2020-2021学年高二下学期第1次月考理综物理试题含答案解析

四川省广安市武胜县武胜中学【最新】高二下学期第1次月
考理综物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．劲度系数为20N/m的水平弹簧振子，它的振动图象如图所示，则图线上的P点反映出此时刻（）
A．振子所受弹力为0.5N，其方向沿x负向
B．弹簧振子的运动方向沿x负向
C．由t=0到图线上p点时刻振子所经过的路程为2.5 cm
D．弹簧振子运动的振动方程为x=5cosπt(m)
2．一个不计电阻的矩形线圈绕在其平面内并且垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势图象如图所示，并且接在原、副线圈匝数比为1:3的理想变压器原线圈两端，则（）
A．感应电动势的瞬时值表达式为e tV
π
=
B．t=0.2 s时穿过线圈平面的磁通量变率最大
C．t=0.1s时穿过线圈平面的磁通量最大
D．变压器副线圈两端的电压U=108 V
3．如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω=100π rad/s．线圈的匝数N=100，边长ab=0.2m、ad=0.4m，电阻不计．磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度
大小B=．电容器放电时间不计．下列说法正确的是（）
A．该线圈产生的交流电动势峰值为50 V
B．该线圈产生的交流电动势有效值为V
C．电容器的耐压值至少为50V
D．电容器的电容C变大时，电流表的示数变小
4．一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，则( )
A．此单摆的固有周期约为0.5 s
B．此单摆的摆长约为lm
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大
D．若把该单摆移到月球上，则在月球上该单摆的共振曲线的峰将向右移动
5．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输送电压为U，输电线的总电阻为R，则下列说法中正确的是（）
A．输电线上的电流为U R
B．用户得到的功率P=P0-
2 U R
C．输电线上损失的功率P=
2
P
R U
⎛⎫ ⎪⎝⎭
D．输电线上损失的功率P=
2 U R
二、多选题
6．图甲所示电路中为理想变压器，原、副线圈匝数比为2:1．电路中的负载电阻R1=55Ω，R2=220Ω，A、V为理想电流表和电压表，若流过负载R1的正弦交变电流如图乙所示，
则下列说法正确的是( )
A．原线圈中交变电压的频率为100Hz B．变压器的输入功率为270W
C．电流表的示数为1.25A D．电压表的示数为110V
7．如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（）
A．周期是0.01s
B．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大
C．最大值是V
D．表达式为e＝311sin100πt (V)
8．如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m．t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小为
g=10m/s2.以下判断正确的是______（双选，填正确答案标号）
A．h=1.7m
B．简谐运动的周期是0.8s
C．0.6s内物块运动的路程是0.2m
D．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反
9．一列简谐横波在t0=0.01s时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在x=1m处的质点P
的振动图象如图乙所示，已知质点Q的平衡位置在x=1.5m处，质点M的平衡位置在x=1.75m处，下列说法正确的是（）
A．传播方向沿+x方向传播
B．t0时刻后质点M比质点Q先到达平衡位置
C．从t0时刻起经过0.025s，质点M通过的路程大于1m
D．t=0.07s时，质点Q的加速度大于质点M的加速度
E.经一个周期P处质点经过的路程是一个波长
三、实验题
10．某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下图所示，则该金属丝的直径d=_______mm．另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下图所示，则该工件的长度L=_____cm．
11．在一次用单摆测定重力加速度的实验中
（1）图B为测量周期用的秒表，长针转一圈的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格1min．在测量周期时，长、短针位置如图所示，所用时间t=_____________s，（2）用单摆测定重力加速度的实验中，除了铁架台、秒表外，还有如下器材供选用，
请把应选用的器材填在横线上____ （填字母）．
A．1m长的粗绳
B．1m长的细线
C．半径为lcm的小木球
D．半径为lcm的小铅球
E．最小刻度为mm的米尺
F．最小刻度为cm的米尺
G．附砝码的天平
（3）若实验中测得的g值偏大，则可能的原因是_____（填字母）．
A、摆长中没有加小球的半径
B、开始计时时秒表过迟按下
C、在一定的时间内，把29次全振动误数成了30次
D、在振动过程中悬点出现松动，致使摆长变大
（4）为了减少实验误差，可采用图象法处理数据，通过多次改变摆长，测得多组摆长L和对应的周期T，并作出T2﹣L图象，如图所示．若图线的斜率为k，则用k表示重力加速度的测量值g=_____．若测量摆长时，漏加了小球半径导致图像不过原点，测量值g___．（填；偏大，偏小，不变）
四、解答题
12．如图所示,为交流发电机示意图，匝数为n =100匝矩形线圈，边长分别为10cm和
20cm，内电阻r =5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO’轴以ω=rad/s 的角速度匀速转动，线圈与外电阻R=20Ω相连接，求:
(1)从图示位置开始计时，写出瞬时电动势e的表达式
（2）开关S合上时，电压表和电流表示数．
(3)S闭合后，求线圈从图示位置转过900的过程中通过R的电量.
