1、四川省成都市树德中学2019-2020学年高二物理下学期5月半期考试试题（含解析）一、单项选择题1.下列说法中正确的是（）A. 机械波的传播需要振源和介质，所以一旦波源停止振动波就立刻消失B. 机械波的频率取决于波源，而频率不同的机械波在同种介质中传播速度也不相同，比如在空气中超声波的传播速度比次声波更快C. 变化的磁场可以产生变化的电场D. 用红外线进行遥控是因为红外线的频率很大，能量很高，所以穿透力很强【答案】C【解析】【详解】A根据机械波的特点可知，机械波的传播需要振源和介质，当波源停止振动时，不会影响机械波的传播，故A错误；B机械波的频率取决于波源，机械波的频率与波源振动的频率相同；机
2、械波的传播速度由介质性质决定，在同种介质中不同频率的机械波传播速度相同，在同种介质中超声波传播速度和次声波是相同的，故B错误；C根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场，故C正确；D利用红外线进行遥感、遥控，主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射现象，故D错误。故选C。2.下列说法正确的是（ ）A. 线圈匝数越多，穿过的磁通量就越大B. 只要导体切割磁感线运动，就一定能产生感应电流C. 感应电动势的大小与磁通量大小无关，而与磁通量的变化率成正比D. 根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量【答案】C【解析】【详解】A根据磁通量定义可知穿过线圈的磁通量的大小与线
3、圈匝数无关，故A错误；B根据感应电流产生的条件可知，穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就一定能产生感应电流；若导体切割磁感线运动，但电路不闭合或闭合回路的磁通量不发生改变，也不会能产生感应电流，故B错误；C根据法拉第电磁感应第定律可知，感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化率成正比，感应电动势的大小与磁通量大小无关，故C正确；D根据楞次定律，感应电流的磁场总是要阻碍原磁场的磁通量的变化，不是感应电流的磁场总是阻碍原磁通量，故D错误；故选C 。3.在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，其波速为10m/s，P点坐标为（-2m，0），Q点坐标为（1m，0），则
4、下列说法正确的是（ ）A. P、Q两个质点有可能某个时刻速度方向相同B. 再经过0.2s时间N质点将开始向下振动C. 能与该波发生干涉的横波的频率一定为5HZD. 该波只有遇到尺寸小于2m的物体才能发生衍射【答案】C【解析】【详解】A波同时向两侧传播，根据对称性可知，此时点（-2m，0）与其对称点（2m，0）运动方向相同，而（2m，0）点与（1m，0）点相距半个波长，所以、两个质点速度方向总相反，故A错误；B由图可知，到波前沿的距离为2m，波传播到的时间由图知波长周期为波传到点时，点向上运动，所以质点将开始向下振动的时间为故B错误；C该波的频率为所以能与该波发生干涉的横波的频率一定为5Hz，故
5、C正确；D由图知波长，该波如果遇到2m的障碍物，则能发生明显的衍射现象，故D错误；故选C。4.下列关于光学现象的说法正确的是（ ）A. 海市蜃楼是因为光的色散B. 雨后的彩虹是由于七色光对水滴的折射率不同发生了光的色散的结果C. 红光进入水中，其频率和传播速度都会变小D. 用于传输信号的光纤利用了光的全反射，且内芯的折射率要小于外套的折射率【答案】B【解析】【分析】【详解】A“海市蜃楼”是因为光的折射原理导致的，故A错误；B雨后彩虹是太阳光传播中被空气中的水滴色散而产生的，是由于七色光对水滴的折射率不同发生了光的色散的结果，故B正确；C红光从空气进入水中后，其频率不变，根据传播速度会减小，故C
6、错误；D用于传输信号的光纤利用了光的全反射的原理，要求光线从光密介质射向光疏介质，则光纤内芯的折射率比外套的折射率大，故D错误。故选B。5.如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在 这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（ ）A. 从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针B. 感应电流的大小先减小后增加C. 铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右D. 铝环先有收缩的趋势，然后有扩张的趋势【答案】D【解析】【分析】【详解】A根据题意可知，由于电流从到为正方向，当电流是从流向，由安培定则可知，铝环M的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量
