甘肃省张掖市某重点校2022-2023学年高二上学期物理12月月考试卷

试卷更新日期：2022-12-27 类型：月考试卷

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一、单选题

1. t=0时，坐标原点O处的质点由平衡位置沿y轴正方向开始做周期为0.4s的振动，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6s时的波形图是（　　）

A、 B、 C、 D、

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2. 自从“玉兔二号探测器”到达月球工作并拍回一系列珍贵的月球表面照片以后，人们对月球的向往又进一步加深了，希望能够早日登上月球。假设未来的宇航员成功登上月球并把地球上的摆钟带到了月球上面。已知月球表面的重力加速度约为地球表面的 $\frac{1}{6}$ ，现要使该摆钟在月球上的周期与地球上周期相同，下列办法可行的是（）

A、将摆球的质量增加为原来的6倍 B、将摆球的质量减小为原来的 $\frac{1}{6}$ 倍 C、将摆长减小为原来的 $\frac{1}{6}$ 倍 D、将摆长增长为原来的6倍

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3. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 $10 ： 1$ ，原线圈接入图乙所示的正弦脉冲电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表， $R_{0}$ 为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（　　）

A、图乙中电压的有效值为220V B、电压表的示数约为15.55V C、R处出现火警时，电流表示数变小 D、R处出现火警时，电阻 $R_{0}$ 消耗的电功率减小

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4. 如图所示，是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（）

A、电容器正在充电 B、此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 C、电感线圈中的电流正在减小 D、电感线圈中的磁场能正在减小

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5. 煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器米检测，如图甲所示。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度的增大而减小，某同学用该气敏电阻 $R_{1}$ 设计了如图乙所示的电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报，则（）

A、煤气浓度越高，a、b间电压越低 B、调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度 C、煤气浓度越高，电源的功率越小 D、煤气浓度越高，流过R的电流越小

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6. 如图所示，线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势 $e = 111 \sqrt{2} s i n 100 π t$ （V）。线圈与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25∶11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端电压为220V，输入功率为1100W，电动机内阻为8.8Ω，输电线路总电阻为25Ω，线圈及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则（）

A、图示位置线圈的磁通量变化率为零 B、电动机的机械功率为800W C、输电线路损失的电功率为121W D、升压变压器原、副线圈匝数之比为1∶10

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7. 一位游客在济南大明湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为 $15 cm$ ，周期为 $2.0 s$ ，当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过 $7.5 cm$ 时，游客能舒服地登船，则在一个周期内，游客能舒服登船的时间是（　　）

A、 $\frac{1}{6} s$ B、 $\frac{1}{3} s$ C、 $\frac{2}{3} s$ D、 $\frac{4}{3} s$

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8. 如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径为 $r = 0.10 m$ 、匝数为 $n = 20$ 匝的线圈套在永久磁铁槽中，槽中磁场沿半径方向均匀分布（其右侧视图如图乙所示），线圈所在位置磁感应强度大小均为 $B = \frac{0.60}{π} T$ ，线圈的电阻为 $R_{1} = 0.50 Ω$ ，它的引出线接有 $R_{2} = 9.50 Ω$ 的小灯泡L，A为理想交流电流表。当线圈框架的P端在外力作用下沿轴线做往复运动时，便有电流通过小灯泡。若线圈往复运动的规律如图丙所示（v取向右为正方向），则下列说法正确的是（　　）

A、电流表的示数为0.24A B、 $t = 0.01 s$ 时，回路中的电流最大 C、回路中交变电流的频率为100Hz D、 $t = 0.015 s$ 时，灯泡L中电流的方向为从 $C \to L \to D$

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二、多选题

9. 如图所示，一列横波沿x轴传播，在 $t = 0$ 时刻的波形如图中实线所示， $t = 0.10 s$ 时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（　　）

A、由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2m B、该波形曲线上平衡位置位于 $x = 5 m$ 处的质点振动的周期可能是0.3s C、若周期大于0.05s，则该波的最小波速是20m/s D、若周期大于0.05s，则该波的最大波速是140m/s

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10. 图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.5s时的波形图，图乙为波上某一质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　）

A、该简谐横波的传播速度为4m/s B、图乙可能是图甲中M质点的振动图像 C、从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置 D、从此时刻起，经过4s，P质点运动了1.6m的路程

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11. 如图甲所示，矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中，两磁场的分界线 $O O^{'}$ 恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示（规定垂直纸面向里为磁场的正方向），则下列说法正确的是（　　）

A、在 $0 ~ t_{1}$ 时间内，线圈中的感应电流方向为逆时针方向 B、在 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内，线圈中的感应电流方向为逆时针方向 C、在 $0 ~ t_{1}$ 时间内，线圈中的感应电流大小变化 D、在 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内，线圈中的感应电流大小不变

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12. 一列简谐横波沿 x轴传播，在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是（）

A、波沿x轴正方向传播 B、波源振动周期为1.1 s C、波的传播速度大小为13 m/s D、t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴负方向运动

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三、实验题

13. 光敏电阻是阻值随着光的照度的变化而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为勒克斯，单位符号为 $lx$ ）。

(1)、小明同学想给自己家的车库设计自动开门装置，当车灯照在该装置时，就会启动电动机打开车库的门。他设计的自动控制模拟电路所需的元件如图甲所示，利用直流电源给电磁铁供电，利用220V交流电源给电动机供电，将该装置安装在一个黑匣子中，留有一小孔方便车灯照射，请正确连接电路。