13．一列横波在x轴上传播，a，b是x轴上相距s ab＝6 m的两质点，t＝0时，b点正好到达最高点，且b点到x轴的距离为4 cm，而此时a点恰好经过平衡位置向上运动．已
知这列波的频率为25 Hz..
(1)求经过时间1 s，a质点运动的路程；
(2)若a、b在x轴上的距离大于一个波长，求该波的波速．
14．竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸．当振子上下振动时，以水平向左速度v=0.5m/s勾速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图所示，已知取g=π2．试问：
(1)振子振动的振幅和频率是多大？
(2)若某单摆的周期与弹簧振子的周期相同，则单摆的摆长为多大？
参考答案
1．A
【详解】
A ．由图可知P 点在t 轴上方，位移x=0.025cm ，所以回复力
200.0250.5N F kx =-=-⨯=-
即回复力大小为0.5N ，方向指向x 轴负方向，故A 正确；
B ．由图可知过A 点作图线的切线，该切线与x 轴的正方向的夹角小于90︒，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x 正方向，故B 错误．
C ．由t=0到图线上P 点时刻振子所经过的路程为7 2.575 2.537.5cm s A =+=⨯+=，故C 错误；
D ．由图可知，振幅5cm=0.05m A =，周期为T=2s,则角速度为
2rad/s T
πωπ=
= 故弹簧振子运动的振动方程为 ()cos 0.05cos m x A t t ωπ==
故D 错误，
故选A.
2．D
【详解】
A ．由图可知周期T =0.4s ，转动的角速度
25rad/s T
πωπ==
产生的感应电动势的最大值m E =，故线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
()
5V e t π=
故A 错误；
B ．t =0.2s 时，产生的感应电动势为零，此时磁通量的变化率为零，故B 错误；
C ．t =0.1s 时产生的感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，此时穿过线圈的磁通量为零，故C 错误；
D ．原线圈两端电压的有效值
136V U =
= 故副线圈电压表的示数 2211
108V n U U n =
= 故D 正确；
故选D.
【点睛】 根据图象可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比可以求得原线圈电压的瞬时值的表达式，根据瞬时值表达式可以求得在t=0.2秒时的磁通量的情况，根据产生的感应电压判断出磁通量的大小.
3．B
【解析】
线圈产生的交流电动势峰值为：=1000.20.410016m E NBS V ωππ
=⨯⨯⨯⨯=，故A 错误；线圈中产生正弦式交变电流，但只有半个周期有电流，根据热效应可得：22
50
2T E T R R
⋅=，可得有效值为：E =，故B 正确；电容器的耐压值为电压的最大
值，至少为，故C 错误；电容器的电容C 变大时，容抗变小，故电流表的示数变大，故D 错误．所以B 正确，ACD 错误．
4．B
【解析】
单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5Hz ，周期为2s ，故A 错误；由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率
相等，则周期为2s ．由公式2T =，可得L ≈1m ，故B 正确；若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故C 错误；若把该单摆移到月球上，重力加速度减小，则周期增大，频率减小，所以在月球上该单摆的共振曲线的峰将向左移动，故D 错误．所以B 正确，ACD 错误．
5．C
【解析】根据P 0=UI 得，输电线上的电流0P I U
=，故A 错误；由于U 不是输电线上损失的电压，不能通过U I R
=，求解输电线上的电流，输送的总功也不能根据2U R 求解，故B 错误；输电线上损失的功率2
20=P P I R R U ⎛⎫= ⎪⎝⎭损，故C 正确，D 错误。

所以C 正确，ABD 错误。

6．CD
【详解】
A ．由图乙可知该交流电的周期是0.02s ，则频率1150Hz 0.02
f T ===，由于变压器不改变交流电的频率，所以原线圈中交变电压的频率为50Hz ，故A 错误；
BCD ．由图乙可知，负载1R
的电流的最大值
2A =，根据电路图可知，电阻1R 的电压为 111255110V R U I R ==⨯=
2R 与1R 并联，故两个电阻的电压相等，则流过电阻2R 的电流
2221100.5A 220
R U I R =
== 则副线圈的总电流 212 2.5A R R I I I =+=
原线圈上的电流
2121
1.25A n I I n == 电压表的示数为电阻1R 的电压，故电压表的示数为110V ，根据能量守恒可知：变压器的输入功率等于变压器的输出功率，即
1222275W P P U I ===
故B 错误，CD 正确；
故选CD.
