5．如图所示，位于纸面内的细直导线长 L＝5 m，通有 I＝3 A的恒定电流，平行于纸面水平向右的
常德市一中 2023 年下学期高二期末考试
匀强磁场，磁感应强度 B＝2 T．当导线与 B成 60°夹角时，发现其受到的磁场力为零，则该区域同时
物 理 存在的另一匀强磁场的磁感应强度 B′的可能值为( )
(时量：75 分钟 满分：100 分 3 1
A． T B． T
一、选择题：（第1-6题为单项选择题，第7-10题为多项选择题。单选每题4分；多选每题5分，多选题 2 2
选不全得3分，选错得0分。共44分） 3
C． 2 3 T D． T
1．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是( ) 3
6．如图所示，甲、乙是竖直面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道，M、N为两轨道的最低点，匀强
A．牛顿测出引力常量 B．法拉第发现电磁感应现象
磁场垂直于甲轨道平面，匀强电场平行于乙轨道平面，两个完全相同的带正电小球 a、b（可视为质点）
C．安培发现了电流的磁效应 D．赫兹预言了电磁波的存在
分别从甲、乙两轨道的右侧最高点由静止释放，在它们第一次到达最低点的过程中，下列说法正确的
2．关于质点做简谐运动，以下说法不正确的是( )
是( )
A．每经过半个周期，质点的动能变化量一定为零
A．a球下滑的时间比 b球下滑时间长
B．每经过一个周期，质点的势能变化量一定为零
B．a、b两球的机械能均守恒
C．间隔一个周期整数倍的两个时刻，质点的振动情况一定相同
C．a球到 M点的速度小于 b球到 N点的速度
D．间隔半个周期奇数倍的两个时刻，质点的速度和加速度可能同时相同
D．a球对 M点的压力大于 b球对 N点的压力
3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 20∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两
7．(多选)一列简谐横波 a，某时刻的波形如图甲所示．从该时刻开始计时，波上质点 A的振动图像
端的输入电压 u＝200sin 100πt (V)，设理想交流电压表 V1、V2的示数分别是 U1、U2；理想交流电流
如图乙所示。波 a与另一列简谐横波 b相遇能发生稳定干涉现象，则下列判断正确的是( )
表 A1、A2的示数分别是 I1、I2.下列说法正确的是( )
A．波 a沿 x轴正方向传播
A．电压表 V2的示数 U2＝10 2 V
B．波 b的频率为 0.4 Hz
B．滑片 P向 b端滑动过程中，U2不变，I1与 I2都变大
C．从该时刻起，再经过 0.4 s，质点
C．滑片 P向 b端滑动过程中，R0两端的电压变小
A通过的路程为 40 cm
D．通过原、副线圈的交变电流频率之比为 10∶1
D．若障碍物的尺寸比 0.4 m小，则
4．中国人民解放军海军福建舰（简称福建舰），是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，
波 a遇到该障碍物时一定能发生明显衍射现象
采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。福建舰使用的电磁弹射装置的驱动原理如图所示，
8．(多选)在如图所示的电路中，电源电动势 E＝4 V，内阻 r＝1 Ω，定值电阻 R0＝1 Ω，R为滑动变
当闭合开关 S，固定线圈中突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则( )
阻器，电容器 C的电容为 40 μF，闭合开关 S，下列说法中正确的是( )
A．闭合开关 S的瞬间，从左侧看金属环中的感应电流沿
A．将 R的阻值调至 2 Ω －时，电容器的电荷量为 8×10 5 C
逆时针方向
B．将 R的阻值调至 2 Ω时，滑动变阻器的功率为最大值
B．若将电池正负极调换后，金属环弹射方向将改变
C．将 R的阻值调至 2 Ω时，电源的输出功率为最大值
C．若将金属环置于线圈的右侧，金属环将向左弹射
D．在 R的滑动触头 P由左向右移动的过程中，电容器的电荷量
D．若将金属环置于线圈的右侧，金属环将向右弹射
增加
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9．(多选)如图所示，a、b、c、d为 4个正粒子，电荷量相等均为 q，同时沿图示方向进入速度选择 半径来计算摆长，由此得到的 T2－L图像是图乙中的________(选填“①”“②”或“③”)，由图像
器后，a粒子射向 P1板，b粒子射向 P2板，c、d两粒子通过速度选 可得当地重力加速度 g＝________，由此得到的 g值会________(选填“偏小”“不变”或“偏大”)．
择器后，进入另一磁感应强度为 B2的磁场，分别打在 A1和 A2两点，
A1和 A2两点相距Δx. 已知速度选择器两板间电压为 U，两板间距离 12 1．(8分)用电流表和电压表测一个电阻值约为 25 kΩ、额定功率为 W的电阻 Rx的阻值，备用器
20
为 l，板间磁感应强度为 B1，则下列判断正确的是( )
