2021安徽省皖北名校高二下学期第一次联考物理试题含答案

皖北名校2020~2021学年高二下第一次联考

物理试卷

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答業标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4.本卷命题范围：选修3-2的前两章和选修3-3第一章

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1. 下列叙述正确的是（　　）

A. 电磁感应现象最先由洛伦兹发现 B. 法拉第提出了法拉第电磁感应定律

C. 发电机就是由电磁感应原理制成的 D. 楞次最先发现了电流的磁效应

2. 关于热运动，下列说法正确的是（　　）

A. 水流速度越大，水分子的热运动越剧烈

B. 对于一定量的气体，压强越大，气体分子的热运动越剧烈

C. 在空气中的运动属于分子热运动

D. 热运动是指大量分子永不停息地做无规则运动

3. 下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　）

A.  B.  C.  D.

4. 将长为2L、粗细均匀的导线ab，从中点O处折成如图所示形状，aO⊥b0，ab连线与水平方向成45°夹角，导线所在位置处有范围足够大方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场．现将导线在纸面内以相同大小的速度v，分别以垂直ab斜向上和水平向左两个方向运动，则两种情况下a、b两点间的电势差之比为（　　）

A.  B.  C. 1：2 D. 2：1

5. 如图所示为一闭合导线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的正弦式交流电压的变化图像，则由图可知正确的是（　　）

①该交流电压的频率为

②该交流电压的有效值为

③该交流电压的瞬时值表达式为

④时，导线框恰好与磁场方向平行，磁通量为零

A. ①③ B. ②③ C. ③④ D. ①②

6. 将完全相同的两个线圈和灯泡分别串联接到直流电源（内阻不计）和交流电源上，如图甲、乙所示，已知直流电源的电压与交流电压的有效值相等。则下列判断正确的是（　　）

A. 图乙中灯泡更亮些

B. 图甲和图乙中灯泡最终会一样亮

C. 减小交流电频率，图乙中灯泡会变亮

D. 图甲中闭合S瞬间，通过灯泡电流立即达到最大值

7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电阻，电流表示数为，各电表均为理想电表。则下列说法正确的是（　　）

A. 电压表的示数为 B. 流经电阻R的电流大小为

C. 电阻R消耗的电功率是 D. 该变压器为升压变压器

8. 如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和的单匝闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外。若此过程中流过两线框的电荷量分别为、，则为（　　）

A. 1∶4 B. 1∶2 C. 1∶1 D. 不能确定

9. 如图所示，光滑水平长直导轨左端接一定值电阻R放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直导轨平面向下，金属棒垂直导轨放在导轨上，并在水平向右的恒力F作用下由静止开始沿导轨向右运动，已知整个过程金属棒与导轨接触良好，且金属棒与导轨电阻均不计。则下列表示金属棒速度v加速度a、感应电动势E以及通过电阻R的电荷量q随时间t变化关系的图像正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

10. 甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，甲、乙两分子间的分子势能与甲、乙两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为。若甲、乙两分子所具有的总动能和分子势能之和为0，则下列说法正确的是（　　）

A. 乙分子在P点时，加速度最大，分子力最大

B. 乙分子在P点时，分子动能最大，且其动能为

C. 乙分子在Q点时，处于平衡状态，其分子力为零

D. 乙分子的运动范围为

11. 如图甲所示，水平导轨abd所在空间存在有垂直导轨平面的匀强磁场，从某时刻开始计时磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示（垂直导轨平面向上为磁场正方向）．已知导体棒PQ放置在导轨上且始终静止不动，下列说法正确的是（　　）

A. 导轨一定粗糙

B. t1时刻PQ中电流方向发生改变

C. 导体棒PQ受安培力大小先减小后增大

D. t1时刻PQ中电流为0

12. 如右图正方形线框abcd长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r．则下列说法中正确的是（　　）

A. S断开时，电压表读数为

B. S断开时，电压表读数为

C. S闭合时，电流表读数为

D. S闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电量为

二、实验题（本题共2小题，共12分）

13. 为了探究电磁感应现象，某同学选择了相关器材按如图所示连接进行实验。若将磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时，发现电流计的指针向左偏转，则：

（1）当磁铁插入线圈L后，让其停止在线圈中不动，则电流计指针___________（填“会”或“不会”）偏转；

（2）若将磁铁从图中的虚线位置沿箭头方向远离线圈L时，则电流计指针___________（填“向右”或“向左”）偏转，若增大磁铁从虚线位置远离线圈L的速率，则电流计指针偏转角度___________（填“增大”“减小”或“不变”）。

14. 用“油膜法”估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。

(1)下面是实验步骤，请填写空缺的步骤C及此步骤的注意事项。

A.用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入油酸酒精溶液时滴数N；

B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；

C.将玻璃板放在浅盘上，用彩笔___________

D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积。

(2)用题中已给的物理量和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为___________。（单位：）

