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辽宁省沈阳市市级重点高中联合体2021-2022高二物理下学期期中试题(含解析).doc

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辽宁省沈阳市市级重点高中联合体2021-2022高二物理下学期期中试
题（含解析）
第I卷（选择题，共48分）
一、选择题（本题共12小题，共48分。1-7为单选题每题4分，8-12为多选题全部选对的得4分，选不全的得2分，错选得0分。）
1.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴OO’垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A.那么

A.线圈消耗的电功率为8W
B.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cosC.线圈中感应电流的有效值为2AD.任意时刻穿过线圈的磁通量为Ф=【答案】B【解析】
【详解】A.从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=Imcosθ，则电流的最大值为Im线圈消耗的电功率为P=I2r=（
2
tT2tT
T

tsin
i
2A，cos
2
Im）2r=4W，故A错误；2
B.感应电动势的最大值为Em=Imr=2×2=4V；任意时刻线圈中的感应电动势为
e=Emcos
22t=4cost，故B正确；TT
2
Im=2A，故C错误；2
C.线圈中感应电流的有效值为
-1-/14-1-

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D.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=BSsin
2
t；根据Em=NBSω；可得T
mBS

Em24T2T
，故Φ=sint，故D错误。NN2NT
2.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则(

A.电压表的示数为220V
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J【答案】D【解析】
线框有内阻，所以电压表示数小于220V，A错误；交流电频率50Hz，则电路中的电流方向每秒钟改变100次，B错误；灯泡实际消耗的功率为：发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为
3.如图所示，电路中有四个完全相同灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1：n2和电源电压U1分别为（）
W，小于484W，C错误；
J="24.2"J，D正确。

A.1：22UB.1：24U
-2-/14-2-

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C.2：14UD.2：12U【答案】C【解析】
【详解】设灯泡正常发光时，额定电流为I0．由题图可知，原线圈中电流I原=I0，副线圈中两灯并联，副线圈中电流I副=2I0，U副=U；根据理想变压器的基本规律：I原n1=I副n2得n1：n2=2：1；U原：U副=n1：n2得U原=2U，所以U1=4U．故C正确，ABD错误。
4.如图所示，一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知（）

A.驱动力频率为f2时，振子处于共振状态B.驱动力频率为f3时，振子振动频率为f2C.假如让振子做自由振动，它的频率为f1D.振子做自由振动时，频率可以【答案】A【解析】
A：由共振曲线可以知道，出现振幅最大时，驱动力的频率等于固有频率，所以驱动频率为f2时，振子处于共振状态，故A项正确。
B：受迫振动的频率由驱动力频率决定，驱动力的频率为f3时，振子振动的频率也为f3，故B项错误。
CD：当驱动力频率等于固有频率时，振子的振动幅度最大，故由图看出固有频率为f2，振子自由振动的频率等于系统本身的固有频率，为f2，故CD两项错误。
点睛：振子做自由振动时，振子振动的频率等于其固有频率；振子做受迫振动时，振子振动
的
f1、f2、f3
-3-/14-3-

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的频率等于驱动力的频率。
5.一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5m的a､b两处的质点振动图象如图中a､b所示,则(

A.该波的振幅可能是20cmB.该波的波长可能是8.4mC.该波的波速可能是10.5m/sD.该波由a传播到b可能历时7s【答案】D【解析】
试题分析：根据振动图象读出质点的振幅，即为该波的振幅．由图读出同一时刻a、b两质点的位置和速度方向，结合波形分析质点间的距离与波长的关系，得到波长的通项，再求解波长的特殊值，求出波速的通项，求解波速的特殊值．
由图读出，该波的振幅为A=10cm．故A错误；由图看出，在t=0时刻，质点a经过平衡位置向上运动，质点b位于波谷，波由a向b传播，结合波形得到：a、b间距离与波长的关系为：
1
xn，n0.1.2.，得到波长为4x42m，当n=1时，8.4m；
44n14n1
10.5
m/s，当n=0时，v10.5m/s，故BC正确；该波由a传播到b的
T4n1
1
时间为t(nT4n1s，n0.1.2.，由于n是整数，t不可能等于7s，故D错误．
4
波速为v



