吉林省四校聯(lián)考2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期初考試物理試題（含答案解析）

2023-2024學(xué)年度下學(xué)期四校期初聯(lián)考高二物理試題本試卷滿分100分，共10頁(yè)?？荚嚂r(shí)間：75分鐘?？荚嚱Y(jié)束后只交答題卡一、選擇題（本題共46分。1-7為單選題每題4分，8-10為多選題每題6分選不全給3分，錯(cuò)選給0分）1.1888年尼古拉·特斯拉發(fā)明了世界上第一臺(tái)交流電發(fā)電機(jī)，成為電機(jī)工程學(xué)的先驅(qū)。甲圖是一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈以為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正弦式交變電流的波形如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.該正弦式交流電的頻率為50HzB.1s內(nèi)，電流的方向發(fā)生10次變化C.電流的峰值為D.時(shí)，線圈平面轉(zhuǎn)到中性面，穿過(guò)線圈的磁通量最小【答案】B【解析】【詳解】A．該正弦式交流電的頻率為故A錯(cuò)誤；B．一個(gè)周期內(nèi)，電流的方向發(fā)生2次變化，故1s內(nèi)，電流的方向發(fā)生10次變化，故B正確；C．由乙圖可知，電流的峰值為，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)，線圈平面轉(zhuǎn)到中性面，穿過(guò)線圈磁通量最大，磁通量變化率最小，故D錯(cuò)誤。故選B。2.金屬導(dǎo)體棒置于傾斜的粗糙絕緣的斜面上，有電流時(shí)，金屬導(dǎo)體棒能在斜面上保持靜止。如圖所示，四個(gè)圖中分別標(biāo)出了四種可能的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向。其中金屬棒與斜面之間的摩擦力一定不等于零的圖是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】A．導(dǎo)體棒所受重力和安培力方向如圖所示可知導(dǎo)體棒受到的支持力和摩擦力可能為零，故A錯(cuò)誤；B．導(dǎo)體棒所受重力、支持力、安培力方向如圖所示

由受力平衡可知，導(dǎo)體棒受到的摩擦力不可能為零，故B正確；C．導(dǎo)體棒所受重力、支持力、安培力方向如圖所示

由受力平衡可知，導(dǎo)體棒受到的摩擦力可能為零，故C錯(cuò)誤；D．導(dǎo)體棒所受重力、支持力、安培力方向如圖所示

由受力平衡可知，導(dǎo)體棒受到的摩擦力可能為零，故D錯(cuò)誤。故選B。3.如圖所示，在盛有導(dǎo)電液體的水平玻璃皿中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣內(nèi)壁放另一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)液體實(shí)驗(yàn)”，其中蹄形磁鐵兩極間正對(duì)部分的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁鐵上方為S極。電源的電動(dòng)勢(shì)，限流電阻。閉合開(kāi)關(guān)S后，當(dāng)導(dǎo)電液體旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定時(shí)理想電壓表的示數(shù)為3.5V，理想電流表示數(shù)為0.5A。則（）A.從上往下看，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B.液體消耗的電功率為1.75WC.玻璃皿中兩電極間液體的電阻為D.電源的內(nèi)阻為【答案】B【解析】【詳解】A．由于中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極，在電源外部電流由正極流向負(fù)極，因此電流由邊緣流向中心，玻璃皿所在處的磁場(chǎng)方向豎直向上，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的安培力沿逆時(shí)針?lè)较?，因此液體沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；B．液體消耗的電功率為故B正確；C．對(duì)于非純電阻元件，不滿足歐姆定律，即故C錯(cuò)誤；D．電壓表的示數(shù)為3.5V，電流表示數(shù)為0.5A，則根據(jù)閉合電路的歐姆定律有解得電源內(nèi)阻故D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示，OACD是一長(zhǎng)為的矩形，其內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子從О點(diǎn)以速度垂直射入磁場(chǎng)，速度方向與OA的夾角為，粒子剛好從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力，則（）A.粒子一定帶正電B.矩形磁場(chǎng)的寬度最小值為C.粒子從О到A所需的時(shí)間為D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為【答案】D【解析】【詳解】A．由左手定則可知，粒子一定帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．軌跡半徑矩形磁場(chǎng)的寬度最小值為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．粒子從О到A所需的時(shí)間為選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可得勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為選項(xiàng)D正確。故選D。5.如圖所示，電路中電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=1Ω，R1、R2均為電阻箱，電阻箱R1調(diào)節(jié)范圍是0~5Ω，R2調(diào)節(jié)范圍是0~3Ω，平行板電容器C的極板水平放置。閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)，R1=2Ω，R2=3Ω。下列說(shuō)法正確的是（）A.油滴帶正電B.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S前后，流過(guò)R1的電流方向相反C.