陕西省宝鸡市金台区2022-2023学年高二下学期期中质量检测物理试题
一、单选题
1．下列i-t图像中表示交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】交变电流要满足电流方向周期性变化，ABC电流方向一直为正方向，未发生改变所以不是交变电流，D电流方向周期性改变，是交变电流，故选D。
【分析】电流方向周期性变化的电流才是交变电流。
2．如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为
B．此发电机电动势的有效值为
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电流方向为ABCD
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
【答案】D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A：周期为即0.02S，频率为50Hz。A错误。
B：20V为最大值，不是有效值。B错误。
C：由右手定则可知电流方向为ADCB。C错误。
D： 当线圈平面转到图示位置时虽然磁通量为零，但磁通量的变化率最大 ，感应电动势最大。D正确。
故选D
【分析】由电动势随时间变化的规律可得周期以及频率，由右手定则判断感应电流方向，有效值不是最大值。
3．钳形电流表其外形和结构简图如图甲所示，现用其测量一电缆线中的电流，如图乙，若电流表上指示的电流为I，已知表中线圈的匝数为n匝，则下列说法正确的是（ ）
A．这种电流表能测量恒定电流 B．这种电流表利用自感原理工作
C．待测电缆中电流为I D．待测电缆中电流为nI
【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】A： 这种电流表利用变压器原理，能测量交变电流 ，A错误。
B： 这种电流表利用互感原理工作 ，B错误。
C：电流之比为匝数之比的倒数，匝数越少，电流越大， 表中线圈的匝数为n匝 ， 待测电缆中电流为nI。C错误。
D：由C分析知D正确。
故选D。
【分析】变压器中电流一定是交变电流，变压器中，电流之比为匝数之比的倒数，匝数越少，电流越大。
4．（2021高二下·金台期中）关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是（ ）
A．波源发生振动，可能会产生机械波
B．振动的质点不会随波发生迁移
C．波的传播速度就是质点振动的速度
D．波源停止振动时，波不会立即停止传播
【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A．波源发生振动，如果有传播振动的介质就会产生机械波，选项A正确，不符合题意；
B．在波的传播中，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，选项B正确，不符合题意；
C．波的传播速度与质点振动的速度是不同的，选项C错误，符合题意；
D．在波的传播中，如振源停止振动，由于惯性，质点的振动并不立即停止，则波的传播并不会立即停止，选项D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】波源发生振动，该振动在介质中传播将会产生机械波，结合波的传播以及质点的振动进行分析判断，结合惯性进行分析判断。
5．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．只要存在电场和磁场，就能产生电磁波
B．电视遥控器利用的是紫外线
C．法拉第预言了电磁波的存在
D．真空中，不同频率的电磁波传播速度与光速相同
【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的周期、频率与波速；电磁波谱
【解析】【解答】A：周期性变化的电场和磁场，才能产生电磁波，A错误。
B： 电视遥控器利用的是红外线 ，B错误。
C：麦克斯韦预言了电磁波的存在，C错误。
D： 真空中，不同频率的电磁波传播速度与光速相同 ，光也是一种电磁波。D正确。
故选D。
【分析】熟悉物理学史的各个科学事件是解题关键， 真空中，不同频率的电磁波传播速度 都相同。
6．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则（ ）
A．2与1的波长、频率相等，波速不等
B．2与1的波速、频率相等，波长不等
C．3与1的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
【答案】D
【知识点】波的反射和折射
【解析】【解答】AB： 同一波在不同介质中传播不会改变频率，波速和波长可能改变。可将波想象成光，光本身也是一种电磁波。2与1 在同种介质， 2与1的波长、频率以及波速都相等，AB错误。
