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- 2021-04-16 发布
江苏省海安高级中学2019-2020学年高二12月月考物理（选修）试卷
一、单项选择题：本题共6小题，每小题3分，共计18分．每小题只有一个选项符合题意．
1. 设想地磁场是由地球内部的环形电流形成的，那么这一环形电流的方向应该是
A.由东向西 B.由西向东 C.由南向北 D.由北向南
2. 如图所示，一根空心铝管竖直放置，把一枚小圆柱形的永磁体从铝管上端由静止释放，经过一段时间后，永磁体穿出铝管下端口。假设永磁体在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转。忽略空气阻力，则下列说法中正确的是
A．若仅增强永磁体的磁性，则其穿出铝管时的速度变小
B．若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的时间缩短
C．若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的过程中产生的焦耳热减少
D．在永磁体穿过铝管的过程中，其动能的增加量等于重力势能的减少量
3. 如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，图中电压表和电流表均为理想交流电表，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(温度升高时阻值减小)，C为电容器．下列说法正确的是
A. 通过R1的电流为零
B. 滑片P向上滑动，电压表示数变大
O
O1
L
乙
甲
O1
O
y
x
C. R2处温度升高时，电压表的示数不变
D. 减小电容器C的电容，电流表的示数变大
4．如图甲所示，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器可在竖直面内摆动，且在摆动过程中能持续向下流出一细束墨水．沿着与注射器摆动平面垂直的方向匀速拖动一张硬纸板，摆动的注射器流出的墨水在硬纸板上形成了如图乙所示的曲线．注射器喷嘴到硬纸板的距离很小，且摆动中注射器重心的高度变化可忽略不计．若按图乙所示建立xOy坐标系，则硬纸板上的墨迹所呈现的图样可视为注射器振动的图像．关于图乙所示的图像，下列说法中正确的是
A．x轴表示拖动硬纸板的速度
B．y轴表示注射器振动的位移
C．匀速拖动硬纸板移动距离L的时间等于注射器振动的周期
D．拖动硬纸板的速度增大，可使注射器振动的周期变短
5. 如图所示，光滑水平面上直线O1O2两侧对称固定放置两根载有电流大小恒定、方向相同的平行长直导线．单匝正方形线圈从P位置以一初速度水平向右滑出，线圈到达Q位置速度为零．则
A. 在O1O2左侧的磁场方向垂直水平面向上
B. 线圈中始终产生顺时针的感应电流
C. 线圈的中心在O1O2位置时磁通量为零，感应电流为零
D. 仅仅增加线圈的匝数，线圈不能从P点滑到Q点
6．A、B两滑块在同一气垫导轨上，碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示．已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0～80cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x=10cm处．若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则
0
x/cm
10
20
30
40
50
60
70
80
A
A
A
A
B
B
A．碰撞发生在第1次闪光后的3T时刻
B．碰撞后A与B的速度大小相等、方向相反
C．碰撞后A与B的速度大小之比为1：3
D． A、B两滑块的质量之比为2：3
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．
7． 在一个边界为等边三角形的区域内，存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场边界上的P点处有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a、b、c(不计重力)沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用ta、tb、tc分别表示a、b、c通过磁场的时间；用ra、rb、rc分别表示a、b、c在磁场中的运动半径，则下列判断正确的是
A．ta＝tb＞tc B．tc＞tb＞ta
C．rc＞rb＞ra D．rb＞ra＞rc
8. 如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D
为理想二极管，则下列说法正确的有
A. 当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮
B. 当S闭合时，L1一直不亮，L2逐渐变亮
C. 当S断开时，L2立即熄灭
D. 当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
9. 一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8 m．周期为2 s．t=l s时刻波形如图l所示， a、b、d是波上的质点。图2是波上某一点的振动图像。则下列说法正确的是
A．图2可以表示d点的振动
