河南省南陽市向東廠子弟中學2021年高二物理聯(lián)考試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.關于物體的重心，下列說法中正確的是（

）A．任何物體的重心都一定在這個物體上B．重心的位置只與物體的形狀有關C．形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，其重心在物體的幾何中心

D．物體重心的位置一定會隨物體形狀改變而改變參考答案：C2.如圖所示，MN是位于水平平面內(nèi)的光屏，放在水平面上的半圓柱形玻璃磚的平面部分ab與屏平行，由光源S發(fā)出的一束白光從半圓沿半徑射入玻璃磚，通過圓心O再射到屏上，在豎直平面內(nèi)以O點為圓心沿逆時針方向緩緩轉(zhuǎn)動玻璃磚，在光屏上出現(xiàn)了彩色光帶，當玻璃磚轉(zhuǎn)動角度大于某一值，屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消失，有關彩色光的排列順序和最先消失的色光是A．左紅右紫，紅光B．左紅右紫，紫光C．左紫右紅，紅光D．左紫右紅，紫光參考答案：B3.（單選）關于分子間作用力，下列說法中正確是（）A．當分子間距離為r0時，它們之間既沒有斥力也沒有引力B．分子間的距離大于r0時，分子間只有引力C．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小D．分子間的平衡距離r0與分子直徑是同一數(shù)值參考答案：解：A、分子間同時存在引力和斥力，分子間距離為r0時，引力和斥力大小相等，表現(xiàn)合力為零，所以平衡距離r0可以近似看成分子直徑的大小，其數(shù)量級為10﹣10m，故A錯誤；B、當r＞r0時，分子間的距離由r=r0增大的過程中，引力和斥力都同時減小，但斥力變化的更快，所以分子力表現(xiàn)為，分子力表現(xiàn)為引力．故B錯誤；C、分子間同時存在引力和斥力，引力和斥力都隨分子間距的增加而減小，隨分子間距的減小而增大．故C正確；D、分子間的平衡距離r0與分子直徑不是同一數(shù)值，故D錯誤．故選：C．4.（多選）如圖是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊可吸收到達其上的所有光線．已知該棱鏡的折射率n=，若平行光束垂直入射并覆蓋OM，則光線（）A．不能從圓孤射出B．只能從圓孤射出C．能從圓孤射出D．能從圓孤射出參考答案：解：由臨界角公式得到sinC==．設圓弧的半徑為R，RsinC=，則由題可知，當光線從G點入射到圓弧面G1點時，恰好發(fā)生全反射．當入射點在G1的右側(cè)時，入射角大于臨界角，將發(fā)生全反射，光線將不能從圓弧射出．當入射點在G1的左側(cè)時，入射角小于臨界角，不發(fā)生全反射，光線將從圓弧面射出．所以光線只能從圓孤射出．故選B5.已知聲波在鋼軌中傳播的速度遠大于在空氣中傳播的速度，則當聲音由鋼軌傳到空氣中時（）A．頻率變小，波長變長 B．頻率變大，波長變短C．頻率不變，波長變長 D．頻率不變，波長變短參考答案：D【考點】波長、頻率和波速的關系．【分析】當聲音由鋼軌傳到空氣中時，頻率不變，波速減小，由波速公式分析波長的變化．【解答】解：當聲音由鋼軌傳到空氣中時，頻率不變，由題意得知波速減小，由波速公式v=λf可知，波長變短．故D正確．故選D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示的電路中，電源的電動勢為12V，內(nèi)阻為1Ω，小燈泡的阻值為3Ω。開關S閉合后，燈泡中的電流方向為

