浙江省杭州第二中学（本部）2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（Word版附解析）

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可能用到的相关参数：重力加速度取。
选择题部分
一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 对于质量一定的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 速度不变，动量可能改变B. 速度不变，动能可能改变
C. 动量变化，动能一定变化D. 动能变化，动量一定变化
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据可知，对于质量一定物体，速度不变，则动量一定不变，故A错误；
B．根据可知，对于质量一定的物体，速度不变，则动能一定不变，故B错误；
C．动量是矢量，动能是标量。对于质量一定的物体，若仅是动量的方向发生改变，即速度方向发生变化，则动能不变，故C错误；
D．根据动量与动能的大小关系
可知，对于质量一定的物体，动能变化，则动量一定变化，故D正确。
故选D。
2. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【答案】D
【解析】
【详解】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故A错误；
B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故B错误；
C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，故C错误；
D．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，故D正确。
故选D
3. 下面四幅图表示了磁感应强度、电荷速度和洛伦兹力三者方向之间的关系，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据左手定则判断洛伦兹力的方向；
A．该图中洛伦兹力方向应该垂直纸面向外，选项A错误；
B．该图中洛伦兹力方向向上，选项B正确；
C．该图中洛伦兹力应该方向向下，选项C错误；
D．该图中粒子不受洛伦兹力，选项D错误。
故选B。
4. 在如图所示的电路中，电源的电动势、内阻，小型直流电动机M的内阻。闭合开关S后，电动机正常转动，理想电流表的示数，则电动机的机械功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】电动机两端的电压
则电动机的输入功率
电动机的热功率
电动机的机械功率
故选B。
5. 如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为的金属杆MN在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，电阻为，间电阻为R，M、两点间电势差为，则、两点电势的高低及的大小分别为（ ）
A. 点电势高，B. 点电势高，
C. 点电势高，D. 点电势高，
【答案】D
【解析】
【详解】由右手定则可以判定导体棒中电流的方向为由N到M，因此M点电势高；
导体棒切割磁感线的有效长度是Lsin θ，根据法拉第电磁感应定律有
E=BLvsin θ
再根据闭合电路欧姆定律可知M、N两点间电势差
故选D。
6. 如图所示，通以恒定电流的形导线放置在磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场中。已知导线组成的平面与磁场方向平行，导线的、段的长度均为，两段导线间的夹角为，且两段导线与磁场方向的夹角均为，则导线受到的安培力为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】计算导线受到的安培力可利用其有效长度，导线的有效长度为线段ac，因线段ac与磁感应强度B平行，故导线所受安培力为0。
故选A。
7. 如图所示，在水平线MN的上方有一磁感应强度大小为B0的匀强磁场（上方无边界），方向垂直纸面向里，有一半径为r的半圆形金属线框，置于水平线MN上，金属线框由一段半圆和一条直径连接组成（均为同种材料），直径与MN重合，设金属线框单位长度的电阻为R0，现在让线框在竖直平面内绕圆心O沿逆时针方向匀速转动半周，角速度为ω，下列说法正确的是（ ）
A. 线框中的磁通量增大
B. 线框中的感应电流的方向为逆时针方向
C. 线框中产生的感应电动势为
D. 线框的发热功率
【答案】C
【解析】
【详解】AB．线框在竖直平面内绕圆心O沿逆时针方向匀速转动半周，线框中的磁通量减少，由右手定则可知，电流的方向为顺时针方向，故AB错误；
CD．线圈中产生的感应电动势
线圈的总电阻
则线圈的发热功率
故C正确，D错误。
故选C。
8. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转，不计重力，则为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据题意做出粒子的圆心如图所示
设圆形磁场区域的半径为R，根据几何关系有第一次的半径
第二次的半径
