2023-2024學年度下學期四校期初聯(lián)考

高二物理試題

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

A.該正弦式交流電的頻率為50Hz

B.Is內(nèi)，電流的方向發(fā)生10次變化

C.電流的峰值為10J5A

D./=0.05s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

/=-=—Hz=5Hz

T0.2

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10A,故C錯誤；

D./=0.05s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.金屬導體棒置于傾斜的粗糙絕緣的斜面上，有電流時，金屬導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（）

【解析】

【詳解】A.導體棒所受重力和安培力方向如圖所示

mg

可知導體棒受到的支持力和摩擦力可能為零，故A錯誤;

B.導體棒所受重力、支持力、安培力方向如圖所示

由受力平衡可知，導體棒受到的摩擦力不可能為零，故B正確;

C.導體棒所受重力、支持力、安培力方向如圖所示

由受力平衡可知，導體棒受到的摩擦力可能為零，故C錯誤;

D.導體棒所受重力、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￡=6V,限流電阻9=4.8。。閉合開關S后，當導電液體旋轉(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（）

A.從上往下看，液體順時針旋轉(zhuǎn)

B.液體消耗的電功率為L75W

C.玻璃皿中兩電極間液體的電阻為7Q

D.電源的內(nèi)阻為0.50

【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

P=UZ=1.75W

故B正確；

C.對于非純電阻元件，不滿足歐姆定律，即

R*=7.0。

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

E=U+IR^+Ir

解得電源內(nèi)阻

r=E-^-^=6-3.5-0.5x4.8n=02Q

0.5

故D錯誤。

故選B。

4.如圖所示，是一長為。4二乙的矩形，其內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，一質(zhì)量為加、帶電量

為4的粒子從。點以速度V。垂直射入磁場，速度方向與OA的夾角為O，粒子剛好從A點射出磁場，不計

B.矩形磁場的寬度最小值為

sina

2aL

粒子從O到A所需的時間為——

%

lmvsina

D.勻強磁場的磁感應強度為Q

qL

【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

L

r=-----

2sin。

矩形磁場的寬度最小值為

LL(l-coscif)

d="1一cosa)=--------(1-coscif)=---------------

2sina2sina

選項B錯誤；

C.粒子從。到A所需的時間為

2a---------

2sin。=TaL

v0v0sina

選項C錯誤；

D.根據(jù)

qv°B=m—

可得勻強磁場的磁感應強度為

_2mv0sina

JLJ—

qL

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=l。，R、&均為電阻箱，電阻箱Ri調(diào)節(jié)范圍是0-5。，R?

調(diào)節(jié)范圍是0?3Q,平行板電容器C的極板水平放置。閉合開關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，Ri=2Q,7?2=3QO下列說法正確的是（）

A.油滴帶正電

B.斷開開關S前后，流過舟的電流方向相反

C,減小R2的阻值，油滴將向上運動

D.將凡由2。調(diào)至5Q,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K兩端兩個點A和8

斷開開關S前，流過尺的電流方向從A到瓦斷開開關S后，電容器放電，流過總的電流方向也是從A到

B。斷開開關S前后，流過Ri的電流方向相同。故B錯誤；

C.減小&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Ri為2。時，電容兩端的電壓

D2

Ui=一」E=——x3V=2V

1片+〃2+1

當Ri為5。時，電容兩端的電壓

RC

U,=―E=——X3V=2.5V

R}+r5+1

得

U「U[=0.5V

將Ri由2。調(diào)至5。，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左軸，其電勢。隨無軸的分布如圖所示。一質(zhì)量為根=L0xl(T2°kg、電荷量為

鄉(xiāng)=2.0xl(T9c的帶負電粒子自(_Q.5,0)點由靜止開始，沿無軸做往復運動。不計粒子重力，下列說

法正確的是()

A.在x軸正、負半軸分布著方向相同的勻強電場

B.在-0.5cm<x<0區(qū)域內(nèi)，電場強度大小為2000V/m

C.%=-0.25cm處的電場強度小于x=0.5cm處的電場強度

D.該粒子運動過程中經(jīng)過x=0速度最大，最大速度是3xl()6m/s

【答案】B

【解析】

【詳解】A.由。-為圖像的物理意義可知，在x軸正、負半軸分布著方向相反的勻強電場，故A錯誤;

B.在-0.5cm<x<0區(qū)域內(nèi)電場強度大小為

-----------V/m=2000V/m

0.5x10-2

故B正確；

C.在0<x<1.0cm區(qū)域內(nèi)電場強度大小為

E=^=10V/m=1000V/m

d2lxl(y2

可知％=-0.25cm處的電場場強大于x=0.5cm處的電場場強，故C錯誤;

