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- 2021-05-24 发布
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芗城中学15-16学年下学期期中考物理试卷
（考试时间90分钟，满分100分）
一、单选题(本大题共6小题，共24分)
1. 如下图所示，属于交流电的是（ ）
2. 分析下列物理现象： (1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．这些物理现象分别属于波的( )
A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应 B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉
C. 反射、折射、干涉、多普勒效应 D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应
3. 有两个质量相等的弹簧振子A和B，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，若它们均在频率为3f的驱动力作用下受迫振动．不计一切阻力，则( )
A. 振子A的振幅较大，振动频率为f B. 振子B的振幅较大，振动频率为3f
C. 振子A的振幅较大，振动频率为3f D. 振子B的振幅较大，振动频率为4f
4. 街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（ ）
A. 压敏性 B. 光敏性 C. 热敏性 D. 霍尔效应
5. 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s，已知t＝0时波刚好传播到x＝40 m处，如图所示。在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是( )
A. 波源开始振动时方向沿y轴正方向
B. 从t＝0开始经0.15 s，x＝40 m的质点运动的路程为0.6 m
C. 接收器在t＝2 s时才能接收到此波
D. 若波源向x轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 Hz
6. 如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光． 要使灯泡变亮，可以采取的方法有（ ）
A. 向下滑动P B. 增大交流电源的电压
C. 减小交流电源的频率 D. 减小电容器C的电容
二、多选题(本大题共4小题，共24分)
7
. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. t=0.01s时穿过线框的磁通量最小
B. 该交变电动势的有效值为
C. 该交变电动势的瞬时值表达式为
D. 电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为45 0
8. 如图所示的电路中，A 1和A 2是两个相同的灯泡，线圈L自感系数足够大，电阻可以忽略不计.下列说法中正确的是（ ）
A. 合上开关S时，A 2先亮，A 1后亮，最后一样亮
B. 断开开关S时，A 1和A 2都要慢慢变暗直至熄灭
C. 断开开关S时，A 2闪亮一下再熄灭
D. 断开开关S时，流过A 2的电流方向向右
9. 如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角60°斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0~t时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是（ ）
10. 一列简谐横波沿直线ab向右传播， a、b之间的距离为2m，a、b两点的振动情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 波长可能是
m B. 波长可能大于 m
C. 波速可能大于 m/s D. 波速可能是 m/s
三、实验题探究题(本大题共2小题，共16分)
11. 如图所示，在图（1）中，G为指针在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况。今使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是______；图（3）中电流计的指针将向____偏转；图（4）中的条形磁铁上端为____极。
12. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 （1）他组装单摆是，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示，这样做的目的是 （多选，填字母代号）
A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量得更加准确
C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则摆球的直径为 mm，单摆摆长为 m。
（3）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，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）
（4）某同学用该实验装置测当地重力加速度，若他测得的g值偏大，可能的原因是（ ）
A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下 D．实验中误将50次全振动数为49次
四、计算题(本大题共4小题，共36分)
13. （8分）如图所示，电阻为R的正方形导线框abcd，边长ab=ad=L，质量为m，从某一高度自由落下，通过一磁感应强度为B的匀强磁场，，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度也为L，下落过程中线框平面始终保持在同一竖直面内，且ab边始终水平．导线框的ab边刚进入磁场恰好做匀速运动。（不考虑空气阻力，重力加速度为g）
（1）线框进入磁场的过程中ab两点间的电压。
（2）在线圈穿越磁场的全过程，线框中产生的焦耳热有多少．
14. （8分）如图所示，一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为P=500kW，输出电压为U 1=500V，升压变压器B 1原、副线圈的匝数比为n 1：n 2=1：5，两变压器间输电导线的总电阻为R=1.5Ω．降压变压器B 2的输出电压为U 4=220V，不计变压器的损耗．求：(1)输电导线上损失的功率P'；(2)降压变压器B 2的原、副线圈的匝数比n 3：n 4．
