第1頁/共1頁高2024屆拔尖強基聯(lián)盟高二下半期聯(lián)合考試物理試題（滿分：100分；考試時間：75分鐘）注意事項：1.答題前，考生先將自己的姓名、班級、考場/座位號、準考證號填寫在答題卡上。2.答選擇題時，必須使用2B鉛筆填涂；答非選擇題時，必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書寫；必須在題號對應的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫無效；保持答卷清潔、完整。3.考試結束后，將答題卡交回（試題卷學生保存，以備評講）.一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.關于物理學史，下列說法正確的是（）A.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象B.楞次發(fā)現(xiàn)磁場對通電導線有作用力C.安培找到了判斷感應電流方向的方法D.麥克斯韋預言并通過實驗證實了電磁波的存在【答案】A【解析】【詳解】A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，故A正確；B．安培發(fā)現(xiàn)磁場對通電導線有作用力，故B錯誤；C．楞次找到了判斷感應電流方向的方法，即楞次定律，故C錯誤；D．麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故D錯誤。故選A。2.如圖甲所示，電磁爐是目前家庭常用的炊具，具有無明火、無污染、高效節(jié)能等優(yōu)點。某同學仿照電磁爐原理自己制作了一個簡易電磁爐，其結構簡圖如題圖乙所示。在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，接通交流電源，一段時間后杯內(nèi)的水就會沸騰起來。下列說法正確的是（）

A.簡易電磁爐工作時，是利用線圈產(chǎn)生的自感現(xiàn)象來加熱水B.家用電磁爐工作時，是利用鐵鍋產(chǎn)生的渦流來加熱食物C.用家用電磁爐烹飪時用鐵鍋而不用陶瓷鍋，主要是因為鐵鍋的導熱性能更好D.若簡易電磁爐接通恒定電流，也可以對水加熱【答案】B【解析】【詳解】AB．電磁爐工作時，通過金屬的磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生渦流，利用渦流來加熱食物或者水，是互感現(xiàn)象，故A錯誤，B正確；C．家用電磁爐的鍋用鐵而不用陶瓷材料，主要是因為陶瓷不能產(chǎn)生渦流，金屬鍋能產(chǎn)生渦流，故C錯誤；D．若簡易電磁爐接通恒定電流，不會產(chǎn)生渦流，故D錯誤。故選B。3.無線話筒是LC振蕩電路的一個典型應用。在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，且電容器上極板帶正電，下列說法正確的是（）A.電容器所帶的電荷量正在逐漸增加 B.電流流向沿a到bC.極板間的電場強度正在逐漸減小 D.磁場能正在逐漸增加【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)安培定則，可知回路中電流為順時針方向，電容器上極板帶正電，下極板帶負電，故電容器正在充電，電流流向沿b到a，電荷量正在逐漸增加，磁場減弱，電場增強，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，磁場能正在逐漸減弱。故選A。4.如圖所示為回旋加速器的示意圖，用回旋加速器加速某帶電粒子時，勻強磁場的磁感應強度為B，高頻交流電周期為T。設D形盒半徑為R，不計粒子在電場中運動的時間，則下列說法正確的是（）A.粒子離開回旋加速器最大動能與D形盒的半徑R成正比B.粒子離開回旋加速器的最大動能與磁感應強度大小B成正比C.被加速的粒子在回旋加速器中做圓周運動的周期恒定不變D.若只增大交流電源的電壓U，則粒子的最大動能將增大【答案】C【解析】【詳解】ABD．當粒子被加速到最大速度時，由洛倫茲力提供向心力得最大動能為聯(lián)立可得則粒子離開回旋加速器的最大動能與D形盒的半徑R的平方成正比，與磁感應強度大小B的平方成正比，若只增大交流電源的電壓U，則粒子的最大動能不變，故ABD錯誤。C．根據(jù)周期公式可知，被加速的粒子在回旋加速器中做圓周運動的周期恒定不變，故C正確。故選C。5.如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖（圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表）。