辽宁省名校联盟2022-2023学年高二下学期物理3月月考试卷
一、单选题
1．关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能自动控制路灯一般用热敏电阻作为敏感元件
B．电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体
C．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转化为声信号
D．干簧管可以起到开关作用，是一种能够感知温度的传感器
2．如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，下列说法中正确的是（ ）
A．此时能观察到波的干涉现象
B．此时不能观察到波的衍射现象
C．此时能观察到明显的衍射现象，且挡板前后波纹间距离相等
D．此时能观察到明显的衍射现象，但挡板前后波纹间距离不等
3．如图所示，光滑水平细杆两端固定，小滑块与轻弹簧相连，并套在细杆上，轻弹簧左端固定；在小滑块上固定一个能持续发出单一频率声音的蜂鸣器。滑块与蜂鸣器静止时处于点，现将其拉到点由静止释放，滑块与蜂鸣器就沿着细杆在、之间振动起来。某同学站在右侧，耳朵正好在延长线上，滑块与蜂鸣器整体视为质点，则（ ）
A．该同学听到的蜂鸣器的声音是断断续续的
B．该同学听到的蜂鸣器振动时的声音总是比静止时音调高
C．如果增大滑块与蜂鸣器振动的振幅，其振动周期一定增大
D．滑块与蜂鸣器的振动可以视为简谐运动
4．振荡电路首先要有足够高的振荡频率才能有效地发射电磁波。关于电磁波，下列选项正确的是（ ）
A．公式对电磁波同样适用
B．当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最弱
C．音频电流能直接用来发射电磁波
D．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数
5．如图所示，是绕有闭合线圈的螺线管，将一磁铁从距上端高处由静止释放，磁铁竖直穿过后落在海绵垫上。若仅增大，重复操作，磁铁穿过的过程与原来相比，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量将变大
B．线圈对磁铁的平均阻力将变小
C．通过线圈导线截面的电荷量相同
D．磁铁在螺线管中均做自由落体运动
6．弹簧振子水平放置，如果将弹簧振子装置的小球拉离平衡位置后由静止释放，从释放瞬间开始计时，小球的振动图像如图所示，则（ ）
A．时，小球的回复力最大
B．时，小球的速度正在减小
C．时，小球的加速度正在减小
D．小球在时间内运动的最大路程为
7．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路，先把电容器充满电，t=0时如图甲所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电，t=0.02s时如图乙所示，LC回路中线圈中的电流第一次达到最大值，则（ ）
A．此LC振荡电路的周期T=0.04s
B．t=0.05s时，回路电流方向与图乙中所示电流方向相同
C．t=0.06s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10s时，电容器中的电场能最大
8．（2022高二下·眉山期末）如图所示，已知交流电源电压瞬时值表达式为（V），a、b是原线圈上的两个触头。开始时开关S与b相连，此时原副线圈的匝数之比为10：1。下列说法正确的是（ ）
A．开始时通过滑动变阻器的交流电的频率为5Hz
B．若只将单刀双掷开关S由b扳向a，则电流表的示数将增大
C．若只将滑动变阻器的滑片P向上移动，则电压表的示数将减小
D．若只将滑动变阻器的滑片P向下移动，则电源的输出功率将增大
二、多选题
9．一列简谐横波在某种介质中沿轴传播，时刻其波形图如图中实线所示，时刻其波形图如图中虚线所示，已知波传播的速度为，则（ ）
A．这列波沿轴正方向传播
B．时刻质点沿轴负方向运动
C．频率为的简谐横波遇到此波可发生干涉
D．时刻处的质点速度在增大
10．图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，从t＝0时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数n＝50，线圈的电阻r＝5 Ω，线圈与外电路连接的定值电阻R＝45 Ω，电压表为理想交流电表。则下列判断正确的是（ ）
A．线圈转动的周期为6.28 s
B．t＝0时刻线圈平面与磁感线平行
C．线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100V
D．电压表的示数为63V
11．一列简谐横波在均匀弹性介质中沿轴传播，时刻的波形图如图所示，介质中位置有一个悬浮物，、为介质中的两个质点。已知位置上质点的振动方程为，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻，质点的坐标为
B．波传播的速度大小为
C．质点的振动比质点的振动滞后三分之一周期
D．如果悬浮物的固有频率为，其振幅可能大于
12．如图所示，以平行虚线为边界的两个匀强磁场区域长度足够长，宽度皆为，磁感应强度大小皆为、方向相反。单匝正方形金属框边长为，电阻为，在初始位置时边恰好处于匀强磁场区的上边界上。现金属框以大小为的速度向下匀速通过磁场区，感应电流顺时针方向为正方向，安培力以向上为正方向，则下图中能定性反映金属框穿过磁场区时安培力与感应电流随时间变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
三、实验题
13．某实验小组为研究保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻的特性，设计了图甲所示的电路，电路中的电表均为理想电表，定值电阻。
（1）某次实验中，电压表、的示数分别为、，则此时热敏电阻的阻值为 ；
（2）通过多次实验，作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，当时，热敏电阻所处环境的温度约为 ；