7、变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流顺时针（从左向右看）；当电流是从流向，由安培定则可知，铝环M的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看），故A错误；B由图乙可知，这段时间内，内的电流的变化率不变，则产生的磁场的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，铝环M产生的感应电动势的大小不变，所以感应电流的大小不变，故B错误；CD当电流是从流向，线圈上的电流方向与铝环M的感应电流方向相同，可知铝环受到的安培力向左，铝环向左运动，穿过圆环的磁通量增大，由愣次定律可以确定圆环必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大，故有收缩的趋势；当电流是从流向，线圈上的电
8、流方向与铝环M的感应电流方向相反，可知铝环受到的安培力向右，铝环向右运动，穿过圆环的磁通量减小，由愣次定律可以确定圆环必须增大面积以达到阻碍磁通量的减小，故有扩张的趋势；当线圈中的电流为零的瞬间，线圈与铝环之间没有相互作用，故C错误，D正确。故选D。6.在匀强磁场中，一个闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化规律如图所示。则（ ）A. t=0时，线圈平面与中性面平行B. t=1s时，线圈中的电流改变方向C. t=2s时，线圈中磁通量的变化率为零D. 在1.5s2s内，线圈内感应电动势逐渐增大【答案】D【解析】【分析】【详解】A根据图象可知，在时穿过线圈平
9、面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，与中性面垂直，故A错误；B图象的斜率为，即表示磁通量的变化率，在0.5s1.5s之间，“斜率方向”不变，表示的感应电动势方向不变，则电流强度方向不变，故B错误；C时图象的斜率最大，故磁通量的变化率最大，故C错误；D根据法拉第电磁感应定律可得线圈内感应电动势在1.5s2s内，图象的斜率逐渐增大，所以在1.5s2s内，线圈内感应电动势逐渐增大，故D正确。故选D。7.如图所示，两根相距为L的平行直导轨水平放置，R为固定电阻，导轨电阻不计。电阻阻值也为R的金属杆MN垂直于导轨放置，杆与导轨之间有摩擦，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。t=0
10、时刻对金属杆施加一水平外力F作用，使金属杆从静止开始做匀加速直线运动。下列关于通过R的电流I、杆与导轨间的摩擦生热Q、外力F、外力F的功率P随时间t变化的图像中正确的是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】At时刻杆的速度为v=at产生的感应电流 则It；故A错误。B摩擦生热为则Qt2，故B正确。C杆受到的安培力 根据牛顿第二定律得F-f-F安=ma得 F随t的增大而线性增大，故C错误。D外力F的功率为P-t图象应是曲线，故D错误。故选B。8.如图所示，标有“220V，40W”的灯泡和标有“20F 360V”的电容器并联到交流电源上，V 为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图
11、乙中正弦曲线所示，闭合开关 S。下列判断正确的是（ ）A. 电容器会被击穿B. 灯泡不能正常发光C. t=时刻，交流电压表的示数为 220VD. t=时刻，通过灯泡的电流为零【答案】D【解析】【详解】A交流电压的最大值因此电容器不会被击穿，A错误；B加在灯泡两端的电压的有效值为220V，因此灯泡正常发光，B错误；C电压表测量的是电压的有效值，为220V，C错误；Dt=时刻，加在灯泡两端的电压的瞬时值为零，因此这一瞬间流过灯泡的电流为零，D正确。故选D。二、多项选择题9.下列关于简谐运动的说法中正确的是（ ）A. 伽利略首先发现单摆摆动的等时性，惠更斯制作了第一台摆钟B. 平衡位置就是物体不振动
