吉林长春外国语学校2020-2021学年高二下学期第一次月考物理试题含答案解析

吉林长春外国语学校【最新】高二下学期第一次月考物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（）A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πt（V）C．两种电压的有效值都是220VD．图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10∶1的理想变压器变压后，功率比为10∶1 2．如图甲所示，在匀强磁场中有一个n＝10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为5Ω，从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则()A．线圈转动过程中消耗的电功率为10π2WB．在t＝0.2s时，线圈中的感应电动势为零，且电流改变一次方向C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时值表达式为e＝10πsin5πt VD．线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量变化最快3．如图所示，一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电，副线圈接有电阻R1、光敏电阻R2（阻值随光照增强而减小），开关K开始时处于闭合状态，下列说法正确的是A．当光照变弱时，变压器的输入功率增加B．当滑动触头P向下滑动时，电阻R1消耗的功率增加C．当开关K由闭合到断开，原线圈中电流变大D．当U增大时，副线圈中电流变小4．做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的12，则单摆振动的（）A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变C．频率不变，振幅改变D．频率改变，振幅不变5．如图是一水平弹簧振子做简谐振动的振动的振动图象（x﹣t图），由图可推断，振动系统（）A．在t1和t2时刻具有相等的动能和相同的速度B．在t3和t4时刻具有相等的势能和相同的速度C．在t4和t6时刻具有相同的位移和速度D．在t1和t6时刻具有相同的速度和加速度6．一个做简谐运动的质点，它的振幅是4cm，频率是2.5Hz，该质点从平衡位置开始经过2.5s后，位移的大小和经过的路程为()A．4 cm、10 cmB．4 cm、100 cmC．0、24 cmD．0、100 cm7．如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图象，由图象可知( )A．在0.1s时，由于位移为零，所以振动能量为零B．在0.2s时，振子具有最大势能C．在0.35s时，振子具有的能量尚未达到最大值D．在0.4s时，振子的动能最大8．如图所示的单摆，摆长为l＝40cm，摆球在t＝0时刻从右侧最高点释放做简谐振动，则当t＝1s时，小球的运动情况是( )A．向右加速B．向右减速C．向左加速D．向左减速二、多选题9．一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（）A．保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小10．一弹簧振子的振幅为A，下列说法正确的是( )A．在T/４时间内，振子发生的位移一定是A，路程也是AB．在T/4时间内，振子发生的位移可以是零，路程可以小于AC．在T/2时间内，振子发生的位移一定是2A，路程一定是2AD．在T时间内，振子发生的位移一定为零，路程一定是4A11．下列说法正确的是（）A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率三、解答题12．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10cm的正方形线圈共100匝，线圈总电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路中的电阻R＝4Ω，求：(1)感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势；(3)交流电压表的示数；(4)线圈转动一周产生的总热量；(5)由图示位置开始在16周期内通过电阻R的电荷量。

13．物体做简谐运动，通过A点时的速度大小为v，经1 s后物体第一次以相同的速度通过B点，再经过1s物体又通过B点，已知物体在2 s内所走过的总路程为12cm.则该简谐运动的周期和振幅分别是多少？14．弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距20cm，某时刻振子处于B点，经过0.5s，振子首次到达C点，求：(1)振子振动的周期和频率；(2)振子在5s内通过的路程.参考答案1．B【解析】【详解】由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，A 错误；从图甲可知，E m =311V ，ω=2πT =100πrad/s ，所以图甲电压的瞬时值表达式为u =311sin100πt (V )，故B正确；只有正弦交流电的有效值用U =M√2计算，由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，故C 错误；理想变压器中原副线圈电功率相等，D 错误．2．A【解析】【详解】AC ．绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电，由于从垂直中性面开始其瞬时表达式为cos m e E t ω=由m E nBS ω=求出最大感应电动势，根据最大值与有效值的关系求出电动势的有效值，由2E P R=求出线圈消耗的电功率；磁感线与线圈平行时，磁通量为0，磁通量的变化率最大，当线圈处于中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为0，每次经过中性面电流方向发生变化．从图乙中可知225rad/s 0.4T ππωπ=== 线圈产生的最大感应电动势为： 100.2510(V)m m E nBS n ωωππ==Φ=⨯⨯=因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为()10cos 5V e t ππ=感应电动势有效值为()VE===线圈转动过程中消耗的电功率为()222)10W5EPRπ===A正确，C错误；B．从图乙中可知在t=0.2s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，B 错误；D．图示位置线圈平面与磁场方向平行，磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，D错误．故选A。