（3）该自动电饭锅采用感温磁控元件（图中虚线框内）控制加热电路通或断，当磁控元件输入端、间的电压大于某一值时开关闭合，加热电路接通。若设定锅内温度低于时，加热电路接通，则下列电路符合要求的是 （填“”或“”）。
14．实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。
（1）实验过程有两组同学分别用了图2．图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为 （选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好；
（2）在实验中，某同学用游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为 cm；
（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。由图像可知重力加速度g = m/s2；（结果保留2位有效数字）
（4）实验中，三位同学作出的T2—L图线分别如图6中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是___________（填选项前的字母）。
A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
四、解答题
15．如图所示，将质量为的平台连接在劲度系数的弹簧上端，弹簧下端固定在地面上，形成竖直方向的弹簧振子，在的上方放置质量也为的物块，使、一起上下振动，弹簧原长为。的厚度可忽略不计，重力加速度取。
（1）求平衡位置距地面的高度以及当振幅为时对最大压力的大小；
（2）若使在振动中始终与接触，求振幅的最大值。
16．均匀弹性介质中有两列简谐连续横波沿轴传播，时刻两波的波形图如图所示，此时甲波传播到的点，乙波传播到的点。已知甲波的周期，振幅。结合图中数据，求：
（1） 的质点开始振动的时间以及起振方向；
（2） 的质点在内运动的路程。
17．如图甲所示，两根光滑的平行导轨倾斜固定在水平面上方，所形成的斜面倾角，导轨电阻不计，下端连接阻值恒为的小灯泡。两导轨之间有一段长为的矩形区域存在垂直导轨斜向上的匀强磁场，该磁场的磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。导体棒长度等于两平行导轨间距，质量，电阻，时刻导体棒在两导轨上部某位置由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，已知从导体棒释放到它离开磁场区，通过灯泡的电流不变且恰好正常发光，重力加速度取，。
（1）求平行导轨的间距；
（2）求电流通过小灯泡所做的功；
（3）如果从开始运动到某一瞬间导体棒产生的热量，求该过程中通过导体棒的电荷量以及导体棒在磁场中运动的距离。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】生活中常见的传感器
【解析】【解答】A．太阳能自动控制路灯一般用光敏电阻作为敏感元件，A不符合题意；
B．电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体，B符合题意；
C．动圈式话筒是通电导体在磁场中切割磁感线，产生变化的电流，把声音信号转化为电信号，C不符合题意；
D．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】太阳能自动控制路灯一般用光敏电阻作为敏感元件，干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断。
2．【答案】C
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】A．只有一列波，不会发生干涉，A不符合题意；
B．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，B不符合题意；
CD．波通过孔后，波速、频率、波长均不变，则挡板前后波纹间的距离相等，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】只有一列波，不会发生干涉，波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，波通过孔后，波速、频率、波长均不变。
3．【答案】D
【知识点】多普勒效应；简谐运动
【解析】【解答】AB．滑块与蜂鸣器沿着细杆在 、 之间振动时，该同学听到的蜂鸣器声音的音调忽高忽低，这是多普勒现象，AB不符合题意；
CD．滑块与蜂鸣器的振动可以视为简谐运动，其周期与振幅无关，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】滑块与蜂鸣器沿着细杆在 、 之间振动时，蜂鸣器与该同学有时靠近有时远离，由于多普勒效应，听到的蜂鸣器声音的音调忽高忽低。
4．【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生；LC振荡电路分析
【解析】【解答】A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波同样适用，A符合题意；
B．当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，B项错误；
C．音频电流的频率比较低，需放大后搭载到高频电磁波上，C不符合题意；
D．根据 振荡电路的频率公式 可知，若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波同样适用。接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强。
5．【答案】C
【知识点】动量守恒定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AC．若仅增大 ，对穿过线圈的磁通量没有影响，所以穿过线圈的磁通量变化量相同，根据
