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山西省朔州市怀仁市第一中学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题
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这是一份山西省朔州市怀仁市第一中学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题，共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
（时间：75分钟满分：100分）
一、单项选择题：本题共7小题.每小题4分.共28分。在每小题给出的四个选项中.只有一项是符合题目要求的。
1.关于物理学史，下列说法中正确的是（ ）
A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是特斯拉
B.电磁感应现象是奥斯特发现的
C.建立完整电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D.最早证明有电磁波存在的科学家是法拉第
2.一矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流.下列说法正确的是（ ）
A.线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流也最大
B.线圈经过乙图位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电流最大
C.线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率也最大
D.线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的感应电动势在减小
3.我国的5G通信技术已居世界前列，其使用的电磁波频率比4G更高，在相同时间内能够传输的信息量更大，与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A.波长更长B.光子能量更大
C.在真空中传播速度更大D.在真空中传播速度更小
4.如图所示，一个质点在平衡位置O点附近做机械振动。若从质点经过O点时开始计时，经过4s质点第一次经过M点，再继续运动，又经过2s第二次经过M点，则该质点第三次经过M点还需要的时间可能是（ ）
A. B. C. D.
5.如图甲所示，t=0时，一小船停在海面上的P点，一块浮木漂在纵坐标y=0.5m的R点，其后小船的振动图像如图乙所示，则（ ）
甲乙
A.水波的振动向x轴负方向传播B.水波波速为4.8m/s
末，浮木的纵坐标刚好为零末，小船的加速度达到正向最大值
6.北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统.假设该发电系统的输出电压恒为250V，通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电线的总电阻r=8Ω.升压变压器T1原、副线圈匝数比为1∶16，下列说法正确的是（ ）
A.若该发电系统输送功率为1×105W，则输电线损失的功率为5×103W
B.若该发电系统输送功率为1×105W，用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为200∶11
C.若用户消耗功率减少，则升压变压器T1，输出电压U2减小
D.若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压U1增大
7.如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做简谐运动，弹簧对物体的拉力F随时间变化如图乙所示，重力加速度为g。由此可以判定运动过程中（ ）
A.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变
B.物体的最大动能等于
C.物体的最大加速度为2倍的重力加速度
D.振幅为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示的装置可用于研究弹簧振子的受迫振动，砝码和轻弹簧构成弹簧振子。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子一驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图像如图甲所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图像如图乙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅。则（ ）
A.由图线可知T0=4s