D.粒子經(jīng)過％=0處時速度最大，由動能定理可得

12

qU=-mv^

可得

\2qU_,2x2.0x10-9癡

m/s=2xl06m/s

%Vm-1.0x1020

故D錯誤。

故選B。

7.如圖甲所示，一傾角為30。、上端接有R=3Q定值電阻的粗糙導軌，處于磁感應強度大小為8=2T、方向

垂直導軌平面向上的勻強磁場中，導軌間距乙=1.5m,導軌電阻忽略不計、且。6兩點與導軌上端相距足夠

遠。一質(zhì)量加=3kg、阻值片1。的金屬棒，在棒中點受到沿斜面且平行于導軌的拉力/作用，由靜止開始

從油處沿導軌向上加速運動，金屬棒運動的速度一位移圖像如圖乙所示“點位置為坐標原點)。若金屬

棒與導軌間動摩擦因數(shù)〃=#,=10m/s2,則金屬棒從起點b沿導軌向上運動。x=lm的過程中

()

A.金屬棒做勻加速直線運動B.通過電阻R的感應電荷量為1C

C.拉力/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，由丫2—說=2奴可知，丫一x圖像應該是曲線，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的感應電荷量

"人上/工q=75c

R+rR+rR+r3+1

B錯誤;

C.金屬棒從靜止開始從仍處沿導軌向上加速運動過程仍棒產(chǎn)生〃流向b的感應電流，受到沿斜面向下

的安培力，從開始到向上運動x=lm的過程中根據(jù)動能定理得

12

—mv-//mgcos30°xx+V^-mgxsin30°

B-I}

----vx

R+r

"為v-x圖像與橫軸圍成圖形的面積，則

咚=-2.25J

%=38.25J

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

Q=—；%=0.5625J

D錯誤；

故選C。

8.如圖所示，虛線。、b,。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，尸、。是這條軌跡上的兩點，則（）

A,該帶電粒子在電場中尸點處受到的電場力比Q點處小

B.該帶電粒子在電場中尸點處的加速度比Q點處大

C.該帶電粒子在。點具有的電勢能比在尸點具有的電勢能小

D,該帶電粒子在。點具有的動能比在尸點具有的動能小

【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Ep>E。。所以點電荷在P處所受的電場力大于在。處所受的電場力。A錯誤；

B.由題可知弓〉分，則該帶電粒子在電場中P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P運動到Q,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P點具有的電勢能小，在。點

具有的動能比在P點具有的動能大。若帶電粒子從。運動到P，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Q點具有的電勢能比在P點具有的電勢能小，在。點具有的動能比在

P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)〃=100匝的圓形導體線圈，面積5\=0.4m2,電阻卜=1￡1。在線圈中存在面

積邑=0.31112的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度3隨時間/變化的關系如圖乙所示。有一

個R=2C的電阻，將其兩端6分別與圖甲中的圓形線圈相連接，下列說法正確的是（）

甲乙

A.0?4s內(nèi)。點電勢高于6點電勢

B.4?6s內(nèi)。、b間的電壓為4V

C.。?4s內(nèi)通過電阻R的電荷量為6c

D.4~6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為36J

【答案】CD

【解析】

【詳解】AC.0?4s內(nèi)根據(jù)法拉第電磁感應定律得線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為

5V

回路電流為

.=-^=1.5A

R+r

在。?4s時間內(nèi)，8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)生的感應電流由b流經(jīng)

電阻R回到。，。、6間的電勢差為

U“b=T\R=_3V

通過電阻R的電荷量為

=1］：=6(3

故A錯誤，C正確;

BD.在4?6s時間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的感應電動勢為

E2=q=9V

’2

感應電流為

匕==3A

2R+r

根據(jù)楞次定律知，線圈中產(chǎn)生的感應電流由。流經(jīng)電阻R回到6,。、6間的電勢差為

。一R=6V

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=1加=36J

故B錯誤，D正確。

故選CD

10.如圖所示，在豎直面內(nèi)有一個半徑為A的絕緣圓軌道，圓心為。，a、C分別為軌道的最高點和最低點，

b、d分別為軌道的最右端和最左端，內(nèi)表面左半圓adc光滑、右半圓仍a粗糙，整個空間存在水平向左的

勻強電場。一個質(zhì)量為加、帶電荷量為（q>0）的帶電小球，從d點沿圓軌道向下運動，過最低點c

的瞬間對小球施加一個恒力產(chǎn)，同時在空間內(nèi)加上垂直紙面、磁感應強度大小為穌（未知）的勻強磁場,

小球做勻速圓周運動到b點。已知電場強度大小為一汽（g為重力加速度），帶電小球所帶電荷量始終不

3q

變，則下列說法正確的是（）

A.小球可以從d點由靜止釋放

B.恒力大小為恒叫

3

C.小球從d到b的過程中機械能可能減小

D.磁場方向垂直紙面向外，且練的最小值為網(wǎng)叵

qR

【答案】AB

【解析】

【詳解】AC.小球由1到。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1點由靜止釋放，故A正確，C錯誤；

B.由c到6過程中，小球做勻速圓周運動，則恒力E與重力和電場力平衡，有

F=+（qE）2=屈；8

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

mgR+qER=—1mv2

由。到b過程中，洛倫茲力提供向心力，有

nmy2

qBoV=F

解得

_m130gR

°—3qR

故D錯誤。

故選AB?