減小R2的阻值，油滴將向上運(yùn)動(dòng)D.將R1由2Ω調(diào)至5Ω，電容器兩極板間的電壓增加了0.5V【答案】D【解析】【詳解】A．電容器上極板與電源正極相連，帶正電，下極板帶負(fù)電，電容器中電場(chǎng)方向豎直向下。根據(jù)油滴靜電力和重力平衡，可知油滴所受靜電力所受靜電力向上，故油滴帶負(fù)電。故A錯(cuò)誤；B．如圖所示，取兩端兩個(gè)點(diǎn)A和B斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S前，流過(guò)R1的電流方向從A到B。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，電容器放電，流過(guò)R1的電流方向也是從A到B。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S前后，流過(guò)R1的電流方向相同。故B錯(cuò)誤；C．減小R2的阻值，電容器兩端的電壓不變，油滴仍靜止不動(dòng)。故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)R1為2Ω時(shí)，電容兩端的電壓當(dāng)R1為5Ω時(shí)，電容兩端的電壓得將R1由2Ω調(diào)至5Ω，電容器兩極板間的電壓增加了0.5V。故D正確。故選D。6.某靜電場(chǎng)的方向平行于軸，其電勢(shì)隨軸的分布如圖所示。一質(zhì)量為、電荷量為的帶負(fù)電粒子自（，）點(diǎn)由靜止開(kāi)始，沿軸做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)粒子重力，下列說(shuō)法正確的是（）A.在軸正、負(fù)半軸分布著方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)B.在區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C.處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于處的電場(chǎng)強(qiáng)度D.該粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)速度最大，最大速度是【答案】B【解析】【詳解】A．由圖像的物理意義可知，在軸正、負(fù)半軸分布著方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．在區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為故B正確；C．在區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為可知處的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大于處的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；D．粒子經(jīng)過(guò)處時(shí)速度最大，由動(dòng)能定理可得可得故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖甲所示，一傾角為30°、上端接有R=3Ω定值電阻的粗糙導(dǎo)軌，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距L=1.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)、且ab兩點(diǎn)與導(dǎo)軌上端相距足夠遠(yuǎn)。一質(zhì)量m=3kg、阻值r=1Ω的金屬棒，在棒中點(diǎn)受到沿斜面且平行于導(dǎo)軌的拉力F作用，由靜止開(kāi)始從ab處沿導(dǎo)軌向上加速運(yùn)動(dòng)，金屬棒運(yùn)動(dòng)的速度—位移圖像如圖乙所示（b點(diǎn)位置為坐標(biāo)原點(diǎn)）。若金屬棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)，，則金屬棒從起點(diǎn)b沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)。x=1m的過(guò)程中（）A.金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.通過(guò)電阻R的感應(yīng)電荷量為1CC.拉力F做的功為38.25J D.金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為2.25J【答案】C【解析】【詳解】A．如果金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由可知，圖像應(yīng)該是曲線，由題圖像知是直線，則金屬棒做變加速直線運(yùn)動(dòng)。A錯(cuò)誤；B．通過(guò)電阻R的感應(yīng)電荷量B錯(cuò)誤；C．金屬棒從靜止開(kāi)始從ab處沿導(dǎo)軌向上加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程ab棒產(chǎn)生a流向b的感應(yīng)電流，受到沿斜面向下的安培力，從開(kāi)始到向上運(yùn)動(dòng)x=1m的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理得為圖像與橫軸圍成圖形的面積，則C正確；D．電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，所以金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為D錯(cuò)誤；故選C。8.如圖所示，虛線、、為某電場(chǎng)中的三條電場(chǎng)線，實(shí)線為一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，、是這條軌跡上的兩點(diǎn)，則（）A.該帶電粒子在電場(chǎng)中點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力比點(diǎn)處小B.該帶電粒子在電場(chǎng)中點(diǎn)處的加速度比點(diǎn)處大C.該帶電粒子在點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在點(diǎn)具有的電勢(shì)能小D.該帶電粒子在點(diǎn)具有的動(dòng)能比在點(diǎn)具有的動(dòng)能小【答案】BC【解析】【詳解】A．