CD：2与1 在不同种介质，波速改变，频率不变，波长一定改变，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】同一波在不同介质中传播不会改变频率，波速变了，波长也会跟着变化。
7．为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某路面上的减速带的间距为，一辆固有频率为的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（ ）
A．当汽车以的速度行驶时，其振动频率为
B．当汽车以的速度行驶时最不颠簸
C．当汽车以的速度行驶时颠簸最厉害
D．汽车速度越大，颠簸就越厉害
【答案】C
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】A： 减速带的间距为 1.5m，则 当汽车以 速度运动时，周期为0.3秒，频率为，不是2Hz。
BC： 当汽车以的速度行驶时 ，周期为0.5秒，频率为2Hz，此时发生共振现象， 颠簸最厉害 ，B错误，C正确。
D：汽车以的速度行驶时颠簸最厉害 ，不是汽车速度越大，颠簸就越厉害 ，D错误。
故选C。
【分析】当物体固有频率与受迫振动频率相等时，振幅最大，颠簸最厉害。
8．一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=1m和x2=4m处质点的振动图像如图甲、图乙所示，则此列波的传播速度不可能是（ ）
A．0.6m/s B．1m/s C．2m/s D．3m/s
【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播；简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】由图得周期为4s，波向左传播， x1=1m比x2=4m处质点振动滞后，波速为，波速可能为 3m/s 或者0.6m/s ，波向右传播， x1=1m比x2=4m处质点振动提前，波速为，波速可能为 1m/s。综上所述，波速不可能为 2m/s ，故选C。
【分析】波传播方向以及周期具有多解性，分情况分类进行讨论。
二、多选题
9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的周期为，某时刻的波形如图所示．则（ ）
A．该波的波长为 B．该波的波速为
C．该时刻质点P向y轴负方向运动 D．该时刻质点Q向y轴负方向运动
【答案】A,C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A：由图得四分之一波长为2m，所以波长为8m。A正确。
B：波速等于波长除以周期为，B正确。
C： 简谐横波沿x轴正方向传播 ，沿着波传播方向，P处于上坡状态，根据上坡下下坡上规律，P 向y轴负方向运动 ，C正确。
D：与C分析同理可得 Q向y轴正方向运动 。D错误。
故选AC。
【分析】波速等于波长除以周期，上坡下下坡上即沿着传播方向看，处于上坡的波形，质点向下振动，处于下坡的波形，质点向上振动。
10．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b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3：2
B．交流电a的电压瞬时值
C．交流电b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
【答案】A,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A：周期之比为2：3，则 转速之比为3：2 ，A正确。
B：a图像周期为0.4s，最大值为10V，所以电压瞬时值 ，B错误。
C：电压最大值表达式为，所以最大值之比即为角速度之比，周期之比为2：3，角速度之比为3：2， 交流电b的电压最大值为 ，C正确。
D： 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量最大，D错误。
故选AC
【分析】周期与转速互为倒数，电压最大值表达式为，电动势为0的时刻，磁通量最大。
11．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图像，图乙为质点A的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播，波速为20m/s
B．该波可以与另一列频率为2.5Hz的波发生稳定的干涉
C．波在传播过程中遇到16m大小的障碍物能发生明显的衍射
D．观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz
【答案】B,D
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】A：由振动图像可得周期为0.4s，由波形图得波长为8m，所以波速等于波长除以周期，波速为20 m/s ，根据山坡下下坡上规律可得 该波沿x轴负方向传播 ，A错误。