B.由图线可知T0=8s
C.当T在4s附近时，y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，y很小
D.当T在8s附近时，y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，y很小
9.一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，质点P平衡位置在x=1m处，质点P振动比质点Q振动超前，质点Q和质点M的平衡位置分别在x=4m和x=8m处，某质点的振动图像如图乙所示，则（ ）
A.波沿x轴正方向传播B.波传播的速度为16m/s
C.质点P振动比质点Q振动超前0.075sD.图乙可能是质点M的振动图像
10.如图所示，在磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场中，等腰直角三角形导线框abc以直角边ac为轴按图示方向以20πrad/s的角速度匀速转动，ab边的边长为30cm，闭合导线框的总电阻为2Ω。若从图示位置开始计时（t=0时刻），则（ ）
A. t=0时，通过ab边的电流方向从a到bB.感应电动势的最大值为
C. 100s内，导线框产生的焦耳热为D. t=0时，bc边受到的安培力大小为
三、非选择题：共54分。
11.（8分）某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示。
（1）下列说法正确的是 。
A.为保证实验安全进行，原线圈应接低压直流电源
B.变压器中铁芯是整块硅钢
C.保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响
D.变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
（2）实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如下。由数据可知N1一定是 （填“原”或“副”）线圈的匝数。
根据表格中的数据，在实验误差允许的范围内，可得出原、副线圈两端电压与匝数的关系：
。
（3）学习小组发现实验室中一降压变压器的两个线圈的导线粗细不同。结合以上实验结论，应将较细的线圈作为 （填“原”或“副”）线圈。
12.（10分）科技小组在实验室设计了一个用单摆测定当地重力加速度g的实验。如图甲，用光控门计时器代替秒表，将光控门设置为；小球第一次通过光控门时启动计时和计数，当小球第60次通过光控门时计时和计数同时停止，即可从时间显示仪上读出小球60次通过光控门所经历的时间。他的实验步骤是：
（1）用刻度尺和三角尺测出单摆悬点到摆球下端的距离L如图乙所示。用游标卡尺测得摆球直径d如图丙所示，则此时单摆摆长l1= cm（结果保留四位有效数字）。
（2）将摆球拉离平衡位置使得摆线偏离竖直方向一个小角度α（α<5°），接通光控门计时器电源，由静止释放摆球，从时间显示仪读出摆球挡光时间t1=55.58s，则此单摆的振动周期T1= s（结果保留四位有效数字）。
（3）改变摆线长度，测量多组摆长l与对应的周期T，一同学根据l、T的值作出如图丁所示T2—l图像中的虚线，出现这种图像的原因可能是 。
A.单摆周期计算正确，而将摆长计算为
B.单摆摆长计算正确，而将周期计算为
C.单摆周期计算正确，而将测得的L当作摆长l
D.单摆摆长计算正确，而将周期计算为
（4）根据你的理解，由图丁 （填“能”或“不能”）求得当地重力加速度，若能，则重力加速度g= （用图丁中a、b坐标值表示）。
13.（10分）两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和，两列波的波速均为0.5m/s，波源的振幅均为2cm。如图为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。求：
（1）两列波的周期和相遇的时刻；
（2）1.2s内质点M运动的路程。
14.（12分）如图甲所示，轻弹簧上端固定.下端系一质量为m=0.1kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移x随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。
甲乙
（1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式；
（2）求出小球在0~15s内运动的总路程和15s时刻所在的位置；
（3）小球运动到最高点时，弹簧的伸长量为8cm，求此时小球加速度的大小。
15.（14分）如图所示，足够长的两平行金属导轨MN、PQ水平放置，两导轨间的距离，导轨右侧与原、副入线圈匝数之比为的理想变压器相连。导轨中间分布有磁感应强度大小均为B=2T的匀强磁场，磁场边界为正弦曲线。导体棒ab以v=6m/s的速度沿导轨水平向右匀速滑动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，变压器副线圈所接电阻，其余电阻不计，电压表和电流表均为理想交流电表。求：