根据洛伦兹力提供向心力有
可得
所以
故选B。
9. 在如图电路中，当滑动变阻器的滑片从端向端滑动时，以下判断正确的是（ ）
A. 电压表读数变大，通过灯的电流变大，灯变暗
B. 电压表读数变小，通过灯的电流变小，灯变暗
C. 电压表读数变大，通过灯的电流变小，灯变暗
D. 电压表读数变小，通过灯的电流变大，灯变暗
【答案】A
【解析】
【详解】当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动时，滑动变阻器的电阻变大，根据“串反并同”，与滑动变阻器并联的电压表示数变大，通过的电流变大，亮度变亮；与滑动变阻器串联的的电流变小，亮度变暗。
故选A。
10. 足够长的绝缘木板置于光滑水平地面上，木板的上表面粗糙，带负电小物块（电量保持不变）置于木板的左端，整个装置置于足够大的匀强磁场中，磁场方向如图所示。在时刻，木板获得一水平向左的初速度，关于此后运动过程中两物体速度随时间变化的关系图像，可能正确的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】木板获得一水平向左的初速度，受到物块对其向右的摩擦力，所以木板做减速运动；同时，木板对物块产生一个向左的摩擦力，因此物块做加速运动，物块带负电，则受到洛伦兹力向下，则
物块受到的摩擦力变大，加速度变大；对木板
则木板的加速度变大，因为木板足够长，最后两者速度相等，故木板做加速度增大的减速运动，物块做加速度增大的加速运动，A正确，BCD错误。
故选A。
11. 如图，距离为的两平行金属板、之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为，一束速度大小为的等离子体垂直于磁场喷入板间。相距为的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与、相连。质量为、电阻为的金属棒垂直导轨放置，恰好静止。重力加速度为，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 两平行金属板、中，板的电势比板高
B. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上
C. 等离子体的速度大小
D. 导体棒所受安培力大小等于
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据左手定则可知P板聚集了等离子体中的负电荷，Q板聚集了等离子体中的正电荷，所以Q板为正极，板的电势比板低。所以通过金属棒ab的电流方向为a→b,由题意可知金属棒ab所受安培力方向一定为沿导轨平面向上，根据左手定则可知导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，故AB错误；
CD．当P、Q之间电压稳定时，等离子体所受电场力与洛伦兹力大小相等，即
流过导体棒的电流为
对金属棒ab根据平衡条件
其中
联立解得
故C正确，D错误。
故选C。
12. 如图所示，光滑水平金属导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为，左侧导轨间距为，右侧导轨间距为，导轨均足够长。质量为的导体棒和质量为的导体棒均垂直于导轨放置，处于静止状态。的电阻为，的电阻为，两棒始终在对应的导轨部分运动，两棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现给一水平向右的初速度，则此后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 和组成系统动量守恒
B. 两棒最终以相同的速度做匀速直线运动
C. 最终的速度为
D. 从获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．导体棒ab和cd长度不一样，所以受到的安培力大小不相等，系统合力不为零，所以导体棒ab和cd组成的系统动量不守恒，故A错误；
BC．根据题意可知，当导体棒ab和cd产生的电动势相等时，两棒都做匀速直线运动，则有
对导体棒ab，规定水平向右为正方向，由动量定理可得
对导体棒cd，规定水平向右为正方向，由动量定理可得
联立解得
，
故B错误，C正确；
D．由能量守恒定律得，整个回路产生的焦耳热
解得
故D正确。
故选CD。
13. 如图甲所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，两磁场边界均与x轴垂直且宽度均为L，在y轴方向足够宽。现有一高和底均为L的等腰三角形导线框，顶点a在y轴上，从图示x=0位置开始，在外力F的作用下向右沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。在运动过程中，线框bc边始终与磁场的边界平行。线框中感应电动势E大小、线框所受安培力F安大小、感应电流i大小、外力F大小这四个量分别与线框顶点a移动的位移x的关系图像中正确的是 （ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】线框从开始进入到全部进入第一个磁场时，因切割的有效长度均匀减小，故由E=BLv可知，电动势也均匀减小；由闭合电路欧姆定律得，感应电流也均匀减小；匀速运动，外力F与安培力大小相等
