浙江省金华市磐安县二中2020-2021学年高二上学期物理12月月考试卷

试卷更新日期：2021-09-10 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 做简谐运动的弹簧振子多次通过同一位置时，会发生变化的物理量有）（）

A、位移 B、速度 C、加速度 D、回复力

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2. 关于磁感强度，下列说法中正确的是（）

A、磁感强度的方向，就是通电直导线在磁场中的受力方向 B、磁感强度大的地方，通电导线所受的力也一定大 C、磁感强度的方向是小磁针北极的受力方向 D、通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感强度一定为零

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3. 在长直导线AB附近，有一带正电的小球由绝缘线悬挂在M点，如下图所示，当导线中有恒定电流通过时，下列说法中正确的是（）

A、小球受到垂直纸面向里的磁场力 B、小球受到垂直纸面向外的磁场力 C、小球受到垂直于AB向右的磁场力 D、小球不受磁场力的作用

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4. 一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图象如图乙所示．则下列说法中错误的是（）

A、这列波的波速是25m/s B、这列波沿x轴负方向传播 C、质点A在任意的1s内所通过的路程都是0.4m D、若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25Hz

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5. 供电站向远方送电，输送的电功率恒定，若将输电电压提高到原来的4倍，以下判断中正确的是 $($ $)$

A、输电电流为原来的4倍 B、输电导线上损失的电压为原来的4倍 C、输电导线上损失的电功率为原来的 $\frac{1}{4}$ D、输电导线上损失的电功率为原来的 $\frac{1}{16}$

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6. 将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（）

A、 B、 C、 D、

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7. 一根水平的弹性细绳上，一上一下两个形状相同的正弦半波相向传播，某个时刻恰好完全叠合，如图。a、b、c是细绳上三个质点，且b是此刻波的正中点，则（）

A、a、b、c三质点此刻均在它们各自的平衡位置且振动速度为零 B、a质点此刻合运动的速度方向竖直向下 C、b质点此刻有最大的振动加速度 D、c质点此刻合运动的速度方向水平向右

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8. 利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等区域，如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差 $U_{C D} .$ 下列说法正确的是（）

A、电势差 $U_{C D}$ 仅与材料有关 B、仅增大磁感应强度时，电势差 $U_{C D}$ 变大 C、若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差 $U_{C D} > 0$ D、在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

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9. 如图所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐减弱时，导体棒ab和cd的运动情况是（）

A、一起向左运动 B、一起向右运动 C、相向运动，相互靠近 D、相背运动，相互远离

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10. 如图（甲）所示，小球在内壁光滑的固定半圆形轨道最低点附近做小角度振动，其振动图象如图（乙）所示，以下说法正确的是（）

A、t₁时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最小 B、t₂时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最小 C、t₃时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大 D、t₄时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大

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11. 如图所示，用两根轻细悬线将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态。为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为（）

A、 $\frac{m g}{I l}$ tanθ，竖直向上 B、 $\frac{m g}{I l}$ tanθ，竖直向下 C、 $\frac{m g}{I l}$ sinθ，平行悬线向下 D、 $\frac{m g}{I l}$ sinθ，平行悬线向上

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12. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）．两线圈在距磁场上界面 $h$ 高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ ，在磁场中运动时产生的热量分别为 $Q_{1}$ 、 $Q_{2}$ ．不计空气阻力，则（）

A、 $v_{1} < v_{2} ， Q_{1} < Q_{2}$ B、 $v_{1} = v_{2} ， Q_{1} = Q_{2}$ C、 $v_{1} < v_{2} ， Q_{1} > Q_{2}$ D、 $v_{1} = v_{2} ， Q_{1} < Q_{2}$

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13. 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，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若接在220V，60Hz的交变电压两端，则（）

A、三只灯泡亮度不变 B、三只灯泡都将变亮 C、a亮度不变，b变亮，c变暗 D、a亮度不变，b变暗，c变亮

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14. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下面说法中正确的是（）

A、穿过线圈a的磁通量变大 B、线圈a有收缩的趋势 C、线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 D、线圈a对水平桌面的压力F_N将增大

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二、多选题

15. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（）

A、原、副线圈匝数比为9：1 B、原、副线圈匝数比为1：9 C、此时a和b的电功率之比为9：1 D、此时a和b的电功率之比为1：9

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16. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为R的电阻 $.$ 将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示 $.$ 除电阻R外其余电阻不计 $.$ 现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则 $($ $)$

A、释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B、金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为 $b \to a$ C、金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为 $F = \frac{B^{2} L^{2} v}{R}$ D、金属棒下落过程中，电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