（1）导体棒ab两端的最大电压：
（2）电压表的示数；
（3）电流表的示数。
2023~2024学年怀仁一中高二年级下学期第二次月考
物理答案
1.C [奥斯特发现电流的磁效应，他是最早发现电和磁有密切联系的科学家，A错误；电磁感应现象是法拉第发现的，B错误；英国科学家麦克斯韦建立完整电磁场理论，C正确；最早证明有电磁波存在的科学家是赫兹，D错误。]
2.B [线圈经过题图甲或题图丙位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，结合法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势为零，感应电流为零，A、C错误；线圈经过题图乙位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电流最大，B正确；线圈从题图丙位置（中性面）转到题图丁位置（与中性面垂直）的过程中，穿过线圈的磁通量减小，磁通量变化率增大，根据法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势在增大，D错误。]
3.B [因5G使用的电磁波频率更高，波长更短，故A错误；根据E=hν可知，5G使用的电磁波光子能量更大，故B正确；电磁波在真空中的传播速度都是相同的，为光速，故C、D错误。]
4.C [若质点从O点向右运动，可推得从O点运动到最大位移处所用时间为5s，因此振动周期T=20s，第三次通过M点还需要的时间；若从O点向左运动，可推得从O点运动到右侧最大位移处所用时间为5s，可知，可得振动周期，第三次通过M点还需要的时间，故选C。]
5.D [由题图乙可知，t=0时刻小船沿y轴的正方向起振，则此时小船在位于波传播方向波形的下坡上，所以水波的振动向x轴正方向传播，A错误；由题图甲和题图乙可知，波的波长λ=4m，周期T=1.2s，因此水波的波速为，B错误；t=0时刻，浮木位于波传播方向的上坡，因此浮木此时沿y轴的负方向振动，因为，t=0时刻，浮木位于平衡位置的上方，且不在最大位移处，因此1.5s末，浮木不在平衡位置，C错误；0.9s是，在t=0时刻，小船从平衡位置向y轴正方向振动，经时间，小船振动到y轴负方向的最大位移处，由简谐振动的受力特点可知，小船受沿y轴正方向的力最大，由牛顿第二定律可知，小船的加速度达到正向最大值，D正确。]
6.A [对于该系统输入输出功率不变，由于，故原线圈电流为，，代入数据解得I2=25A，则输电线损失的功率为，A正确；根据，代入数据解得，由A可知I2=25A，则，又，即有，B错误；由于输入输出功率相同，当用户消耗功率减小时，电流减小，由题知U1不变，不变，则U2不变，C错误；当消耗功率增大时，输电线电流变大，输电线上损失的电压变大，U2不变，根据可知，U3变小，又由可知，U4变小，D错误。]
7.B [由于轻弹簧与物体组成的系统机械能守恒，所以弹簧的弹性势能和物体的机械能（动能和重力势能之和）总和不变，故A错误；由题图乙可知，当弹簧处于原长时，物体位于最高点，当物体位于平衡位置时，动能达到最大值Ekm，此时弹簧的伸长量为，由于F-x图像与x轴所围的面积表示弹力的功，所以物体从最高点运动到平衡位置的过程中，弹力对物体做的功为，根据动能定理可得，联立解得，故B正确；当物体位于最低点时，所受合外力大小达到最大，此时物体的加速度大小最大，为am=g，故C错误；振幅为，故D错误。]
8.AC [若保持把手不动，砝码以一定的初速度做简谐振动，这时为自由振动，周期为固定周期，题图甲为砝码的自由振动图像，由图读出固有周期为T0=4s，A正确，B错误；当把手以某一速度匀速转动时，砝码做受迫振动，此时砝码振动的周期T等于驱动力的周期，题图乙为砝码做受迫振动的图像，由图读出驱动力周期为T=8s，当驱动力的周期越靠近砝码的固有周期时，砝码的振动越强烈，振幅越大；当驱动力的周期越远离砝码的固有周期时，砝码的振动越弱，振幅越小，C正确，D错误。]
9.AC [由于质点P振动比质点Q振动超前，可知波沿x轴正方向传播，故A正确；波传播的速度为，由题图有λ=8m，T=0.2s，解得v=40m/s，故B错误；波从P传到Q的时间为，故C正确；由于波向右传播，在t=0时刻，M点恰好经过平衡位置，且沿y轴负方向运动，题图乙不可能是质点M的振动图像，故D错误。]
10.BD [根据楞次定律可判断，t=0时，通过ab边的电流方向从b到a，故A错误；导线框匀速转动时，产生正弦式交流电，感应电动势的最大值为，故B正确；感应电动势的有效值为，100s内，导线框产生的焦耳热为，联立可得，故C错误；t=0时，导线框中的电流达到最大值，即，bc边受到的安培力大小为，故D正确。]
11.（1）C（2）副原、副线圈两端电压与匝数成正比，即（3）原（每空2分）