外力F与安培力不是均匀减小，不是线性关系，故B正确，ACD错误。
故选B。
二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 如图所示，回旋加速器形盒的半径为，所加磁场的磁感应强度为。用回旋加速器来加速质量为、电荷量为的质子，质子从处的质子源由静止出发，加速到最大动能后射出。下列说法中正确的是（ ）
A. 由于质子速度被逐渐加大，则它在形盒中的运动周期越来越小
B. 质子在匀强磁场中做圆周运动时获得能量，不断加速
C. 增大交变电压，质子在加速器中运行总时间将变短
D. 粒子最大动能与形盒的半径大小及磁场磁感应强度有关
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
结合
得
可见质子速度被逐渐加大，周期不变。洛伦兹力对粒子不做功，所以质子在匀强磁场中做圆周运动时不获得能量，故AB错误；
CD．当粒子从回旋加速器出去时，动能最大，有
得
粒子最大动能与形盒的半径大小及磁场磁感应强度有关。粒子离开回旋加速器的动能是一定的，与加速电压无关，每次经过电场加速获得的动能为qU，故电压越大，加速的次数越少，又知在磁场运动的周期
故运动的时间变短，故CD正确。
故选CD。
15. 我国第三艘航母福建舰已正式下水，如图甲所示，福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙是一种简化的电磁弹射模型，直流电源的电动势为E，电容器的电容为C，两条相距L的固定光滑导轨，水平放置处于磁感应强度B的匀强磁场中。现将一质量为m，电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内处于静止状态，并与两导轨接触良好。先将开关K置于a让电容器充电，充电结束后，再将K置于b，金属滑块会在电磁力的驱动下向右加速运动，达到最大速度后滑离轨道。不计导轨和电路其他部分的电阻，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 空间存在的磁场方向为垂直纸面向外
B. 金属滑块在轨道上运动的最大加速度为
C. 金属滑块在轨道上运动的最大速度为
D. 金属滑块滑离轨道的整个过程中流过它的电荷量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．开关K置于b的瞬间，金属滑块会在电磁力的驱动下向右加速运动，根据左手定则可知，空间存在的磁场方向应垂直纸面向里，故A错误；
B．开关K置于b的瞬间，流过金属滑块的电流最大，此时对应的安培力最大，滑块的加速度最大，根据牛顿第二定律可得
解得
故B正确；
CD．金属滑块运动后，切割磁感线产生电动势，当电容器电压与滑块切割磁感线产生电动势相等时，滑块速度不再变化，做匀速直线运动，此时速度达到最大，设金属滑块加速运动到最大速度时两端电压为U，电容器放电过程中的电荷量变化为∆q，放电时间为∆t，在金属块滑动过程中，由动量定理得
电容器放电过程的电荷量变化为
根据法拉第电磁感应定律可得
联立解得
，
故C正确，故D错误。
故选AC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，则其直径_____，用游标卡尺测量管子的内径如图乙所示，则其内径_____。
【答案】 ①. 1.050##1.051##1.049 ②. 4.275
【解析】
【详解】[1]由图甲可知，螺旋测微器的读数为
[2]由图乙可知，游标卡尺的读数为
17. 为了验证碰撞中动量守恒规律，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2）。
②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平。将一斜面BC连接在斜槽末端。
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置E。
④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置。
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。
图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）实验中要求两个小球质量关系为m2________m1（选填“大于”、“小于”、“等于”）。小球m1与倾斜轨道间存在摩擦，这对实验结果________（选填“有”、“没有”）影响。
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞中动量是守恒的。
【答案】（1） ①. 小于 ②. 没有
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中，为了保证小球m1与m2发生碰撞后，m1不被反弹，二者质量关系要求
[2]本实验只要保证小球m1每次从水平槽末端飞出时的速度相同即可，所以小球m1与倾斜轨道间存在摩擦，对实验结果没有影响。
【小问2详解】
由题意，设斜面与水平地面夹角为θ，小球从水平槽末端飞出时的速度为v0，飞出后小球做平抛运动，有
联立求得
若m1与m2发生碰撞时，满足动量守恒，则有
整理得到
即若两小球碰撞过程中满足上式，则说明碰撞过程中动量是守恒的。
18.