7．BD
【解析】
由图象知周期为0.02s ，故A 错误；当t=0时，瞬时电压为零，此时线圈处于中性面位置，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，故B 正确；由图象知最大值为311V ，故C 错误；角速度2100T πωπ=
=，所以表达式为()311100e sin t V π=，故D 正确；故选BD. 8．AB
【详解】
t=0.6s 时，物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m= -0.1m ；则对小球212h y gt +=
，解得h=1.7m ，选项A 正确；简谐运动的周期是220.82.5T s s ππωπ
==
=，选项B 正确；0.6s 内物块运动的路程是3A=0.3m ，选项C 错误；t=0.4s=2T ，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项D 错误．
9．BCD
【详解】
A ．由图乙可知，00.01t s =时刻质点P 向上运动，根据“上下坡”法，可知波形向-x 方向传播，故A 错误；
B ．因波向-x 方向传播，故在00.01t s =质点M 也向下运动，故0t 时刻后质点M 比质点Q 先到达平衡位置，故B 正确；
C ．周期为T =0.02s ，10.02514t s T ⎛
⎫==+ ⎪⎝⎭
，从0t 时刻起质点M 不在平衡位置开始运动，故其运动的路程要大于5A ，即大于1m ，故C 正确；
D ．经过10.0732t s T ⎛
⎫∆==+ ⎪⎝⎭
，Q 在负的最大位移位置，M 在平衡位置处，故Q 的位移大于M 的位移，则Q 的加速度大于M 的加速度，故D 正确；
E ．经一个周期P 处质点经过的路程是S =4A=0.8m ，而波长是2m ，故E 错误；
故选BCD.
10．3.205（3.203-3.207） 5.015
【详解】
[1]由图所示螺旋测微器可知，螺旋测微器的固定刻度示数是3mm ，可动刻度示数是20.50.01mm 0.205mm ⨯=，螺旋测微器的示数是：
3mm 0.206mm 3.206mm d =+=
[2]由图所示游标卡尺可知，主尺示数是5cm ，游标尺示数是3×
0.05mm=0.15mm=0.015cm ，则游标卡尺的示数是：
5cm 0.015cm 5.015cm L =+=
11．100.2s BDE BC 4π2/k 不变
【详解】
（1）[1]．由图可知大格读数为90s ，小格读数为：10.2s ，故秒表的读数为t=100.2s ； （2）[2]．A 、B 、单摆模型中，小球视为质点，故摆线越长质量越小，测量误差越小，故B 正确，A 错误；C 、D 、摆球密度要大，体积要小，空气阻力的影响才小，故D 正确，C 错误；E 、F 、刻度尺的最小分度越小，读数越精确，故F 错误，E 正确；实验不需要天平，G 错误；故选BDE ；
（3）[3]．根据单摆的周期公式2T =，得 224πL g T
= A 、摆长中没有加小球的半径，则摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小．故A 错误．B 、开始计时，秒表过迟按下，则周期的测量值偏小，重力加速度的测量值偏大．故B 正确．C 、在一定的时间内，把29次全振动误数成了30次，则周期的测量值偏小，重力加速度的测量值偏大．故C 正确．D 、振动中出现松动，使摆线长度增加了，知摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小，故D 错误．故选BC.
（4）[4][5]．由单摆周期公式
2T =得 2
2
4T L g π= 则2T L -图象的斜率
2
4k g
π= 解得
2
4g k
π= 由2T L -图象可知，实验漏加小球半径，图象的斜率不变，所测重力加速度测量值与真实值相等，不变．
12．(1) (2) 40V 2A (3) 0.04C
【解析】
（1）感应电动势最大值为：1000.50.10.2m E nBS ω==⨯⨯⨯⨯=
则感应电动势的瞬时值表达式为：e =，
(2)感应电动势有效值为：50
E V ==，电键S 合上后，由闭合电路欧姆定律有：502525E I A A R r ===++，22040U IR V V ==⨯=
（3）根据法拉第电磁感应定律以及电流公式可以得到：
0.04nBS q I t n C R r R r
φ∆=⋅∆===++ 点睛：本题考查了交流电的应用问题，要知道电流表电压表读数为有效值，并会计算交流电的有效值．
13．①4m ；②
600/43m s n +(n ＝1,2,3…)或600/41m s n +(n ＝1,2,3…) 【详解】
（1）a 点一个周期运动的路程s 0＝4A ＝0.16 m ，1 s 内的周期数是125n T =
= 1s 内运动的路程：s ＝ns 0＝4m.
（2）若波由a 传向b ，34ab s n λ⎛⎫=+
⎪⎝⎭ 波速为：600/43
v f m s n λ==+ (n ＝1,2,3…) 若波由b 传向a ，14ab s n λ⎛
⎫=+
⎪⎝⎭
波速为：
600
/
41
v f m s
n
λ
==
+
(n＝1,2,3…).
14．（1）5cm，0.5Hz；（2）1m
【详解】
（1）设周期为T，振幅为A．由题图得：A=5cm；由于振动的周期就是记录纸从0至x=1m运动的时间
所以周期为：
1
2
0.5
x
T s
v
===
则频率为
1
0.5
f Hz
T
==
（2）根据单摆的周期公式2
T=解得摆长L=1m。