6.一弹簧振子做简谐运动，周期为T，下列说法正确的是(A.若t
T
，则在t时间内振子经过的路程为一个振幅4
-4-/14-4-


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T
，则在t时间内振子经过的路程为两个振幅2T
C.若t，则在t时刻和tt时刻振子的位移一定相同
2T
D.若t，则在t时刻和tt时刻振子的速度一定相同
2
B.若t【答案】B【解析】
T，则t时间内振子经过的路程不一定等于振幅，与振子的初始位置有关，故A错误；4T
若t，则在t时刻和tt时刻振子的位置关于平衡位置对称，在t时间内振子经过
2
T
的路程为两个振幅，故B正确；若t，则在t时刻和tt时刻振子的位置关于平衡
2
T
位置对称，振子的位移大小相等，方向相反，故C错误；若t，则在t时刻和tt时
2
若t
刻振子的位置关于平衡位置对称，所以这两时刻速度的大小一定相等，方向相反，故D错误。所以B正确，ACD错误。
7.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地板上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0-t时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则下列判断正确的是

A.t1~t2时间内绝缘重物处于超重状态B.t2~t3时间内绝缘重物处于失重状态C.升降机开始时可能停
10楼，从t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼
D.升降机开始时可能停在1楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼【答案】C

-5-/14-5-

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【解析】
【详解】A.t1～t2时间内电路中电流i比升降机静止时小，说明压敏电阻增大，压力减小，重物处于失重状态。故A错误。
B.t3～t4时间内电路中电流i比升降机静止时大，说明压敏电阻减小，压力增大，重物处于超重状态。故B错误。
C.根据重物的状态可知，若升降机开始时停在10楼，则t1时刻开始，向下加速、匀速、减速，最后停在1楼。故C正确。
D.若升降机开始时停在l楼，t1时刻开始向上加速、匀速、减速，重物应先处于超重、既不超重也不失重、失重状态，与上分析不符，故D错误。
8.如图所示，T为理想变压器，原、副线圈的匝数比5：1，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），原线圈两端电压u2202sin314V，以下说法正确的是

A.当光照增强时，电压表V1示数为442V保持不变B.当光照增强时，电压表V2示数增大C.通过电流表A1的电流方向每秒变化100次D.当光照增强时，电流表A1、A2示数同时增大【答案】CD【解析】【分析】
和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R3的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．
【详解】原线圈两端电压有效值为220V，原副线圈匝数比为5：1，所以副线圈的电压有效值为44V，电压表V1示数为44V保持不变，与电阻的变化无关，所以A错误；当光照增强时，R3的电阻减小，总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，R1的电压变大，副线圈的总电压不变，

-6-/14-6-

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所以电压表V2示数变小，所以B错误；交流电的频率为f
31450Hz，所以通过电22
流表A1的电流方向每秒变化100次，所以C正确；当光照增强时，R3的电阻减小，总的电阻减小，所以次级电路的总电流要变大，A2的示数要变大，根据变压器初次级的电流关系可知，A1的示数也要变大，故D正确；故选CD。
【点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．
9.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=lm处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则

A.t=0.15s时质点Q的加速度达到正向最大B.t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向
C.从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6mD.从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm【答案】ABC【解析】
【详解】A.由乙图中Q点的振动图象可知t=0.15s时Q点在负的最大位移处，由a质点Q在该时刻具有正向最大加速度，故A正确；
B.甲图描述的是t=0.10s时的波动图象，而根据乙图可知t=0.10s到t=0.25s内Q点将向下振动，这说明在甲图中此时Q点将向下振动，根据质点振动方向和波传播方向的关系可知，波向左传播，判定出经过四分之一周期即t=0.15s时质点P运动方向为y轴负方向，故B正确；
C.根据甲乙两图可知波长和周期，则波速：v
kx知m

T

8
40m/s，故从t=0.10s到t=0.25s，0.2
波沿x负方向传播的距离为x=vt=40×0.15m=6m，故C正确；
D.只有在波峰或波谷或者平衡位置的质点，每T/4通过路程才为一个振幅A，t=0.10s时刻P

-7-/14-7-

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质点从图中位置开始运动，所以从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程不等于3A=30cm。故D错误。
10.如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波的部分波形图。若该波波速v=40m/s，在t=0时刻波刚好传播到x=13m处，下列关于波在t=0.45s时的运动情况分析，其中正确的是