材有：
A．粒子 a、b、c、d的速度关系 va＜vc＝vd ＜vb
①量程 0～100 μA，内阻约为 500 Ω的电流表 A1
B．粒子 a、b、c、d的速度关系 va＞vc＝vd＞vb
②量程 0～500 μA，内阻约为 300 Ω的电流表 A2
C．粒子 c、d的质量关系是 mc＞md
③量程 0～1 V，内阻约为 10 kΩ的电压表 V1
D B1B2lqΔx．粒子 c、d的质量差Δm＝
2U ④量程 0～15 V，内阻约为 100 kΩ的电压表 V2
10．(多选)水平面上有质量相等的 a、b两个物体，水平推力 F1、F2分别作用在 a、b上．一段时间 ⑤量程 0～50 V，内阻约为 500 kΩ的电压表 V3
后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的 v－t图线如图所示，图中 AB∥CD.则整个过程 ⑥直流稳压电源，两端的输出电压为 16 V
中( ) ⑦滑动变阻器，阻值范围 0～500 Ω，允许最大电流 1 A
A．F1的冲量等于 F2的冲量 ⑧待测电阻 Rx，开关和导线若干
B．F1的冲量小于 F2的冲量 (1)为了测量准确，电压表应选________，电流表应选________(填写仪器前的序号)．
C．摩擦力对 a物体的冲量小于摩擦力对 b物体的冲量 (2)在如图所示的方框内画出实验电路图．
D．合外力对 a物体的冲量小于合外力对 b物体的冲量
二、实验题（共 2 小题，每空 2 分，共 18 分）
11．(10分)在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经
过 n次全振动的总时间为Δt，在测
量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺
测得摆线长度为 l，再用游标卡尺测
量摆球的直径为 D，某次测量游标
卡尺的示数如图甲所示． (3)若测量值为 R 测，真实值为 R 真，那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下，R 测_______R 真 (选
回答下列问题： 填“大于”“等于”或“小于”)
(1)由甲图可知，摆球的直径为 D
＝________ mm.
(2)该单摆的周期为________．
(3)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长 L并测出相应的周期 T，从而得出几组对应的
L和 T的数值，以 L为横坐标、T2为纵坐标作出 T2－L图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作
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三、计算题（解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得 15．常德市一中某兴趣小组利用自购的器材设计了一个如图所示的滑行轨道模型，该轨道由四分之
分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.本大题共 3 小题，其中第 13 小题 12 分，第
一圆弧轨道、传送带和长木板构成。圆弧轨道半径为 R=4.5m，轨道末端 B水平，且与皮带等高，皮
14 小题 10 分，第 15 小题 16 分，共 38 分）
13．如图所示，在范围足够大的匀强磁场中倾斜放置两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨 带以 v0=6m/s的速度顺时针转动，皮带长 L0=5.1m，C点是皮带的最右端，紧靠 C端是一放置在光滑
平面与水平面的夹角θ＝30°，平行导轨的间距 L＝1.0 m．匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应 水平地面上的长木板，木板与皮带等高，且长度为 L1=0.6m，木板质量为 m0=3kg，木板的最左端放置
强度 B＝0.2 T．两根金属杆 ab和 cd可以在导轨上无摩擦地滑动．两金属杆的质量均为 m＝0.2 kg，电 有质量为 m2=1kg 的物块乙。该小组同学让质量为 m1=2kg 的物块甲从 A点由静止释放，测得物块甲滑
阻均为 R＝0.2 Ω.若用与导轨平行的拉力作用在金属杆 ab上，使 ab杆沿导轨匀速上滑并使 cd杆在导
到 B点时对轨道的压力大小为 56N。然后甲滑上传送带，到达 C端后与乙发生碰撞且粘成一体继续在
轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好．金属导轨的电阻可忽略不计，取重力
木板上向右滑行。已知甲与皮带间的动摩擦因数为μ1=0.5，甲乙整体与木板间的动摩擦因数为μ2=0.4，
加速度 g＝10 m/s2.求：
甲乙都可视为质点，重力加速度 g=10m/s2。求：
(1)cd杆受到的安培力 F 安的大小；
(2)通过金属杆的感应电流大小 I； （1）甲物块滑到 B点时的速度 v1及物块甲从 A滑到 B的过程中克服摩擦力做的功 Wf