設發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用表示，變阻器R相當于用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于R變小。則當用電進入高峰時，下列說法錯誤的是（）A.電壓表、的讀數(shù)均不變，電壓表、的讀數(shù)均減小B.電流表的讀數(shù)不變，電流表、的讀數(shù)均增大C.電壓表、的讀數(shù)之差與電流表的讀數(shù)的比值不變D.輸電線路損耗的功率增大【答案】B【解析】【詳解】AB．因發(fā)電廠的輸出電壓一定，因此可知升壓變壓器的原線圈的電壓不變，即不變，由可知升壓變壓器的副線圈的電壓不變，即電壓表的示數(shù)不變；因為輸入電壓和匝數(shù)比都不變，用電高峰期，電阻減小，電流增大，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知電流都增大，輸電線上的電壓損失增大，故電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，故A正確，不符合題意，B錯誤，符合題意；C．電流表的讀數(shù)之差與電流表的讀數(shù)的比值等于輸電線的電阻值，不會變化，故C正確，不符合題意；D．根據(jù)，又輸電線上的電流增大，電阻不變，所以輸電線上的功率損失增大，故D正確，不符合題意。故選B。6.如圖所示，磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為正q的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點垂直ab射入磁場，其中M、N是圓弧邊界上的兩點，不計粒子間的相互作用和重力。則下列分析中正確的是（）A.從M點射出的粒子速率可能大于從N點射出粒子的速率B.從圓弧bc射出的所有粒子中，從圓弧bc中點射出的粒子所用時間最短C.從M點射出的粒子在磁場中運動的時間可能大于從N點射出的粒子在磁場中運動的時間D.從邊界cd射出的粒子在磁場中運動的時間一定小于從圓弧bc段射出的粒子在磁場中運動的時間【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)得從M點射出粒子的圓周半徑更小，則速度更小，故A錯誤；B．由粒子周期不變，圓周運動的圓心角越大，運動時間越長，有幾何關系可知，弦切角等于圓心角的一半，當弦切角越小，運動時間越短，如圖當弦與bc圓弧邊界相切時，弦切角最小，運動時間最短，故B錯誤；C．M、N兩點具體位置未知，從M點射出的粒子在磁場中運動的時間可能大于從N點射出的粒子在磁場中運動的時間，故C正確；D．由上圖可知，從邊界cd射出的粒子在磁場中運動的時間不一定小于從圓弧bc段射出的粒子在磁場中運動的時間，故D錯誤。故選C。7.正弦曲線狀金屬絲與金屬細桿ac在a、c處焊接在一起，兩者在b處彼此絕緣，回路總電阻為R，，d、e到ac的距離均為L，將線框平放在光滑水平桌面上，線框右側(cè)有垂直桌面向下、邊界為矩形的勻強磁場，磁場磁感應強度為B，磁場左右寬度為L，縱向?qū)挾茸銐虼螅琣c與磁場左右邊界垂直，整個裝置的俯視圖如圖所示。現(xiàn)在水平外力F作用下使線框以速度v沿ac向右勻速運動。時刻c點到達磁場左邊界，下列說法正確的是（）A.在線框穿過磁場的整個過程中，回路中電流方向始終不變B.在線框穿過磁場的整個過程中，回路中電流大小先增大后減小再增大再減小C.到時間內(nèi)外力F做的功為D.在線框穿過磁場的整個過程中，外力F的平均功率為【答案】D【解析】【詳解】AB．由楞次定律及安培定則可判斷線圈感應電流大小隨時間的變化圖（其中），如圖線框中的電流發(fā)生3次增大減小，也會改變方向，故AB錯誤C．到時間內(nèi)，感應電流為正弦式交流電，最大值為則外力F做的功轉(zhuǎn)化為電路焦耳熱故C錯誤；D．當d點到達磁場左邊界時，有效切割長度最大，為2L，回路中電流最大，此時感應電流為到時間內(nèi)，外力F做的功在線框穿過磁場的整個過程中，外力F的平均功率為故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項是符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不選全的得3分，有錯選的得0分.8.如圖甲所示，正方形導線框abcd放在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示。t=0時刻，磁感應強度B的方向垂直紙面向外，感應電流以逆時針為正方向，cd邊所受安培力的方向以垂直cd邊向下為正方向。下列關于感應電流i和cd邊所受安培力F隨時間t變化的圖像正確的是（）A B.C. D.