2014～2015学年第二学期高二年级期中考试物理试卷(理科)

一、单项选择题（本大题共14小题，每小题3分，共42分，每题只有一个正确答案）。

1、如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线
所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（ ）

A．线圈先后两次转速之比为1∶2

B．交流电的电压瞬时值u=10sin0.4πt（V）

C．交流电
的电压最大值为
V

D．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零

2、一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0.若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为 (　　)

A．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0 B．E＝E0，T＝T0，P＝2P0

C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0 D．E＝2E0，T＝T0，P＝4P0

3、如图所示，T为理想变压器，A1、A2为交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑变阻器的滑动触头向下滑动时（ ）

A．A1的读数变大，A2读数变大 B．A1的读数变大，A2读数变小

C．A1的读数变小，A2读数变大 D．A1的读数变小，A2的读数变小

4、一个弹簧振子的振动周期为0.025s，从振子向右运动经过平衡位置开始计时，经过1.17s时，振子的运动情况是（ ）

A．正在向右做减速运动

B．正在向右做加速运动

C．正在向左做减速运动

D．正在向左做加速运动

5、图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置.当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的沙,在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线.已知木板被水平拉动的速度为0.20 m/s,图乙所示的一段木板的长度为0.60 m,则这次实验沙摆的摆长大约为( )

A.0.56 m B.0.65 m C.1.00 m D.2.25 m

6、一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4cm。振子的平衡位置位于x轴上的O点。图1中的a、b、c、d为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向。以向右为正方向，图2给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图线，下列判断中正确的是( )

A.若规定状态a时t=0，则图象为 B.若规定状态b时t=0，则图象为④

C.若规定状态c时t=0，则图象为③ D.若规定状态d时t=0，则图象为

7、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．当波刚刚传到接收器时，x=20m的质点速度刚好为0

8、两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则(　　)

A．在两波相遇的区域中会产生干涉 B．在两波相遇的区域中不会产生干涉

C．a点的振动始终加强 D．a点的振动始终减弱

9、位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波，如图所示．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则(　　)

A．f1＝2f2，v1＝v2　　　B．f1＝f2，v1＝0.5v2

C．f1＝f2，v1＝2v2 D．f1＝0.5f2，v1＝v2

10、如图所示，图甲为某一简谐波在t＝1.0s时刻的图象，图乙为图甲中C点的振动图象．则下列说法正确的是(　　)

A．图甲中B点的运动方向向左

B．波速v＝6m/s

C．要使该波能够发生明显的衍射，则要求障碍物的尺寸远大于4m

D．该波与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为1Hz

11、某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法错误的是(　　)

A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零

B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变

C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起

D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起

12、一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲实线所示，从此刻起，经0.1s波形图如图甲虚线所示，若波传播的速度为10m/s，则下列判断中错误的是（ ）

A．这列波沿x轴负方向传播

B．t=0时刻质点a沿y轴正方向运动

C．从t=0时刻开始质点a经0.2s通过的路程为0.4m

D．x=2m处的质点的位移表达式为y = 0.2sin(5πt+π)（m）

13、用电压U和KU分别输送相同电功率，且在输电线上损失的功率相同，导线长度和材料也相同，此两种情况下导线横截面积之比为(　 　)

A．K B．1/K C．K2 D．1/K2

14、如图所示,质量分别为mA=2 kg和mB=3 kg的A?B两物块,用劲度系数为k的轻弹簧相连后竖直放在水平面上,今用大小为F=45 N的力把物块A向下压而使之处于静止,突然撤去压力,则( )

A.物块A振动的平衡位置处时弹簧弹力为0 B.物块B不可能离开水平面

C.只要k足够小,物块B就可能离开水平面 D.只要k足够大,物块B就可能离开水平面

二、填空与实验题（每空3分，共18分）

15、一个电热器接在10V的直流电源上，产生一定大小的热功率。把它改接在正弦式交流电源上，要使产生的热功率是原来的一半，则交流电源电压的最大值等于

16、有一个单摆, 当做小角度(θ<5°)摆动时,摆球的振动图像如图所示，求摆球摆到最低点时的速度为 。

17、在用单摆测定重力加速度实验中：

(1) 某同学测得g值比当地标准值偏大，其原因可能是(　 　)