解析（1）为确保实验安全进行，应该选择低压交流电源，A错误；因为变压器是靠电磁感应工作，如果变压器铁芯是用整块硅钢，则在电磁感应的作用下，会产生很大的涡流发热，当热量达到一定程度时，会损坏铁芯和线圈，B错误；研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，C正确；变压器的铁芯通过电磁感应将原线圈电能转化为磁场能，再将磁场能转化为副线圈的电能，D错误。
（2）变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，由数据可知N1一定是副线圈的匝数；由表可知，原、副线圈两端电压与匝数成正比，即。
（3）变压器的输入功率约等于输出功率，如果是理想变压器，则输入功率等于输出功率，因为是降压变压器，所以原线圈的电压大于副线圈的电压，而功率又相等，所以原线圈的电流就小于副线圈的电流，原线圈电流小所以导线比副线圈细，故应将较细的线圈作为原线圈。
12.（1）88.53（88.52~88.54均可）（2）1.884（3）AC（4）能（每空2分）
解析（1）题图乙中，悬点到摆球下端距离L=88.97cm，题图丙可读出小球直径d=0.88cm，
则摆长
（2）摆球第一次通过光控门开始计时，每隔经过平衡位置一次，
因此摆球周期
（3）由单摆周期公式，得
若以L或为摆长，则对应每个测定的周期值，
“摆长”坐标比实际对应坐标要或，与题图丁中虚线相符，故选A、C。
（4）当摆长计算错误时，图线向右平移，斜率不变，由，可知
因此可以计算重力加速度，且重力加速度。
13.（1）0.80.6s（2）12cm
解析（1）由题意知λ=0.4m，v=0.5m/s，（1分）
根据得T=0.8s（2分）
由题意知两列波同时传播到质点M，，v=0.5m/s，（1分）
根据得t=0.6s（2分）
（2）由题图可知两列波同时传播到质点M，且质点M振动方向沿x轴负方向，为振动加强点，即质点M的振幅A'=2A=4cm（1分）
t=1.2s时，质点M振动了0.6s，即，（1分）
所以质点M运动路程s=3A'=12cm。（2分）
14.（1）（2）30cm在平衡位置（3）2m/s2
解析（1）由振动图像可知振幅A=2cm，周期T=4s，（1分）
则
则小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式为
（2）因为，则小球在0~15s内运动的总路程为
时刻小球的位置坐标x=0，即小球在平衡位置处。（1分）
（3）小球静止时处于平衡状态，有，解得，
根据牛顿第二定律有，解得。
15.（1）V（2）12V（3）3A
解析（1）最大电压为
（2）在导体棒向右匀速运动的过程中，因磁场边界为正弦曲线，
则导体棒切割磁感线的有效长度满足正弦函数关系式，为
所以棒中感应电动势瞬时值表达式为，为正弦交流电，（2分）
则感应电动势有效值为，
故电压表的示数为12V。
（3）根据，其中U1的值即为E的值，则可求得，
则有，
故电流表的示数为3A。N1/匝
100
100
200
200
N2/匝
200
400
400
800
U1/V
2.10
1.95
5.22
2.35
U2/V
4.28
8.00
10.60
9.64
（时间：75分钟满分：100分）
一、单项选择题：本题共7小题.每小题4分.共28分。在每小题给出的四个选项中.只有一项是符合题目要求的。
1.关于物理学史，下列说法中正确的是（ ）
A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是特斯拉
B.电磁感应现象是奥斯特发现的
C.建立完整电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D.最早证明有电磁波存在的科学家是法拉第
2.一矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流.下列说法正确的是（ ）
A.线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流也最大
B.线圈经过乙图位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电流最大
C.线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率也最大
D.线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的感应电动势在减小
3.我国的5G通信技术已居世界前列，其使用的电磁波频率比4G更高，在相同时间内能够传输的信息量更大，与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A.波长更长B.光子能量更大
C.在真空中传播速度更大D.在真空中传播速度更小
4.如图所示，一个质点在平衡位置O点附近做机械振动。若从质点经过O点时开始计时，经过4s质点第一次经过M点，再继续运动，又经过2s第二次经过M点，则该质点第三次经过M点还需要的时间可能是（ ）
