两间距为L的平行光滑金属长导轨固定在水平面上。导轨间有磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于纸面向里。材质相同的圆柱形金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置,质量分别为m、4m,长度均为L,a棒的电阻为R,导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动,b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度,a棒向右减速滑动,当a棒速度减为时,解除b棒的固定,又经足够长时间后,a、b棒间距离不变,且上述过程中a、b棒没有相碰。求:
(1)b棒的电阻;
(2)a、b棒最终的速度;
(3)整个过程b棒产生的电热;
(4)整个过程a、b棒间距的增加量。
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