A.该波x=9m处的质点的位移为-5cmB.该波x=11m处的质点的位移为5cmC.该波x=11m处的质点速度方向沿y轴负向D.该波刚好传播到x=31m处【答案】ACD【解析】
【详解】A.由图可知，波长为8m，波速为v=40m/s，由T刚好传播到x=13m处，则t=0.45s时，波向前传播了2于波谷，则质点的位移为-5cm，故A正确；
BC.由图可知，波长为8m，波速为v=40m/s，由T=0.2s，因在t=0时刻刚好传播到x=13m处，则t=0.45s时，波向前传播了2

v
＝
8
s0.2s，因在t=0时刻40
1
波形，所以x=9m处的质点，此时处4
1
波形，所以x=11m处的质点处于平衡位置沿y轴负方向运动，4
则位移为0，故B错误，C正确；
D.由图可知，波长为8m，波速为v=40m/s，由T=0.2s，因在t=0时刻刚好传播到x=13m处，则t=0.45s时，波向前传播了2
1
波形，所以波向前传播的距离为18m，因此该波刚好传播到4
x=31m处，故D正确；

11.如图为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M位于x＝0.2m处，则（）
-8-/14-8-

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A.这两列波不会发生干涉现象B.M点的振动总是加强
C.M点将做振幅为30cm的简谐振动
D.由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M点将位于波峰【答案】BC【解析】
试题分析：两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相等，由图可知两列波的波长相等，由v=λf可知，频率相等，所以两列波能产生干涉，故A错误；质点在M处是两列波的波峰与波峰相遇处，振动总是加强，振幅等于两列波振幅之和，为A=20cm+10cm=30cm，则M点将做振幅为30cm的简谐振动，故B、C正确；从图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，两波在M点都将向下运动，故M点会到达波谷，D错误。考点：振动与波。
12.一列简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔L=0.1m选取一个质点，如图甲所示，t=0时刻波恰好传到质点1，并立即开始向上振动，经过时间t=0.3s，所选取的1〜9号质点间第一次出现如图乙所示的波形，则下列判断正确的是

A.t=0.3s时刻，质点1向上振动B.t=0.3s时刻，质点8向上振动
C.t=0至t=0.3s内，质点5振动的时间只有0.2sD.该波的周期为0.2s，波速为4m/s

-9-/14-9-

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【答案】CD【解析】
【详解】AB.简谐横波向右传播，根据波形的平移法可知，t=0.3s时刻，质点1和质点8均向下运动，故AB错误．
CD.由题，t=0时刻波恰传到质点1，并立即开始向上振动，图中质点9的振动方向向下，则1-9号质点间第一次出现如图乙所示的波形，波传播了1.5T，由△t=1.5T=0.3s，得T=0.2s，质点5开始振动需要经过0.5T，则知质点5运动的时间为一个周期T=0.2s．由图读出波长为
λ=0.8m，由波速v


T

0.8
m/s4m/s．故CD正确．0.2
第II卷（非选择题，共52分）
二、填空题（每空2分，共12分）
13.如图所示，质量为3m的框架放在水平台秤上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端拴一质量为m的金属小球，小球上下振动。当小球运动到最低点时，台秤的示数为5mg，小球运动到最高点时，台秤的示数为________，此时小球的瞬时加速度大小为____。

【答案】(1.3mg(2.g【解析】
【详解】第一空第二空.由题可知，当小球在最低点时弹簧的拉力为T=5mg-3mg=2mg，则此时由牛顿第二定律：T-mg=ma。解得a=g；由对称知识可知，小球运动到最高点时加速度大小仍为g，方向向下；则此时mg-T＇=ma，解得T＇=0，则此时台秤的读数为3mg。
14.有一理想变压器原、副线圈匝数分别为1320匝、144匝，将原线圈接在220V的交流电压上，副线圈上电压为________V，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为________Wb/s.【答案】24【解析】

-10-/14-10-

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试题分析：根据变压器原理，副线圈的电压为24V，电压最大值为
，穿过铁芯的磁通量的最大变化率:
考点：变压器
15.某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：
.
（1）调游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为______________cm。