(3)作用在金属杆 ab上拉力的功率． （2）甲物块从 B传送到 C的时间 t
（3）判断甲乙整体能否滑离木板，若不能滑离木板，求出甲乙整体在木板上滑行的距离；若能滑
离木板，那么为使甲乙整体不会滑离木板，需要在木板右端无缝粘接上至少多长同种规格（相同高度、
宽度和材料）的木板。
14．如图所示，一足够长的平行边界 PQ的有界匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向
里，磁场宽度为 d.一质量为 m，电荷量为 q的带负电粒子，以一定的速度与边界 P成 60°角垂直磁场
方向射入匀强磁场，从另一边界 Q与边界线成 30°角射出磁场，不计粒子重力．求：
(1)粒子做匀速圆周运动的速度大小；
(2)粒子在磁场中运动的时间．
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参考答案
一、选择题：（第1-6题为单项选择题，第7-10题为多项选择题。单选每题4分；多选每题5分，多选题选不全
得3分，选错得0分。共44分）
1．B 2．D 3．B 4．D 5．C 6．D 7．ACD 8．AB 9．AD 10．BC
二、实验题（共 2 小题，每空 2 分，共 18 分）
2
11．(10分)(1)16.4 (2)Δt (3) 4π a① 不变
n b
12．(8分)(1)④ ② (2)见右图 (3)大于
三、计算题（解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有
数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位（本大题共 3 小题，其中第 13 小题 12 分，第 14 小题 10
分，第 15 小题 16 分，共 38 分）
13．答案 (1)1.0 N (2)5.0 A (3)20 W
解析 (1)金属杆 cd静止在金属导轨上，所受安培力方向平行于导轨平面向上．则 F 安＝mgsin 30° (2分)
解得：F 安＝1.0 N (1分)
(2)F 安＝BIL (2分)
解得：I＝5.0 A (1分)
(3)金属杆 ab所受安培力方向平行于导轨平面向下，金属杆 ab在拉力 F、安培力 F 安和重力 mg沿导轨方向
分力作用下匀速上滑，则 F＝BIL＋mgsin 30° (2分)
根据法拉第电磁感应定律，金属杆 ab上产生的感应电动势为 E＝BLv (1分)
E
根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆 ab的电流 I＝ (1分)
2R
根据功率公式及上述各式得：P＝Fv＝20 W (2分)
14 (1) 3－1 qBd．【答案】 (2) πm
m 2qB
【解析】（1）（5分） 由几何关系得 Rsin 30°＋Rsin 60°＝d
解得 R＝( 3－1)d
v2
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则 qvB＝m
R
解得 v 3－1 qBd＝
m
v2 2πR
（2）（5分）带电粒子在磁场中运动 qvB＝m ，T＝
R v
联立以上两式得 T 2πm＝
qB
1 2πm πm
由几何关系得，带电粒子在磁场中转过的角度为 90°，则 t＝ × ＝
4 qB 2qB
15．【答案】（1）9m/s，9J （2）0.7s （3）0.8m
v2
【解析】（1）（4分）对甲物块在 B点，根据牛顿第二定律 FN m1g m 11 R
解得 v1 9m / s
1 2
甲物块由 A到 B过程由动能定理得m1gR W f m v2 1 1
0
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解得Wf 9J
（2）（5分）甲在传送带上的加速度大小为： a1 g 5m / s
2
1
2a x v2 2若甲能与传送带共速，则有： 1 加 1 v0
解得： x加 4.5m
因为 x加 4.5m t v 1 v0
L x
0 甲 ，解得 t =0.7s
a1 v0
（3）（7分）以向右为正方向，甲、乙碰撞过程由动量守恒定律得：m1v0 (m1 m2 )v
代入数据解得碰后瞬间甲乙整体速度为： v 4m / s
然后甲乙以 4m/s的速度滑上木板，设甲乙与木板能达共速，则系统动量守恒，有：
(m1 m2 )v (m1 m2 m0 )v共
1 2 1 2
对系统由动能定理： 2 (m1 m2 )gx相 (m m )v (m m2 1 2 2 1 2
m0 )v共
解得： x相 1m
因为 x相 1m>L1=0.6m，所以甲乙和木板不能共速
L d
为使甲乙和木板能共速，设需在木板右端至少接上长为 d的木板，则木板总质量为：m木
1 m
L 01
当甲乙和木板刚好共速时，对系统由动量守恒有： (m1 m2 )v (m1 m2 m木 )v 共
系统能量守恒 12 (m1 m2 )g(L1 d ) (m1 m2 )v
2 1 (m1 m2 m木 )v
2
2 2 共
代入数据得 d=0.8m
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