15. （10分）如图所示，质量为m的物体放在弹簧上，在竖直方向上做简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物重的1.5倍，求
（1）该简谐运动的平衡位置在何处？
（2）物体对弹簧的最小压力是多少？
（3）要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？
16. （10分）甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v= 25 cm/s。两列波在t=0时的波形曲线如图所示。求
(1)t=0时,介质中偏离平衡位置位移为 16 cm的所有质点的x坐标;
(2)从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为 -16 cm的质点的时间。
芗城中学15-16学年下学期物理期中考试卷
【参考答案】
一、单选题(本大题共6小题，共24分)
1. C 2. A 3. B 4. B 5. B 6. B
二、多选题(本大题共4小题，共24分)
7. CD 8. AB 9. BD 10. AD
三、实验题探究题(本大题共2小题，共16分)
11. 向下， 右， N
12. （1）AC；（2）12.0mm，0.9930m；（3）A ；（4）AC。
四、计算题(本大题共4小题，共36分)
13. 解：线框匀速运动时，有： ，解得 ．ab边进入磁场时，ab边相当于电源，则ab两端的电压是外电压，设线框的总电阻为R，根据欧姆定律得， ．对线框穿越磁场的过程运用能量守恒，因为做匀速运动，动能变化为零，则重力势能的减小量全部转化为热量．则 ．
14. (1) 4000 W (2)290：11
解：(1)升压变压器原线圈的电流为I 1，副线圈的电流为I 2
则：I 1= =1000A I 2= =200A P 损=I 2 2r=60Kw
(2)降压变压器的输入电压为：U 3=U 2 —I 2r=2200V
n 3：n 4=U 3：U 4=10：1
15. （1）重力和弹力平衡的位置(此时弹簧的压缩量为2A) (2)1/2 mg (3) 2A
解：（1）重力和弹力平衡的位置
（2）当木块运动到最低点时，对弹簧弹力最大，此时由牛顿第二定律得： ，因为 ，所以 ．当木块运动到最高点时，对弹簧弹力最小，此时由牛顿第二定律得： ，由运动的对称性知，最高点与最低点的加速度大小相等，即 ，代入求得 ．
（3）在最高点或最低点： ，所以弹簧的劲度系数 ．
物 体在平衡位置下方处于超重状态，不可能离开弹簧，只有在平衡位置上方可能离开弹簧．要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧，物体在最高点的加速度a=g此时 弹簧的弹力为零．若振幅再大，物体便会脱离弹簧．物体在最高点刚好不离开弹簧时，回复力为重力，所以： ，则振幅 ．
16. 解：(1)t=0时,在x=50 cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为16 cm。两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm。
从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为
λ1=50 cm,λ2=60 cm ①
甲、乙两列波波峰的x坐标分别为 x1=50+k1λ1,k1=0,±1,±2,… ②
x2=50+k2λ2,k2=0,±1,±2,… ③
由①②③式得,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标为
x=(50+300n)cm,n=0,±1,±2,… ④
(2)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16 cm。t=0时,两波波谷间的x坐标之差为Δx'=[50+(2m2+1) ]-[50+(2m1+1) ] ⑤
式中,m1和m2均为整数。将①式代入⑤式得
Δx'=10(6m2-5m1)+5 ⑥
由于m1、m2均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为
Δx0'=5 cm ⑦
从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间为
⑧ 代入数据得 t=0.1 s ⑨
【解析】1. 试题分析：方向随时间做周期性变化的电流是交流电，因ABD中电流的方向不变，故不是交流电，C的方向随时间不断变化，故C是交流电，故选C.
考点：交流电
2. 解：(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声音的反射；
(2)“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；
(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区．这是声音的干涉；
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；
故选：A
3. 解：由题，A、B都做受迫振动，它们的频率都等于驱动力频率3f．由于B的固有频率为4f，与驱动力频率3f较接近，振幅较大．
故选B
4. 试题分析：压敏性指的是对压力的敏感性，通过对压力的变化改变电阻阻值的原理，路灯和航标灯没有涉及压力的问题，所以A项错误；在光照下电阻发生变化，导致电流发生变化，实现自动控制，光敏电阻可以起到开关的作用，在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中有广泛应用，所以B项正确；温度变化时，电阻变得非常迅速，它能将温度变化转化为电信号，可以知道温度变化的情况，所以C项错误；霍尔效应是电磁效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应，与本题不相关，所以D项错误。
考点：本题考查了传感器在生活中的应用和对半导体应用的理解
5. 试题分析：由图中x=40m处质点的起振方向为沿y轴负方向，则波源开始振动时方向沿y轴负方向．故A错误．由图读出波长为λ=20m，周期为
，由于t=0.15s=1.5T，从t=0开始经0.15s时，x=40m的质点运动的路程S=1.5×4A=6×10cm=0.6m．故B正确．接收器与x=40m的距离为
△x=400m-40m=360m，波传到接收器的时间为 ．故C错误．该波的频率为 ，若波源向x轴正方向运动，波源与接收器间的距离减小，根据多普勒效应可知，接收器收到波的频率增大，将大于10Hz．故D错误．
故选B
考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．
点评：简谐波传播过程中，介质中各质点的起振与波源的起振方向相同．当波源与观察者的距离变化时，观察者接收到的频率将发生改变，产生多普勒效应．
