吉林省四校联考2023-2024学年高二年级下册期初考试物理试题（解析版）

2023-2024学年度下学期四校期初联考

高二物理试题

本试卷满分100分，共10页。考试时间：75分钟。考试结束后只交答题卡

一、选择题（本题共46分。1-7为单选题每题4分，8-10为多选题每题6分选不全给3分，

错选给0分）

1.1888年尼古拉・特斯拉发明了世界上第一台交流电发电机，成为电机工程学的先驱。甲图是一台交流发

电机的示意图，线圈以为轴匀速转动，产生的正弦式交变电流的波形如图乙所示，下列说法正确的是

A.该正弦式交流电的频率为50Hz

B.Is内，电流的方向发生10次变化

C.电流的峰值为10J5A

D./=0.05s时，线圈平面转到中性面，穿过线圈的磁通量最小

【答案】B

【解析】

【详解】A.该正弦式交流电的频率为

/=-=—Hz=5Hz

T0.2

故A错误；

B.一个周期内，电流的方向发生2次变化，故1s内，电流的方向发生10次变化，故B正确；

C.由乙图可知，电流的峰值为10A,故C错误；

D./=0.05s时，线圈平面转到中性面，穿过线圈磁通量最大，磁通量变化率最小，故D错误。

故选B。

2.金属导体棒置于倾斜的粗糙绝缘的斜面上，有电流时，金属导体棒能在斜面上保持静止。如图所示，四

个图中分别标出了四种可能的匀强磁场方向。其中金属棒与斜面之间的摩擦力一定不等于零的图是（）

【解析】

【详解】A.导体棒所受重力和安培力方向如图所示

mg

可知导体棒受到的支持力和摩擦力可能为零，故A错误;

B.导体棒所受重力、支持力、安培力方向如图所示

由受力平衡可知，导体棒受到的摩擦力不可能为零，故B正确;

C.导体棒所受重力、支持力、安培力方向如图所示

由受力平衡可知，导体棒受到的摩擦力可能为零，故C错误;

D.导体棒所受重力、支持力、安培力方向如图所示

由受力平衡可知，导体棒受到的摩擦力可能为零，故D错误。

故选B。

3.如图所示，在盛有导电液体的水平玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆

环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁铁

上方为S极。电源的电动势£=6V,限流电阻9=4.8。。闭合开关S后，当导电液体旋转稳定时理想电

压表的示数为3.5V,理想电流表示数为0.5A。则（）

A.从上往下看，液体顺时针旋转

B.液体消耗的电功率为L75W

C.玻璃皿中两电极间液体的电阻为7Q

D.电源的内阻为0.50

【答案】B

【解析】

【详解】A.由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放一个圆环形电极接电源的正极，在

电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场方向竖直向上，由左手定

则可知，导电液体受到的安培力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误；

B.液体消耗的电功率为

P=UZ=1.75W

故B正确；

C.对于非纯电阻元件，不满足欧姆定律，即

R*=7.0。

故C错误;

D.电压表的示数为3.5V,电流表示数为0.5A,则根据闭合电路的欧姆定律有

E=U+IR^+Ir

解得电源内阻

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

0.5

故D错误。

故选B。

4.如图所示，是一长为。4二乙的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为加、带电量

为4的粒子从。点以速度V。垂直射入磁场，速度方向与OA的夹角为O，粒子刚好从A点射出磁场，不计

B.矩形磁场的宽度最小值为

sina

2aL

粒子从O到A所需的时间为——

%

lmvsina

D.匀强磁场的磁感应强度为Q

qL

【答案】D

【解析】

【详解】A.由左手定则可知，粒子一定带负电，选项A错误;

B,轨迹半径

L

r=-----

2sin。

矩形磁场的宽度最小值为

LL(l-coscif)

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

2sina2sina

选项B错误；

C.粒子从。到A所需的时间为

2a---------

2sin。=TaL

v0v0sina

选项C错误；

D.根据

qv°B=m—

可得匀强磁场的磁感应强度为

_2mv0sina

JLJ—

qL

选项D正确。

故选D。

5.如图所示，电路中电源电动势E=3V,内阻r=l。，R、&均为电阻箱，电阻箱Ri调节范围是0-5。，R?