A. B. C. D.
5.如图甲所示，t=0时，一小船停在海面上的P点，一块浮木漂在纵坐标y=0.5m的R点，其后小船的振动图像如图乙所示，则（ ）
甲乙
A.水波的振动向x轴负方向传播B.水波波速为4.8m/s
末，浮木的纵坐标刚好为零末，小船的加速度达到正向最大值
6.北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统.假设该发电系统的输出电压恒为250V，通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电线的总电阻r=8Ω.升压变压器T1原、副线圈匝数比为1∶16，下列说法正确的是（ ）
A.若该发电系统输送功率为1×105W，则输电线损失的功率为5×103W
B.若该发电系统输送功率为1×105W，用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为200∶11
C.若用户消耗功率减少，则升压变压器T1，输出电压U2减小
D.若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压U1增大
7.如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做简谐运动，弹簧对物体的拉力F随时间变化如图乙所示，重力加速度为g。由此可以判定运动过程中（ ）
A.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变
B.物体的最大动能等于
C.物体的最大加速度为2倍的重力加速度
D.振幅为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示的装置可用于研究弹簧振子的受迫振动，砝码和轻弹簧构成弹簧振子。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子一驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图像如图甲所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图像如图乙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅。则（ ）
A.由图线可知T0=4s
B.由图线可知T0=8s
C.当T在4s附近时，y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，y很小
D.当T在8s附近时，y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，y很小
9.一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，质点P平衡位置在x=1m处，质点P振动比质点Q振动超前，质点Q和质点M的平衡位置分别在x=4m和x=8m处，某质点的振动图像如图乙所示，则（ ）
A.波沿x轴正方向传播B.波传播的速度为16m/s
C.质点P振动比质点Q振动超前0.075sD.图乙可能是质点M的振动图像
10.如图所示，在磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场中，等腰直角三角形导线框abc以直角边ac为轴按图示方向以20πrad/s的角速度匀速转动，ab边的边长为30cm，闭合导线框的总电阻为2Ω。若从图示位置开始计时（t=0时刻），则（ ）
A. t=0时，通过ab边的电流方向从a到bB.感应电动势的最大值为
C. 100s内，导线框产生的焦耳热为D. t=0时，bc边受到的安培力大小为
三、非选择题：共54分。
11.（8分）某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示。
（1）下列说法正确的是 。
A.为保证实验安全进行，原线圈应接低压直流电源
B.变压器中铁芯是整块硅钢
C.保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响
D.变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
（2）实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如下。由数据可知N1一定是 （填“原”或“副”）线圈的匝数。
根据表格中的数据，在实验误差允许的范围内，可得出原、副线圈两端电压与匝数的关系：
。
（3）学习小组发现实验室中一降压变压器的两个线圈的导线粗细不同。结合以上实验结论，应将较细的线圈作为 （填“原”或“副”）线圈。
12.（10分）科技小组在实验室设计了一个用单摆测定当地重力加速度g的实验。如图甲，用光控门计时器代替秒表，将光控门设置为；小球第一次通过光控门时启动计时和计数，当小球第60次通过光控门时计时和计数同时停止，即可从时间显示仪上读出小球60次通过光控门所经历的时间。他的实验步骤是：
（1）用刻度尺和三角尺测出单摆悬点到摆球下端的距离L如图乙所示。用游标卡尺测得摆球直径d如图丙所示，则此时单摆摆长l1= cm（结果保留四位有效数字）。