可知通过线圈导线截面的电荷量相同，A不符合题意，C符合题意；
B．若仅增大 ，磁铁经过线圈的时间变少，线圈中产生的感应电动势将变大，所以感应电流变大，线圈对磁铁的平均阻力将变大，B不符合题意；
D．由于线圈的电磁阻尼作用，磁铁在螺线管中不可能做自由落体运动，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】若仅增大 ，对穿过线圈的磁通量没有影响，所以穿过线圈的磁通量变化量相同。仅增大 ，磁铁运动速度变大，磁铁经过线圈的时间变少，线圈中产生的感应电动势将变大，所以感应电流变大。
6．【答案】A
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】A． 时，小球处于最大位移处，回复力最大，A符合题意；
B． 时，小球正向平衡位置运动，速度正在增大，B不符合题意；
C． 时，小球正向负的最大位移处运动，加速度正在增大，C不符合题意；
D．小球在 时间内，即四分之一个周期内，只有在平衡位置或最大位移处开始计时，其运动的路程才为 ，在其他位置开始计时，可以大于 也可以小于 ，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】 时，小球处于最大位移处，回复力最大，四分之一个周期内，只有在平衡位置或最大位移处开始计时，其运动的路程才为 即一个振幅大小。
7．【答案】C
【知识点】LC振荡电路分析
【解析】【解答】A．t=0.02s时，LC回路中线圈中的电流第一次达到最大值，则
周期T=0.08s
A不符合题意；
B．t=0.04s时电流再次为零，0.04s到0.08s时间内电流的方向与图乙中所示方向相反，B不符合题意；
C．在t=0.02s时，电流第一次达到最大值，此时线圈中的磁场能最大，当
时刻线圈中的磁场能也最大，C符合题意；
D．当
时的情况与t=0.02s时的情况是一致的，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】t=0.02s时，LC回路中线圈中的电流第一次达到最大值，周期为0.08秒。在t=0.02s时，电流第一次达到最大值，此时线圈中的磁场能最大。
8．【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．由题意可知该交流电角速度为，故该交流电频率为
变压器不改变交流电的频率，故开始时通过滑动变阻器的交流电的频率为50Hz，A不符合题意；
B．若只将单刀双掷开关S由b扳向a，原线圈匝数变多，副线圈两端电压变小，滑动变阻器滑片未动，副线圈电流减小，因此原线圈中的电流也随着减小，故电流表的示数将减小，B不符合题意；
C．若只将滑动变阻器的滑片P向上移动，电阻变大，副线圈的电流减小，原线圈中的电流也随着减小，电阻R两端的电压也减小，由于电源电源不变，因此变压器的输入电压增大，副线圈的电压也变大，故电压表的示数增大，C不符合题意；
D．若只将滑动变阻器的滑片P向下移动，电阻变小，副线圈的电流增大，原线圈的电流也随着增大，而交流电源的电压不变，故电源的输出功率增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由交流电源电压瞬时值表达式可知该交流电角速度。原线圈匝数变多，副线圈两端电压变小。
9．【答案】B,C
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图可知该波的波长 ，由题可知在时间 内，波传播的距离为 ，根据波形的平移法可知，这列波沿 轴负方向传播，A不符合题意；
B．根据同侧法可知， 时刻质点 沿 轴负方向运动，B符合题意；
C．由 ，解得 ，频率为 ，要发生干涉，必须两列波频率相同，C符合题意；
D．确定 时刻 处的质点的位置，可将 时刻其波形图沿 轴正向平移 ，可知此时位移为负值，且正沿 轴负方向运动，故其速度在减小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据波形的平移法可知，这列波沿 轴负方向传播。根据同侧法可知， 时刻质点 沿 轴负方向运动。
10．【答案】B,D
【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．由乙图可知，线圈转动的周期为
A不符合题意；
B．由乙可知， 时刻，磁通量为零，线圈平面与磁感线平行，B符合题意；
C．线圈中的最大电动势
C不符合题意；
D．线圈产生电动势有效值为
则电压表的示数为
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】由图乙可得线圈转动的周期。 时刻，磁通量为零，线圈平面与磁感线平行，由交变电流电动势表达式求解最大感应电动势。
11．【答案】B,C,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由悬浮物的振动方程 可知，振动的周期为 ，所以 时刻，悬浮物在平衡位置沿 轴正方向运动，该波沿 轴负方向传播， 时刻和 时刻，质点 的位置距离平衡位置相同，因此 时刻，质点 的 坐标为 ，A不符合题意；
B．波传播的速度大小为
B符合题意；
C．由于波沿 轴负方向传播，分析图像可知质点 的振动比质点 的振动滞后三分之一周期，C符合题意；
D．如果悬浮物的固有频率为 ，则其周期与波的周期相同，会产生共振，其振幅可能大于 ，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】由振动方程求解振动周期，波长除以周期等于波速。由于波沿 轴负方向传播，可知质点 的振动比质点 的振动滞后。周期与波的周期相同，会产生共振，振幅最大。
12．【答案】A,C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】CD．根据右手定则可以判断， 边刚进入磁场时，产生的感应电流逆时针方向，即为负值，大小为
经过时间
边运动到两个磁场的边界，此后 边与 边都切割磁感线，产生的感应电流顺时针方向，即为正值，因感应电动势是原来的2倍，感应电流也变为原来的2倍，再经过时间 后， 边离开磁场区， 边在下方磁场区切割磁感线，感应电流逆时针方向，大小为 ，C符合题意，D不符合题意；