三、计算题（本题共4小题，共40分。作答时应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）

15. 利用高压进行远距离输电可以更加有效地降低输电线上损耗的功率。现有一小型交流发电机的输出功率为，输出电压为，用户需用电压为，为使输电线损耗的功率仅为输出功率的2%，现在发电机处安装升压变压器，在用户处安装降压变压器。已知输电线的电阻为，求：

（1）此时输电线中的电流；

（2）所安装的升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比。

16. 如图所示，将由同种材料制成、总电阻为R的均匀导线弯成边长为l的单匝正方形线框，线框右侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B、宽度也为l的有界磁场，线框在外力作用下以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场，在运动过程中线框平面始终与磁场垂直，且边与磁场边界平行。求：

(1)线框穿入磁场的过程中，线框中感应电流的大小和方向；

(2)线框穿入磁场和穿出磁场过程中，b、c两点间的电压的比值。

17. 已知大气压强是由于大气的重力而产生的，某学校兴趣小组的同学，通过查找资料得知：月球半径，月球表面重力加速度。月球表面本来没有空气，为开发月球，某同学设想在月球表面覆盖一层大气，使月球表面附近的大气压达到。已知大气层厚度，比月球半径小得多。

(1)该同学根据上述几个物理量能估算出月球周围大气层的质量吗？若能，请估算出月球周围大气层的质量；若不能，请说明理由。

(2)假如月球周围的大气全部液化成液态且均匀分布在其表面上，估算一下月球半径将会增加多少？（已知液化空气的密度）

18. 如图所示，在倾角为的粗糙斜面上静置一个质量为、半径为、电阻为、匝数为的金属圆形线圈，虚线为直径且与斜面底边平行，在与斜面上边间有垂直斜面向上的磁场，当磁感应强度的大小随时间按如图乙所示规律变化时，线圈在（未知）时刻恰好能相对斜面滑动。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g取。求：（计算结果可以保留）

(1)线圈在未发生滑动前感应电流的大小和方向；

(2)时线圈受到的安培力；

(3)的大小。

皖北名校2020~2021学年高二下第一次联考

物理试卷  答案版

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答業标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4.本卷命题范围：选修3-2的前两章和选修3-3第一章

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1. 下列叙述正确的是（　　）

A. 电磁感应现象最先由洛伦兹发现 B. 法拉第提出了法拉第电磁感应定律

C. 发电机就是由电磁感应原理制成的 D. 楞次最先发现了电流的磁效应

【答案】C

2. 关于热运动，下列说法正确的是（　　）

A. 水流速度越大，水分子的热运动越剧烈

B. 对于一定量的气体，压强越大，气体分子的热运动越剧烈

C. 在空气中的运动属于分子热运动

D. 热运动是指大量分子永不停息地做无规则运动

【答案】D

3. 下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

4. 将长为2L、粗细均匀的导线ab，从中点O处折成如图所示形状，aO⊥b0，ab连线与水平方向成45°夹角，导线所在位置处有范围足够大方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场．现将导线在纸面内以相同大小的速度v，分别以垂直ab斜向上和水平向左两个方向运动，则两种情况下a、b两点间的电势差之比为（　　）

A.  B.  C. 1：2 D. 2：1

【答案】B

5. 如图所示为一闭合导线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的正弦式交流电压的变化图像，则由图可知正确的是（　　）

①该交流电压的频率为

②该交流电压的有效值为

③该交流电压的瞬时值表达式为

④时，导线框恰好与磁场方向平行，磁通量为零

A. ①③ B. ②③ C. ③④ D. ①②

【答案】B

6. 将完全相同的两个线圈和灯泡分别串联接到直流电源（内阻不计）和交流电源上，如图甲、乙所示，已知直流电源的电压与交流电压的有效值相等。则下列判断正确的是（　　）

A. 图乙中灯泡更亮些

B. 图甲和图乙中灯泡最终会一样亮

C. 减小交流电频率，图乙中灯泡会变亮

D. 图甲中闭合S瞬间，通过灯泡电流立即达到最大值

【答案】C

7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电阻，电流表示数为，各电表均为理想电表。则下列说法正确的是（　　）

A. 电压表的示数为 B. 流经电阻R的电流大小为

C. 电阻R消耗的电功率是 D. 该变压器为升压变压器

【答案】A

8. 如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和的单匝闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外。若此过程中流过两线框的电荷量分别为、，则为（　　）