（2）将摆球拉离平衡位置使得摆线偏离竖直方向一个小角度α（α<5°），接通光控门计时器电源，由静止释放摆球，从时间显示仪读出摆球挡光时间t1=55.58s，则此单摆的振动周期T1= s（结果保留四位有效数字）。
（3）改变摆线长度，测量多组摆长l与对应的周期T，一同学根据l、T的值作出如图丁所示T2—l图像中的虚线，出现这种图像的原因可能是 。
A.单摆周期计算正确，而将摆长计算为
B.单摆摆长计算正确，而将周期计算为
C.单摆周期计算正确，而将测得的L当作摆长l
D.单摆摆长计算正确，而将周期计算为
（4）根据你的理解，由图丁 （填“能”或“不能”）求得当地重力加速度，若能，则重力加速度g= （用图丁中a、b坐标值表示）。
13.（10分）两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和，两列波的波速均为0.5m/s，波源的振幅均为2cm。如图为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。求：
（1）两列波的周期和相遇的时刻；
（2）1.2s内质点M运动的路程。
14.（12分）如图甲所示，轻弹簧上端固定.下端系一质量为m=0.1kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移x随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。
甲乙
（1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式；
（2）求出小球在0~15s内运动的总路程和15s时刻所在的位置；
（3）小球运动到最高点时，弹簧的伸长量为8cm，求此时小球加速度的大小。
15.（14分）如图所示，足够长的两平行金属导轨MN、PQ水平放置，两导轨间的距离，导轨右侧与原、副入线圈匝数之比为的理想变压器相连。导轨中间分布有磁感应强度大小均为B=2T的匀强磁场，磁场边界为正弦曲线。导体棒ab以v=6m/s的速度沿导轨水平向右匀速滑动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，变压器副线圈所接电阻，其余电阻不计，电压表和电流表均为理想交流电表。求：
（1）导体棒ab两端的最大电压：
（2）电压表的示数；
（3）电流表的示数。
2023~2024学年怀仁一中高二年级下学期第二次月考
物理答案
1.C [奥斯特发现电流的磁效应，他是最早发现电和磁有密切联系的科学家，A错误；电磁感应现象是法拉第发现的，B错误；英国科学家麦克斯韦建立完整电磁场理论，C正确；最早证明有电磁波存在的科学家是赫兹，D错误。]
2.B [线圈经过题图甲或题图丙位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，结合法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势为零，感应电流为零，A、C错误；线圈经过题图乙位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电流最大，B正确；线圈从题图丙位置（中性面）转到题图丁位置（与中性面垂直）的过程中，穿过线圈的磁通量减小，磁通量变化率增大，根据法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势在增大，D错误。]
3.B [因5G使用的电磁波频率更高，波长更短，故A错误；根据E=hν可知，5G使用的电磁波光子能量更大，故B正确；电磁波在真空中的传播速度都是相同的，为光速，故C、D错误。]
4.C [若质点从O点向右运动，可推得从O点运动到最大位移处所用时间为5s，因此振动周期T=20s，第三次通过M点还需要的时间；若从O点向左运动，可推得从O点运动到右侧最大位移处所用时间为5s，可知，可得振动周期，第三次通过M点还需要的时间，故选C。]
5.D [由题图乙可知，t=0时刻小船沿y轴的正方向起振，则此时小船在位于波传播方向波形的下坡上，所以水波的振动向x轴正方向传播，A错误；由题图甲和题图乙可知，波的波长λ=4m，周期T=1.2s，因此水波的波速为，B错误；t=0时刻，浮木位于波传播方向的上坡，因此浮木此时沿y轴的负方向振动，因为，t=0时刻，浮木位于平衡位置的上方，且不在最大位移处，因此1.5s末，浮木不在平衡位置，C错误；0.9s是，在t=0时刻，小船从平衡位置向y轴正方向振动，经时间，小船振动到y轴负方向的最大位移处，由简谐振动的受力特点可知，小船受沿y轴正方向的力最大，由牛顿第二定律可知，小船的加速度达到正向最大值，D正确。]
6.A [对于该系统输入输出功率不变，由于，故原线圈电流为，，代入数据解得I2=25A，则输电线损失的功率为，A正确；根据，代入数据解得，由A可知I2=25A，则，又，即有，B错误；由于输入输出功率相同，当用户消耗功率减小时，电流减小，由题知U1不变，不变，则U2不变，C错误；当消耗功率增大时，输电线电流变大，输电线上损失的电压变大，U2不变，根据可知，U3变小，又由可知，U4变小，D错误。]