B：周期为0.4S，频率为2.5Hz， 该波可以与另一列频率为2.5Hz的波发生稳定的干涉 。B正确。
C：只有波长等于或者大于障碍物能发生明显的衍射 ，C错误。
D： 观察者向着波源方向奔跑，发生多普勒现象，观察者接收到的频率大于2.5Hz 。D正确。
故选BD。
【分析】波长等于或者大于障碍物能发生明显的衍射 ，频率相等的波发生稳定的干涉。
12．如图甲所示，理想变压器原线圈a、b端接入如图乙所示的交流电，副线圈接有阻值为的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比n1：n2=5：3，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为12V
B．通过副线圈的交变电流的频率为0.02Hz
C．电流表的示数为0.9A
D．理想变压器的输入功率为18W
【答案】A,C,D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A：原线圈电压有效值为20V， 原、副线圈的匝数比n1：n2=5：3 ，所以副线圈有效值为12V，A正确。
B：原线圈周期0.02S，频率50Hz，副线圈电流频率也为50Hz。B错误。
C：副线圈电流为， 原、副线圈的匝数比n1：n2=5：3， 电流表的示数为0.9A ，C正确。
D：输入功率，D正确。
故选ACD。
【分析】原副线圈电压之比为匝数比，电流之比为匝数比的倒数。原副线圈功率相等。
三、填空题
13．“隔墙有耳”说明声波可以绕过障碍物，这是声波在传播过程中发生了 现象；两列波在介质中相遇一定会发生 现象。
【答案】衍射；叠加
【知识点】波的衍射现象；波的叠加
【解析】【解答】“隔墙有耳”说明声波可以绕过障碍物，这是声波在传播过程中发生了衍射现象， 两列波在介质中相遇一定会发生 叠加现象，如果频率还相同，则会发生干涉现象。
【分析】干涉和衍射是波特有的现象。
14．“西电东输”工程中为减少输电损耗，必须提高输电电压，从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kW，输电电压为1000kV，输电线电阻为100Ω，则输电线上的电流为 A，若改用超导材料做为输电线，则可减小电损耗的功率为 kW。
【答案】1000；1.0×105
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】电流， 若改用超导材料做为输电线，导线不再发热，则可减小电损耗的功率即为 热功率。
【分析】功率等于电压乘以电流。超导物体流过电流时，不会发热。
15．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V、60Hz的交变电源两端，三只灯泡亮度相同。如果将电源改为220V、100Hz的交变电源，则a灯亮度 ，b灯亮度 ，c灯亮度 。（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）
【答案】不变；变暗；变亮
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】a灯串联为电阻，不会为电流频率变化而变化，所以a灯亮度不变。b灯串联一个电感线圈，电流频率越大，对电流阻碍作用越明显，所以b灯亮度变暗。c灯串联一个电容器，电流频率越大，对电流阻碍作用减弱，所以c灯亮度变亮。
【分析】电感的特性：通低频、阻高频；电容器的特性：通调频、阻低频。
四、实验题
16．如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）应把恒温箱内的加热器接在 端；（选填“A、B”或“C、D”）
（2）若要使恒温箱内的温度保持150℃，可变电阻R的值应调节为 。
【答案】（1）A、B
（2）70
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】（1）此为电磁继电器。温度低时，热敏电阻阻值较大，电流较小，衔铁无法被吸下， 加热器 加热，所以应把恒温箱内的加热器接在 AB端。
（2）由题意得超过150度，衔铁被吸下，加热器停止加热，线圈电流为20mA，由欧姆定律得，电路总电阻为300欧，热敏电阻由甲图得电阻为30欧， 继电器线圈的电阻为200 ，所以 可变电阻R的值应调节为 70欧。
【分析】（1）温度越高，控制电路电阻越小，电流越大，衔铁容易吸下来。
（2）由欧姆定律求出总电阻，串联电路，总电阻等于各个部分电阻之和。
17．某同学利用单摆测当地重力加速度，实验装置如图1所示。由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出l-T2图像，如图2所示。实验得到的l-T2图线是 （选填“a”、“b”或“c”）。测得当地的重力加速度g= m/s2，小球的半径是 cm。（取2=9.86，计算结果保留3位有效数字）若不考虑测量误差，计算均无误，算得的g值和真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“一致”）。