【答案】BD【解析】【詳解】設正方形導線框邊長為L，電阻為R，在0~2s，垂直紙面向外的磁場減弱，由楞次定律可知，感應電流的方向為逆時針方向，為正方向，感應電流大小電流是恒定值。由左手定則可知，cd邊所受安培力方向向下，為正方向，大小為安培力與磁感應強度成正比，數(shù)值由減小到零。2s~3s內(nèi)，垂直紙面向里的磁場增強，由楞次定律可知，感應電流的方向為逆時針方向，為正方向，感應電流大小電流是恒定值。由左手定則可知，cd邊所受安培力方向向上，為負方向，大小為安培力與磁感應強度成正比，由零增大到3s?4s內(nèi)垂直紙面向里的磁場減弱，由楞次定律可知，感應電流的方向為順時針方向，為負方向，感應電流大小電流是恒定值。由左手定則可知，cd邊所受安培力方向向下，為正方向，大小為安培力與磁感應強度成正比，數(shù)值由減小到零4s~6s內(nèi)垂直紙面向外的磁場增強，由楞次定律可知，感應電流的方向為順時針方向，為負方向，感應電流大小電流是恒定值。由左手定則可知，cd邊所受安培力方向向上，為負方向，大小為安培力與磁感應強度成正比，數(shù)值由零增大到由以上分析計算可得AC錯誤，BD正確。故選BD。9.一款健身車如圖甲所示，圖乙是其主要結構部件，金屬飛輪A和金屬前輪C可繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，飛輪A和前輪C之間有金屬輻條，輻條長度等于飛輪A和前輪C的半徑之差。腳踏輪B和飛輪A通過鏈條傳動，從而帶動前輪C在原位置轉(zhuǎn)動，在室內(nèi)就可實現(xiàn)健身。已知飛輪A的半徑為，腳踏輪B的半徑為，前輪C的半徑為，整個前輪C都處在方向垂直輪面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場中。將阻值為R的電阻的a端用導線及電刷連接在飛輪A上，b端用導線及電刷連接前輪C邊緣。健身者腳蹬腳踏輪B時金屬飛輪A以角速度ω順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程不打滑，電路中其他電阻忽略不計，下列說法正確的是（）A.通過電阻R的電流方向是a到bB.R兩端電壓為C.若健身者蹬腳踏輪B的角速度是原來的2倍，則電阻R的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍D.若健身者蹬腳踏輪B的角速度是原來的2倍，健身時間為原來的一半，則電阻R上產(chǎn)生的熱量相同【答案】BC【解析】【詳解】A．由右手定則可知，前輪C順時針轉(zhuǎn)動過程中，金屬輻條切割磁感線，金屬輻條中產(chǎn)生由飛輪A指向前輪C的電流，則電阻a端的電勢低于b端的電勢，所以通過電阻R的電流方向是b到a，故A錯誤；B．飛輪A轉(zhuǎn)動的角速度為ω順時針轉(zhuǎn)動，由公式v=ωr輻條切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為由于電路中其他電阻忽略不計，則電阻兩端電壓等于感應電動勢，所以R兩端的電壓為故B正確；C．根據(jù)題圖可知，腳踏輪B和飛輪A通過鏈條傳動，兩輪邊緣線速度大小相等，由公式v=ωr可知，健身者蹬腳踏輪B以角速度ω1順時針轉(zhuǎn)動，則飛輪A轉(zhuǎn)動的角速度為可知若健身者蹬腳踏輪B的角速度是原來的2倍，則金屬飛輪A的角速度也變?yōu)樵瓉淼?倍。電阻R的熱功率為可知電阻R的熱功率與ω2成正比，健身者蹬腳踏輪B的角速度是原來的2倍，則電阻R的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故C正確；D．電阻R上產(chǎn)生的熱量為若健身者蹬腳踏輪B的角速度是原來的2倍，健身時間為原來的一半，則熱量變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯誤。故選BC。10.如圖所示，兩條平行且足夠長的粗糙金屬導軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導軌間的距離為l，導軌電阻忽略不計，磁感應強度為B的勻強磁場與導軌所在平面垂直，將兩根相同的導體棒ab、cd置于導軌上不同位置，兩者始終與導軌垂直且接觸良好，兩棒間的距離足夠大，已知兩棒的質(zhì)量均為m、電阻均為R，某時刻給ab棒沿導軌向下的瞬時沖量，已知兩導棒與導軌間的動摩擦因數(shù)，則在兩棒達到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中（）A.兩棒達到穩(wěn)定狀態(tài)后兩棒間的距離均勻增大B.