3．B【详解】A．当光照变弱时，R2增大，副线圈中总电阻增大，原副线圈匝数不变，所以副线圈两端的电源不变，故根据2UPR=可得，副线圈中消耗的电功率减小，即原线圈输入功率减小，故A错误；B．当滑动触头P向下滑动时，n1减小，根据2211nU Un=可得，所以副线圈两端的电压增大，根据2UPR=可知，R1消耗的电功率增大，故B正确；C．当开关K由闭合到断开，原线圈中少了一个支路，电流减小，故C错误；D．当U增大时，根据2211nU Un=可知，副线圈两端的电压增大，而电阻不变，故副线圈中的电流增大，故D错误。

故选B。

4．C【详解】由单摆的周期公式2T = 可知单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A 是反映单摆运动过程中的机械能大小的物理量，由2k 12E mv = 可知摆球经过平衡位置时的动能不变，但摆球质量改变，摆球运动时重力势能变化，因此摆球的机械能改变，从而导致振幅改变，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

5．B【解析】试题分析：振子在t 2时刻速度为零，而t 1时刻的速度不为零，故振子在t 1和t 2时刻的动能不相等，选项A 错误；在t 3和t 4时刻，振子伸长或压缩的量相等，故具有相等的势能，选项B 正确；在t 4和t 6时刻具有相同的位移和速率，但是速度的方向不同，故选项C 错误；在t 1和t 6时刻具有相同的速度和加速度大小，但是加速度方向不同，选项D 错误． 考点：弹簧振子的振动规律．6．B【解析】振子振动的周期为：T ＝1/f=0.4s ，时间t=2.5s=614T ;由于从平衡位置开始振动，经过2.5s ，振子到达最大位移处，其位移大小为：x=A=4cm 。

在2.5s 内振子通过的路程为：S=6.25×4A=6.25×4×4cm=100cm 。

故选B 。

点睛：本题解题的关键是掌握简谐运动的周期性，知道振子在一个周期内通过的路程是四个振幅，来求解振子通过的路程，确定其位置，再求解位移大小．7．B【解析】振幅指的是振子能达到的最大位移，虽然在某些时刻位移小于振幅，但整个过程中振幅是不变的，并且在0.1s 末振子的位移为零，势能为零，动能最大，A 错误；在0.2 s 末振子的位移最大，故动能为零，势能最大，B 正确；振子系统机械能守恒，动能和势能相互转化，故振子的动能和势能之和是不变的，0.4s 末振子的位移最大，故动能为零，最小，CD 错误． 8．B【解析】单摆的周期220.4 1.256T s s π===≈，t=1s ，则34T ＜t ＜T ，摆球从右侧最高点释放做简谐运动，在t=1s 时已经越过平衡位置（最低点），正向右侧最大位移处运动，由平衡位置向最大位移运动的过程中，摆球做的是减速运动，故ACD 错误，B 正确；故选B 。

9．BC【详解】AB ．在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定，因此保持Q 位置不动时，输出电压U′不变，此时将P 向上滑动，负载电阻值R 增大，则输出电流减小，根据输入功率P 等于输出功率P ，电流表的读数I 变小，故A 错误，B 正确；CD ．保持P 位置不变，将Q 向上滑动时，副线圈的匝数变多，则输出电压U′变大，I′变大，故电流表的读数变大，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

10．BD【解析】若不是从平衡位置和位移最大处经过1/4周期，位移和路程都不是A ，故A 错误；若从平衡位置计时，经过1/4周期，位移是A ，路程为A ；若不是从平衡位置出发，则路程可能大于A ，可能小于A ，位移可能是零．故B 正确；从平衡位置开始计时，经过1/2周期，位移为0；故C 错误；在T 时间内，振子完成一次全振动，位移为零，路程为4A ，故D 正确；故选BD ．11．ABD【解析】根据单摆的周期公式T 2=24g πL ．在同一地点，g 一定，则知T 2与L 成正比，即单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比。