AB．安培力总是阻碍金属框运动，安培力方向向上，在 时间内， 边内的感应电流大小是原来的2倍，所受安培力也是原来的2倍，同时 边也受到同样大小的安培力，即金属框的安培力变为原来的4倍，A符合题意，B不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据右手定则可以判断， 边刚进入磁场时，产生的感应电流逆时针方向。安培力总是阻碍金属框运动，安培力方向向上。
13．【答案】（1）3
（2）38
（3）B
【知识点】生活中常见的传感器
【解析】【解答】（1）根据题意，由串联分压规律可得
解得
（2）由图乙可知，当 时，热敏电阻所处环境的温度约为 。
（3）根据串联分压规律可知阻值越大时分压越大，由图乙可知， 随温度降低而升高，而根据题意可知锅内温度低于 时，磁控元件输入端 、 间的电压应始终大于某一值，即 、 间的电压应随温度的降低而增大，所以符合要求的是电路B。
【分析】（1）串联分压，电阻之比即为电压之比。
（2）由图乙可知，当 时，热敏电阻所处环境的温度约为 。
（3）阻值越大时分压越大，锅内温度低于 时，磁控元件输入端 、 间的电压应始终大于某一值。
14．【答案】（1）图3
（2）2.240
（3）9.9
（4）B
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）单摆稳定摆动时，要求摆长不发生变化，用图2方式悬挂时在小球摆动过程摆长会发生变化，图3方式悬挂时，绳子末端固定，避免摆长发生变化，故图3悬挂方式较好。
（2）根据游标卡尺读数规则，可读出小球直径为d = 22mm + 8 × 0.05mm = 22.40mm = 2.240cm
（3）根据单的周期公式 ，变形得
可知T2—L图像斜率为
由图5可求得
联立可得g = π2 = 9.9m/s2
（4）A．若误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则应满足
图线应与b平行且在b的下方，A不符合题意；
B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，则图线c的斜率偏小，图线c符合题意，B符合题意；
C．由（3）解析可得，当地的重力加速度的表达式为
由图可知，图线c对应的斜率k偏小，则图线c对应的g值大于图线b对应的g值，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）单摆稳定摆动时，要求摆长不发生变化。用图2方式悬挂时在小球摆动过程摆长会发生变化。
（2）游标卡尺读数不用估读。
（3）根据单摆周期公式结合图像斜率求解重力加速度。
（4）实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线c对应的斜率k偏小，则图线c对应的g值偏大。
15．【答案】（1）振幅很小时， 、 间不会分离，将 与 整体作为振子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件得
解得形变量
平衡位置距地面高度
当 、 运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时 、 间相互作用力最大，设振幅为 ，最大加速度
取 为研究对象，有
得 、 间相互作用力
由牛顿第三定律知， 对 的最大压力大小为
（2）为使 在振动中始终与 接触，在最高点时相互作用力应满足 ，取 为研究对象，根据牛顿第二定律，有
当 时， 振动的加速度达到最大值，得到加速度的最大值 （方向竖直向下）
因
表明 、 仅受重力作用，此刻弹簧的弹力为零，即弹簧处于原长，则振幅的最大值为
即振幅不能大于
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】（1） 将 与 整体作为振子 ， 当 、 运动到最低点时，有向上的最大加速度 ，分别利用整体法以及隔离法进行分析。
（2） 在振动中始终与接触 ， 当 时， 振动的加速度达到最大值 ， 此刻弹簧的弹力为零，即弹簧处于原长 。
16．【答案】（1）由图可知，两列波的波长都是 ，波速
而两列波到 点距离都是 ，则传播到 点所需时间
分析可知 点的起振方向沿 轴负方向
（2）甲波传到 的质点 所需时间
即质点 在 时间内不振动，乙波传到 的质点 所需时间
即质点 在 时间内振幅为 ，时间为一个周期，路程 ，而在 时间内两列波叠加，且 点到 、 两点的波程差正好是一个波长，两列波稳定干涉， 点振动加强，振幅
时间为
所以该段时间的路程
所以 的质点 在 内运动的路程
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系；波的叠加
【解析】【解答】（1）波长除以周期等于波速。距离除以波速等于传播的时间。
（2） 质点 在 时间内振幅为 ，时间为一个周期，路程 ，而在 时间内两列波叠加 ，发生干涉，振幅为两个振幅相加。
17．【答案】（1）由题意可知，导体棒 在 内做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得
解得
导体棒 刚进入磁场时的速度大小为
导体棒 进入磁场做匀速直线运动，磁感应强度保持 不变，根据受力平衡可得
又 ， ，
联立解得导体棒 的长度为
即平行导轨的间距为
（2）在 内，回路产生的感生电动势为
回路中的电流为
在 内小灯泡电功为
导体棒 穿过磁场所用时间为
导体棒 穿过磁场过程中，小灯泡的电功为
电流通过小灯泡所做的功
（3）导体棒进入磁场前导体棒内产生的热量
导体棒产生的热量为 时在磁场内运动的时间设为 ，则 ，解得
该过程中通过导体棒的电荷量
导体棒在磁场中运动的距离
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】（1）安培力与重力分力相等，求解导体棒长度即平行导轨距离。
（2）由法拉第电磁感应定律求解感应电动势，由焦耳定律求解电热大小，灯泡可以看成纯电阻，所以灯泡中电流所做的功等于焦耳热。