導體棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱為C.當導體棒cd的動量為時，導體棒cd的加速度大小為D.從導體棒ab開始運動到動量變?yōu)榈倪^程中，兩導體棒間的距離減少了【答案】BD【解析】【詳解】A．因為得兩金屬棒重力沿斜面向下的分力和摩擦力平衡且兩棒受的安培力等大反向，則系統(tǒng)所受外力之和為零，所以導體棒ab和cd組成的系統(tǒng)動量守恒。兩棒達到穩(wěn)定狀態(tài)后，兩棒做速度相同的勻速直線運動，兩棒達到穩(wěn)定狀態(tài)后兩棒間的距離不變。A錯誤；B．某時刻給ab棒沿導軌向下的瞬時沖量I0，設此時ab棒為，兩棒達到穩(wěn)定狀態(tài)后兩棒速度為，由動量定理得由動量守恒定律得得由能量守恒定律得，回路中產(chǎn)生的熱量導體棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱為B正確；C．當導體棒cd的動量為時，設導體棒cd速度為，導體ab速度為則由動量守恒定律得由法拉第電磁感應定律，當導體棒cd動量為時，回路中的感應電動勢由閉合電路歐姆定律得當導體棒cd的動量為時，對導體棒cd由牛頓第二定律得解得C錯誤；D．從導體棒ab開始運動到動量變?yōu)榈倪^程中，設流經(jīng)回路某截面的電荷量為q，平均電流為，時間為t，對導體棒ab由動量定理得得又得D正確。故選BD。三、實驗：本題共2小題，其中11題6分，12題9分.11.某同學在做探究電磁感應現(xiàn)象規(guī)律的實驗中，她選擇了一個靈敏電流計G，在沒有電流通過靈敏電流計的情況下，電流計的指針恰好指在刻度盤中央。她先將靈敏電流計G連接在圖甲所示的電路中，電流計的指針如圖甲所示。（1）為了探究電磁感應規(guī)律，該同學將靈敏電流計G與一螺線管串聯(lián)，如圖乙所示。通過分析可知圖乙中的條形磁鐵的運動情況是______（填“向上拔出”或“向下插入”）；（2）該同學將靈敏電流計G接入圖丙所示的電路。她合上開關后，靈敏電流計的指針向左偏了一下，若要使靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)，可采取的操作是______；A.拔出A線圈B.在A線圈中插入鐵芯C.變阻器的滑片向左滑動D.變阻器的滑片向右滑動（3）通過本實驗可以得出；感應電流產(chǎn)生的磁場，總是______。【答案】①.向下插入②.AD##DA③.阻礙引起感應電流的磁通量的變化【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)圖甲可知，電流從靈敏電流計的左接線柱流入，指針往左偏；由乙可知，螺線管中的電流方向為逆時針方向，根據(jù)安培定則，螺線管中感應電流的磁場方向豎直向下；條形磁鐵在螺線管中的磁場方向（原磁場方向）豎直向上，可見感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，根據(jù)楞次定律可知穿過線圈的原磁通量增加，所以條形磁鐵向下插入線圈；（2）[2]合上開關后，靈敏電流計的指針向左偏了，說明B線圈中磁通量增加時，電流計指針左偏；現(xiàn)在要使靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)，因此穿過B線圈的磁通量應該減小；

A．拔出A線圈，則穿過B線圈的磁通量應該減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈B中產(chǎn)生的感應電流方向與開關合上瞬間線圈B中的感應電流方向相反，靈敏電流計右偏，故B正確；B．在A線圈中插入鐵芯，穿過B線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生的電流方向與開關合上瞬間線圈B中的電流方向相同，靈敏電流計指針左偏，故B錯誤

C．由圖丙可知，變阻器的滑片向左滑動，電路中的電流增大，線圈A的磁感應強度增大，穿過線圈B的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，線圈B中產(chǎn)生的感應電流方向與開關合上瞬間線圈B中的感應電流方向相同，靈敏電流計左偏，故C錯誤；

D．由圖丙可知，變阻器的滑片向右滑動，電路中的電流減小，線圈A的磁感應強度減小，穿過線圈B的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，線圈B中產(chǎn)生的感應電流方向與開關合上瞬間線圈B中的感應電流方向相反，靈敏電流計右偏，故D正確。