调节范围是0〜3Q,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,调节电阻箱，电路达到稳定时，带电油

滴悬浮在两板之间静止不动，Ri=2Q,7?2=3QO下列说法正确的是（）

A.油滴带正电

B.断开开关S前后，流过舟的电流方向相反

C,减小R2的阻值，油滴将向上运动

D.将凡由2。调至5Q,电容器两极板间的电压增加了0.5V

【答案】D

【解析】

【详解】A.电容器上极板与电源正极相连，带正电，下极板带负电，电容器中电场方向竖直向下。根据

油滴静电力和重力平衡，可知油滴所受静电力所受静电力向上，故油滴带负电。故A错误;

B.如图所示，取K两端两个点A和8

断开开关S前，流过尺的电流方向从A到瓦断开开关S后，电容器放电，流过总的电流方向也是从A到

B。断开开关S前后，流过Ri的电流方向相同。故B错误；

C.减小&的阻值，电容器两端的电压不变，油滴仍静止不动。故C错误;

D.当Ri为2。时，电容两端的电压

D2

Ui=一」E=——x3V=2V

1片+〃2+1

当Ri为5。时，电容两端的电压

RC

U,=―E=——X3V=2.5V

R}+r5+1

得

U「U[=0.5V

将Ri由2。调至5。，电容器两极板间的电压增加了0.5V。故D正确。

故选D。

6.某静电场的方向平行于左轴，其电势。随无轴的分布如图所示。一质量为根=L0xl(T2°kg、电荷量为

乡=2.0xl(T9c的带负电粒子自(_Q.5,0)点由静止开始，沿无轴做往复运动。不计粒子重力，下列说

法正确的是()

A.在x轴正、负半轴分布着方向相同的匀强电场

B.在-0.5cm<x<0区域内，电场强度大小为2000V/m

C.%=-0.25cm处的电场强度小于x=0.5cm处的电场强度

D.该粒子运动过程中经过x=0速度最大，最大速度是3xl()6m/s

【答案】B

【解析】

【详解】A.由。-为图像的物理意义可知，在x轴正、负半轴分布着方向相反的匀强电场，故A错误;

B.在-0.5cm<x<0区域内电场强度大小为

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

0.5x10-2

故B正确；

C.在0<x<1.0cm区域内电场强度大小为

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

d2lxl(y2

可知％=-0.25cm处的电场场强大于x=0.5cm处的电场场强，故C错误;

D.粒子经过％=0处时速度最大，由动能定理可得

12

qU=-mv^

可得

\2qU_,2x2.0x10-9痴

m/s=2xl06m/s

%Vm-1.0x1020

故D错误。

故选B。

7.如图甲所示，一倾角为30。、上端接有R=3Q定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为8=2T、方向

垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距乙=1.5m,导轨电阻忽略不计、且。6两点与导轨上端相距足够

远。一质量加=3kg、阻值片1。的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力/作用，由静止开始

从油处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度一位移图像如图乙所示“点位置为坐标原点)。若金属

棒与导轨间动摩擦因数〃=#,=10m/s2,则金属棒从起点b沿导轨向上运动。x=lm的过程中

()

A.金属棒做匀加速直线运动B.通过电阻R的感应电荷量为1C

C.拉力/做的功为38.25JD.金属棒上产生的焦耳热为2.25J

【答案】C

【解析】

【详解】A.如果金属棒做匀加速直线运动，由丫2—说=2奴可知，丫一x图像应该是曲线，由题图像知

是直线，则金属棒做变加速直线运动。A错误；

B.通过电阻R的感应电荷量

"人上/工q=75c

R+rR+rR+r3+1

B错误;

C.金属棒从静止开始从仍处沿导轨向上加速运动过程仍棒产生〃流向b的感应电流，受到沿斜面向下

的安培力，从开始到向上运动x=lm的过程中根据动能定理得

12

—mv-//mgcos30°xx+V^-mgxsin30°

B-I}

----vx

R+r

"为v-x图像与横轴围成图形的面积，则

咚=-2.25J

%=38.25J

C正确；

D.电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以金属棒上产生的焦耳热为

Q=—；%=0.5625J

D错误；

故选C。

8.如图所示，虚线。、b,。为某电场中的三条电场线，实线为一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时

的运动轨迹，尸、。是这条轨迹上的两点，则（）

A,该带电粒子在电场中尸点处受到的电场力比Q点处小

B.该带电粒子在电场中尸点处的加速度比Q点处大

C.该带电粒子在。点具有的电势能比在尸点具有的电势能小

D,该带电粒子在。点具有的动能比在尸点具有的动能小

【答案】BC

【解析】

【详解】A.在同一电场中，电场线越密集的地方电场强度越大，电场线越稀疏的地方电场强度越小，则可

知Ep>E。。所以点电荷在P处所受的电场力大于在。处所受的电场力。A错误；

B.由题可知弓〉分，则该带电粒子在电场中P点处的加速度比。点处大。B正确；

CD.由轨迹曲线可知，电场力在轨迹弯曲的内侧，若带电粒子从P运动到Q,电场力与速度夹角为锐角，

电场力做正功，电势能减小，动能增加，带电粒子在。点具有的电势能比在P点具有的电势能小，在。点

具有的动能比在P点具有的动能大。若带电粒子从。运动到P，电场力与速度夹角为钝角，电场力做负功，

电势能增加，动能减小，带电粒子在Q点具有的电势能比在P点具有的电势能小，在。点具有的动能比在

P点具有的动能大。则可知，无论从哪个方向运动，电势能与动能变化规律一致。C正确，D错误；

故选BC。

9.如图甲所示，一个匝数〃=100匝的圆形导体线圈，面积5\=0.4m2,电阻卜=1£1。在线圈中存在面

积邑=0.31112的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度3随时间/变化的关系如图乙所示。有一

