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（解析版）.docx

《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（解析版）.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

2023-2024學(xué)年度高二下學(xué)期四校期初聯(lián)考物理試題本試卷滿分100分，共10頁。考試時間：75分鐘。考試結(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，錯選給0分）1.1888年尼古拉·特斯拉發(fā)明了世界上第一臺交流電發(fā)電機，成為電機工程學(xué)的先驅(qū)。甲圖是一臺交流發(fā)電機的示意圖，線圈以為軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦式交變電流的波形如圖乙所示，下列說法正確的是（　?。〢.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，線圈平面轉(zhuǎn)到中性面，穿過線圈的磁通量最小【答案】B【解析】【詳解】A．該正弦式交流電的頻率為故A錯誤；B．一個周期內(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錯誤；D．時，線圈平面轉(zhuǎn)到中性面，穿過線圈磁通量最大，磁通量變化率最小，故D錯誤。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，金屬導(dǎo)體棒能在斜面上保持靜止。如圖所示，四個圖中分別標出了四種可能的勻強磁場方向。其中金屬棒與斜面之間的摩擦力一定不等于零的圖是（　　）第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 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錯誤；第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 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圓柱形電極接電源的負極，沿邊緣內(nèi)壁放另一個圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)液體實驗”，其中蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強磁場，磁鐵上方為S極。電源的電動勢，限流電阻。閉合開關(guān)S后，當導(dǎo)電液體旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定時理想電壓表的示數(shù)為3.5V，理想電流表示數(shù)為0.5A。則（　?。〢.從上往下看，液體順時針旋轉(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．由于中心放一個圓柱形電極接電源的負極，沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極接電源的正極，在電源外部電流由正極流向負極，因此電流由邊緣流向中心，玻璃皿所在處的磁場方向豎直向上，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的安培力沿逆時針方向，因此液體沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，故A錯誤；B．液體消耗的電功率為故B正確；C．對于非純電阻元件，不滿足歐姆定律，即第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 故C錯誤；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錯誤。故選B。4.如圖所示，OACD是一長為的矩形，其內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子從О點以速度垂直射入磁場，速度方向與OA的夾角為，粒子剛好從A點射出磁場，不計粒子的重力，則（　?。〢.粒子一定帶正電B.矩形磁場的寬度最小值為C.粒子從О到A所需的時間為D.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為【答案】D【解析】【詳解】A．由左手定則可知，粒子一定帶負電，選項A錯誤；B．軌跡半徑矩形磁場的寬度最小值為選項B錯誤；第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 C．粒子從О到A所需的時間為選項C錯誤；D．根據(jù)可得勻強磁場的磁感應(yīng)強度為選項D正確。故選D。5.如圖所示，電路中電源電動勢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。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，電路達到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動，R1=2Ω，R2=3Ω。下列說法正確的是（　　）A.油滴帶正電B.斷開開關(guān)S前后，流過R1的電流方向相反C.減小R2的阻值，油滴將向上運動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，下極板帶負電，電容器中電場方向豎直向下。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，故油滴帶負電。故A錯誤；B．如圖所示，取兩端兩個點A和B第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 斷開開關(guān)S前，流過R1的電流方向從A到B。斷開開關(guān)S后，電容器放電，流過R1的電流方向也是從A到B。斷開開關(guān)S前后，流過R1的電流方向相同。故B錯誤；C．減小R2的阻值，電容器兩端的電壓不變，油滴仍靜止不動。故C錯誤；D．當R1為2Ω時，電容兩端的電壓當R1為5Ω時，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.某靜電場的方向平行于軸，其電勢隨軸的分布如圖所示。一質(zhì)量為、電荷量為的帶負電粒子自（，）點由靜止開始，沿軸做往復(fù)運動。不計粒子重力，下列說法正確的是（）A.在軸正、負半軸分布著方向相同的勻強電場B.在區(qū)域內(nèi)，電場強度大小為C.處的電場強度小于處的電場強度D.該粒子運動過程中經(jīng)過速度最大，最大速度是【答案】B第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 【解析】【詳解】A．由圖像的物理意義可知，在軸正、負半軸分布著方向相反的勻強電場，故A錯誤；B．