12、所处的位置，物体在平衡位置时回复力为零但合力不一定为零C. 回复力与位移满足 F=-kx 这个方程的机械振动就是简谐运动，其中 k是指弹簧劲度系数D. 做受迫振动时，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大【答案】AB【解析】【详解】A伽利略首先发现单摆摆动的等时性，惠更斯制作了第一台摆钟，A正确；B平衡位置就是物体不振动所处的位置，物体在平衡位置时回复力为零但合力不一定为零，比如单摆到达平衡位置时，合力指向圆心，做为圆周运动的向心力，B正确；C回复力与位移满足 F=-kx 这个方程的机械振动就是简谐运动，其中 k是一个比例系数，不一定是指弹簧劲度系数，C错误；D做受迫振动时，驱动力的频率越接近固
13、有频率，振幅越大，当驱动力的频率等于固有频率时，振幅最大，D错误。故选AB。10.如图所示，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，现将一个质量也为m的物体C从A的正上方一定高度处由静止释放，C和A相碰后立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对地面的最小弹力为，则以下说法正确的是（ ）A. 简谐运动的振幅为2.5mg/kB. C和A相碰后立即减速向下运动C. B对地面最大弹力为5.5mgD. 若C物体从更高的位置释放，碰后粘在一起向下运动速度最大的位置会更低【答案】AC【解析】【详解】BC和A相碰前，对A有C和A相碰后，则
14、AC先向下加速运动，选项B错误；A当弹力等于AC的重力时AC处于平衡状态，有解得平衡位置时弹簧的形变量为处于压缩状态；当B对地面弹力最小时，对B分析，则有故弹簧此时形变量此时弹簧处于伸长状态；故简谐运动的振幅为选项A正确；C当AC运动到最低点时，B对地面的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为此时弹力为B对地面的弹力为选项C正确；D AC碰后粘在一起向下运动速度最大的位置即为AC处于平衡状态的位置，此时弹力等于AC的重力，即因此若C物体从更高的位置释放，碰后粘在一起向下运动速度最大的位置不变，选项D错误。故选AC。11.一列简谐横波沿 x 轴传播，如图甲是 t=0.2s 时的波形图，P、Q
15、 是这列波上的两个质点，图乙是 P质点的振动图象，下列说法正确的是（ ）A. 再经过 0.2s，Q质点的路程为 4mB. 经过s时间，波向 x轴正方向传播 5mC. t=0.1s 时质点 Q处于平衡位置正在向上振动D. 之后某个时刻 P、Q两质点有可能速度大小相等而方向相反【答案】CD【解析】【详解】A由乙图可知，振动周期因此再经过 0.2s，Q质点的路程为2A= 4cmA错误；B由乙图可知在t=0.2s 时刻，P经平衡位置向下运动，因此波沿x轴负方向传播，B错误；C由甲图可知因此波速因此t=0.1s 时质点Q振动情况与t=0.2s 时，处质点的振动情况完全相同，处于平衡位置正在向上振动，C正
16、确。D由于P、Q之间恰好等于，因此当P运动到位置处时，可能Q也恰好运动到这个位置，且运动方向与P运动方向相反，D正确。故选CD。12.如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为 1：2，正弦交流电源电压为U=12V，电阻 R1=1，R2=2，滑动变阻器 R3最大阻值为 20，滑片 P处于中间位置，则（ ）A. R1与 R2消耗热功率之比为 1：8B. 通过 R1的电流为 3AC. 若向上移动 P，电源输出功率将减小D. R3 取 2时，负载消耗功率最大【答案】BD【解析】【详解】A根据而电阻产生热功率代入数据可得A错误；B设原线圈电流为I，则加在原线圈两端的电压根据式流过次级线圈的电流为 ，可得次
17、级线圈两端电压根据代入数据，解得 B正确；C若向上移动 P，R3阻值减小，副线圈电流增大，原线圈电流也增大，因此电源输出的功率增大，C错误；D负载消耗的功率根据均值不等式可知，当时输出功率最大，由于联立可得D正确。故选BD。13.如图所示，一列简谐波向右以4 m/s 的速度传播，振幅为A。某一时刻沿波的传播方向上有 a、b 两质点，位移大小相等，方向相同.以下说法正确的是（ ）A. a、b两个质点在振动过程中位移总是相同B. 再经过 0.25 s， a质点回到平衡位置且向下振动C. 再经过 0.5 s， a、b两质点位移第一次大小相等、方向相反D. 在接下来的 0.5s 内 a 质点的路程为A