在同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)線越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電場(chǎng)線越稀疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越小，則可知。所以點(diǎn)電荷在處所受的電場(chǎng)力大于在處所受的電場(chǎng)力。A錯(cuò)誤；B．由題可知，則該帶電粒子在電場(chǎng)中點(diǎn)處的加速度比點(diǎn)處大。B正確；CD．由軌跡曲線可知，電場(chǎng)力在軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，若帶電粒子從運(yùn)動(dòng)到，電場(chǎng)力與速度夾角為銳角，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，帶電粒子在點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在點(diǎn)具有的電勢(shì)能小，在點(diǎn)具有的動(dòng)能比在點(diǎn)具有的動(dòng)能大。若帶電粒子從運(yùn)動(dòng)到，電場(chǎng)力與速度夾角為鈍角，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，帶電粒子在點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在點(diǎn)具有的電勢(shì)能小，在點(diǎn)具有的動(dòng)能比在點(diǎn)具有的動(dòng)能大。則可知，無(wú)論從哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能與動(dòng)能變化規(guī)律一致。C正確，D錯(cuò)誤；故選BC。9.如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)匝的圓形導(dǎo)體線圈，面積，電阻。在線圈中存在面積的垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。有一個(gè)的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，下列說(shuō)法正確的是（）A.內(nèi)a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)B.內(nèi)a、b間的電壓為C.內(nèi)通過(guò)電阻的電荷量為D.內(nèi)電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】CD【解析】【詳解】AC．內(nèi)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為回路電流為在0～4s時(shí)間內(nèi)，B增大，穿過(guò)線圈的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流由b流經(jīng)電阻R回到a，a、b間的電勢(shì)差為通過(guò)電阻R的電荷量為故A錯(cuò)誤，C正確；BD．在4～6s時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電流為根據(jù)楞次定律知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流由a流經(jīng)電阻R回到b，a、b間的電勢(shì)差為電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為故B錯(cuò)誤，D正確。故選CD10.如圖所示，在豎直面內(nèi)有一個(gè)半徑為的絕緣圓軌道，圓心為，、分別為軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，、分別為軌道的最右端和最左端，內(nèi)表面左半圓光滑、右半圓粗糙，整個(gè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為、帶電荷量為（）的帶電小球，從點(diǎn)沿圓軌道向下運(yùn)動(dòng)，過(guò)最低點(diǎn)的瞬間對(duì)小球施加一個(gè)恒力，同時(shí)在空間內(nèi)加上垂直紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（未知）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（為重力加速度），帶電小球所帶電荷量始終不變，則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球可以從點(diǎn)由靜止釋放B.恒力大小為C.小球從到的過(guò)程中機(jī)械能可能減小D.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，且的最小值為【答案】AB【解析】【詳解】AC．小球由d到c過(guò)程中，重力做正功，電場(chǎng)力做正功，機(jī)械能增大；由c到b過(guò)程中，速度不變，高度上升，機(jī)械能增大，可以從d點(diǎn)由靜止釋放，故A正確，C錯(cuò)誤；B．由c到b過(guò)程中，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則恒力F與重力和電場(chǎng)力平衡，有故B正確；D．當(dāng)小球從d點(diǎn)由靜止釋放時(shí)，在c點(diǎn)由動(dòng)能定理可得由c到b過(guò)程中，洛倫茲力提供向心力，有解得故D錯(cuò)誤。故選AB。第Ⅱ卷（非選擇題）二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，每空2分）11.某同學(xué)為了研究多用電表歐姆擋原理，根據(jù)下面左側(cè)圖中所示原理圖，該同學(xué)利用微安表（滿偏電流為、內(nèi)阻為）、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20kΩ）和一節(jié)新型電池，改裝歐姆表。（1）將兩表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使微安表指針指在______μA處；（2）在改裝好后的歐姆表兩表筆之間接入阻值為9.0kΩ的定值電阻，微安表指針指在如右圖所示位置，則該電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_____V，改裝后歐姆表的內(nèi)阻為_(kāi)_____kΩ；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（3）將微安表刻度盤上的“μA”改為“Ω”，“250”改標(biāo)為“0”，并在其他位置添加相應(yīng)的電阻值，這樣就把微安表改裝成了歐姆表?！