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所属成套资源：2024四校高二下学期期初联考试题及答案(九科)
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2024四校高二下学期期初联考试题物理含答案
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这是一份2024四校高二下学期期初联考试题物理含答案，共10页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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.1s内，电流的方向发生10次变化
C．电流的峰值为
D．时，线圈平面转到中性面，穿过线圈的磁通量最小
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（ ）．
A． B． C． D．
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，，限流电阻。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1.75W
C．玻璃皿中两电极间液体的电阻为7Ω
D．电源的内阻为0.5Ω
4．如图所示，OACD是一长为的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量为q的粒子从⊙点以速度垂直射入磁场，速度方向与OA的夹角为α，粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，则（ ）
A．粒子一定带正电 B．矩形磁场的宽度最小值为
C．粒子从O到A所需的时间为 D．匀强磁场的磁感应强度为
5．如图所示，电路中电源电动势，内阻均为电阻箱，电阻箱调节范围是调节范围是0~3Ω，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，，。下列说法正确的是（ ）
A．油滴带正电
B．断开开关S前后，流过的电流方向相反
C．减小的阻值，油滴将向上运动
D．将由2Ω调至5Ω，电容器两极板间的电压增加了0.5V
6．某静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x轴的分布如图所示。一质量为、电荷量为的带负电粒子自点由静止开始，沿x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．在区域内，电场强度大小为2000V/m
C．处的电场强度小于处的电场强度
D．该粒子运动过程中经过速度最大，最大速度是
7．如图甲所示，一倾角为30°、上端接有定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量阻值的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数，则金属棒从起点b沿导轨向上运动。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F做的功为38.25J D．金属棒上产生的焦耳热为2.25J
8．如图所示，虚线a、b、c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，P、Q是这条轨迹上的两点，则（ ）
A．该带电粒子在电场中P点处受到的电场力比Q点处小
B．该带电粒子在电场中P点处的加速度比Q点处大
C．该带电粒子在Q点具有的电势能比在P点具有的电势能小
D．该带电粒子在Q点具有的动能比在P点具有的动能小
9．如图甲所示，一个匝数匝的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内a点电势高于b点电势
B．4~6s内a、b间的电压为4V
C．0~4s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
10．如图所示，在竖直面内有一个半径为R的绝缘圆轨道，圆心为O，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cba粗糙，整个空间存在水平向左的匀强电场。一个质量为m、带电荷量为的带电小球，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F，同时在空间内加上垂直纸面、磁感应强度大小为（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（g为重力加速度），带电小球所带电荷量始终不变，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
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，且的最小值为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题（本题共16分，每空2分）
11．（共6分）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、内阻为）、滑动变阻器R（最大阻值为20kΩ）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______μA处；
②在改装好后的欧姆表两表笔之间接入阻值为9.0kΩ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______kΩ；（结果均保留2位有效数字）
③将微安表刻度盘上的“μA”改为“Ω”，“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。
12．（共10分）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（内阻约为2Ω），
量程为3A的电流表（内阻约为0.5Ω）
C．灵敏电流计G（满偏电流为600μA，内阻为150Ω）
D．滑动变阻器R（最大电阻为5Ω）
E．电阻箱（最大阻值为9999.9Ω）
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______；
②实验中，电流表应选______（填“”或“”）。
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______。
④实验后测得该电热丝的阻值为12.0Ω，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“=”）。
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，面积为内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，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π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。
14．如图所示，无限长平行金属导轨位于水平面内，间距，导轨左端cd处接有阻值的电阻，空间中存在磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向竖直向下。质量、有效电阻的导体棒ab静止在导轨上，某时刻开始受到大小为、方向向右的水平外力作用，导体棒ab沿导轨向右运动，当通过导体棒ab的电荷量为1C时，已经开始做匀速运动，之后撤去外力F，导体棒ab最终静止。导体棒ab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x。
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m、电荷量为的粒子从y轴上P点以初速度垂直于y轴射入电场，再经x轴上的Q点进入磁场，第四象限内磁感应强度大小为，粒子重力不计。
（1）求第二象限内电场场强大小E。
（2）若使粒子能够进入第四象限，求第三象限内磁感应强度B的取值范围。
（3）若第三象限内磁感应强度大小为，且第三、第四象限的磁场在处存在一条与x轴平行的磁场下达界MN（图中未画出），要使粒子从第四象限垂直边界MN飞出磁场，求d的取值。
2023-2024学年度下学期四校期初联考
高二物理试题答案
11．①250 ②2.3 9.0
12．①串联 ②4850 <
13．（1）；（2）；（2）
【详解】（1）感应电动势的最大值
（2）线圈转过角过程中产生的平均感应电动势
（3）电压表示数为电压的有效值，则
电阻两端的电压
则电阻上消耗的功率
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒匀速运动时，受力平衡，则有
解得
感应电动势为
又
解得
（2）撤去外力后，导体棒的动能转化为总的焦耳热，则有
导体棒上产生的焦耳热
解得
（3）根据
可得
代数数据解得
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有
竖直方向有
联立解得
（2）如图分析可得当粒子在第三象限内的运动轨迹恰好与轴负方向相切的时候此时运动半径为满足粒子能够进入第四象限时的最小半径，即此时磁感应强度有最大值为，粒子到达点时的竖直方向速度为
可得此时粒子进入第三象限的速度为
所以此时速度方向与轴负方向夹角为；根据几何知识可得此时有
解得
根据公式有
解得
所以第三象限内磁感应强度的取值范围为
（3）当第三象限内磁感应强度大小为时可得此时在第三象限的运动半径为
同理可得在第四象限的运动半径为
要使粒子从第四象限垂直边界飞出磁场，可得粒子在第三象限运动半个周期后进入第四象限，运动轨迹能如图所示，根据几何知识有