在區(qū)域內(nèi)電場強度大小為故B正確；C．在區(qū)域內(nèi)電場強度大小為可知處的電場場強大于處的電場場強，故C錯誤；D．粒子經(jīng)過處時速度最大，由動能定理可得可得故D錯誤。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)強度大小為B=2T、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距L=1.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計、且ab兩點與導(dǎo)軌上端相距足夠遠。一質(zhì)量m=3kg、阻值r=1Ω的金屬棒，在棒中點受到沿斜面且平行于導(dǎo)軌的拉力F作用，由靜止開始從ab處沿導(dǎo)軌向上加速運動，金屬棒運動的速度—位移圖像如圖乙所示（b點位置為坐標原點）。若金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)，，則金屬棒從起點b沿導(dǎo)軌向上運動。x=1m的過程中（　　）A.金屬棒做勻加速直線運動B.通過電阻R的感應(yīng)電荷量為1C第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 C.拉力F做的功為38.25JD.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動，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動。A錯誤；B．通過電阻R的感應(yīng)電荷量B錯誤；C．金屬棒從靜止開始從ab處沿導(dǎo)軌向上加速運動過程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，從開始到向上運動x=1m的過程中根據(jù)動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錯誤；故選C。8.如圖所示，虛線、、為某電場中的三條電場線，實線為一帶電粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，、是這條軌跡上的兩點，則（　?。〢.該帶電粒子在電場中點處受到的電場力比點處小B.該帶電粒子在電場中點處的加速度比點處大第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 C.該帶電粒子在點具有的電勢能比在點具有的電勢能小D.該帶電粒子在點具有的動能比在點具有的動能小【答案】BC【解析】【詳解】A．在同一電場中，電場線越密集的地方電場強度越大，電場線越稀疏的地方電場強度越小，則可知。所以點電荷在處所受的電場力大于在處所受的電場力。A錯誤；B．由題可知，則該帶電粒子在電場中點處的加速度比點處大。B正確；CD．由軌跡曲線可知，電場力在軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，若帶電粒子從運動到，電場力與速度夾角為銳角，電場力做正功，電勢能減小，動能增加，帶電粒子在點具有的電勢能比在點具有的電勢能小，在點具有的動能比在點具有的動能大。若帶電粒子從運動到，電場力與速度夾角為鈍角，電場力做負功，電勢能增加，動能減小，帶電粒子在點具有的電勢能比在點具有的電勢能小，在點具有的動能比在點具有的動能大。則可知，無論從哪個方向運動，電勢能與動能變化規(guī)律一致。C正確，D錯誤；故選BC。9.如圖甲所示，一個匝數(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磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。有一個的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，下列說法正確的是（　?。〢.內(nèi)a點電勢高于b點電勢B.內(nèi)a、b間的電壓為C.內(nèi)通過電阻的電荷量為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)電動勢為回路電流為第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 在0～4s時間內(nèi)，B增大，穿過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間的電勢差為通過電阻R的電荷量為故A錯誤，C正確；BD．在4～6s時間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為感應(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間的電勢差為電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為故B錯誤，D正確。故選CD10.如圖所示，在豎直面內(nèi)有一個半徑為的絕緣圓軌道，圓心為，、分別為軌道的最高點和最低點，、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，整個空間存在水平向左的勻強電場。一個質(zhì)量為、帶電荷量為（）的帶電小球，從點沿圓軌道向下運動，過最低點的瞬間對小球施加一個恒力，同時在空間內(nèi)加上垂直紙面、磁感應(yīng)強度大小為（未知）的勻強磁場，小球做勻速圓周運動到點。已知電場強度大小為（為重力加速度），帶電小球所帶電荷量始終不變，則下列說法正確的是（　　）第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 A.小球可以從點由靜止釋放B.恒力大小為C.小球從到的過程中機械能可能減小D.磁場方向垂直紙面向外，且的最小值為【答案】AB【解析】【詳解】AC．小球由d到c過程中，重力做正功，電場力做正功，機械能增大；由c到b過程中，速度不變，高度上升，機械能增大，可以從d點由靜止釋放，故A正確，C錯誤；B．由c到b過程中，小球做勻速圓周運動，則恒力F與重力和電場力平衡，有故B正確；D．當小球從d點由靜止釋放時，在c點由動能定理可得由c到b過程中，洛倫茲力提供向心力，有解得故D錯誤。故選AB。第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 第Ⅱ卷（非選擇題）二、實驗題（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，則該電池的電動勢為______V，改裝后歐姆表的內(nèi)阻為______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)立解得第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 ，12.小明同學(xué)在家中找到一個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），他準備利用伏安法準確測量該電熱絲的阻值?，F(xiàn)有下列器材：A．