B．图2可以表示b点的振动
C．a、b两质点在t=1.5 s时速度大小相同
D．该波传播速度为v=4 m/s
10. 去年底，我省启动“263”专项行动，打响碧水蓝天保卫战．暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，其长为L、直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端电压为U，显示仪器显示污水流量Q(单位时间内排出的污水体积)．则
A. a侧电势比c侧电势高
B. 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数将越大
C. 若污水从右侧流入测量管，显示器显示为负值，将磁场反向则显示为正值
D. 污水流量Q与U成正比，与L、D无关
11.如图所示，轻弹簧一端固定在倾角为θ的光滑斜面底端，弹簧上端放着质量为m的物体A，处于静止状态．将一个质量为2m的物体B轻放在A上，则在A、B一起向下运动过程中
A. 放在A上的瞬间，B对A的压力大小为mgsin θ
B. A、B的速度先增大后减小
C. A、B间的弹力先增大后减小
D. A、B运动到最低点时，弹簧的弹力大小为5mgsin θ
三、 简答题：本题(第12、13题)，共计16分．请将解答填写在相应的位置．
甲
12．（8 分）用单摆测定重力加速度的实验如图甲所示。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用 ▲ （选填选项前的字母）。
A.长度为 1m 左右的细线
B.长度为 30cm 左右的细线
C.直径为 1.8cm 的塑料球
D.直径为 1.8cm 的铁球
（2）测出悬点 O 到小球球心的距离（摆长）L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t．
则重力加速度 g= ▲ （用 L，n，t 表示）
（3）下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理．
组次
1
2
3
摆长 L/cm
80.00
90.00
100.00
50 次全振动时间t/s
90.0
95.5
100.5
振动周期 T/s
1.80
1.91
2.01
重力加速度 g/（m·s-2）
9.74
9.73
9.76
乙
（3）用多组实验数据做出 T2-L 图像，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的 T2-L 图线的示意图如图乙中的 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 b，下列分析正确的是（选填选项前的字母） ▲
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
丙
（4）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图丙所示，由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标记，使得选点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程．
保持该标记以下的细线长度不变，通过改变 O、A 间细线长度以改变摆长．实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2时，测得相应单摆的周期为 T1、T2，由此可得重力加速度 g= ▲ （用 l1、l2、T1、T2表示）．
13.（8 分）小明同学学过“练习使用多用电表”后想进一步研究多用电表的有关问题．
（1）他先用多用电表测量某元件的电阻，操作如下：先选用欧姆表“×100”倍率挡开始测量，发现指针偏角过小，则应换用 ▲ (选填“×10”或“×1k”)挡；换挡后必须将红表笔和黑表笔短接，调零后再重新测量．
（2）为了弄清欧姆表有关问题，小明查阅资料后发现，欧姆表内部电路可等效为：一个无内阻的电源、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(a)所示．为了测定该欧姆表电源的电动势和“×1k”挡位的内电阻，他设计了如图(b)所示的测量电路．
①将上述调零后的欧姆表接入电路时，红表笔应和 ▲ (选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．
②调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为 ▲ kΩ.
③据前面的实验数据计算得，此多用电表等效电源的电动势为 ▲ V.
四、 计算题：本题共4小题，共计46分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
14． (9分)如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，木块与墙间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置.现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，经过一段时间，木块第一次回到A位置，弹簧在弹性限度内.求：
(1) 木块第一次回到A位置时速度大小v；
(2) 弹簧弹性势能的最大值EP；
(3) 此过程中墙对弹簧冲量大小I.