(2)、小明同学想知道离汽车近光灯5m远处光的照度，他通过资料查得所用光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图乙所示。他用多用电表在离汽车近光灯5m远处测量R的阻值，先用多用电表欧姆挡的“×100”倍率，发现指针偏转角度太小，为了更准确地测量其阻值，他接下来应换用（填“×1k”或“×10”）倍率，并重新进行后继续测量。

(3)、已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。图甲中直流电源的电动势为 $E = 20 V$ 、内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择： $R_{1}$ （ $0 ~ 10 Ω$ ， 2A）、 $R_{2}$ （ $0 ~ 1 k Ω$ ， 1A）、 $R_{3}$ （ $0 ~ 5 k Ω$ ， 1A）。已知白天阴暗处光的照度约为 $10 lx$ ，为使车库门在没车时不会自动打开，滑动变阻器应选（填“ $R_{1}$ ”“ $R_{2}$ ”或“ $R_{3}$ ”）。小明想设计成只有远光灯照射时才会开门（远光灯比近光灯更亮），应适当地（填“增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻。

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四、解答题

14. 已知机械波在某时刻的波形图如图所示，质点P与坐标原点O的水平距离为0.64m，从此时刻开始计时。

(1)、若波沿x轴正方向传播，质点P经0.8s第一次到达正方向最大位移处，求波速大小；

(2)、若质点P经0.8s到达平衡位置，求：波速大小。

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15. 如图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 $O O^{'}$ 按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数 $n = 100$ 、电阻 $r = 10 Ω$ ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻 $R = 90 Ω$ ，与R并联的交流电压表为理想电表。在 $t = 0$ 时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量 $Φ$ 随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。（取 $π = 3.14$ ）求：

(1)、交流发电机产生的电动势的最大值；

(2)、从 $t = 0$ 时刻开始计时，线圈转过 $60^{\circ}$ 时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向；

(3)、电路中交流电压表的示数；

(4)、从图示位置转过 $90^{\circ}$ ，整个回路的焦耳热？

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16. 如图所示为某离子收集器装置的示意图，半径为R的圆形匀强磁场I与y轴相切于坐标原点O，一截面为矩形的电场处理器ABCD与磁场相切于P点，AC边与y轴重合，其中 $A B = 2 R$ ， $A C = 3 R$ ，AB与CD间存在一定电势差，电场处理器下方有垂直纸面向里的匀强磁场II，磁感应强度为B₂。现有大量质量为m、电荷量为q的负离子，以相同速率v₀各向均匀的从O点射入x>0区域，其中沿Ox方向射入的离子刚好经过P点并沿虚线PQ进入下方磁场，最终被收集在距荧光屏最右端为R的G点，若不计离子重力及相互作用，求：

(1)、匀强磁场I的磁感应强度B₁大小和方向：

(2)、电场处理器AB与CD间的电势差U；

(3)、若进入电场处理器的粒子数目为b，磁场II的磁感应强度增大为 $\frac{8}{7} B_{2}$ 时，荧光屏上收集到的离子数目。

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17. 如图所示，有两条不计电阻的平行光滑金属导轨MQN、 $M^{'} Q^{'} N^{'}$ ，导轨间距为 $L = 0.5 m$ ，其中MQ、 $M^{'} Q^{'}$ 段倾斜放置，倾斜角为 $θ = 37 °$ ， $L_{M Q} = L_{M^{'} Q^{'}} = 4 m$ ， QN、 $Q^{'} N^{'}$ 段水平放置，两段之间通过一小段（大小可忽略）光滑圆弧绝缘材料平滑相连，在倾斜导轨左端连接一电源及开关 $S_{1}$ ，电源电动势为 $E = 3 V$ ，内阻为 $r = 0.5 Ω$ 。在Q和 $Q^{'}$ 两端向下引出两根无电阻的金属导线通过开关 $S_{2}$ 与一电容为 $C = 2 F$ 的电容器相连，在N和 $N^{'}$ 两端与阻值为 $R = 0.1 Ω$ 的定值电阻相连，倾斜导轨 $M Q Q^{'} M^{'}$ 区域内存在方向垂直于倾斜导轨平面向下、磁感应强度大小为 $B_{1} = 2 T$ 的匀强磁场，水平导轨 $D D^{'} E^{'} E$ 区域内存在方向垂直于水平导轨平面向上、磁感应强度大小为 $B_{2} = 0.8 T$ 的匀强磁场，且 $L_{D E} = L_{D^{'} E^{'}} = 0.5 m$ ， cdef是质量为3m，每边电阻均为 $R = 0.1 Ω$ ，各边长度均为 $L = 0.5 m$ 的U形金属框，开始时静置于 $D D^{'} E^{'} E$ 左侧导轨上，现有一不计电阻的质量为m的金属棒a紧贴 $M M^{'}$ 垂直放置在倾斜导轨上，合上开关 $S_{1}$ 时金属棒a恰好静止在导轨上。取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。

(1)、求金属棒a的质量m。

(2)、断开 $S_{1}$ 的同时闭合 $S_{2}$ ，金属棒a向下滑行，金属棒a与导轨始终垂直且接触良好，求金属棒a到达倾斜导轨底端 $Q Q^{'}$ 时的速度大小。

(3)、金属棒a越过 $Q Q^{'}$ 后与U形金属框发生碰撞，碰后黏在一起穿过 $D E E^{'} D^{'}$ 区域，金属棒a与U形金属框及导轨均接触良好，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热。

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