【答案】c；9.86；0.6；一致
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】 将悬点到小球最低点的距离作为摆长l ，摆长变长，若周期相同，图像对应摆长更长，在图2中取相同周期， 实验得到的l-T2图线 摆长更长，故选C。结合单摆周期公式可得，图像斜率为，即，又 2=9.86 ，所以。小球半径等于增大的摆长，由图得小球半径为0.6cm。由图像求解误差减小，而且不考虑测量误差，计算均无误，算得的g值和真实值相比一致。
【分析】单摆摆长为球的半径加上绳长。由单摆周期公式得到增加摆长后图像对应的函数关系式，结合图像求解。
五、解答题
18．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题：
（1）写出该振子简谐运动的表达式；
（2）该振子在前50s内的路程是多少。
【答案】（1）解：由振动图象可得，振幅A=5cm，周期T=4s，初相，则角速度
故该振子做简谐运动的表达式为
（2）解：振子经过前50s时刚好经过了12.5个周期，所以振子前100s内路程
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【分析】（1）由图像可得振幅，周期，代入振子简谐运动的表达式即可。
（2）周期为4S，50S等于12.5个周期，一个周期振子通过路程为4A，振幅等于5cm。
19．如图所示，实线和虚线分别是沿轴传播的一列简谐横波在t=0和t′=0.06s时刻的波形。已知在t=0时刻，x=0.3m处的质点向y轴正方向运动。已知此波的周期T>0.06s。试完成以下问题：
（1）判断该波的传播方向；
（2）求该波的周期；
（3）求该波的波速。
【答案】（1）解：由波形和质点的振动方向规律可知，当t=0时刻，x=0.3m处的质点向y轴正方向运动，波峰需要向右移，则波沿正方向传播。
（2）解：由图可知（n=0，1，2，3...）
故有
因为周期T>0.06s，故T=0.08s
（3）解：由图可知，波长为λ=1.2m，由波速公式可得
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）可以根据上坡下，下坡上规律判断波的传播方向。
（2）波向右传播，所以0.06S等于，由此得到周期表达式，结合周期T>0.06s求解。
（3）由图可知，波长为λ=1.2m，波速等于波长除以周期。
20．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220的正弦交流电源上，求：
（1）原线圈回路中电阻两端的电压u；
（2）原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比。
【答案】（1）解：设原线圈的电流为I，根据理想变压器电流关系，副线圈中的电流为3I，原线圈中电阻两端的电压u=IR
原线圈电压u1=220-u
副线圈电压u2=3IR=3u
根据电压关系
即
得u=22V
（2）解：根据焦耳定律得原、副线圈电路的功率分别为P1=I2R，P2=（3I）2R
原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比P1：P2=1：9
【知识点】变压器原理；变压器的应用
【解析】【分析】（1）原副线圈电压之比等于线圈匝数之比。
（2）电阻为纯电阻，消耗的电功率之比即为热功率之比。求出电流之比即可求出消耗的功率之比。
21．如图甲，置于水平长木板上的滑块用细绳跨过定滑轮与钩码相连，拖动固定其后的纸带一起做匀加速直线运动，一盛有有色液体的小漏斗（可视为质点），用较长的细线系于纸带正上方的O点，当滑块运动的同时，漏斗在垂直于滑块运动方向的竖直平面内做摆角很小（小于5°）的摆动，漏斗中漏出的有色液体在纸带上留下如图乙所示的痕迹。测得漏斗摆动时细线中拉力的大小F随时间t的变化图像如图丙所示，重力加速度为g，试完成以下问题：
（1）根据图丙求漏斗振动的周期T及摆长L；
（2）图乙中测得A、C两点间距离为x1，A、E两点间距离为x2。求滑块加速度的大小及液体滴在D点时滑块速度的大小。
【答案】（1）解：根据图丙可知漏斗振动的周期
根据单摆的周期公式
可得摆长
（2）解：由匀变速直线运动的规律可
即
解得
液滴在D点时滑块速度的大小
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【分析】（1）根据图丙可知漏斗振动的周期等于，结合单摆周期公式即可求解摆长。
（2）单摆周期不变，所以乙图中任意相邻两点之间时间间隔相等，可以利用以及中间时刻瞬时速度等于全程平均速度求解。
陕西省宝鸡市金台区2022-2023学年高二下学期期中质量检测物理试题