7.B [由于轻弹簧与物体组成的系统机械能守恒，所以弹簧的弹性势能和物体的机械能（动能和重力势能之和）总和不变，故A错误；由题图乙可知，当弹簧处于原长时，物体位于最高点，当物体位于平衡位置时，动能达到最大值Ekm，此时弹簧的伸长量为，由于F-x图像与x轴所围的面积表示弹力的功，所以物体从最高点运动到平衡位置的过程中，弹力对物体做的功为，根据动能定理可得，联立解得，故B正确；当物体位于最低点时，所受合外力大小达到最大，此时物体的加速度大小最大，为am=g，故C错误；振幅为，故D错误。]
8.AC [若保持把手不动，砝码以一定的初速度做简谐振动，这时为自由振动，周期为固定周期，题图甲为砝码的自由振动图像，由图读出固有周期为T0=4s，A正确，B错误；当把手以某一速度匀速转动时，砝码做受迫振动，此时砝码振动的周期T等于驱动力的周期，题图乙为砝码做受迫振动的图像，由图读出驱动力周期为T=8s，当驱动力的周期越靠近砝码的固有周期时，砝码的振动越强烈，振幅越大；当驱动力的周期越远离砝码的固有周期时，砝码的振动越弱，振幅越小，C正确，D错误。]
9.AC [由于质点P振动比质点Q振动超前，可知波沿x轴正方向传播，故A正确；波传播的速度为，由题图有λ=8m，T=0.2s，解得v=40m/s，故B错误；波从P传到Q的时间为，故C正确；由于波向右传播，在t=0时刻，M点恰好经过平衡位置，且沿y轴负方向运动，题图乙不可能是质点M的振动图像，故D错误。]
10.BD [根据楞次定律可判断，t=0时，通过ab边的电流方向从b到a，故A错误；导线框匀速转动时，产生正弦式交流电，感应电动势的最大值为，故B正确；感应电动势的有效值为，100s内，导线框产生的焦耳热为，联立可得，故C错误；t=0时，导线框中的电流达到最大值，即，bc边受到的安培力大小为，故D正确。]
11.（1）C（2）副原、副线圈两端电压与匝数成正比，即（3）原（每空2分）
解析（1）为确保实验安全进行，应该选择低压交流电源，A错误；因为变压器是靠电磁感应工作，如果变压器铁芯是用整块硅钢，则在电磁感应的作用下，会产生很大的涡流发热，当热量达到一定程度时，会损坏铁芯和线圈，B错误；研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，C正确；变压器的铁芯通过电磁感应将原线圈电能转化为磁场能，再将磁场能转化为副线圈的电能，D错误。
（2）变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，由数据可知N1一定是副线圈的匝数；由表可知，原、副线圈两端电压与匝数成正比，即。
（3）变压器的输入功率约等于输出功率，如果是理想变压器，则输入功率等于输出功率，因为是降压变压器，所以原线圈的电压大于副线圈的电压，而功率又相等，所以原线圈的电流就小于副线圈的电流，原线圈电流小所以导线比副线圈细，故应将较细的线圈作为原线圈。
12.（1）88.53（88.52~88.54均可）（2）1.884（3）AC（4）能（每空2分）
解析（1）题图乙中，悬点到摆球下端距离L=88.97cm，题图丙可读出小球直径d=0.88cm，
则摆长
（2）摆球第一次通过光控门开始计时，每隔经过平衡位置一次，
因此摆球周期
（3）由单摆周期公式，得
若以L或为摆长，则对应每个测定的周期值，
“摆长”坐标比实际对应坐标要或，与题图丁中虚线相符，故选A、C。
（4）当摆长计算错误时，图线向右平移，斜率不变，由，可知
因此可以计算重力加速度，且重力加速度。
13.（1）0.80.6s（2）12cm
解析（1）由题意知λ=0.4m，v=0.5m/s，（1分）
根据得T=0.8s（2分）
由题意知两列波同时传播到质点M，，v=0.5m/s，（1分）
根据得t=0.6s（2分）
（2）由题图可知两列波同时传播到质点M，且质点M振动方向沿x轴负方向，为振动加强点，即质点M的振幅A'=2A=4cm（1分）
t=1.2s时，质点M振动了0.6s，即，（1分）
所以质点M运动路程s=3A'=12cm。（2分）
14.（1）（2）30cm在平衡位置（3）2m/s2
解析（1）由振动图像可知振幅A=2cm，周期T=4s，（1分）
则
则小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式为
（2）因为，则小球在0~15s内运动的总路程为
时刻小球的位置坐标x=0，即小球在平衡位置处。（1分）
（3）小球静止时处于平衡状态，有，解得，
根据牛顿第二定律有，解得。
15.（1）V（2）12V（3）3A
解析（1）最大电压为
（2）在导体棒向右匀速运动的过程中，因磁场边界为正弦曲线，
则导体棒切割磁感线的有效长度满足正弦函数关系式，为
所以棒中感应电动势瞬时值表达式为，为正弦交流电，（2分）
则感应电动势有效值为，
故电压表的示数为12V。
（3）根据，其中U1的值即为E的值，则可求得，
则有，
故电流表的示数为3A。N1/匝
100
100
200
200
N2/匝
200
400
400
800
U1/V
2.10
1.95
5.22
2.35
U2/V
4.28
8.00
10.60
9.64
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