敬鸢浮竣?250②.2.3③.9.0【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，將兩表筆短接，，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使微安表滿偏，有即指針指在250μA處。（2）[2][3]歐姆表兩表筆之間接入阻值為的定值電阻，由丙圖可知電流為，則有又聯(lián)立解得，12.小明同學(xué)在家中找到一個(gè)廢棄不用的電熱水器，拆解后得到了它的電熱絲（阻值為十幾歐姆），他準(zhǔn)備利用伏安法準(zhǔn)確測(cè)量該電熱絲的阻值?，F(xiàn)有下列器材：A．電動(dòng)勢(shì)為4V的電源B．量程為0.6A的電流表A1（內(nèi)阻約為2Ω），量程為3A的電流表A2（內(nèi)阻約為0.5Ω）C．靈敏電流計(jì)G（滿偏電流為600μA，內(nèi)阻為150Ω）D．滑動(dòng)變阻器R（最大電阻為5Ω）E．電阻箱（最大阻值為9999.9Ω）F．電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干（1）為了測(cè)量電熱絲的電阻，小明同學(xué)先將靈敏電流計(jì)改裝為量程3V的電壓表，需要給靈敏電流計(jì)______（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)電阻，電阻箱的阻值應(yīng)取______；（2）實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選______（填“A1”或“A2”）。（3）為了精確測(cè)量電熱絲阻值，請(qǐng)你在下面的方框中畫(huà)出完整的電路圖______。（4）實(shí)驗(yàn)后測(cè)得該電熱絲的阻值為12.0Ω，請(qǐng)推測(cè)該電熱水器在220V電壓下工作時(shí)的加熱功率______4kW（填“>”或“<”或“=”）。【答案】12.①.串聯(lián)②.485013.A114.15.【解析】【小問(wèn)1詳解】[1][2]小明同學(xué)先將靈敏電流計(jì)改裝為量程3V電壓表，需要給靈敏電流計(jì)串聯(lián)一個(gè)電阻；根據(jù)歐姆定律可得可得【小問(wèn)2詳解】由題意可知流過(guò)電熱絲的最大電流所以電流表應(yīng)該選A1?！拘?wèn)3詳解】為了精確測(cè)量電熱絲阻值，需要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，而滑動(dòng)變阻器的阻值較小，所以滑動(dòng)變阻器需要采用分壓接法；由于電壓表的內(nèi)阻已知（靈敏電流計(jì)改裝而成的），所以電流表要用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示【小問(wèn)4詳解】該電熱絲的電阻測(cè)量值為12.0Ω，根據(jù)因?yàn)?2.0Ω是電熱絲在常溫下的電阻阻值，而電熱絲正常工作時(shí)的溫度要升高很多，由于電熱絲的電阻率會(huì)隨著溫度升高而增大，所以該電熱水器在220V電壓下工作時(shí)，電熱絲的阻值大于12.0Ω，所以電熱絲的加熱功率小于4.0kW。三、計(jì)算題（本題共38分，13題12分，14題12分，15題14分）13.如圖所示，面積為0.02m2，內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100rad/s，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。矩形線圈通過(guò)滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P可移動(dòng)，副線圈所接電阻R=50Ω，電表均為理想交流電表。當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，結(jié)果可用根號(hào)或π表示。求：（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°角的過(guò)程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（3）當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2：1時(shí)，電阻R上消耗的功率?！敬鸢浮浚?）；（2）；（2）50W【解析】【詳解】（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω=100××0.02×100V=100V（2）線圈轉(zhuǎn)過(guò)30°角過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（3）電壓表示數(shù)為電壓的有效值，則電阻R兩端的電壓則電阻R上消耗的功率14.如圖所示，無(wú)限長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，間距，導(dǎo)軌左端處接有阻值的電阻，空間中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下。質(zhì)量、有效電阻的導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，某時(shí)刻開(kāi)始受到大小為、方向向右的水平外力作用，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為時(shí)，已經(jīng)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，之后撤去外力，導(dǎo)體棒最終靜止。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，線框的電阻不計(jì)，不計(jì)摩擦及空氣阻力。求：（1）導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度大?。唬?）撤去外力到最終靜止的過(guò)程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為時(shí)，導(dǎo)體棒的位移?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】