2010-2011学年山西省太原五中高二（下）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

对简谐运动下列说法正确的是（ ）
A．回复力F=-kx中，x是相对平衡位置的位移
B．回复力F=-kx中，k是弹簧的劲度系数
C．回复力一定是振动物体所受到的合力
D．物体运动到平衡位置一定受力平衡

2. 难度：中等

某质点做简谐运动的图象如图，由图知（ ）

A．周期为5s，振幅为10cm
B．1s末质点的速度为零
C．2s末质点的位移沿正方向且为最大值
D．2s-3s这段时间内，回复力作正功，3s-4s这段时间内势能逐渐增大

3. 难度：中等

弹簧振子的质量为M，弹簧劲度系数为k，在振子上放一质量为m的木块，使它们一起在光滑水平面上运动，如图所示．木块的回复力F也满足F=-k'x，x为离开平衡位置的位移，那么为（ ）

A．
B．
C．
D．

4. 难度：中等

一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后发现先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，对这一现象下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，洗衣机波轮的运转频率大于洗衣机的固有频率
B．正常工作时，洗衣机波轮的运转频率小于洗衣机的固有频率
C．当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运动频率恰好等于洗衣机的固有频率
D．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机的固有频率最大

5. 难度：中等

如图所示，导线AB可在平行导轨MN上滑动，接触良好，轨道电阻不计，电流计中有如图所示方向感应电流通过时，AB的运动情况是（ ）

A．向右加速运动
B．向右减速运动
C．向右匀速运动
D．向左减速运动

6. 难度：中等

一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B₁，竖直分量为B₂；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则（ ）
A．E=B₁vb，且A点电势低于B点电势
B．E=B₁vb，且A点电势高于B点电势
C．E=B₂vb，且A点电势低于B点电势
D．E=B₂vb，且A点电势高于B点电势

7. 难度：中等

如图1所示，变压器原副线圈的匝数比为3：1，L₁、L₂、L₃、L₄为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图2所示．则以下说法中正确的是（ ）

A．电压表的示数为36V
B．电流表的示数为2A
C．四只灯泡均能正常发光
D．变压器副线圈两端交变电流的频率为50Hz

8. 难度：中等

如图所示为一理想变压器，原线圈匝数为n₁，四个副线圈的匝数均为n₂，四个副线圈中负载电阻的阻值相同，二极管为理想二极管．现从原线圈P、Q两端输入正弦交变电流，那么下列说法正确的是（ ）

A．只有流过R_a和R_d上的电流仍是交变电流
B．加在R_a两端的电压是R_b的两倍
C．R_a消耗的功率是R_b的两倍
D．若输入的正弦交变电流频率增大，R_c的功率减小，R_d的功率增大

9. 难度：中等

如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，R_G为光敏电阻．“”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一个值时，Y会从低电平跳到高电平．在天暗时路灯（发光二极管）会点亮，下列说法中正确的是（ ）

A．天暗时，Y处于低电平
B．天暗时，Y处于高电平
C．当R₁调大时，A端的电压降低，灯（发光二极管）点亮
D．当R₁调大时，A端的电压降低，灯（发光二极管）熄灭

10. 难度：中等

矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示．t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里；在0～4s时间内，线框ab边受匀强磁场的作用力随时间变化的图象（力的方向规定以向左为正方向）是图中的（ ）
A．
B．
C．
D．

11. 难度：中等

如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B．一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度v_m，则（ ）

A．如果B增大，v_m将变大
B．如果α变大，v_m将变大
C．如果R变大，v_m将变大
D．如果m变大，v_m将变大

12. 难度：中等

如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B的变化情况如图乙所示（取图中B的方向为正方向）．而PQ始终保持静止．则下列关于PQ与框架间的摩擦力在时间0～t₁内的变化情况的说法中，有可能正确的是（ ）

A．一直不变
B．一直减小
C．先减小，后增大
D．先增大，后减小

二、填空题

13. 难度：中等

（1）甲、乙两同学做“用单摆测重力加速度”实验，甲同学用秒表测量单摆的周期：当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，单摆每次经过最低点计一次数，当数到n=60时秒表的示数为67.2s，则该单摆的周期是    s；乙同学用游标卡尺测量摆球的直径如图所示，则游标卡尺的读数是    cm．

（2）在做实验时，可能导致重力加速度的测量结果偏大的有    ．
A．振幅偏小
B．在未悬挂摆球之前先测定好摆长
C．摆球做圆锥摆运动
D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长．

14. 难度：中等

如图所示，图甲是某同学自制的电子秤原理示意图．目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力．
（1）推出电压表示数U与所称物体质量m的关系式    ；
（2）为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图．
（3）求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式    ．

三、解答题

15. 难度：中等

一个边长为10cm匝数为1000的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框总电阻为1Ω．磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，求：
（1）线框中电流的有效值；
（2）线框消耗的最大电功率．

16. 难度：中等

劲度系数为k的轻质弹簧，一端连接质量为2m的物块P（可视为质点），另一端悬挂在天花板上．静止时，P位于O点，此时给P一个竖直向下的速度v，让P在竖直方向上做简谐运动，测得其振幅为A．当P某次经过最低点时突然断裂成质量均为m的两个小物块B和C，其中B仍与弹簧连接并做新的简谐运动，而C自由下落，求：
（1）B所做的简谐运动的振幅．
（2）B做简谐运动时经过O点时速率．

17. 难度：中等

如图所示，电阻忽略不计的两根两平行光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为3Ω的电阻R．在水平虚线L₁、L₂间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d=0.5m．导体棒a的质量m_a=0.2kg、电阻R_a=3Ω；导体棒b的质量m_b=0.1kg、电阻R_b=6Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始沿导轨向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b 刚穿出磁场时a正好进入磁场．（不计a、b之间的作用）求：
（1）在整个过程中，a棒和b棒分别克服安培力做了多少功？
（2）在b穿过磁场区域过程中，电阻R产生的电热；
（3）M点和N点距L₁的高度分别为多少？