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高二物理测试（12.22）
一、单选题（7题，每题4分）
1．如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率为，每秒钟电流方向变化50次
B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为
C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向下
D．仅线圈转速加倍，电动势为
2．如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内（两者相互绝缘），直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（　　）
A．先abcd，后dcba，再abcd
B．先abcd，后dcba
C．始终dcba
D．先dcba，后abcd，再dcba
3．如图所示是一速度选择器，当粒子速度满足时，粒子沿图中虚线水平射出；若某一粒子以速度射入该速度选择器后，运动轨迹为图中实线，则关于该粒子的说法正确的是（ ）
A．粒子一定带正电 B．粒子射入的速度一定是
C．粒子射出时的速度可能大于射入速度 D．粒子射出时的速度一定小于射入速度
4．如图所示，电路中有相同的灯泡A、B，线圈L的直流电阻不计，为定值电阻，电源电动势为E、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是（　　）
A．闭合开关S后，灯泡A逐渐变亮后亮度不变
B．闭合开关S后，灯泡B逐渐变暗后亮度不变
C．断开开关S后，灯泡A闪亮后逐渐变暗最后熄灭
D．断开开关S后，灯泡B逐渐变暗最后熄灭
5．如图所示，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，在外力作用下水平向右匀速穿过宽度为d的匀强磁场区域。规定逆时针方向为感应电流的正方向，三角形两直角边长度为，三角形的一条直角边始终平行磁场边界，线框中产生的感应电流i随时间t变化图像正确的是（ ）
B．
C． D．
6．2025年10月完成的舰载电磁炮测试证明中国电磁炮技术已经取得突破性进展。电磁炮利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属弹丸进行加速，与用传统的火药推动的大炮相比，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。某电磁炮可简化为如图所示的模型，同一水平面内的两根平行光滑导轨、a、b与可控电源相连，导轨间存在竖直向上的匀强磁场，将一质量为m、可视为质点的金属弹丸放在导轨上，弹丸在安培力的作用下由静止开始加速向右运动，离开导轨时的速度大小为v，已知弹丸在导轨上加速的过程中，可控电源提供给弹丸的功率恒为P，不计空气阻力及弹丸产生的焦耳热，下列说法正确的是（　　）
A．导轨b的电势较高 B．弹丸在导轨上运动时的加速度先减小后增加
C．弹丸在导轨上的加速时间为 D．弹丸在导轨上的加速距离为
7．如图，在竖直平面内的xOy直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在x轴上方有一个开口向下的长方体敞口粒子收集箱 abcd，x轴在 dc面上且与 dc边平行， bc长为L，a、b距y轴的距离均为L。位于原点O 的粒子源，沿xOy平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷量为q、质量为m、速度大小均为 不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　）
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为2L
B．bc面 （不含b端）能收集到粒子
C．有一半的粒子能被 ab 面收集
D．收集箱收集到的粒子在磁场中运动的最短时间为
二、多选题（3题，每题4分，对而不全2分）
8．如图所示，质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧曲面体静止在光滑的水平面上。一质量为m的小物块从曲面体顶端由静止开始下滑到曲面最底端，此过程中（　　）
A．物块、曲面体组成的系统动量守恒 B．曲面体对物块做功
C．物块水平方向运动的位移为 D．物块刚好滑离曲面体时，物块速度大小
9．如图所示，在绝缘的光滑水平面上有一竖直向下的匀强磁场分布在宽为的区域内，磁感应强度大小为。有一个边长为的正方形均匀导线框，以初速度垂直磁场边界进入磁场，当导线框的边刚进入磁场时，线框的速度大小为。已知线框的质量为，下列说法正确的是（　　）
A．边刚进入磁场时，、间电压为
B．边刚进入磁场时，、间的电压为
C．边从进入磁场到离开磁场的过程中，线框动能的变化量为
D．边从进入磁场到离开磁场的过程中，线框动量变化量的大小为
10．如图所示，水平金属导轨左右两部分宽度分别是L和2L，导轨处在垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度大小为B，两根导体棒M、N的质量分别为m和2m，有效电阻分别是R和2R，垂直于导轨放置在其左右两部分上，不计导轨电阻，两部分导轨都足够长，M、N与导轨间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若N在水平力作用下向右做匀速运动，而M恰好保持静止，则N做匀速直线运动的速度和水平拉力大小分别是（　　）
A． B． C． D．
三、实验题（18分，每空2分）
11．在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图甲所示的装置进行了如下的操作：