一、单选题
1．下列i-t图像中表示交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为
B．此发电机电动势的有效值为
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电流方向为ABCD
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
3．钳形电流表其外形和结构简图如图甲所示，现用其测量一电缆线中的电流，如图乙，若电流表上指示的电流为I，已知表中线圈的匝数为n匝，则下列说法正确的是（ ）
A．这种电流表能测量恒定电流 B．这种电流表利用自感原理工作
C．待测电缆中电流为I D．待测电缆中电流为nI
4．（2021高二下·金台期中）关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是（ ）
A．波源发生振动，可能会产生机械波
B．振动的质点不会随波发生迁移
C．波的传播速度就是质点振动的速度
D．波源停止振动时，波不会立即停止传播
5．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．只要存在电场和磁场，就能产生电磁波
B．电视遥控器利用的是紫外线
C．法拉第预言了电磁波的存在
D．真空中，不同频率的电磁波传播速度与光速相同
6．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则（ ）
A．2与1的波长、频率相等，波速不等
B．2与1的波速、频率相等，波长不等
C．3与1的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
7．为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某路面上的减速带的间距为，一辆固有频率为的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（ ）
A．当汽车以的速度行驶时，其振动频率为
B．当汽车以的速度行驶时最不颠簸
C．当汽车以的速度行驶时颠簸最厉害
D．汽车速度越大，颠簸就越厉害
8．一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=1m和x2=4m处质点的振动图像如图甲、图乙所示，则此列波的传播速度不可能是（ ）
A．0.6m/s B．1m/s C．2m/s D．3m/s
二、多选题
9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的周期为，某时刻的波形如图所示．则（ ）
A．该波的波长为 B．该波的波速为
C．该时刻质点P向y轴负方向运动 D．该时刻质点Q向y轴负方向运动
10．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b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3：2
B．交流电a的电压瞬时值
C．交流电b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
11．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图像，图乙为质点A的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播，波速为20m/s
B．该波可以与另一列频率为2.5Hz的波发生稳定的干涉
C．波在传播过程中遇到16m大小的障碍物能发生明显的衍射
D．观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz
12．如图甲所示，理想变压器原线圈a、b端接入如图乙所示的交流电，副线圈接有阻值为的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比n1：n2=5：3，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为12V
B．通过副线圈的交变电流的频率为0.02Hz
C．电流表的示数为0.9A
D．理想变压器的输入功率为18W
三、填空题
13．“隔墙有耳”说明声波可以绕过障碍物，这是声波在传播过程中发生了 现象；两列波在介质中相遇一定会发生 现象。
14．“西电东输”工程中为减少输电损耗，必须提高输电电压，从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kW，输电电压为1000kV，输电线电阻为100Ω，则输电线上的电流为 A，若改用超导材料做为输电线，则可减小电损耗的功率为 kW。
