1、江苏省扬州中学2020-2021学年高二物理上学期12月月考试题一单项选择题(38=24分)1.据新闻报道：2020年5月16日，广西玉林一在建工地发生了一起事故，一施工电梯突然失控从高处坠落，此次电梯坠落事故导致了一些人员伤亡。为了防止类似意外发生，扬州中学课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（）A该小组设计原理有问题，当电梯突然坠落时，该装置不可能起到阻碍电梯下落的作用B当电梯突然坠落时，该安全装置
2、可使电梯停在空中C当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相反D当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落2如图所示为某一线圈通过的交流电的电流时间关系图象（前半个周期为正弦波形的），则一个周期内该电流的有效值为（）ABCD3. 污染对身体的危害非常严重，因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。扬州中学“创新”小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图甲所示。电源（不计内阻）电压恒为3V，R0为10的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50100间为中度污染，100以上为重
3、度污染，以下分析正确的是（）A电压表示数为0.5V时，属于重度污染B污染指数越小，电压表示数越大C污染指数越大，电路中消耗的总功率越小D污染指数为150时，电压表示数为1V4如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、，围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示，为等边三角形的中心，、分别为关于导线、的对称点已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（ ）A B C D5如图所示，原来静止的可动圆环形线圈通有顺时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点放置一根垂直于线圈平面的固定不
4、动的长直导线，并通以电流I，方向垂直纸面向里，此时环形线圈的运动情况是（）A从A向B方向观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点靠近直线电流B从A向B方向观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点远离直线电流C从A向B方向观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点靠近直线电流D从A向B方向观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点远离直线电流6武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积.空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正
5、确的是（）A带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左B正、负粒子所受洛伦兹力方向是相同的C污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量7如图所示，PQ为放在竖直平面的半圆弧的直径，O为圆心，小球带正电，以初速度v沿直径水平抛出；甲图中只受重力作用，乙图中有竖直向下的匀强电场，丙图中有垂直纸面向里的匀强磁场，丁图中有垂直纸面向外的匀强磁场，小球能垂直落在圆弧弧面上的是（）A甲B乙C丙D丁8如图所示,两根间距为20 cm的无限长光滑金属导轨,电阻不计,其左端连接一阻值为10的定值电阻,两导轨之间存在着磁感应强度为1 T的匀强磁场,磁场边界虚线为正弦曲线的一部分,
6、一阻值为10的光滑导体棒,在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动(接触电阻不计),交流电压表和交流电流表均为理想电表,则()A. 电流表示数是0.1 A B. 导体棒上消耗的热功率为0.1W C. 导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数为零 D.电压表的示数是2V二.多项选择题(44=16分)9如图是地磁场的分布图，已知地球自转方向是自西向东，则下列说法正确的是（）A磁感线是磁场中真实存在的曲线B如果地磁场是地球表面带电产生的，则地球带负电C竖直向下射向赤道的带正电的宇宙射线受到的洛伦兹力向东D北极上方一条通有竖直向下方向电流的导体棒受到的安培力向西10半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定
7、在同一水平面内，一长为r、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法正确的是（）A金属棒中电流从B流向A B金属棒两端电压为Br2C电容器的M板带负电 D电容器所带电荷量为CBr211如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n原线圈接电压为u=U0sint的正弦交流电，输出端接有一个交流电流表和一个电动机，电动机的线圈电阻为
8、R当输入端接通电源后，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，此时电流表的示数为I，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）A电动机两端电压为IRB原线圈中的电流为nIC电动机消耗的电功率为D重物匀速上升的速度为12某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻为R=10，降压变压器T2原、副线圈匝数之比为41，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，当负载R0=11时（）A通过R电流的有效值是20AB升压变压器的输入功率为4650WC当负载R0增大时，发电机的输出功率减小D发电
9、机中电流变化的频率为100Hz三实验题(28=16分)13小张同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。断开开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 (1)闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针_（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；(2)如图乙所示，R为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴(A线圈平面与螺线管线圈平面平行)，并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，从左向右看，金属环A中电流方向_（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_（填“左”或“右”）运动，并有_（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