个R=2C的电阻，将其两端6分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确的是（）

甲乙

A.0〜4s内。点电势高于6点电势

B.4〜6s内。、b间的电压为4V

C.。〜4s内通过电阻R的电荷量为6c

D.4~6s内电阻R上产生的焦耳热为36J

【答案】CD

【解析】

【详解】AC.0〜4s内根据法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为

5V

回路电流为

.=-^=1.5A

R+r

在。〜4s时间内，8增大，穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律知，线圈中产生的感应电流由b流经

电阻R回到。，。、6间的电势差为

U“b=T\R=_3V

通过电阻R的电荷量为

=1］：=6(3

故A错误，C正确;

BD.在4〜6s时间内，线圈产生的感应电动势为

E2=q=9V

’2

感应电流为

匕==3A

2R+r

根据楞次定律知，线圈中产生的感应电流由。流经电阻R回到6,。、6间的电势差为

。一R=6V

电阻R上产生的焦耳热为

Q=1加=36J

故B错误，D正确。

故选CD

10.如图所示，在竖直面内有一个半径为A的绝缘圆轨道，圆心为。，a、C分别为轨道的最高点和最低点，

b、d分别为轨道的最右端和最左端，内表面左半圆adc光滑、右半圆仍a粗糙，整个空间存在水平向左的

匀强电场。一个质量为加、带电荷量为（q>0）的带电小球，从d点沿圆轨道向下运动，过最低点c

的瞬间对小球施加一个恒力产，同时在空间内加上垂直纸面、磁感应强度大小为稣（未知）的匀强磁场,

小球做匀速圆周运动到b点。已知电场强度大小为一汽（g为重力加速度），带电小球所带电荷量始终不

3q

变，则下列说法正确的是（）

A.小球可以从d点由静止释放

B.恒力大小为恒叫

3

C.小球从d到b的过程中机械能可能减小

D.磁场方向垂直纸面向外，且练的最小值为网叵

qR

【答案】AB

【解析】

【详解】AC.小球由1到。过程中，重力做正功，电场力做正功，机械能增大；由c到b过程中，速度不

变，高度上升，机械能增大，可以从1点由静止释放，故A正确，C错误；

B.由c到6过程中，小球做匀速圆周运动，则恒力E与重力和电场力平衡，有

F=+（qE）2=屈；8

故B正确；

D.当小球从d点由静止释放时，在c点由动能定理可得

mgR+qER=—1mv2

由。到b过程中，洛伦兹力提供向心力，有

nmy2

qBoV=F

解得

_m130gR

°—3qR

故D错误。

故选AB„

第n卷（非选择题）

二、实验题（本题共16分，每空2分）

11.某同学为了研究多用电表欧姆挡原理，根据下面左侧图中所示原理图，该同学利用微安表（满偏电流

为4=250pA、内阻为&=100Q）、滑动变阻器R（最大阻值为20k。）和一节新型电池，改装欧姆

表。

（1）将两表笔短接，调节滑动变阻器R,使微安表指针指在_____5处；

（2）在改装好后的欧姆表两表笔之间接入阻值为9.0k£l的定值电阻，微安表指针指在如右图所示位置,

则该电池的电动势为V,改装后欧姆表的内阻为k。；（结果均保留2位有效数字）

（3）将微安表刻度盘上的“RA”改为，“250”改标为“0”，并在其他位置添加相应的电阻值,

这样就把微安表改装成了欧姆表。

【答案】①.2502.39,0

【解析】

【详解】（1）口］根据闭合电路欧姆定律可知，将两表笔短接，&=0,调节滑动变阻器R,使微安表满

偏，有

即指针指在250「iA处。

（2）⑵［3］欧姆表两表笔之间接入阻值为N=9.0kQ的定值电阻，由丙图可知电流为/=125也，则有

E

4+用

又

火内

联立解得

E«2.3V,Rfy=9.0kQ

12.小明同学在家中找到一个废弃不用的电热水器，拆解后得到了它的电热丝（阻值为十几欧姆），他准备

利用伏安法准确测量该电热丝的阻值。现有下列器材：

A.电动势为4V的电源

B.量程为0.6A的电流表Ai（内阻约为2。），量程为3A的电流表A2（内阻约为0.5。）

C.灵敏电流计G（满偏电流为600NA,内阻为150。）

D.滑动变阻器R（最大电阻为5。）

E.电阻箱与（最大阻值为9999.9。）

F.电键一个，导线若干

（1）为了测量电热丝的电阻，小明同学先将灵敏电流计改装为量程3V的电压表，需要给灵敏电流计

（填“串联”或“并联”）一个电阻，电阻箱的阻值应取?=Q；

（2）实验中，电流表应选（填“Ai”或“A2”）。

（3）为了精确测量电热丝阻值，请你在下面的方框中画出完整的电路图.

凡

—（=）—

j-：