（3）由焦耳定律求解运动时间，由电流的定义式求解电荷量大小，匀速运动公式求解运动距离。
辽宁省名校联盟2022-2023学年高二下学期物理3月月考试卷
一、单选题
1．关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能自动控制路灯一般用热敏电阻作为敏感元件
B．电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体
C．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转化为声信号
D．干簧管可以起到开关作用，是一种能够感知温度的传感器
【答案】B
【知识点】生活中常见的传感器
【解析】【解答】A．太阳能自动控制路灯一般用光敏电阻作为敏感元件，A不符合题意；
B．电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体，B符合题意；
C．动圈式话筒是通电导体在磁场中切割磁感线，产生变化的电流，把声音信号转化为电信号，C不符合题意；
D．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】太阳能自动控制路灯一般用光敏电阻作为敏感元件，干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断。
2．如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，下列说法中正确的是（ ）
A．此时能观察到波的干涉现象
B．此时不能观察到波的衍射现象
C．此时能观察到明显的衍射现象，且挡板前后波纹间距离相等
D．此时能观察到明显的衍射现象，但挡板前后波纹间距离不等
【答案】C
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】A．只有一列波，不会发生干涉，A不符合题意；
B．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，B不符合题意；
CD．波通过孔后，波速、频率、波长均不变，则挡板前后波纹间的距离相等，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】只有一列波，不会发生干涉，波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，波通过孔后，波速、频率、波长均不变。
3．如图所示，光滑水平细杆两端固定，小滑块与轻弹簧相连，并套在细杆上，轻弹簧左端固定；在小滑块上固定一个能持续发出单一频率声音的蜂鸣器。滑块与蜂鸣器静止时处于点，现将其拉到点由静止释放，滑块与蜂鸣器就沿着细杆在、之间振动起来。某同学站在右侧，耳朵正好在延长线上，滑块与蜂鸣器整体视为质点，则（ ）
A．该同学听到的蜂鸣器的声音是断断续续的
B．该同学听到的蜂鸣器振动时的声音总是比静止时音调高
C．如果增大滑块与蜂鸣器振动的振幅，其振动周期一定增大
D．滑块与蜂鸣器的振动可以视为简谐运动
【答案】D
【知识点】多普勒效应；简谐运动
【解析】【解答】AB．滑块与蜂鸣器沿着细杆在 、 之间振动时，该同学听到的蜂鸣器声音的音调忽高忽低，这是多普勒现象，AB不符合题意；
CD．滑块与蜂鸣器的振动可以视为简谐运动，其周期与振幅无关，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】滑块与蜂鸣器沿着细杆在 、 之间振动时，蜂鸣器与该同学有时靠近有时远离，由于多普勒效应，听到的蜂鸣器声音的音调忽高忽低。
4．振荡电路首先要有足够高的振荡频率才能有效地发射电磁波。关于电磁波，下列选项正确的是（ ）
A．公式对电磁波同样适用
B．当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最弱
C．音频电流能直接用来发射电磁波
D．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数
【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生；LC振荡电路分析
【解析】【解答】A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波同样适用，A符合题意；
B．当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，B项错误；
C．音频电流的频率比较低，需放大后搭载到高频电磁波上，C不符合题意；
D．根据 振荡电路的频率公式 可知，若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波同样适用。接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强。
5．如图所示，是绕有闭合线圈的螺线管，将一磁铁从距上端高处由静止释放，磁铁竖直穿过后落在海绵垫上。若仅增大，重复操作，磁铁穿过的过程与原来相比，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量将变大
B．线圈对磁铁的平均阻力将变小
C．通过线圈导线截面的电荷量相同
D．磁铁在螺线管中均做自由落体运动
【答案】C
【知识点】动量守恒定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AC．若仅增大 ，对穿过线圈的磁通量没有影响，所以穿过线圈的磁通量变化量相同，根据
可知通过线圈导线截面的电荷量相同，A不符合题意，C符合题意；
B．若仅增大 ，磁铁经过线圈的时间变少，线圈中产生的感应电动势将变大，所以感应电流变大，线圈对磁铁的平均阻力将变大，B不符合题意；
D．由于线圈的电磁阻尼作用，磁铁在螺线管中不可能做自由落体运动，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】若仅增大 ，对穿过线圈的磁通量没有影响，所以穿过线圈的磁通量变化量相同。仅增大 ，磁铁运动速度变大，磁铁经过线圈的时间变少，线圈中产生的感应电动势将变大，所以感应电流变大。