電動勢為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G（滿偏電流為600μA，內(nèi)阻為150Ω）D．滑動變阻器R（最大電阻為5Ω）E．電阻箱（最大阻值為9999.9Ω）F．電鍵一個，導(dǎo)線若干（1）為了測量電熱絲的電阻，小明同學(xué)先將靈敏電流計改裝為量程3V的電壓表，需要給靈敏電流計______（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個電阻，電阻箱的阻值應(yīng)取______；（2）實驗中，電流表應(yīng)選______（填“A1”或“A2”）。（3）為了精確測量電熱絲阻值，請你在下面的方框中畫出完整的電路圖______。（4）實驗后測得該電熱絲的阻值為12.0Ω，請推測該電熱水器在220V電壓下工作時的加熱功率______4kW（填“>”或“<”或“=”）?！敬鸢浮?2.①.串聯(lián)②.485013.A114.15.【解析】【小問1詳解】[1][2]小明同學(xué)先將靈敏電流計改裝為量程3V電壓表，需要給靈敏電流計串聯(lián)一個電阻；根據(jù)歐姆定律可得第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 可得【小問2詳解】由題意可知流過電熱絲的最大電流所以電流表應(yīng)該選A1。【小問3詳解】為了精確測量電熱絲阻值，需要多測幾組數(shù)據(jù)，而滑動變阻器的阻值較小，所以滑動變阻器需要采用分壓接法；由于電壓表的內(nèi)阻已知（靈敏電流計改裝而成的），所以電流表要用外接法，實驗電路圖如圖所示【小問4詳解】該電熱絲的電阻測量值為12.0Ω，根據(jù)因為12.0Ω是電熱絲在常溫下的電阻阻值，而電熱絲正常工作時的溫度要升高很多，由于電熱絲的電阻率會隨著溫度升高而增大，所以該電熱水器在220V電壓下工作時，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)阻不計的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為100rad/s，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P可移動，副線圈所接電阻R=50Ω，電表均為理想交流電表。當線圈平面與磁場方向平行時開始計時，結(jié)果可用根號或π表示。求：（1）線圈中感應(yīng)電動勢的最大值；第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 （2）由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢；（3）當原、副線圈匝數(shù)比為2：1時，電阻R上消耗的功率?！敬鸢浮浚?）；（2）；（2）50W【解析】【詳解】（1）感應(yīng)電動勢的最大值Em=nBSω=100××0.02×100V=100V（2）線圈轉(zhuǎn)過30°角過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢（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，無限長平行金屬導(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)強度大小為的勻強磁場，磁場方向豎直向下。質(zhì)量、有效電阻的導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，某時刻開始受到大小為、方向向右的水平外力作用，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右運動，當通過導(dǎo)體棒的電荷量為時，已經(jīng)開始做勻速運動，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，不計摩擦及空氣阻力。求：第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 （1）導(dǎo)體棒向右勻速運動的速度大?。唬?）撤去外力到最終靜止的過程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）導(dǎo)體棒從靜止開始向右運動的過程中，通過導(dǎo)體棒的電荷量為時，導(dǎo)體棒的位移。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）導(dǎo)體棒勻速運動時，受力平衡，則有解得感應(yīng)電動勢為又解得（2）撤去外力后，導(dǎo)體棒的動能轉(zhuǎn)化為總的焦耳熱，則有導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱解得（3）根據(jù)，，第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 可得代數(shù)數(shù)據(jù)解得15.如圖直角坐標系xOy中，在第二象限內(nèi)有沿y軸負方向的勻強電場，在第三、第四象限內(nèi)分別有方向垂直于坐標平面向里和向外的勻強磁場。一質(zhì)量為、電荷量為的粒子從y軸上P點以初速度垂直于y軸射入電場，再經(jīng)x軸上的Q點進入磁場，第四象限內(nèi)磁感應(yīng)強度大小為，粒子重力不計。（1）求第二象限內(nèi)電場場強大小E。（2）若使粒子能夠進入第四象限，求第三象限內(nèi)磁感應(yīng)強度B的取值范圍。（3）若第三象限內(nèi)磁感應(yīng)強度大小為，且第三、第四象限的磁場在處存在一條與x軸平行的磁場下邊界MN（圖中未畫出），要使粒子從第四象限垂直邊界MN飛出磁場，求d的取值?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）粒子在電場中做類平拋運動，水平方向有豎直方向有第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 ，聯(lián)立解得（2）如圖分析可得當粒子在第三象限內(nèi)的運動軌跡恰好與y軸負方向相切的時候此時運動半徑為滿足粒子能夠進入第四象限時的最小半徑，即此時磁感應(yīng)強度有最大值為，粒子到達Q點時的豎直方向速度為可得此時粒子進入第三象限的速度為所以此時速度方向與x軸負方向夾角為；根據(jù)幾何知識可得此時有解得根據(jù)公式有解得所以第三象限內(nèi)磁感應(yīng)強度B的取值范圍為（3）當?shù)谌笙迌?nèi)磁感應(yīng)強度大小為時可得此時在第三象限的運動半徑為第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 同理可得在第四象限運動半徑為要使粒子從第四象限垂直邊界MN飛出磁場，可得粒子在第三象限運動半個周期后進入第四象限，運動軌跡可能如圖所示，根據(jù)幾何知識有，即，第19頁/共19頁學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司