15． (10分)三峡水电站是我国最大的水力发电站，平均水位落差约100 m，水的流量约1.35×104 m3/s．船只通航需要约3 500 m3/s的流量，其余流量全部用来发电．水流冲击水轮机发电时，水流减少的势能有20% 转化为电能，重力加速度g=10m/s2．
(1)按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多大？
(2)某省每户月平均用电量最高为240 kW·h，三峡电站至少可以满足该省多少户家庭生活用电？
(3)把某抽水蓄能电站产生的电能输送到城区．已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R，要使输电线路上损耗的功率小于ΔP．求输电电压的最小值U．
16. (12分)高频焊接是一种常用的焊接方法，图甲是焊接的原理示意图．将半径为r＝10 cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，t＝0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外．工件非焊接部分单位长度的电阻R0＝1.0×10－3Ω·m－1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响．
(1) 在图丙中画出感应电流随时间变化的i-t图象(以逆时针方向电流为正)，并写出必要的计算过程；
(2) 求环形金属工件中感应电流的有效值；
(3) 求t＝0.30 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热．
甲 乙
丙
17． (15分)如图所示的坐标系内，以垂直于x轴的虚线PQ
为分界线，左侧的等腰直角三角形区域内分布着匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，AC边有一挡板可吸收电子，AC长为d. 右侧为偏转电场，两极板长度为d/2，间距为d. 电场右侧的x轴上有足够长的荧光屏. 现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，电子能打在荧光屏上的最远处为M点，M到下极板右端的距离为d/2，电子电荷量为e，质量为m，不考虑电子间的相互作用以及偏转电场边缘效应，求：
（1）电子通过磁场区域的时间t；
（2）偏转电场的电压U；
（3）电子至少以多大速率从O点射出时才能打到荧光屏上．
检测试卷
1. A 2. A 3. C 4．B 5. B 6．D 7．AC 8.BD 9.A D 10. AC 11.ABD
12.（8 分）(1)AD (2) (3)B (4)
13 (1). ×1k (2分) (2). ① 1 (2分) ②12.0 (2分) ③ 9.00(9.0) (2分)
【解析】(1)多用电表的欧姆档表盘的0刻线在右端，选“×100”档时，发现指针偏转角过小，说明被测阻值较大，应改用较小档即“×1k”， 换挡后必须将红表笔和黑表笔短接，调零后再重新测量；
(2)①电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接触1，黑表笔接2；
②由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值为12.0kΩ；
③根据闭合电路欧姆定律，电动势为：
14．(1) 木块第一次回到A位置时的速度与木块和子弹开始共同运动的速度大小相等，子弹进入木块过程满足动量守恒定律，则
mv0＝(M＋m)v (2分)
解得v＝v0. (1分)
(2) (3分)
(3) 此过程中弹簧对木块和子弹整体的冲量等于墙对弹簧的冲量，
由动量定理有I＝ (M＋m)v－[－(M＋m)v] (2分)
解得I＝2mv0. (1分)
15．答案 (1)2×106 kW (2)6×106户
(3)解析 (1)P1=1.0×103×(1.35×104-3 500)×10×100×20% W=2×106 kW (3分)
(2)每户用电平均功率:P2= kW=1/3kW
= =6×106(户) (3分)
(3)a.输电导线损失热功率ΔP=I2R (2分)
输电功率P=IU
可得U= (2分)
16. (1) 环形金属工件电阻为R＝2πrR0＋9×2πrR0＝20πrR0＝6.28×10－3Ω(1分)
在0～时间内的感应电动势为
E＝·πr2＝6.28V (1分)
电流为I＝＝1.0×103A (1分)
由楞次定律得到电流方向逆时针，I-t关系图象如图所示： (2分)
(2) 在同一个周期内IRT＝I2R (2分)
解得I有效＝A＝816A (1分)
(3) 在t＝0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热为Q＝IR′t
而R′＝9×2πrR0＝5.65×10－3Ω (2分)
解得Q＝IR′t＝1.13×103J. (2分)
(保留根式同样得分)
17【答案】(1) ；（2）；（3）
【解析】(1) (1分)
(1分)
通过磁场区域的时间为t1＝T＝ (1分)
(2) 由几何知识得r＝d，又r＝
解得v＝ (1分)
通过电场的时间t2＝，代入数据解得t2＝ (1分)
电子离开电场后做匀速直线运动到达M点
，又y1＋y2＝d (2分)
解得y1＝d
故 (1分)
代入数据解得U＝ (2分)
(3) 电子恰好打在下极板右边缘
磁场中 (1分)
电场中水平方向d＝v′t (1分)
竖直方向r′＝ (1分)
由上述三式代入数据解得v′＝ (2分)