A. 1∶4 B. 1∶2 C. 1∶1 D. 不能确定

【答案】B

9. 如图所示，光滑水平长直导轨左端接一定值电阻R放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直导轨平面向下，金属棒垂直导轨放在导轨上，并在水平向右的恒力F作用下由静止开始沿导轨向右运动，已知整个过程金属棒与导轨接触良好，且金属棒与导轨电阻均不计。则下列表示金属棒速度v加速度a、感应电动势E以及通过电阻R的电荷量q随时间t变化关系的图像正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

10. 甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，甲、乙两分子间的分子势能与甲、乙两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为。若甲、乙两分子所具有的总动能和分子势能之和为0，则下列说法正确的是（　　）

A. 乙分子在P点时，加速度最大，分子力最大

B. 乙分子在P点时，分子动能最大，且其动能为

C. 乙分子在Q点时，处于平衡状态，其分子力为零

D. 乙分子的运动范围为

【答案】BD

11. 如图甲所示，水平导轨abd所在空间存在有垂直导轨平面的匀强磁场，从某时刻开始计时磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示（垂直导轨平面向上为磁场正方向）．已知导体棒PQ放置在导轨上且始终静止不动，下列说法正确的是（　　）

A. 导轨一定粗糙

B. t1时刻PQ中电流方向发生改变

C. 导体棒PQ受安培力大小先减小后增大

D. t1时刻PQ中电流为0

【答案】AC

12. 如右图正方形线框abcd长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r．则下列说法中正确的是（　　）

A. S断开时，电压表读数为

B. S断开时，电压表读数为

C. S闭合时，电流表读数为

D. S闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电量为

【答案】BD

二、实验题（本题共2小题，共12分）

13. 为了探究电磁感应现象，某同学选择了相关器材按如图所示连接进行实验。若将磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时，发现电流计的指针向左偏转，则：

（1）当磁铁插入线圈L后，让其停止在线圈中不动，则电流计指针___________（填“会”或“不会”）偏转；

（2）若将磁铁从图中的虚线位置沿箭头方向远离线圈L时，则电流计指针___________（填“向右”或“向左”）偏转，若增大磁铁从虚线位置远离线圈L的速率，则电流计指针偏转角度___________（填“增大”“减小”或“不变”）。

【答案】    (1). 不会    (2). 向左    (3). 增大

14. 用“油膜法”估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。

(1)下面是实验步骤，请填写空缺的步骤C及此步骤的注意事项。

A.用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入油酸酒精溶液时滴数N；

B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；

C.将玻璃板放在浅盘上，用彩笔___________

D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积。

(2)用题中已给的物理量和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为___________。（单位：）

【答案】    (1). 将油酸薄膜的形状画在玻璃板上    (2).

三、计算题（本题共4小题，共40分。作答时应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）

15. 利用高压进行远距离输电可以更加有效地降低输电线上损耗的功率。现有一小型交流发电机的输出功率为，输出电压为，用户需用电压为，为使输电线损耗的功率仅为输出功率的2%，现在发电机处安装升压变压器，在用户处安装降压变压器。已知输电线的电阻为，求：

（1）此时输电线中的电流；

（2）所安装的升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比。

【答案】（1）70A；（2）

16. 如图所示，将由同种材料制成、总电阻为R的均匀导线弯成边长为l的单匝正方形线框，线框右侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B、宽度也为l的有界磁场，线框在外力作用下以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场，在运动过程中线框平面始终与磁场垂直，且边与磁场边界平行。求：

(1)线框穿入磁场的过程中，线框中感应电流的大小和方向；

(2)线框穿入磁场和穿出磁场过程中，b、c两点间的电压的比值。

【答案】(1)，；(2)

17. 已知大气压强是由于大气的重力而产生的，某学校兴趣小组的同学，通过查找资料得知：月球半径，月球表面重力加速度。月球表面本来没有空气，为开发月球，某同学设想在月球表面覆盖一层大气，使月球表面附近的大气压达到。已知大气层厚度，比月球半径小得多。

(1)该同学根据上述几个物理量能估算出月球周围大气层的质量吗？若能，请估算出月球周围大气层的质量；若不能，请说明理由。

(2)假如月球周围的大气全部液化成液态且均匀分布在其表面上，估算一下月球半径将会增加多少？（已知液化空气的密度）

【答案】(1)能，；(2)63m

18. 如图所示，在倾角为的粗糙斜面上静置一个质量为、半径为、电阻为、匝数为的金属圆形线圈，虚线为直径且与斜面底边平行，在与斜面上边间有垂直斜面向上的磁场，当磁感应强度的大小随时间按如图乙所示规律变化时，线圈在（未知）时刻恰好能相对斜面滑动。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g取。求：（计算结果可以保留）

(1)线圈在未发生滑动前感应电流的大小和方向；

(2)时线圈受到的安培力；

(3)的大小。

【答案】(1)0.01A，顺时针方向；(2)；(3)