（2）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是______________（填选项前的字母）。A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
t
100
C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小【答案】(1.1.05cm(2.C【解析】
【详解】第一空.游标卡尺读数等于固定刻度读数加游标尺读数；固定刻度读数为：1.0cm；游标尺第10刻线与主尺刻线对其，读数为10×0.05mm=0.5mm，故读数为：1.0cm+0.05cm=1.05cm；
第二空.A.用单摆的最大摆角应小于5°，要从摆球到达最低点开始计时，故A错误；B.一个周期的时间内，摆球通过最低点2次，若测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
t
，故B错误；50
4π2L
C.由单摆的周期公式可推出重力加速度的计算式g可知，用悬线的长度加摆球的直径2
T
作为摆长，则摆长偏大，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确；D.为减小实验误差因，应选择密度较大的摆球，故D错误．

-11-/14-11-

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三、计算题（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）
16.如图所示，竖直放置的光目圆弧轨道的半径为R，O＇为圆心，O点在圆心O＇的正下方，一小球甲从距O点很近的A点由静止释放。R>>AO

（1）若乙球从圆心O＇处自由落下，问甲乙两球第一次到达O点的时间比；
（2）若另一小球丙从O点正上方某处自由落下，为使甲丙两球在O点相碰，小球丙应从多高处自由落下？【答案】（1）【解析】
【详解】（1）设乙球从离弧形槽最低点R高处开始自由下落，到达O点的时间为：t乙

22
2n1（2）
8
2
πR(n＝0，1，2，…
2
2R
g
甲球近似看做单摆，其周期：T＝2
R；gR，g
第一次到达O点的时间为t甲=T＝
14

2
t甲
则甲乙两球第一次到达O点的时间比＝；
t乙22
（2）由于甲球运动的周期性，所以甲球到达O点的时间为：t甲＝
TT2n1Rn＝，422g
n=0，1，2，…
丙到达O点的时间为：t丙
2h
g
由于甲、丙在O点相遇，故有：t甲=t丙
-12-/14-12-

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2n1解得：h=
8

2
πR(n＝0，1，2，…
2
17.下图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，矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO’轴转动，线圈在转动中保持和外电路电阻R形成闭合电路。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈电阻为r，线圈以恒定角速度ω逆时针转动。（只考虑单匝线圈，不计其他电阻）
求：（1）线圈转动过程中产生的最大感应电动势Em；

（2）若线圈经过图示位置时开始计时，写出交变电流的瞬时值表达式；（3）线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上通过的电荷量；【答案】(1BL1L2；(2iImsint【解析】
试题分析：（1）线圈转动过程中产生的最大感应电动势EmBSBL1L2(2线圈在图示位置是平衡位置，此时感应电流为零，
BL1L2BLL
sint(312。RrRr
EmBSBL1L2；RrRrRr
BL1L2
sint。故交变电流的瞬时值表达式为iImsint
Rr
而线圈中产生的最大电流为Im
（3）该过程中穿过线圈磁通量变化量为BSBL1L2，所用的时间t
T42
E
I根据电磁感应定律E，得平均电流为
Rr(Rrtt
故电阻R上通过的电荷量qIt
BLLt12。
(RrtRrRr
考点：电磁感应定律，交流电的最大值，电荷量。
18.如图所示实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形，虚线是这列波在t2=0.5s时刻的波形，

-13-/14-13-

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这列波的周期T符合：3T<t2–t1<4T，问：

（1）若波速向右，波速多大？（2）若波速向左，波速多大？
（3）若波速大小为74m/s，波速方向如何？
【答案】（1）54m/s．（2）58m/s．（3）波速方向向左．【解析】
【详解】试题分析：由图象可知：λ="8"m（1）当波向右传播时，波传播距离为s=nλ+波速为：v
3
λ=8n+3（m）8
s8n3m/s16n6m/s．（其中n=0,1,2…）t0.5
5
（2）当波向左传播时，波传播距离为s=nλ+λ=8n+5（m）
8
波速为：
．（其中n=0,1,2…）
（3）若波速大小为74m/s，在t=t2-t1时间内波传播的距离为：s=vt=74×0．5m="37"m．因为s=37m=4λ+
5
λ，所以波向左传播．8
【考点定位】机械波的传播
【点睛】本题是两个时刻的波形问题，关键是知道波向两个方向传播的距离表达式，知道波速、波长及周期之间的关系。
-14-/14-14-

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/2d77ea8d3b68011ca300a6c30c2259010302f357.html

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