6．弹簧振子水平放置，如果将弹簧振子装置的小球拉离平衡位置后由静止释放，从释放瞬间开始计时，小球的振动图像如图所示，则（ ）
A．时，小球的回复力最大
B．时，小球的速度正在减小
C．时，小球的加速度正在减小
D．小球在时间内运动的最大路程为
【答案】A
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】A． 时，小球处于最大位移处，回复力最大，A符合题意；
B． 时，小球正向平衡位置运动，速度正在增大，B不符合题意；
C． 时，小球正向负的最大位移处运动，加速度正在增大，C不符合题意；
D．小球在 时间内，即四分之一个周期内，只有在平衡位置或最大位移处开始计时，其运动的路程才为 ，在其他位置开始计时，可以大于 也可以小于 ，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】 时，小球处于最大位移处，回复力最大，四分之一个周期内，只有在平衡位置或最大位移处开始计时，其运动的路程才为 即一个振幅大小。
7．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路，先把电容器充满电，t=0时如图甲所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电，t=0.02s时如图乙所示，LC回路中线圈中的电流第一次达到最大值，则（ ）
A．此LC振荡电路的周期T=0.04s
B．t=0.05s时，回路电流方向与图乙中所示电流方向相同
C．t=0.06s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10s时，电容器中的电场能最大
【答案】C
【知识点】LC振荡电路分析
【解析】【解答】A．t=0.02s时，LC回路中线圈中的电流第一次达到最大值，则
周期T=0.08s
A不符合题意；
B．t=0.04s时电流再次为零，0.04s到0.08s时间内电流的方向与图乙中所示方向相反，B不符合题意；
C．在t=0.02s时，电流第一次达到最大值，此时线圈中的磁场能最大，当
时刻线圈中的磁场能也最大，C符合题意；
D．当
时的情况与t=0.02s时的情况是一致的，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】t=0.02s时，LC回路中线圈中的电流第一次达到最大值，周期为0.08秒。在t=0.02s时，电流第一次达到最大值，此时线圈中的磁场能最大。
8．（2022高二下·眉山期末）如图所示，已知交流电源电压瞬时值表达式为（V），a、b是原线圈上的两个触头。开始时开关S与b相连，此时原副线圈的匝数之比为10：1。下列说法正确的是（ ）
A．开始时通过滑动变阻器的交流电的频率为5Hz
B．若只将单刀双掷开关S由b扳向a，则电流表的示数将增大
C．若只将滑动变阻器的滑片P向上移动，则电压表的示数将减小
D．若只将滑动变阻器的滑片P向下移动，则电源的输出功率将增大
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．由题意可知该交流电角速度为，故该交流电频率为
变压器不改变交流电的频率，故开始时通过滑动变阻器的交流电的频率为50Hz，A不符合题意；
B．若只将单刀双掷开关S由b扳向a，原线圈匝数变多，副线圈两端电压变小，滑动变阻器滑片未动，副线圈电流减小，因此原线圈中的电流也随着减小，故电流表的示数将减小，B不符合题意；
C．若只将滑动变阻器的滑片P向上移动，电阻变大，副线圈的电流减小，原线圈中的电流也随着减小，电阻R两端的电压也减小，由于电源电源不变，因此变压器的输入电压增大，副线圈的电压也变大，故电压表的示数增大，C不符合题意；
D．若只将滑动变阻器的滑片P向下移动，电阻变小，副线圈的电流增大，原线圈的电流也随着增大，而交流电源的电压不变，故电源的输出功率增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由交流电源电压瞬时值表达式可知该交流电角速度。原线圈匝数变多，副线圈两端电压变小。
二、多选题
9．一列简谐横波在某种介质中沿轴传播，时刻其波形图如图中实线所示，时刻其波形图如图中虚线所示，已知波传播的速度为，则（ ）
A．这列波沿轴正方向传播
B．时刻质点沿轴负方向运动
C．频率为的简谐横波遇到此波可发生干涉
D．时刻处的质点速度在增大
【答案】B,C
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图可知该波的波长 ，由题可知在时间 内，波传播的距离为 ，根据波形的平移法可知，这列波沿 轴负方向传播，A不符合题意；
B．根据同侧法可知， 时刻质点 沿 轴负方向运动，B符合题意；
C．由 ，解得 ，频率为 ，要发生干涉，必须两列波频率相同，C符合题意；
D．确定 时刻 处的质点的位置，可将 时刻其波形图沿 轴正向平移 ，可知此时位移为负值，且正沿 轴负方向运动，故其速度在减小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据波形的平移法可知，这列波沿 轴负方向传播。根据同侧法可知， 时刻质点 沿 轴负方向运动。
10．图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，从t＝0时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数n＝50，线圈的电阻r＝5 Ω，线圈与外电路连接的定值电阻R＝45 Ω，电压表为理想交流电表。则下列判断正确的是（ ）
A．线圈转动的周期为6.28 s
B．t＝0时刻线圈平面与磁感线平行
C．线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100V
D．电压表的示数为63V
【答案】B,D
【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．由乙图可知，线圈转动的周期为
A不符合题意；
