江苏省徐州市睢宁县姚集中学2021年高二物理联考试题含解析

江苏省徐州市睢宁县姚集中学2021年高二物理联考试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.两个等量点电荷P、Q在真空中产生电场的电场线（方向未标出）如图所示．下列说法中正确的是CA．P、Q是两个等量正电荷B．P、Q是两个等量负电荷C．P、Q是两个等量异种电荷D．P、Q产生的是匀强电场参考答案：C2.如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环的运动情况是

A．同时向两侧推开

B．同时向螺线管靠拢

C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断参考答案：A3.（单选）一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方处有一宽度为、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示．现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放(细绳张直，忽略空气阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是()参考答案：C4.如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时，辐射出光子a；从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子b．以下判断正确的是（）A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可使处于n=4能级的氢原子电离D．大量处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线参考答案：A【考点】氢原子的能级公式和跃迁．【分析】能级间跃迁辐射光子的能量等于能级之差，根据能极差的大小比较光子能量，从而比较出光子的频率．频率大，波长小，判断n=3能级的氢原子可以吸收光子，能量是否大于0，即可知是否电离．【解答】解：A、根据玻尔理论得知，光子a的能量Ea=E4﹣E3=﹣0.85eV﹣（﹣1.51eV）=0.66eV，光子a的能量Eb=E3﹣E2=﹣1.51eV﹣（﹣3.4eV）=1.89eV．所以光子a的能量小于光子b的能量，光子的能量E=h，则光子a的波长大于光子b的波长．故A正确．B、光子b的能量是E=﹣1.51﹣（﹣3.4）=1.89eV＜13.6eV，所以光子b不可使氢原子从基态跃迁到激发态，故B错误；C、光子a的能量是E=﹣0.85﹣（﹣1.51）=0.66eV＜0.85eV，所以光子a不可使处于n=4能级的氢原子电离，故C错误；D、一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生=3种谱线，故D错误；故选：A．5.（单选）如图所示，平行板电容器与电池相连，当两极板间的距离减小后，则两极板间的电压U和电场强度E、电容器的电容C及电容的带电荷量Q与原来相比（

）A.U不变，E不变，C不变，Q不变B.U不变，E变小，C变小，Q变小C.U不变，E变大，C变大，Q变大D.U不变，E不变，C变大，Q变小参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.1一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图a、b两种电路各测一次，用图a测得的数据是3.0V，3.0mA，用图b测得的数据是2.9V，4.0mA，由此可知，用图

测得Rx的误差较小，测量值Rx=

。测量值比真实值偏

(填“大”、“小”)参考答案：7.有一正弦交流电，它的电流随时间变化的规律如图所示，则电流的有效值为

A；交流电的周期为

s。参考答案：10，0.2

8.“研究感应电流产生的条件”的实验电路如图所示．实验表明：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。在闭合电键S前，滑动变阻器滑动片P应置于

a端（选填“a”或“b”）。电键S闭合后还有多种方法能使线圈C中产生感应电流，试写出其中的两种方法：①

；②

。参考答案：磁通量（2分）；a端（2分）

拔出线圈A；拔出（或插入）A中铁芯；移动滑动变阻器的滑片9._____的定向移动形成电流。参考答案：电荷10.将电量为6×10-6C的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，则该电荷在此过程中电势能

了

J；再将该电荷从B点移到C点，电场力做了1.2×10-5J的功，则A、C间的电势差UAC=

。参考答案：增加

3×10-5

3V11.一根长0.2m的直导线，垂直于匀强磁场的磁场方向放置，通以3A的电流时受到的安培力是6×10-2N，磁感应强度B=

；当导线的长度减为原来的一半时，磁感应强度B=

。参考答案：0.1T

012.质量为m的一段直导线弯成N形后放到光滑水平面上，具体尺寸如图10所示，磁感受应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过N形导线平面，当N形导线通入电流I的瞬间，导线的加速度大小为

。

参考答案：13.如图所示，某一交流电随时间变化图线，它的电流的最大值Im=_

_A，电流的有效值I=_

_A，交流电的周期T=_

_s，频率f=_

_

Hz，交流电流的瞬时值表达式i=_

_。

参考答案：4A

2A

0.04s

25Hz

i=4sin50πt三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面上放有A、B两个小球．A球的质量为0.3kg，以速度8m/s跟质量为0.1kg、静止在桌面上的B球发生碰撞，并测得碰撞后B球的速度为9m/s，A球的速度变为5m/s，方向与原来相同．根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想．【猜想1】碰撞后B球获得了速度，A球把速度传递给了B球．【猜想2】碰撞后B球获得了动能，A球把减少的动能全部传递给了B球．(1)你认为以上的猜想成立吗？若不成立，请简述理由.(2)根据实验数据，通过计算说明，有一个什么物理量，在这次碰撞中，B球所增加的这个物理量与A球所减少的这个物理量相等？参考答案：（1）猜想1、2均不成立.因为A球的速度只减少了3m/s,B球的速度却增加了8m/s,所以猜想1是错的。（2分）A球的动能减少了,B球动能增加了,所以猜想2也是错的；（2分）（2）计算：B球动量的增加量ΔpB=0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球动量的减少量ΔpA=0.3×8－0.3×5=0.9kg·m/s，（2分）从计算结果可得，B球动量的增加量与A球动量的减少量相等．即系统的总动量保持不变．（2分）15.（6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。

参考答案：（1）

（4分）

（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）

观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD，线框的边长为m、总电阻为。在直角坐标系中，有界匀强磁场区域的下边界与轴重合，上边界满足曲线方程（m），场强大小。线框在沿轴正方向的拉力作用下，以速度水平向右做匀速直线运动，恰好拉出磁场。（1）求线框中AD两端的最大电压；（2）在图乙中画出运动过程中线框的i-t图象

（3）求线框在穿越整个磁场的过程中，拉力所做的功。参考答案：3）在t1和t3时间内，通过线框的电流按正弦规律变化(A)(J)17.一质点从A点静止开始运动，沿直线运动到B点停止，在运动过程中，质点能以a1=6.4m/s2的加速度加速，也能以a2=1.6m/s2的加速度减速，也可做匀速运动，若A、B间的距离为1.6km，质点应如何运动，才能使时间最短，最短时间为多少?参考答案：解：质点运动不受最大速度限制，所以质点先匀加速，后匀减