15．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V、60Hz的交变电源两端，三只灯泡亮度相同。如果将电源改为220V、100Hz的交变电源，则a灯亮度 ，b灯亮度 ，c灯亮度 。（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）
四、实验题
16．如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）应把恒温箱内的加热器接在 端；（选填“A、B”或“C、D”）
（2）若要使恒温箱内的温度保持150℃，可变电阻R的值应调节为 。
17．某同学利用单摆测当地重力加速度，实验装置如图1所示。由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出l-T2图像，如图2所示。实验得到的l-T2图线是 （选填“a”、“b”或“c”）。测得当地的重力加速度g= m/s2，小球的半径是 cm。（取2=9.86，计算结果保留3位有效数字）若不考虑测量误差，计算均无误，算得的g值和真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“一致”）。
五、解答题
18．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题：
（1）写出该振子简谐运动的表达式；
（2）该振子在前50s内的路程是多少。
19．如图所示，实线和虚线分别是沿轴传播的一列简谐横波在t=0和t′=0.06s时刻的波形。已知在t=0时刻，x=0.3m处的质点向y轴正方向运动。已知此波的周期T>0.06s。试完成以下问题：
（1）判断该波的传播方向；
（2）求该波的周期；
（3）求该波的波速。
20．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220的正弦交流电源上，求：
（1）原线圈回路中电阻两端的电压u；
（2）原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比。
21．如图甲，置于水平长木板上的滑块用细绳跨过定滑轮与钩码相连，拖动固定其后的纸带一起做匀加速直线运动，一盛有有色液体的小漏斗（可视为质点），用较长的细线系于纸带正上方的O点，当滑块运动的同时，漏斗在垂直于滑块运动方向的竖直平面内做摆角很小（小于5°）的摆动，漏斗中漏出的有色液体在纸带上留下如图乙所示的痕迹。测得漏斗摆动时细线中拉力的大小F随时间t的变化图像如图丙所示，重力加速度为g，试完成以下问题：
（1）根据图丙求漏斗振动的周期T及摆长L；
（2）图乙中测得A、C两点间距离为x1，A、E两点间距离为x2。求滑块加速度的大小及液体滴在D点时滑块速度的大小。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】交变电流要满足电流方向周期性变化，ABC电流方向一直为正方向，未发生改变所以不是交变电流，D电流方向周期性改变，是交变电流，故选D。
【分析】电流方向周期性变化的电流才是交变电流。
2．【答案】D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A：周期为即0.02S，频率为50Hz。A错误。
B：20V为最大值，不是有效值。B错误。
C：由右手定则可知电流方向为ADCB。C错误。
D： 当线圈平面转到图示位置时虽然磁通量为零，但磁通量的变化率最大 ，感应电动势最大。D正确。
故选D
【分析】由电动势随时间变化的规律可得周期以及频率，由右手定则判断感应电流方向，有效值不是最大值。
3．【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】A： 这种电流表利用变压器原理，能测量交变电流 ，A错误。
B： 这种电流表利用互感原理工作 ，B错误。
C：电流之比为匝数之比的倒数，匝数越少，电流越大， 表中线圈的匝数为n匝 ， 待测电缆中电流为nI。C错误。
D：由C分析知D正确。
故选D。
【分析】变压器中电流一定是交变电流，变压器中，电流之比为匝数之比的倒数，匝数越少，电流越大。
4．【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A．波源发生振动，如果有传播振动的介质就会产生机械波，选项A正确，不符合题意；
B．在波的传播中，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，选项B正确，不符合题意；
C．波的传播速度与质点振动的速度是不同的，选项C错误，符合题意；
D．在波的传播中，如振源停止振动，由于惯性，质点的振动并不立即停止，则波的传播并不会立即停止，选项D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】波源发生振动，该振动在介质中传播将会产生机械波，结合波的传播以及质点的振动进行分析判断，结合惯性进行分析判断。