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三、实验题

17. 某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验，主要步骤：

A、用游标卡尺测量并记录小球直径d

B、将小球用细线悬于O点，用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离l

C、将小球拉离竖直位置由静止释放，同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θ

D、小球摆到最低点经过光电门，光电计时器（图中未画出）自动记录小球通过光电门的时间Δt

E、改变小球释放位置重复C、D多次

F、分析数据，验证机械能守恒定律

请回答下列问题：

(1)、步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示，小球直径d=mm

(2)、实验记录如下表，请将表中数据补充完整（表中v是小球经过光电门的速度

θ	10°	20°	30°	40°	50°	60°
cosθ	0.98	0.94	0.87	0.77	0.64	0.50
Δt/ms	18.0	9.0	6.0	4.6	3.7	3.1
v/ms^-1	0.54	1.09	①	2.13	2.65	3.16
v²/m²s^-2	0.30	1.19	②	4.54	7.02	9.99

(3)、某同学为了作出v²- cosθ图像，根据记录表中的数据进行了部分描点，请补充完整并作出v²- cosθ图像.

(4)、实验完成后，某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了，请你帮助计算出这个数据l=m （保留两位有效数字），已知当地重力加速度为9.8m/s² ．

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18. 如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置.

(1)、将实物电路中所缺的导线补充完整.

(2)、如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈L₁迅速插入线圈L₂中，灵敏电流计的指针将偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)

(3)、线圈L₁插入线圈L₂后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)

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四、解答题

19. 一个重力不计的带电粒子，以大小为v的速度从坐标（0，L）的a点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上b点射出磁场，射出速度方向与x轴正方向夹角为60°，如图。求：

(1)、带电粒子在磁场中运动的轨道半径；

(2)、带电粒子的比荷 $\frac{m}{q}$ 及粒子从a点运动到b点的时间；

(3)、其他条件不变，要使该粒子恰从O点射出磁场，求粒子入射速度大小。

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20. 如图，两根足够长的固定的光滑平行金属导轨位于倾角 $θ = 30 °$ 的固定斜面上，导轨上、下端分别接有阻值 $R_{1} = 10Ω$ 和 $R_{2} =20Ω$ 的电阻，导轨自身电阻忽略不计，导轨宽度 $L = 2 m$ .在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 $B = 0.5 T$ 。质量为 $m = 0.1 kg$ 、电阻 $r = 2 .5Ω$ 的金属棒 $a b$ 在较高处由静止释放，金属棒 $a b$ 在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，当金属棒 $a b$ 下滑高度 $h = 3 m$ 时，速度恰好达到最大值。 $g = 10 {m/s}^{2}$ .求：

(1)、金属棒 $a b$ 达到的最大速度 $v_{m}$ ；

(2)、该过程通过电阻 $R_{1}$ 的电荷量 $q_{1}$ ；

(3)、金属棒 $a b$ 在以上运动过程中，导轨下端电阻 $R_{2}$ 中产生的热量。

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21. 如图所示为一磁约束装置的原理图，同心圆圆心 $O$ 与 $x O y$ 平面坐标系原点重合.半径为 $R_{0}$ 的圆形区域Ⅰ内有方向垂直于 $x O y$ 平面向里的匀强磁场.一束质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 、动能为 $E_{0}$ 的带正电粒子从坐标为 $(0 ， R_{0})$ 的 $A$ 点沿 $y$ 轴负方向射入磁场区域Ⅰ，粒子全部经过坐标为 $(R_{0} ， 0)$ 的 $P$ 点，方向沿 $x$ 轴正方向.当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于 $x O y$ 平面向外的另一匀强磁场时，上述粒子仍从 $A$ 点沿 $y$ 轴负方向射入区域Ⅰ，所有粒子恰好能够约束在环形区域内，且经过环形区域Ⅱ的磁场偏转后第一次沿半径方向从区域Ⅱ射入区域Ⅰ时经过内圆周上的 $M$ 点( $M$ 点未画出).不计重力和粒子间的相互作用.

(1)、求区域Ⅰ中磁感应强度 $B_{1}$ 的大小；

(2)、若环形区域Ⅱ中磁感应强度 $B_{2} = \sqrt{3} B_{1}$ ，求 $M$ 点坐标及环形外圆半径 $R$ ；

(3)、求粒子从 $A$ 点沿 $y$ 轴负方向射入圆形区域Ⅰ至再次以相同速度经过 $A$ 点的过程所通过的总路程.

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