即
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
B
D
D
B
C
BC
CD
AB
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.1s内，电流的方向发生10次变化
C．电流的峰值为
D．时，线圈平面转到中性面，穿过线圈的磁通量最小
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（ ）．
A． B． C． D．
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，，限流电阻。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1.75W
C．玻璃皿中两电极间液体的电阻为7Ω
D．电源的内阻为0.5Ω
4．如图所示，OACD是一长为的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量为q的粒子从⊙点以速度垂直射入磁场，速度方向与OA的夹角为α，粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，则（ ）
A．粒子一定带正电 B．矩形磁场的宽度最小值为
C．粒子从O到A所需的时间为 D．匀强磁场的磁感应强度为
5．如图所示，电路中电源电动势，内阻均为电阻箱，电阻箱调节范围是调节范围是0~3Ω，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，，。下列说法正确的是（ ）
A．油滴带正电
B．断开开关S前后，流过的电流方向相反
C．减小的阻值，油滴将向上运动
D．将由2Ω调至5Ω，电容器两极板间的电压增加了0.5V
6．某静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x轴的分布如图所示。一质量为、电荷量为的带负电粒子自点由静止开始，沿x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．在区域内，电场强度大小为2000V/m
C．处的电场强度小于处的电场强度
D．该粒子运动过程中经过速度最大，最大速度是
7．如图甲所示，一倾角为30°、上端接有定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量阻值的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数，则金属棒从起点b沿导轨向上运动。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F做的功为38.25J D．金属棒上产生的焦耳热为2.25J
8．如图所示，虚线a、b、c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，P、Q是这条轨迹上的两点，则（ ）
A．该带电粒子在电场中P点处受到的电场力比Q点处小
B．该带电粒子在电场中P点处的加速度比Q点处大
C．该带电粒子在Q点具有的电势能比在P点具有的电势能小
D．该带电粒子在Q点具有的动能比在P点具有的动能小
9．如图甲所示，一个匝数匝的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内a点电势高于b点电势
B．4~6s内a、b间的电压为4V
C．0~4s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
10．如图所示，在竖直面内有一个半径为R的绝缘圆轨道，圆心为O，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cba粗糙，整个空间存在水平向左的匀强电场。一个质量为m、带电荷量为的带电小球，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F，同时在空间内加上垂直纸面、磁感应强度大小为（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（g为重力加速度），带电小球所带电荷量始终不变，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
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，且的最小值为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题（本题共16分，每空2分）
11．（共6分）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、内阻为）、滑动变阻器R（最大阻值为20kΩ）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______μA处；
②在改装好后的欧姆表两表笔之间接入阻值为9.0kΩ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______kΩ；（结果均保留2位有效数字）
③将微安表刻度盘上的“μA”改为“Ω”，“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。
12．（共10分）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（内阻约为2Ω），
量程为3A的电流表（内阻约为0.5Ω）
C．灵敏电流计G（满偏电流为600μA，内阻为150Ω）
D．滑动变阻器R（最大电阻为5Ω）
E．电阻箱（最大阻值为9999.9Ω）
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______；
②实验中，电流表应选______（填“”或“”）。
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______。
④实验后测得该电热丝的阻值为12.0Ω，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“=”）。
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，面积为内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，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π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。
14．如图所示，无限长平行金属导轨位于水平面内，间距，导轨左端cd处接有阻值的电阻，空间中存在磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向竖直向下。质量、有效电阻的导体棒ab静止在导轨上，某时刻开始受到大小为、方向向右的水平外力作用，导体棒ab沿导轨向右运动，当通过导体棒ab的电荷量为1C时，已经开始做匀速运动，之后撤去外力F，导体棒ab最终静止。导体棒ab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x。
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m、电荷量为的粒子从y轴上P点以初速度垂直于y轴射入电场，再经x轴上的Q点进入磁场，第四象限内磁感应强度大小为，粒子重力不计。
（1）求第二象限内电场场强大小E。
（2）若使粒子能够进入第四象限，求第三象限内磁感应强度B的取值范围。
（3）若第三象限内磁感应强度大小为，且第三、第四象限的磁场在处存在一条与x轴平行的磁场下达界MN（图中未画出），要使粒子从第四象限垂直边界MN飞出磁场，求d的取值。
2023-2024学年度下学期四校期初联考
高二物理试题答案
11．①250 ②2.3 9.0
12．①串联 ②4850 <
13．（1）；（2）；（2）
【详解】（1）感应电动势的最大值
（2）线圈转过角过程中产生的平均感应电动势
（3）电压表示数为电压的有效值，则
电阻两端的电压
则电阻上消耗的功率
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒匀速运动时，受力平衡，则有
解得
感应电动势为
又
解得
（2）撤去外力后，导体棒的动能转化为总的焦耳热，则有
导体棒上产生的焦耳热
解得
（3）根据
可得
代数数据解得
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有
竖直方向有
联立解得
（2）如图分析可得当粒子在第三象限内的运动轨迹恰好与轴负方向相切的时候此时运动半径为满足粒子能够进入第四象限时的最小半径，即此时磁感应强度有最大值为，粒子到达点时的竖直方向速度为
可得此时粒子进入第三象限的速度为
所以此时速度方向与轴负方向夹角为；根据几何知识可得此时有
解得
根据公式有
解得
所以第三象限内磁感应强度的取值范围为
（3）当第三象限内磁感应强度大小为时可得此时在第三象限的运动半径为
同理可得在第四象限的运动半径为
要使粒子从第四象限垂直边界飞出磁场，可得粒子在第三象限运动半个周期后进入第四象限，运动轨迹能如图所示，根据几何知识有
即
题号
1
2
3
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7
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9
10
答案
B
B
B
D
D
B
C
BC
CD
AB
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