▲

(選填“從A向B”，或“從B向A”)。電路中的電流大小為

▲

A。參考答案：從A向B

37.如圖所示，兩個用相同導線制成的不閉合環(huán)A和B，半徑RA＝2RB，兩環(huán)缺口間用電阻不計的導線連接．當一均勻變化的勻強磁場只垂直穿過A環(huán)時，a、b兩點間的電勢差為U．若讓這一均勻變化的勻強磁場只穿過B環(huán)，則a、b兩點間的電勢差為_____________．參考答案：【詳解】由電阻定律得，圓環(huán)的電阻：R＝ρρ，兩環(huán)是用相同導線制成的，則ρ與S相同，電阻與半徑成正比，則RA＝2RB；由法拉第電磁感應定律得：E?S?πr2，，磁場穿過A時，ab間電勢差：Uab＝IRBRB＝U，磁場穿過B時，ab間電勢差：Uab′＝I′RARA2RBU。8.在如圖所示電路中（電源內(nèi)阻不可忽略），電建K與a連接，現(xiàn)將滑動變阻器R的滑動片P向左端移動時，則電流表示數(shù)

，電壓表的示數(shù)

。（填變大、變小或不變）

參考答案：增大，減小9.一個按正弦規(guī)律變化的交變電流的圖象如圖所示，根據(jù)圖象計算：交變電流的頻率_______；交變電流的有效值______；(3)寫出該電流的瞬時值表達式________。參考答案：50Hz，10V，e=20sin100πt10.圖是某勻強電場的等勢面示意圖，A、B兩點相距5cm，θ＝53°，一帶電量為－4×10－6C的微粒沿AB勻速運動，則此微粒的質(zhì)量為_______kg。（取g＝10m／s2）

參考答案：2×10-411.絲綢摩擦過的玻璃棒帶

電，毛皮摩擦過的橡膠棒帶

電。參考答案：正，負12.交流電的有效值是根據(jù)________來規(guī)定的，對于正弦交流電，它的有效值是其峰值的________倍。交流電

（填“能”或“不能”）通過電容器。參考答案：電流的熱效應

1/√2

能

13.如圖所示的電路中，定值電阻R1＝12Ω，R2＝R3＝4Ω，則R1和R2中的電流之比為I1∶I2＝________，R2和R3兩端電壓之比為U2∶U3＝_______。參考答案：1∶3、3∶4

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）（1）開普勒第三定律告訴我們：行星繞太陽一周所需時間的平方跟橢圓軌道半長徑的立方之比是一個常量。如果我們將行星繞太陽的運動簡化為勻速圓周運動，請你運用萬有引力定律，推出這一規(guī)律。

（2）太陽系只是銀河系中一個非常渺小的角落，銀河系中至少還有3000多億顆恒星，銀河系中心的質(zhì)量相當于400萬顆太陽的質(zhì)量。通過觀察發(fā)現(xiàn)，恒星繞銀河系中心運動的規(guī)律與開普勒第三定律存在明顯的差異，且周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比隨半徑的增大而減小。請你對上述現(xiàn)象發(fā)表看法。

參考答案：（1）

（4分）

（2）由關系式可知：周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比的大小與圓心處的等效質(zhì)量有關，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

（1分）

觀點一：銀河系中心的等效質(zhì)量，應該把圓形軌道以內(nèi)的所有恒星的質(zhì)量均計算在內(nèi)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

觀點二：銀河系中心的等效質(zhì)量，應該把圓形軌道以內(nèi)的所有質(zhì)量均計算在內(nèi)，在圓軌道以內(nèi)，可能存在一些看不見的、質(zhì)量很大的暗物質(zhì)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