5．【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的周期、频率与波速；电磁波谱
【解析】【解答】A：周期性变化的电场和磁场，才能产生电磁波，A错误。
B： 电视遥控器利用的是红外线 ，B错误。
C：麦克斯韦预言了电磁波的存在，C错误。
D： 真空中，不同频率的电磁波传播速度与光速相同 ，光也是一种电磁波。D正确。
故选D。
【分析】熟悉物理学史的各个科学事件是解题关键， 真空中，不同频率的电磁波传播速度 都相同。
6．【答案】D
【知识点】波的反射和折射
【解析】【解答】AB： 同一波在不同介质中传播不会改变频率，波速和波长可能改变。可将波想象成光，光本身也是一种电磁波。2与1 在同种介质， 2与1的波长、频率以及波速都相等，AB错误。
CD：2与1 在不同种介质，波速改变，频率不变，波长一定改变，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】同一波在不同介质中传播不会改变频率，波速变了，波长也会跟着变化。
7．【答案】C
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】A： 减速带的间距为 1.5m，则 当汽车以 速度运动时，周期为0.3秒，频率为，不是2Hz。
BC： 当汽车以的速度行驶时 ，周期为0.5秒，频率为2Hz，此时发生共振现象， 颠簸最厉害 ，B错误，C正确。
D：汽车以的速度行驶时颠簸最厉害 ，不是汽车速度越大，颠簸就越厉害 ，D错误。
故选C。
【分析】当物体固有频率与受迫振动频率相等时，振幅最大，颠簸最厉害。
8．【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播；简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】由图得周期为4s，波向左传播， x1=1m比x2=4m处质点振动滞后，波速为，波速可能为 3m/s 或者0.6m/s ，波向右传播， x1=1m比x2=4m处质点振动提前，波速为，波速可能为 1m/s。综上所述，波速不可能为 2m/s ，故选C。
【分析】波传播方向以及周期具有多解性，分情况分类进行讨论。
9．【答案】A,C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A：由图得四分之一波长为2m，所以波长为8m。A正确。
B：波速等于波长除以周期为，B正确。
C： 简谐横波沿x轴正方向传播 ，沿着波传播方向，P处于上坡状态，根据上坡下下坡上规律，P 向y轴负方向运动 ，C正确。
D：与C分析同理可得 Q向y轴正方向运动 。D错误。
故选AC。
【分析】波速等于波长除以周期，上坡下下坡上即沿着传播方向看，处于上坡的波形，质点向下振动，处于下坡的波形，质点向上振动。
10．【答案】A,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A：周期之比为2：3，则 转速之比为3：2 ，A正确。
B：a图像周期为0.4s，最大值为10V，所以电压瞬时值 ，B错误。
C：电压最大值表达式为，所以最大值之比即为角速度之比，周期之比为2：3，角速度之比为3：2， 交流电b的电压最大值为 ，C正确。
D： 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量最大，D错误。
故选AC
【分析】周期与转速互为倒数，电压最大值表达式为，电动势为0的时刻，磁通量最大。
11．【答案】B,D
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】A：由振动图像可得周期为0.4s，由波形图得波长为8m，所以波速等于波长除以周期，波速为20 m/s ，根据山坡下下坡上规律可得 该波沿x轴负方向传播 ，A错误。
B：周期为0.4S，频率为2.5Hz， 该波可以与另一列频率为2.5Hz的波发生稳定的干涉 。B正确。
C：只有波长等于或者大于障碍物能发生明显的衍射 ，C错误。
D： 观察者向着波源方向奔跑，发生多普勒现象，观察者接收到的频率大于2.5Hz 。D正确。
故选BD。
【分析】波长等于或者大于障碍物能发生明显的衍射 ，频率相等的波发生稳定的干涉。
12．【答案】A,C,D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A：原线圈电压有效值为20V， 原、副线圈的匝数比n1：n2=5：3 ，所以副线圈有效值为12V，A正确。
B：原线圈周期0.02S，频率50Hz，副线圈电流频率也为50Hz。B错误。
C：副线圈电流为， 原、副线圈的匝数比n1：n2=5：3， 电流表的示数为0.9A ，C正确。
D：输入功率，D正确。
故选ACD。
【分析】原副线圈电压之比为匝数比，电流之比为匝数比的倒数。原副线圈功率相等。