故選AD。（3）[3]根據(jù)楞次定律可知感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。12.學習了傳感器之后，某物理興趣小組找到了一個熱敏電阻R，想利用熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小的特點來制作一個簡易的溫度計。興趣小組查到了該熱敏電阻的阻值隨溫度變化的一些信息如圖甲所示。他們準備的實驗器材如下：干電池（電動勢為1.5V，內(nèi)阻不計），毫安表（量程為15mA、內(nèi)阻為5Ω），滑動變阻器，開關、導線若干。（1）根據(jù)圖甲，當溫度，熱敏電阻的阻值為______Ω；（2）若直接將干電池、開關、毫安表、熱敏電阻R串接成一個電路如題圖乙所示，作為測溫裝置，則該電路能測得的最高溫度為______℃；（3）現(xiàn)在該興趣小組想讓測溫范圍大一些，使該電路能測得的最高溫度為100℃，他們又設計了如圖丙所示的電路圖，請同學們幫他們完善下列實驗步驟中空白處的內(nèi)容；a.將該熱敏電阻R做防水處理后放入100℃沸水中，一段時間后閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使毫安表指針滿偏；b.保持滑動變阻器接入電路的電阻不變，他們在實驗室中找來了一杯水，把熱敏電阻R放入水中，一段時間后閉合開關，發(fā)現(xiàn)毫安表的示數(shù)為12.0mA，則測得水的溫度為______℃；c.毫安表的電流值I（單位：A）和溫度t（單位：℃）的關系式為______；d.根據(jù)關系式將毫安表刻度盤上的電流值改寫為溫度值。【答案】①.120②.90③.50④.【解析】【詳解】（1）[1]由R-t圖像可知當溫度，熱敏電阻的阻值為（2）[2]根據(jù)圖像可知，溫度越高，熱敏電阻的阻值越小。電流表的量程為15mA，所以電路的總電阻最小值為可知熱敏電阻的阻值為解得（3）[3]將該熱敏電阻R做防水處理后放入100℃的沸水中，由圖像可知此時的電阻為90Ω；過一段時間后閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，使毫安表指針滿偏此時當毫安表的示數(shù)為12.0mA時，熱敏電阻的阻值為可得溫度為[4]由題意可得毫安表的電流值I（單位：A）和溫度t（單位：℃）的關系式為三、解答題：本題共3小題，其中13題12分，14題12分，15題18分.13.如圖所示是小型交流發(fā)電機的示意圖，線圈繞垂直于勻強磁場方向的水平軸沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，勻強磁場磁感應強度大小為，線圈匝數(shù)匝，面積為，線圈總電阻為，外接電阻為，電壓表為理想交流電壓表。在時刻，穿過線圈的磁通量為零。求：（1）發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的瞬時值表達式和交流電壓表的示數(shù)；（2）從時刻開始線圈平面轉(zhuǎn)過45°的過程中，通過R的電荷量。【答案】（1），14.4V；（2）【解析】【詳解】（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關系是交流電壓表顯示出的是路端電壓有效值，故示數(shù)為（2）從時刻轉(zhuǎn)過45°的過程中，通過電阻的電荷量為14.如圖所示，在豎直面內(nèi)的直角坐標系xOy中，在區(qū)域I內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強電場和磁感應強度大小為、方向垂直坐標平面向里的勻強磁場；在區(qū)域II內(nèi)存在方向豎直向上的勻強電場和磁感應強度大小為、方向垂直坐標平面向外的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球從坐標原點O以某一速度沿OP方向做直線運動，OP與x軸正方向的夾角為θ，從P點進入?yún)^(qū)域II后恰好不從右邊界射出（不考慮小球從區(qū)域II返回區(qū)域I后的運動），且小球在區(qū)域II中做勻速圓周運動。已知重力加速度大小為g，區(qū)域I和區(qū)域II上下邊界范圍足夠大，不計空氣阻力。求：（1）區(qū)域I與區(qū)域II內(nèi)電場的電場強度大小之比；（2）區(qū)域II的寬度。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）小球從坐標原點O以某一速度沿OP方向做直線運動，由于洛倫茲力與速度有關，可知其一定做勻速直線運動，受力如圖所示可得小球在區(qū)域II中做勻速圓周運動，可得聯(lián)立可得（2）小球從P點進入?yún)^(qū)域II后恰好不從右邊界射出，軌跡如圖所示可得其中聯(lián)