（1）某同学先用多用电表粗测某一待测电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“_____”挡位（选填“×100”或“×1”），然后进行_____，再次测量金属丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图所示，其读数为_____。
（2）欲用伏安法更准确地测定该电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A.电池组，内阻不计）
B.电流表（0~3A，内阻约为）
C.电流表（0~0.3A，内阻约为）
D.电压表（0~3V，内阻约为）
E.电压表（0~15V，内阻约为）
F.滑动变阻器（，额定电流1A）
G.滑动变阻器（，额定电流0.3A）
H.开关、导线
①上述器材中，电流表应选_____，电压表应选_____，滑动变阻器应选_____。（填写各器材字母代号）
②要使被测电阻两端电压调节范围尽量大，下列给出的测量电路中，最合适的电路是_____。
A． B．
C. D．
【答案】（1） ①. “×1” ②. 欧姆调零 ③. 12.0
（2） ①. C ②. D ③. F ④. D
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角太大，可知该电阻较小，应换用“×1”挡位，换挡后应先进行欧姆调零，由图可知，此时读数为
【小问2详解】
[1]由于电路中的最大电流为
可知电流表应选择量程为0~0.3A，即选择C；
[2]电源的电动势为3V，所以电压表应选择量程为0~3V，即选择D；
[3]由于金属丝的电阻大约为，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择F。
[4]为使待测电阻两端的电压调节范围尽量大，滑动变阻器采用分压接法，由于，故应选择电流表外接法。
故选D。
19. 如图所示，将一个质量为的砂箱，用长为的轻绳悬挂在天花板上，一颗质量为的子弹水平射入砂箱，砂箱发生摆动，若子弹射击砂箱时的速度为，求
（1）子弹刚打入砂箱时，它们共同速度的大小；
（2）子弹刚打入砂箱时，细绳对砂箱作用力的大小；
（3）子弹与砂箱共同上摆过程中，最大的上升高度。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
子弹水平射入砂箱过程，据动量守恒定律可得
解得
【小问2详解】
子弹刚打入砂箱时，据牛顿第二定律可得
解得
【小问3详解】
子弹与砂箱共同上摆过程中，据机械能守恒定律可得
解得
20. 光滑水平面上放着一异形物块，其曲面是四分之一光滑圆弧，在它的最低点放着一个静止的小球，如图所示。滑块以初速度水平向左运动，与碰撞后迅速粘在一起。已知、、的质量均为，、的碰撞时间极短，小球不能从物块的上端离开。求
（1）、的碰撞过程中，对的冲量；
（2）、的碰撞过程中，对做的功；
（3）小球上升的最大高度。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
、的碰撞过程中，根据动量守恒定律有
对进行分析，根据动量定理有
解得
【小问2详解】
、的碰撞过程中，对进行分析，根据动能定理有
解得
【小问3详解】
对、、构成的系统，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得
21. 如图所示，半径的半圆形无场区的圆心在坐标原点处，半径，磁感应强度大小的圆形有界磁场区的圆心坐标为，平行金属板的极板长板位于处，板位于轴。其中极板收集到的粒子全部中和吸收。一位于处的粒子源向第一、二象限均匀地发射速度为v的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第一象限出射的粒子速度方向均沿轴正方向，已知粒子在磁场中的运动半径，若粒子重力不计、比荷、不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应。
（1）求粒子的发射速度v的大小；
（2）若粒子从点沿轴正方向射入磁场，求它离开磁场时的坐标；
（3）要使进入极板间的粒子都被板收集，则、板间所加的电压至少多大？上述临界情况时粒子在电场中的加速度多大？
【答案】（1）
（2）（0.08m，0.14m）
（3），V
【解析】
【小问1详解】
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
【小问2详解】
粒子从点沿轴正方向射入磁场，如图
根据几何关系可知离开磁场时有
m+0.08m=0.14m
m
离开磁场时的坐标为（0.08m，0.14m）
【小问3详解】
从坐标(0，0.18m)处射出磁场的粒子，打到N点时对应的、板间所加的电压最小，则有
根据牛顿第二定律有
解得
，V
22. 如图所示，在倾角的绝缘斜面上固定着两条粗细均匀且相互平行的光滑金属导轨和，间距，每条金属导轨单位长度的电阻，水平，且两端点接了一个阻值的电阻。以中点为坐标原点，沿斜面向上平行于方向建立轴，在连线沿斜面向上的整个空间存在着垂直于斜面向上的磁场，且磁感应强度大小与坐标满足关系，一根长，电阻，质量的粗细均匀的金属棒平行于放置，在拉力作用下以恒定的速度从处沿轴正方向运动，金属棒与两导轨接触良好。，，计其它电阻。求

（1）金属棒上的电流方向。（选答“向C”或“向A”）
（2）金属棒通过处时，流过的电流大小；
（3）金属棒通过处时，棒两端的电势差；
（4）金属棒从到过程中，上产生的热量和外力做的功。
【答案】（1）向C
（2）
（3）-0.18V （4）0.24;2.34J
【解析】
【小问1详解】
由右手定则可以判定导体棒中电流的方向为向C
【小问2详解】
金属棒连入电路部分产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得电流大小
【小问3详解】
由右手定则知M点电势低于N点电势，根据欧姆定律可得金属棒通过处时两端的电势差
【小问4详解】
金属棒做匀速直线运动
上产生的热量
金属棒做匀速直线运动，则有
此过程F随位移均匀变化
金属棒从x=0到x=3m过程中，外力F做的功