A．测量摆长时忘记加上小球半径 B．振幅过小

C．摆动次数多记了一次 D．小球不是在竖直平面内摆动

(2)如果已知摆球直径为2.OOcm,让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图1示，那么单摆摆长是_____cm。如果测定了40次全振动的时间如图2中秒表所示，那么单摆的摆动周期是_____s。

（3）在实验中，如果用摆线长代替摆长，测出不同摆线长度时对应的周期T，然后绘制T2-L关系图线，根据图线斜率可以求出重力加速度与当地标准值相比较 。（填“偏大”、“偏小”、“不变”）

三、计算题（共40分）

18、（8分）把地球上的一个秒摆(周期等于2s的摆称为秒摆)拿到月球上去，它的振动周期变为多少？已知地球质量M地=5.98×1024kg，半径R地=6.4×106m，月球质量M月=7. 34×1022kg，半径R月=1.74×106m。（保留两位有效数字）

19、(10分)如图所示为一列简谐波在t1＝0时刻的图象．此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向，且到t2＝0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处．求：

(1)此波向什么方向传播？ (2)波速是多大？

(3)从t1＝0至t3＝1.2s，波中质点N运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？

20、（10分）一台交流发电机产生u＝220
·sin 100πt V的交流电压，其内阻不计，经过变压器变压后通过总电阻r＝2 Ω的长导线给彩灯供电，如图所示.60只彩色小灯泡并联在电路中，每只灯泡都是“6 V,0.25 W”，灯泡均正常发光．(其余电阻不计)试求：

(1)发电机的输出功率；(2)降压变压器原、副线圈匝数比；

(3)若副线圈匝数为110匝，求副线圈中磁通量变化率的最大值．

21、（12分）图1是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动．由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．(只考虑单匝线圈)

(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；

(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；

(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。(其他电阻均不计)

答案

一、选择题（每小题3分，共42分）

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14



答案

C

D

A

B

A

C

B

B

C

D

C

B

C

B



二、填空与实验题（每空3分，共18分）

15、10V； 16、0.1π=0.314m/s； 17、（1）ＣＤ；（2）87.40cm， 1.88s；（3）不变。

三、计算题（共40分）

18、（8分）解析：由单摆的周期公式得：
，
；

根据万有引力定律：
，
,

所以：
解得：T月≈4.9s

19、（10分）[解析]　(1)此波向x轴负向传播

(2)在t1＝0到t2＝0.55s这段时间里，质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处，则有：(2＋)T＝0.55s 解得T＝0.2s

由图象得简谐波的波长为λ＝0.4m， 则波速v＝＝2m/s

(3)在t1＝0至t3＝1.2s这段时间，波中质点N经过了6个周期，

即质点N回到始点，所以走过的路程为L＝6×5×4＝120(cm)，

相对平衡位置的位移为2.5cm

20、（10分）解析：(1)设副线圈中电流为I2，则：I2＝N·＝2.5 A，

发电机的输出功率P出＝I22r＋NP得P出＝27.5 W.

(2)U1＝Um＝220 V　U2＝I2r＋U＝11 V．原、副线圈匝数比n1∶n2＝U1∶U2　得n1∶n2＝20∶1.

(3)磁通量的变化率最大时对应的感应电动势最大

U2max＝n2　得：＝＝ Wb/s＝0.14 Wb/s.

21、（12分）

[解析]　(1)矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速率为v，则v＝ωL2/2 ①

在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为

E1＝BL1vy ② 由图可知vy＝vsinωt ③

则整个线圈的感应电动势为e1＝2E1＝BL1L2ωsinωt. ④

(2)当线圈由图3位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)． ⑤

(3)由闭合电路欧姆定律可知I＝ ⑥ E＝
＝
⑦

则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为

QR＝I2RT ⑧ 其中T＝
⑨ 于是QR＝
⑩