說出任一觀點，均給分。

（1分）

15.（9分）在《探究單擺周期與擺長的關系》實驗中,要注意以下幾點(1)擺的振幅不要太大.這是因為單擺只有當擺的振幅不大時,才能認為擺的振動是___________運動.(2)擺線要盡量選擇__________、____________,并盡可能_____(填“長”、“短”)一些(3)擺球要盡量選擇質(zhì)量_____(填“大”、“小”)、體積小些的。(4)測量擺的振動周期時,在_________(填“擺球到達最高點”、“擺球經(jīng)過平衡位置”)作為計時的開始與終止更好些。參考答案：(1)簡諧（2分）(2)細一些、伸縮性小些，長（3分）（3）大（2分）（4）擺球經(jīng)過平衡位置（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可在框架上無摩擦滑動，此時adeb構(gòu)成一個邊長為L的正方形，棒的電阻為r，ed間的電阻阻值也為r，其余部分電阻不計，磁感強度為B0。（1）若從t=0時刻起，磁感強度均勻增加，ΔB/Δt=k，同時保持ab棒靜止，求棒中感應電流大小，并在圖上標出ab棒上的感應電流方向。（2）在上述（1）情況中，始終保持ab棒靜止，在t=t1時刻，加在棒ab上且垂直于棒的水平拉力多大？（3）若從t=0時刻起，磁感強度逐漸減小，當棒以恒定速度v向右作勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應電流，則磁感強度應怎樣隨時間變化（寫出B與t的關系式）？參考答案：（1）感應電動勢

……1分感應電流

……1分，方向1分（2），……3分（3）總磁通量不變，17.在某空間存在著水平向右的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場，如圖所示，一段光滑且絕緣的圓弧軌道AC固定在紙面內(nèi)，其圓心為O點，半徑R=1.8m，OA連線在豎直方向上，AC弧對應的圓心角θ=37°．今有一質(zhì)量m=3.6×10﹣4kg、電荷量q=+9.0×10﹣4C的帶電小球（可視為質(zhì)點），以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向從A點射入圓弧軌道內(nèi)，一段時間后從C點離開，小球離開C點后做勻速直線運動．已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計空氣阻力，求：（1）勻強電場的場強大小E；（2）勻強磁場的磁感應強度大小B；（3）小球射入圓弧軌道后的瞬間對軌道的壓力．參考答案：解：（1）當小球離開圓弧軌道后，對其受力分析如圖1所示，由平衡條件得：F電=qE=mgtanθ

代入數(shù)據(jù)解得：E=3N/C

（2）小球從進入圓弧軌道到離開圓弧軌道的過程中，由動能定理得：F電Rsinθ﹣mgR（1﹣cosθ）=代入數(shù)據(jù)得：v=5m/s由F洛=qvB=

解得：B=1T

（3）分析小球射入圓弧軌道瞬間的受力情況如圖2所示，由牛頓第二定律得：FN+Bqv0﹣mg=代入數(shù)據(jù)得：FN≈3.2×10﹣3N由牛頓第三定律得，小球?qū)壍赖膲毫N′=FN≈3.2×10﹣3N答：（1）勻強電場的場強大小3N/C；（2）勻強磁場的磁感應強度大小1T；（3）小球射入圓弧軌道后的瞬間對軌道的壓力3.2×10﹣3N．【考點】帶電粒子在混合場中的運動；牛頓第二定律；向心力；動能定理的應用．【分析】（1）對小球受力分析，根據(jù)平衡條件，結(jié)合電場力的表達式，即可求解；（2）根據(jù)動能定理，選取小球從進入圓弧軌道到離開圓弧軌道的過程，結(jié)合洛倫茲力表達式，即可求解；（3）根據(jù)牛頓第二定律，且確定向心力的來源，并依據(jù)牛頓第三定律，即可求解．18.交流發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動．一小型發(fā)電機的線圈共220匝，線圈面積S＝0.01m2，線圈轉(zhuǎn)動的頻率為50Hz，線圈內(nèi)阻不計，磁場的磁感應強度B＝T。將此發(fā)電機所發(fā)出交流電直接輸送給某用戶，又獲悉此發(fā)電機的輸出功率為44kW，輸電導線的電阻為0.2Ω．電路如圖所示，求：

(1)從圖示位置開始計時，線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；

(2)電動機輸出電壓的有效值U0；(3)用戶得到的電壓U1和功率P1．

參考答案：（1）由題意知：e=Emcoswt=311cos314t