（4）实验后测得该电热丝的阻值为12.0。，请推测该电热水器在220V电压下工作时的加热功率

4kW（填“>”或或“=”）。

【答案】12.①.串联②.4850

【小问1详解】

[1]⑵小明同学先将灵敏电流计改装为量程3V电压表，需要给灵敏电流计串联一个电阻；根据欧姆定律

可得

Um=4（4+4）

可得

u3

凡=*—凡=--------Q-150Q=4850Q

"4g600x10-6

【小问2详解】

由题意可知流过电热丝的最大电流

max=—~0.2A

Rx

所以电流表应该选Ai„

【小问3详解】

为了精确测量电热丝阻值，需要多测几组数据，而滑动变阻器的阻值较小，所以滑动变阻器需要采用分压

接法；由于电压表的内阻已知（灵敏电流计改装而成的），所以电流表要用外接法，实验电路图如图所示

【小问4详解】

该电热丝的电阻测量值为12.0。，根据

U22202

P=——=------W«4.0kW

R12

因为12.0。是电热丝在常温下的电阻阻值，而电热丝正常工作时的温度要升高很多，由于电热丝的电阻率

会随着温度升高而增大，所以该电热水器在220V电压下工作时，电热丝的阻值大于12.0Q,所以电热丝的

加热功率小于4.0kW„

三、计算题(本题共38分，13题12分，14题12分，15题14分)

13.如图所示，面积为0.02m2,内阻不计的100匝矩形线圈ABC。，绕垂直于磁场的轴OO,匀速转动，转

动的角速度为100rad/s,匀强磁场的磁感应强度为受T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P

2

可移动，副线圈所接电阻R=50。，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结

果可用根号或兀表示。求：

(1)线圈中感应电动势的最大值；

(2)由图示位置转过30。角的过程产生的平均感应电动势；

(3)当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率。

【答案】(1)100V2V；(2)底v；(2)50W

71

【解析】

【详解】(1)感应电动势的最大值

Em=nBSco=100义当x0.02x100V=1000V

(2)线圈转过30。角过程中产生的平均感应电动势

叱△①BSsin300300点、，

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

M1rjp71

12

(3)电压表示数为电压的有效值，则

[/=^=iooV|V=1OOV

V2V2

电阻R两端的电压

UR=%U」xlOOV=5OV

Rn,2

则电阻R上消耗的功率

TJZ

尸=上旦=50W

R

14.如图所示，无限长平行金属导轨位于水平面内，间距L=0.5m,导轨左端cd处接有阻值R=0.4。的

电阻，空间中存在磁感应强度大小为8=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向下。质量加=01kg、有效电

阻r=0.1。的导体棒次?静止在导轨上，某时刻开始受到大小为产=01N、方向向右的水平外力作用，导

体棒次?沿导轨向右运动，当通过导体棒的电荷量为1C时，己经开始做匀速运动，之后撤去外力产，

导体棒ah最终静止。导体棒ah始终与导轨垂直且接触良好，线框的电阻不计，不计摩擦及空气阻力。

求:

(1)导体棒ab向右匀速运动的速度大小；

(2)撤去外力到最终静止的过程中，导体棒ab上产生的焦耳热；

(3)导体棒ab从静止开始向右运动的过程中，通过导体棒ab的电荷量为1C时，导体棒的位移「

XXX

XXX

XXX

【答案】(1)5m/s；(2)0.25J：(3)5m

【解析】

【详解】(1)导体棒ab匀速运动时，受力平衡，则有

解得

I=1A

感应电动势为

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

又

E=BLv

解得

v=5m/s

(2)撤去外力后，导体棒力?的动能转化为总的焦耳热，则有

12

Q=—mv

导体棒力?上产生的焦耳热

Qi-25J

(3)根据

—BLv——

I=------，q=/AZ,x=vAt

R+r

代数数据解得

%=5m

15.如图直角坐标系xOy中，在第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，在第三、第四象限内分别有方向

垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场。一质量为加、电荷量为+