B．由乙可知， 时刻，磁通量为零，线圈平面与磁感线平行，B符合题意；
C．线圈中的最大电动势
C不符合题意；
D．线圈产生电动势有效值为
则电压表的示数为
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】由图乙可得线圈转动的周期。 时刻，磁通量为零，线圈平面与磁感线平行，由交变电流电动势表达式求解最大感应电动势。
11．一列简谐横波在均匀弹性介质中沿轴传播，时刻的波形图如图所示，介质中位置有一个悬浮物，、为介质中的两个质点。已知位置上质点的振动方程为，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻，质点的坐标为
B．波传播的速度大小为
C．质点的振动比质点的振动滞后三分之一周期
D．如果悬浮物的固有频率为，其振幅可能大于
【答案】B,C,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由悬浮物的振动方程 可知，振动的周期为 ，所以 时刻，悬浮物在平衡位置沿 轴正方向运动，该波沿 轴负方向传播， 时刻和 时刻，质点 的位置距离平衡位置相同，因此 时刻，质点 的 坐标为 ，A不符合题意；
B．波传播的速度大小为
B符合题意；
C．由于波沿 轴负方向传播，分析图像可知质点 的振动比质点 的振动滞后三分之一周期，C符合题意；
D．如果悬浮物的固有频率为 ，则其周期与波的周期相同，会产生共振，其振幅可能大于 ，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】由振动方程求解振动周期，波长除以周期等于波速。由于波沿 轴负方向传播，可知质点 的振动比质点 的振动滞后。周期与波的周期相同，会产生共振，振幅最大。
12．如图所示，以平行虚线为边界的两个匀强磁场区域长度足够长，宽度皆为，磁感应强度大小皆为、方向相反。单匝正方形金属框边长为，电阻为，在初始位置时边恰好处于匀强磁场区的上边界上。现金属框以大小为的速度向下匀速通过磁场区，感应电流顺时针方向为正方向，安培力以向上为正方向，则下图中能定性反映金属框穿过磁场区时安培力与感应电流随时间变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A,C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】CD．根据右手定则可以判断， 边刚进入磁场时，产生的感应电流逆时针方向，即为负值，大小为
经过时间
边运动到两个磁场的边界，此后 边与 边都切割磁感线，产生的感应电流顺时针方向，即为正值，因感应电动势是原来的2倍，感应电流也变为原来的2倍，再经过时间 后， 边离开磁场区， 边在下方磁场区切割磁感线，感应电流逆时针方向，大小为 ，C符合题意，D不符合题意；
AB．安培力总是阻碍金属框运动，安培力方向向上，在 时间内， 边内的感应电流大小是原来的2倍，所受安培力也是原来的2倍，同时 边也受到同样大小的安培力，即金属框的安培力变为原来的4倍，A符合题意，B不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据右手定则可以判断， 边刚进入磁场时，产生的感应电流逆时针方向。安培力总是阻碍金属框运动，安培力方向向上。
三、实验题
13．某实验小组为研究保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻的特性，设计了图甲所示的电路，电路中的电表均为理想电表，定值电阻。
（1）某次实验中，电压表、的示数分别为、，则此时热敏电阻的阻值为 ；
（2）通过多次实验，作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，当时，热敏电阻所处环境的温度约为 ；
（3）该自动电饭锅采用感温磁控元件（图中虚线框内）控制加热电路通或断，当磁控元件输入端、间的电压大于某一值时开关闭合，加热电路接通。若设定锅内温度低于时，加热电路接通，则下列电路符合要求的是 （填“”或“”）。
【答案】（1）3
（2）38
（3）B
【知识点】生活中常见的传感器
【解析】【解答】（1）根据题意，由串联分压规律可得
解得
（2）由图乙可知，当 时，热敏电阻所处环境的温度约为 。
（3）根据串联分压规律可知阻值越大时分压越大，由图乙可知， 随温度降低而升高，而根据题意可知锅内温度低于 时，磁控元件输入端 、 间的电压应始终大于某一值，即 、 间的电压应随温度的降低而增大，所以符合要求的是电路B。
【分析】（1）串联分压，电阻之比即为电压之比。
（2）由图乙可知，当 时，热敏电阻所处环境的温度约为 。
（3）阻值越大时分压越大，锅内温度低于 时，磁控元件输入端 、 间的电压应始终大于某一值。
14．实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。
（1）实验过程有两组同学分别用了图2．图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为 （选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好；
（2）在实验中，某同学用游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为 cm；
（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。由图像可知重力加速度g = m/s2；（结果保留2位有效数字）
（4）实验中，三位同学作出的T2—L图线分别如图6中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是___________（填选项前的字母）。
A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
【答案】（1）图3
（2）2.240
（3）9.9
（4）B
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）单摆稳定摆动时，要求摆长不发生变化，用图2方式悬挂时在小球摆动过程摆长会发生变化，图3方式悬挂时，绳子末端固定，避免摆长发生变化，故图3悬挂方式较好。