10、14.某物理兴趣小组准备测量精确测定电源的电动势和内阻，现备有下列器材：A电流表G（量程为40 mA、内阻未知） B电阻箱R（0999.9 ）C滑动变阻器R1（010 k）D滑动变阻器R2（010 ）E开关、导线若干F电源E（电动势约10 V，内阻未知）(1)要完成实验，首先需测量电流表G的内阻。测量电流表G内阻的实验电路如图甲所示。将下述实验过程补充完整。a选择器材，滑动变阻器R应该选取_（选填“R1”或“R2”）；b连接好电路，把R的滑片调到a端；c断开S2，闭合S1，调节R，使电流表G满偏；d保持R不变，闭合S2，调节电阻箱R的阻值，当R12 时，电流表G的示数为30 mA。 如果认为闭
11、合S2前后干路上电流不变，则电流表G的内阻Rg_。(2)在测出电流表内阻Rg后，测定该电源的电动势和内阻的电路如图乙所示。闭合开关S，调整电阻箱R，读取相应的电流表示数I，记录多组数据（R，I），得到如图丙所示的 R图线，则电源的电动势E_ V，内阻r_ 。四计算题15(9分) 2020年12月11日连淮扬镇铁路正式开通运营，扬州全域迈入“高铁时代”，高铁站为了防止意外停电，准备了应急电源（交流发电机）。如图所示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OO匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90，与R并
12、联的交流电压表为理想电表。磁感应强度B=0.5T，ab长20厘米，bc长10厘米，角速度=100rad/s。求：（1）交流发电机产生的电动势最大值；（2）电路中交流电压表的示数；（3）电阻R上的功率。16（9分）如图1所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R0.40的电阻，质量为m0.01kg、电阻为r0.30的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图2所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g10m/s2（
13、忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），试求：（1）当t1.5s时，重力对金属棒ab做功的功率；（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量； （3）磁感应强度B的大小17（12分）如图所示，在xoy平面内，虚线OP与x轴的夹角为30。OP与y轴之间存在沿着y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。OP与x轴之间存在垂直于xoy平面向外的匀强磁场。现有一带电的粒子，从y轴上的M点以初速度v0、沿着平行于x轴的方向射入电场，并从边界OP上某点Q （图中未画出）垂直于OP离开电场，恰好没有从x轴离开第一象限。已知粒子的质量为m、电荷量为q（q0），粒子的重力可忽略。求：(1)磁感应强度的大小
14、；(2)粒子在第一象限运动的时间；(3)粒子从y轴上离开电场的位置到O点的距离。18.（14分）如图甲所示，表面绝缘、倾角=37的斜面固定在水平地面，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度B=0.5T，其边界与斜面底边平行，磁场上边界到挡板的距离s=0.525m。一个均匀分布且质量m=0.10kg、总电阻R=0.5的单匝矩形闭合金属线框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，用F=1.45N的恒定拉力，垂直于cd边且沿斜面向上拉线框，让线
15、框从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时立即撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程中没有机械能损失，且碰撞的时间可忽略不计。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=0.75（设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）。求：(1)线框ad边的长度；(2)线框cd边刚进入磁场时的速度大小；(3)已知线框向下运动通过磁场区域，在离开磁场前线框速度已减为零，求线框在斜面上运动的整个过程中电流产生的焦耳热；(4)求线框最
16、后静止时cd边距挡板的距离。江苏省扬州中学2020-2021学年12月月考试卷参考答案题号123456789101112答案CBDCCDDBBCABCDBC13. 向右偏转 逆时针 左 收缩 14. 4 9 41 15. (1)感应电动势最大值代入数据解得(2)根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍，所以电路中电压表的示数(3)R上产生的热功率16. （1）由xt图象求得t1.5s时金属棒的速度为v=m/s=7m/st1.5s时，重力对金属棒ab做功的功率为Pmgv0.01107W0.7W（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，金属棒的重力势能减小，转化为金属棒的动能和电路的内能设电路中产生
17、的总焦耳热为Q，根据能量守恒定律得mgx=mv2+Q代入解得Q0.455J由焦耳定律得R中发热QRI2Rt，金属棒ab发热QrI2rt，则QR：QrR：r4：3又QR+QrQ解得QR0.26J（3）金属棒匀速运动时所受的安培力大小为FBIL，而I=，EBLv得到F= 根据平衡条件得Fmg则有=mg代入解得B0.1T17. (1)由于粒子从Q点垂直于OP离开电场，设到Q点时竖直分速度为，由题意可知设粒子从M点到Q点运动时间为，有粒子做类平抛运动的水平位移如的由磁场方向可知粒子向左偏转，根据题意可知粒子运动轨迹恰好与轴相切，设粒子在磁场中运动的半径为，由几何关系设粒子在磁场中速度为，由前面分析可知
18、洛伦兹力提供向心力解得(2)粒子在磁场中运动周期设粒子在磁场中运动时间为，粒子离开磁场的位置到轴的距离为，则沿着轴负方向做匀速直线运动，设经过时间到达轴，即(3)由几何关系可得粒子离开磁场的位置到轴距离粒子离开磁场手，竖直方向做匀速直线运动，经过时间到达轴并离开电场 则粒子离开电场的位置到点的距离。18.(1)由图可知，线框穿过磁场区域过程中一直匀速运动，所以线框边的长度(2)由电磁感应定律知线框中电流由匀速知解得，(3)线框上升穿过磁场所用时间线框上升过程中线框向上穿出磁场后，设到达挡板时线框速度为，由动能定理解得线框向下返回时，由于则返回时产生的焦耳热解得整个过程中的焦耳热（4）x=D+s=0.925m