6. 解：A、向下滑动P，副线圈匝数减少，电压减小，A错误；
B、增大交流电源的电压，副线圈两端电压也增大，B正确；
C、减小交流电源的频率通过电容器的电流更小，C错误；
D、减小电容器C的电容，增加了容抗，通过灯泡的电流减小，灯泡变暗，D错误；
故选B
要使灯泡变亮，应使副线圈两端电压增大．向下滑动P，副线圈匝数减少，电压减小，增大交流电源的电压，副线圈两端电压也增大，增大交流电源的频率通过电容器的电流更大．
本题考查了变压器的变压原理和电容器对交流电的影响，通高频阻低频．
7. 试题分析：由图可知，此交流电的T=0.02s, ,且t=0时刻，线圈在中性面位置，t=0.01s时穿过线框的磁通量最大，A错误；交变电动势的瞬时值表达式为
，C正确；交变电动势的有效值为22V,B错误；当e=22V时， ,即线圈平面与中性面的夹角为45 0，D正确；故选CD。
考点：交流电的产生和描述、交流电图象。
8. 试题分析：根据题意可得：灯B与电阻R串联，当电键S闭合时，灯B立即发光．通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反， 阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，A逐渐亮起来．所以B比A先亮．由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同．故A正确；稳定后当电键S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A、B和电阻R构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，流过 的电流方向向左；故B正确，CD错误；
考点：考查了自感现象
9. 试题分析：根据 可得，电动势保持不变，则电路中电流不变；由安培力F=B tIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，安培力的方向为负，B为正值时，安培力为正值，故BD正确；
故选BD．
考点：这题目考查了学生对法拉第电磁感应定律、安培力、左手定则等的掌握和理解情况；
点评：电磁感应的知识是高考中的热点话题，又是二级要求的，要求能熟练掌握
10. 试题分析:由振动图象得：质点振动周期T=4s，在t=0时刻，a点位于波谷，b点经过平衡位置向上，结合波形得：a、b之间的距离 ，得 ，当n=0时， ，故A正确；因为n≥0，得
，故B错误；波速 ，因为n≥0，得 ，故C错误；当n=1时， ，故D正确。
考点：横波的图象
11. 图（1）可知，当电流从电流计的正接线柱流入时，指针向左偏．图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针，根据楞次定律知，条形磁铁向下插入．图（3）当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律，可知，感应电流方向逆时针，则指针向右偏；图（4）中可知指针向右偏，则有感应电流的方向逆时针，由楞次定律可知，条形磁铁S极向上拔出，由上端为N极。
12. 试题分析：（1）用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线增加了线与悬挂处的摩擦保证摆长不变；改变摆长时用力拉不会将摆线拉断，方便调节摆长。AC正确。（2分）
（2）用10分度游标卡尺主尺读数为12mm，游标读数为0，则摆球的直径为 （2分）；单摆摆长为 （2分）。
（3）单摆的振动在摆角小于5°才能看作简谐振动，在测量周期时计时起点应该选择在平衡位置（速度大误差小）。根据摆角估算振幅 ，AB振幅合理； ，CD振幅不合理，A中振动图像的计时起点在平衡位置是合理的，B中振动图像的计时起点在正的最大位置是不合理的。答案A （2分）
（4）根据 得，
，根据此式知：测摆长时摆线过紧，则测得的摆长偏大，由上可知测出的重力加速度g偏大；故A正确．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，单摆实际的周期偏大了，而测量的摆长偏小，则测量的重力加速度偏小．故B错误．开始计时时，秒表过迟按下，测量的周期偏小，则测量的重力加速度偏大．故C正确．实验中误将50次全振动数为49次，测量的周期偏大，由 可知，所测的g偏小．故D错误．（2分）
考点：实验：“探究影响单摆周期的因素”
13. 试题分析：线框匀速运动时，有： ，解得 ．ab边进入磁场时，ab边相当于电源，则ab两端的电压是外电压，设线框的总电阻为R，根据欧姆定律得， ．对线框穿越磁场的过程运用能量守恒，因为做匀速运动，动能变化为零，则重力势能的减小量全部转化为热量．则 ．
考点：考查了导体切割磁感线运动，欧姆定律的应用
14. 试题分析：解：(1)升压变压器原线圈的电流为I 1，副线圈的电流为I 2
则：I 1= =1000A I 2= =200A P 损=I 2 2r=60Kw
(2)降压变压器的输入电压为：U 3=U 2 —I 2r=2200V ；则n 3：n 4=U 3：U 4=10：1
故答案为：(1)输电导线上损失的功率P'=P 损=I 2 2r=60Kw
(2)降压变压器B 2的原、副线圈的匝数比n 3：n 4=10：1
考点：变压器、电能的输送。
15. 试题分析：（1）重力和弹力平衡的位置
（2）当木块运动到最低点时，对弹簧弹力最大，此时由牛顿第二定律得： ，因为 ，所以 ．当木块运动到最高点时，对弹簧弹力最小，此时由牛顿第二定律得：
，由运动的对称性知，最高点与最低点的加速度大小相等，即 ，代入求得 ．
（3）在最高点或最低点： ，所以弹簧的劲度系数 ．
物 体在平衡位置下方处于超重状态，不可能离开弹簧，只有在平衡位置上方可能离开弹簧．要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧，物体在最高点的加速度a=g此时 弹簧的弹力为零．若振幅再大，物体便会脱离弹簧．物体在最高点刚好不离开弹簧时，回复力为重力，所以： ，则振幅 ．
考点：牛顿第二定律；胡克定律．
点评：解决本题要知道当木块运动到最低点时，对弹簧弹力最大，当木块运动到最高点时，对弹簧弹力最小，并根据牛顿第二定律及胡克定律求解，难度适中．
16. （1）由图先读出两列波的波长和振幅，通过数学关系得知两波长的最小公倍数，对波峰相遇时的点的坐标进行分别列式，即可求出介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标．
（2）先通过图表示出t=0时，两波波谷间的x坐标之差的表达式，从而可计算出相向传播的波谷间的最小距离，也就可以计算出从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间了
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