（2）根据游标卡尺读数规则，可读出小球直径为d = 22mm + 8 × 0.05mm = 22.40mm = 2.240cm
（3）根据单的周期公式 ，变形得
可知T2—L图像斜率为
由图5可求得
联立可得g = π2 = 9.9m/s2
（4）A．若误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则应满足
图线应与b平行且在b的下方，A不符合题意；
B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，则图线c的斜率偏小，图线c符合题意，B符合题意；
C．由（3）解析可得，当地的重力加速度的表达式为
由图可知，图线c对应的斜率k偏小，则图线c对应的g值大于图线b对应的g值，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）单摆稳定摆动时，要求摆长不发生变化。用图2方式悬挂时在小球摆动过程摆长会发生变化。
（2）游标卡尺读数不用估读。
（3）根据单摆周期公式结合图像斜率求解重力加速度。
（4）实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线c对应的斜率k偏小，则图线c对应的g值偏大。
四、解答题
15．如图所示，将质量为的平台连接在劲度系数的弹簧上端，弹簧下端固定在地面上，形成竖直方向的弹簧振子，在的上方放置质量也为的物块，使、一起上下振动，弹簧原长为。的厚度可忽略不计，重力加速度取。
（1）求平衡位置距地面的高度以及当振幅为时对最大压力的大小；
（2）若使在振动中始终与接触，求振幅的最大值。
【答案】（1）振幅很小时， 、 间不会分离，将 与 整体作为振子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件得
解得形变量
平衡位置距地面高度
当 、 运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时 、 间相互作用力最大，设振幅为 ，最大加速度
取 为研究对象，有
得 、 间相互作用力
由牛顿第三定律知， 对 的最大压力大小为
（2）为使 在振动中始终与 接触，在最高点时相互作用力应满足 ，取 为研究对象，根据牛顿第二定律，有
当 时， 振动的加速度达到最大值，得到加速度的最大值 （方向竖直向下）
因
表明 、 仅受重力作用，此刻弹簧的弹力为零，即弹簧处于原长，则振幅的最大值为
即振幅不能大于
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】（1） 将 与 整体作为振子 ， 当 、 运动到最低点时，有向上的最大加速度 ，分别利用整体法以及隔离法进行分析。
（2） 在振动中始终与接触 ， 当 时， 振动的加速度达到最大值 ， 此刻弹簧的弹力为零，即弹簧处于原长 。
16．均匀弹性介质中有两列简谐连续横波沿轴传播，时刻两波的波形图如图所示，此时甲波传播到的点，乙波传播到的点。已知甲波的周期，振幅。结合图中数据，求：
（1） 的质点开始振动的时间以及起振方向；
（2） 的质点在内运动的路程。
【答案】（1）由图可知，两列波的波长都是 ，波速
而两列波到 点距离都是 ，则传播到 点所需时间
分析可知 点的起振方向沿 轴负方向
（2）甲波传到 的质点 所需时间
即质点 在 时间内不振动，乙波传到 的质点 所需时间
即质点 在 时间内振幅为 ，时间为一个周期，路程 ，而在 时间内两列波叠加，且 点到 、 两点的波程差正好是一个波长，两列波稳定干涉， 点振动加强，振幅
时间为
所以该段时间的路程
所以 的质点 在 内运动的路程
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系；波的叠加
【解析】【解答】（1）波长除以周期等于波速。距离除以波速等于传播的时间。
（2） 质点 在 时间内振幅为 ，时间为一个周期，路程 ，而在 时间内两列波叠加 ，发生干涉，振幅为两个振幅相加。
17．如图甲所示，两根光滑的平行导轨倾斜固定在水平面上方，所形成的斜面倾角，导轨电阻不计，下端连接阻值恒为的小灯泡。两导轨之间有一段长为的矩形区域存在垂直导轨斜向上的匀强磁场，该磁场的磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。导体棒长度等于两平行导轨间距，质量，电阻，时刻导体棒在两导轨上部某位置由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，已知从导体棒释放到它离开磁场区，通过灯泡的电流不变且恰好正常发光，重力加速度取，。
（1）求平行导轨的间距；
（2）求电流通过小灯泡所做的功；
（3）如果从开始运动到某一瞬间导体棒产生的热量，求该过程中通过导体棒的电荷量以及导体棒在磁场中运动的距离。
【答案】（1）由题意可知，导体棒 在 内做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得
解得
导体棒 刚进入磁场时的速度大小为
导体棒 进入磁场做匀速直线运动，磁感应强度保持 不变，根据受力平衡可得
又 ， ，
联立解得导体棒 的长度为
即平行导轨的间距为
（2）在 内，回路产生的感生电动势为
回路中的电流为
在 内小灯泡电功为
导体棒 穿过磁场所用时间为
导体棒 穿过磁场过程中，小灯泡的电功为
电流通过小灯泡所做的功
（3）导体棒进入磁场前导体棒内产生的热量
导体棒产生的热量为 时在磁场内运动的时间设为 ，则 ，解得
该过程中通过导体棒的电荷量
导体棒在磁场中运动的距离
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】（1）安培力与重力分力相等，求解导体棒长度即平行导轨距离。
（2）由法拉第电磁感应定律求解感应电动势，由焦耳定律求解电热大小，灯泡可以看成纯电阻，所以灯泡中电流所做的功等于焦耳热。
（3）由焦耳定律求解运动时间，由电流的定义式求解电荷量大小，匀速运动公式求解运动距离。