第n卷（非選擇題）

二、實驗題（本題共16分，每空2分）

11.某同學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，該同學利用微安表（滿偏電流

為4=250pA、內(nèi)阻為&=100Q）、滑動變阻器R（最大阻值為20k。）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_____5處；

（2）在改裝好后的歐姆表兩表筆之間接入阻值為9.0k￡l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k。；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）將微安表刻度盤上的“RA”改為，“250”改標為“0”，并在其他位置添加相應的電阻值,

這樣就把微安表改裝成了歐姆表。

【答案】①.2502.39,0

【解析】

【詳解】（1）口］根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，將兩表筆短接，&=0,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使微安表滿

偏，有

即指針指在250「iA處。

（2）⑵［3］歐姆表兩表筆之間接入阻值為N=9.0kQ的定值電阻，由丙圖可知電流為/=125也，則有

E

4+用

又

火內(nèi)

聯(lián)立解得

E?2.3V,Rfy=9.0kQ

12.小明同學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。現(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Ai（內(nèi)阻約為2。），量程為3A的電流表A2（內(nèi)阻約為0.5。）

C.靈敏電流計G（滿偏電流為600NA,內(nèi)阻為150。）

D.滑動變阻器R（最大電阻為5。）

E.電阻箱與（最大阻值為9999.9。）

F.電鍵一個，導線若干

（1）為了測量電熱絲的電阻，小明同學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，電阻箱的阻值應取?=Q；

（2）實驗中，電流表應選（填“Ai”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.

凡

—（=）—

j-：

（4）實驗后測得該電熱絲的阻值為12.0。，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“=”）。

【答案】12.①.串聯(lián)②.4850

【小問1詳解】

[1]⑵小明同學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

Um=4（4+4）

可得

u3

凡=*—凡=--------Q-150Q=4850Q

"4g600x10-6

【小問2詳解】

由題意可知流過電熱絲的最大電流

max=—~0.2A

Rx

所以電流表應該選Ai?

【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12.0。，根據(jù)

U22202

P=——=------W?4.0kW

R12

因為12.0。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12.0Q,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ABC。，繞垂直于磁場的軸OO,勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)

動的角速度為100rad/s,勻強磁場的磁感應強度為受T。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P

2

可移動，副線圈所接電阻R=50。，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)

果可用根號或兀表示。求：

(1)線圈中感應電動勢的最大值；

(2)由圖示位置轉(zhuǎn)過30。角的過程產(chǎn)生的平均感應電動勢；

(3)當原、副線圈匝數(shù)比為2：1時，電阻R上消耗的功率。

【答案】(1)100V2V；(2)底v；(2)50W

71

【解析】

【詳解】(1)感應電動勢的最大值

Em=nBSco=100義當x0.02x100V=1000V

(2)線圈轉(zhuǎn)過30。角過程中產(chǎn)生的平均感應電動勢

叱△①BSsin300300點、，

E=n-----=n---------------=-----------V

M1rjp71

12

(3)電壓表示數(shù)為電壓的有效值，則

[/=^=iooV|V=1OOV

V2V2

電阻R兩端的電壓

UR=%U」xlOOV=5OV

Rn,2

則電阻R上消耗的功率

TJZ

尸=上旦=50W

R

14.如圖所示，無限長平行金屬導軌位于水平面內(nèi)，間距L=0.5m,導軌左端cd處接有阻值R=0.4。的

電阻，空間中存在磁感應強度大小為8=0.2T的勻強磁場，磁場方向豎直向下。質(zhì)量加=01kg、有效電

阻r=0.1。的導體棒次?靜止在導軌上，某時刻開始受到大小為產(chǎn)=01N、方向向右的水平外力作用，導

體棒次?沿導軌向右運動，當通過導體棒的電荷量為1C時，己經(jīng)開始做勻速運動，之后撤去外力產(chǎn)，

導體棒ah最終靜止。導體棒ah始終與導軌垂直且接觸良好，線框的電阻不計，不計摩擦及空氣阻力。

求:

(1)導體棒ab向右勻速運動的速度大小；

(2)撤去外力到最終靜止的過程中，導體棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)導體棒ab從靜止開始向右運動的過程中，通過導體棒ab的電荷量為1C時，導體棒的位移「

XXX

XXX

XXX

【答案】(1)5m/s；(2)0.25J：(3)5m

【解析】

【詳解】(1)導體棒ab勻速運動時，受力平衡，則有

解得

I=1A

感應電動勢為

E=/(7?+r)=O.5V

又

E=BLv

解得

v=5m/s

(2)撤去外力后，導體棒力?的動能轉(zhuǎn)化為總的焦耳熱，則有

12

Q=—mv

導體棒力?上產(chǎn)生的焦耳熱

Qi-25J

(3)根據(jù)

—BLv——

I=------，q=/AZ,x=vAt

R+r

代數(shù)數(shù)據(jù)解得

%=5m

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)量為加、電荷量為+