13．【答案】衍射；叠加
【知识点】波的衍射现象；波的叠加
【解析】【解答】“隔墙有耳”说明声波可以绕过障碍物，这是声波在传播过程中发生了衍射现象， 两列波在介质中相遇一定会发生 叠加现象，如果频率还相同，则会发生干涉现象。
【分析】干涉和衍射是波特有的现象。
14．【答案】1000；1.0×105
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】电流， 若改用超导材料做为输电线，导线不再发热，则可减小电损耗的功率即为 热功率。
【分析】功率等于电压乘以电流。超导物体流过电流时，不会发热。
15．【答案】不变；变暗；变亮
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】a灯串联为电阻，不会为电流频率变化而变化，所以a灯亮度不变。b灯串联一个电感线圈，电流频率越大，对电流阻碍作用越明显，所以b灯亮度变暗。c灯串联一个电容器，电流频率越大，对电流阻碍作用减弱，所以c灯亮度变亮。
【分析】电感的特性：通低频、阻高频；电容器的特性：通调频、阻低频。
16．【答案】（1）A、B
（2）70
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】（1）此为电磁继电器。温度低时，热敏电阻阻值较大，电流较小，衔铁无法被吸下， 加热器 加热，所以应把恒温箱内的加热器接在 AB端。
（2）由题意得超过150度，衔铁被吸下，加热器停止加热，线圈电流为20mA，由欧姆定律得，电路总电阻为300欧，热敏电阻由甲图得电阻为30欧， 继电器线圈的电阻为200 ，所以 可变电阻R的值应调节为 70欧。
【分析】（1）温度越高，控制电路电阻越小，电流越大，衔铁容易吸下来。
（2）由欧姆定律求出总电阻，串联电路，总电阻等于各个部分电阻之和。
17．【答案】c；9.86；0.6；一致
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】 将悬点到小球最低点的距离作为摆长l ，摆长变长，若周期相同，图像对应摆长更长，在图2中取相同周期， 实验得到的l-T2图线 摆长更长，故选C。结合单摆周期公式可得，图像斜率为，即，又 2=9.86 ，所以。小球半径等于增大的摆长，由图得小球半径为0.6cm。由图像求解误差减小，而且不考虑测量误差，计算均无误，算得的g值和真实值相比一致。
【分析】单摆摆长为球的半径加上绳长。由单摆周期公式得到增加摆长后图像对应的函数关系式，结合图像求解。
18．【答案】（1）解：由振动图象可得，振幅A=5cm，周期T=4s，初相，则角速度
故该振子做简谐运动的表达式为
（2）解：振子经过前50s时刚好经过了12.5个周期，所以振子前100s内路程
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【分析】（1）由图像可得振幅，周期，代入振子简谐运动的表达式即可。
（2）周期为4S，50S等于12.5个周期，一个周期振子通过路程为4A，振幅等于5cm。
19．【答案】（1）解：由波形和质点的振动方向规律可知，当t=0时刻，x=0.3m处的质点向y轴正方向运动，波峰需要向右移，则波沿正方向传播。
（2）解：由图可知（n=0，1，2，3...）
故有
因为周期T>0.06s，故T=0.08s
（3）解：由图可知，波长为λ=1.2m，由波速公式可得
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）可以根据上坡下，下坡上规律判断波的传播方向。
（2）波向右传播，所以0.06S等于，由此得到周期表达式，结合周期T>0.06s求解。
（3）由图可知，波长为λ=1.2m，波速等于波长除以周期。
20．【答案】（1）解：设原线圈的电流为I，根据理想变压器电流关系，副线圈中的电流为3I，原线圈中电阻两端的电压u=IR
原线圈电压u1=220-u
副线圈电压u2=3IR=3u
根据电压关系
即
得u=22V
（2）解：根据焦耳定律得原、副线圈电路的功率分别为P1=I2R，P2=（3I）2R
原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比P1：P2=1：9
【知识点】变压器原理；变压器的应用
【解析】【分析】（1）原副线圈电压之比等于线圈匝数之比。
（2）电阻为纯电阻，消耗的电功率之比即为热功率之比。求出电流之比即可求出消耗的功率之比。
21．【答案】（1）解：根据图丙可知漏斗振动的周期
根据单摆的周期公式
可得摆长
（2）解：由匀变速直线运动的规律可
即
解得
液滴在D点时滑块速度的大小
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【分析】（1）根据图丙可知漏斗振动的周期等于，结合单摆周期公式即可求解摆长。
（2）单摆周期不变，所以乙图中任意相邻两点之间时间间隔相等，可以利用以及中间时刻瞬时速度等于全程平均速度求解。