18、【答案】BCD【解析】【详解】A由于a、b两个质点间的距离正好等于半径波长，因此当a运动到平衡位置时，b恰好到达波峰或波谷，A错误；B根据经过 0.25 s，O点的振动情况恰好传播到a点，因此a质点回到平衡位置且向下振动，B正确；C再经过 0.5 s，O点的振动情况恰好传到x=2m处，此时a、b两个点关于x=2m位置对称，因此a、b两质点位移第一次大小相等、方向相反，C正确；D由图可知，波长，t=0时刻，a点离平衡位置的距离而当t=0.5s时，a点离平衡位移大小也恰好是，因此这段时间内的位移为D正确。故选BCD。14.如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻 R，Ox
19、轴平行于金属导轨，在 0x4m 的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度 B 随坐标 x（以 m为单位）的分布规律为 B=0.8-0.2x（T），金属棒 ab 在外力作用下从 x=0 处沿导轨运动，ab 始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从 x1=lm 经 x2=2m 到 x3=3m 的过程中，R的电功率保持不变，则金属棒（ ）A. 在 x1与 x3处的电动势之比为 3：1B. 在 x1与 x2处受到磁场的作用力大小之比为 3：2C. 从 0到 x1与从 x1到x2过程中通过 R 的电量之比为 7：5D. 从x1到 x2与从 x2到 x3的过程中通过 R
20、产生的焦耳热之比为 5：3【答案】BCD【解析】【详解】A由于功率不变，根据可知在 x1与 x3处的电动势相等，A错误；B 由于在运动过程中电流大小保持不变，安培力大小在 x1与 x2处受到磁场的作用力大小之比B正确；C根据题意，磁场随位移均匀减小，如图所示而流过R的电量 而磁通量是图象与x轴围成的面积，因此C正确；D同样从x1到 x2与从 x2到 x3的过程中通过 R的电量之比而运动过程中，回路电流及电动势都不变，根据因此D正确。故选BCD。三、实验题15.利用软木塞插针法测水的折射率实验步骤如下：(1)如图，取一厚度可忽略不计的圆形软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在水面上；(
21、2)调整大头针插入软木塞的深度，使得从软木塞周围向液体中观察，恰好在此时看不到大头针；(3)需要测量的物理量 A：_；B：_；(写出物理量符号和相应的物理意义)(4)水的折射率表达式 n=_。(用步骤(3)中的物理量符号表示)【答案】 (1). 木塞的半径R (2). 大头针在水面下的长度h (3). 【解析】【详解】(3)12 木塞的半径R和大头针在水面下的长度h。(4)3 恰好在此时看不到大头针，说明大头针发出的光在木塞边缘恰好发生全反射，则而联立可得16.有两组同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自利用先进的 DIS 系统用单摆测量当地重力加速度 g。(1)关于实验的
22、操作或者误差的分析，下列说法正确的是（ ） A让摆线长适当大些，并从平衡位置开始计时有助于减小实验误差 B操作中提前按下秒表，但准确结束计时，将会导致实验结果偏大 C若实验者在计算摆长时忘记加上球的半径，则实验结果一定会偏小 D若实验中不小心让摆球在水平面内做圆锥摆运动而实验者没有发现，将会导致实验结果偏大(2)在南京大学做探究同学利用计算机绘制了当地两个单摆的振动图象（如图），由图可知，两单摆摆长之比_；(3)若去北大的那组同学是这样操作的：当小球经过平衡位置时按下秒表开始计时，并计数“1”，当第 n 次经过平衡位置时结束计时，所用时间为 t，摆长为 L，则计算当地重力加速度 g 的表达式为
23、 g=_（用 所给物理量表示）【答案】 (1). AD (2). 9：4 (3). 【解析】【详解】(1)1A让摆线长适当大些，并从平衡位置开始计时有助于减小实验误差 ，A正确；B操作中提前按下秒表，但准确结束计时，造成周期测量值偏大，根据重力加速度测量公式 可知将会导致重力加速度测量值偏小，B错误；C若实验者在计算摆长时忘记加上球的半径，如果通过 图象的斜率计算重力加速度，则实验结果准确，C错误；D若实验中不小心让摆球在水平面内做圆锥摆运动而实验者没有发现，根据圆锥摆的受力可知整理得相当于摆长变为，但实验者还按L计算，相当于摆长测量值偏大，从而将会导致实验结果偏大，D正确。故选AD。(2)2
24、由图可知振动周期之比根据单摆振动周其公式可得(3)3根据该同学记录，可得振动周期代入公式可得四、计算题：17.如图所示，由某种透明介质构成的棱镜横截面为一等腰梯形，其中，AB的边长为，BC的边长为，为长度的，一束光线刚好从E点沿与平行的方向射入棱镜，该光线在棱镜内恰好通过的中点F。已知光在真空中的光速为c。求：(i)此种介质的折射率；(ii)光线在介质中的传播时间。【答案】(i)；(ii)【解析】【详解】(i)光路图如图所示在E点折射时有中，由正弦定理 解得为等腰三角形，由折射定律（ii）在F点，由判断光线在F点发生全反射。由几何关系可知光线在棱镜中通过的路程由折射定律有故光线在棱镜中的传播时
25、间18.一列横波在 x 轴上传播，介质中 a、b 两质点的平衡位置分别位于 x 轴上 xa=0、xb=6m处，t=0时，a点恰好经过平衡位置向上运动，b点正好到达最高点，且 b 点到 x 轴的距离为 4cm，已知这列波的频率为5Hz。(1)求经过 t=0.25s 时 a点的位移以及这段时间内 a 点经过的路程；(2)若 a、b 在 x 轴上的距离大于一个波长，小于两个波长，求该波的波速。【答案】(1) ；20cm；(2)或 24m/s【解析】【详解】(1)由题可知故所以a点位于a点经过的路程(2)若波沿轴正方向传播，则ab之间最少有四分之三个波长则有由于ab距离大于一个波长，小于两个波长，故对
26、应的波长从而求得若波沿x轴负方向传播，则ab之间至少有四分之一个波长，则有则有同理，由限制条件可得可得19.如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈 abcd 匝数 N=100 匝，面积S =0.03m2 ，线圈匀速转动的角速度 = 100rad/s ，匀强磁场的磁感应强度 B =,输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为 R = 10W ，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为 n3：n4 = 10：1，若用户区标有“220V ，8.8kW”的电动机恰能正常工作.发电机线圈电阻 r 不可忽略。求：(1
27、)交流发电机产生电动势的最大值Em； (2)输电线路上损耗的电功率 DP ；(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为 n1：n2 = 1：8 ，交流发电机线圈电阻 r 上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。【答案】(1) ；(2)160W；(3)4：1【解析】【详解】(1)电动势的最大值代入数据，解得(2)设降压变压器原、副线圈的电流分别为，电动机恰能正常工作，有由于解得所以输电线路上损耗的电功率(3)由于可得升压变压器副线圈两端电压又可得又升压变压器的原线圈输入功率又解得故发电机线圈内阻上消耗的热功率所以20.如图所示，在生产线框流水线上，为了检测出个别不合格的未闭合线框，让线框随绝缘传送带通过
28、一固定匀强磁场区域（磁场方向垂直于传送带平面向下），观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能检测出不合格的未闭合线框，其物理情境简化如下：传送带与水平方向夹角为 ，以恒定速度v0斜向上运动。已知磁场边界MN、PQ 与传送带运动方向垂直，MN 与 PQ之间的距离为 d，磁场的磁感应强度为B。 完全相同的正方向单匝纯电阻铜线框质量为 m，电阻为 R， 边长为 L（d2L），线框与传送带之间的动摩擦因素为 ，重力加速度为g。闭合线框的上边在进入磁场前线框相对传送带静止，线框刚进入磁场的瞬间，和传送带发生相对滑动，线框运动过程中上边始终平行于 MN，当闭合线框的上边经过边界PQ 时又恰好与传送带的速度
29、相同。设传送带足够长，求：(1)闭合线框的上边刚进入磁场时上边两端电压为多少？(2)从闭合线框的上边刚进入磁场到上边刚要出磁场所用的时间 t；(3)从闭合线框的上边刚进入磁场到下边穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，电动机多消耗的电能。【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】【详解】(1)线框上边刚进磁场时，感应电动势.所以上边两端点电压(2)从闭合线框的上边刚进入磁场到上边刚要出磁场，取沿斜面向上为正方向，对线框由动量定理得而电量流过回路内电量解得(3)在线框的上边刚进入磁场到线框的上边刚要出磁场的过程中，对线框由动能定理有故这个过程中线框产生的焦耳热这个过程中，线框与传送带摩擦生热对传送带和线框组成的整体从线框上边刚进入磁场到线框刚穿出磁场后相对磁场静止的过程中，线框的位移为2d，包含着两个相同的过程，故由能量守恒定律有因此多消耗的电能