①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平整木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B；
③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C；
④用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。
(1)上述实验除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有________。
A．木板向右移动的距离L
B．小球a和小球b的质量ma、mb
C．A、B两点间的高度差Δh
D．小球a和小球b的半径r
(2)两小球的质量关系：ma mb（填“＞”“＜”或“＝”）。
(3)用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为 。
12．学习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验，设计了图1所示电路，实验室提供的器材有：
干电池一节（电动势约1.5V，内阻约1Ω）；
电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）；
电流表A（量程0~0.6A，内阻约1Ω）；
滑动变阻器（最大阻值20Ω）；
滑动变阻器（最大阻值200Ω）；
定值电阻（阻值0.5Ω）；
开关一个，导线若干。
(1)实验中，滑动变阻器应选择 （选填“”或“”）。
(2)正确操作，调节滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的示数，并根据实验数据作出图像，如图3所示。根据图线求得电动势 V。（选填“1.48”或“0.48”）
(3)若采用图2实验原理图进行实验，由于 （选填“电压”或“电流”）表的分压作用， （选填“电压”或“电流”）表的测量存在误差，其测量值 （选填“偏大”或“偏小”）。如果用实线表示由实验数据描点得到的图线，用虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，则下列图像正确的是 。
A．B．
C． D．
四、解答题（10+14+18）
13．如图所示， 形金属框固定于水平面上，导轨间距，电阻不计，金属棒ab静止于水平轨道上，与导轨左端平行，其质量，阻值。初始时刻金属棒ab与导轨最左端距离。磁场方向垂直金属棒斜向上且与导轨平面夹角，磁场磁感应强度随时间变化的规律为，金属棒与水平轨道的动摩擦因数，重力加速度。（取，）求：
(1)0到2s内电路中的电流大小和方向（0~2s内金属杆ab静止）；
(2)从开始经过多长时间金属棒开始运动。
14．如图，在平面直角坐标系的第一象限内，存在半径为R的圆形区域，区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁场边界圆与两个坐标轴相切，与x轴的切点为M点。在第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，从x轴上坐标为的P点向坐标平面内电场中射入一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子射入时的初速度大小为、方向与x轴正方向的夹角为60°，粒子经电场偏转后，从坐标为的Q点射出电场，一段时间后，经磁场偏转从M点射出磁场，不计粒子的重力，求：
(1)粒子在电场中运动的时间t；
(2)匀强电场的电场强度E的大小；
(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小。
15．相距为的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，细杆ab、cd接入电路部分电阻分别为、。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab在平行于水平导轨的拉力F作用下，从静止开始以匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。（ab起动瞬间记为0时刻）求：
(1)力F随时间变化的规律；
(2)经过多长时间cd杆速度达到最大；
(3)经过多长时间cd杆速度减为0；
(4)若ab杆从开始运动到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做了的功，求该过程中，ab杆所产生的焦耳热？
试卷第1页，共3页
《高二物理测试（12.22）》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C C A C C BC AD BC
2．D
【详解】做出长直导线周围产生的磁场分布，如下图所示
当线圈向右移动，未到达直导线之前，线圈内磁通量垂直纸面向外增多，根据楞次定律可得感应电流方向为dcba；当线圈穿过直导线过程中，线圈内磁通量垂直纸面向外减少，同时磁通量垂直纸面向内增大，所以先是合磁通量为垂直纸面向外减小后是合磁通量为垂直纸面向内增大，则感应电流的磁场方向为垂直纸面向外，根据楞次定律可得感应电流方向为abcd；线圈穿过直导线后，线圈内磁通量为垂直纸面向内减少，根据楞次定律可得感应电流方向仍为dcba。
故选D。
3．C【详解】假设粒子带正电，则所受电场力向下，由左手定则知所受洛伦兹力方向向上，由受力分析结合运动轨迹知qvB>qE则v>
运动过程中洛伦兹力不做功，电场力做负功，则粒子速度减小；若粒子带负电，所受电场力向上，则由左手定则知所受洛伦兹力方向向下，由受力分析结合运动轨迹知qvB4．C
【详解】A．闭合开关S后，灯泡A与线圈L并联，电流瞬间通过灯泡A，因此灯泡A会立即变亮，随后线圈L的阻碍作用减小，电流逐渐增大，灯泡A逐渐变暗，最终被线圈L短路而熄灭，故A错误；
B．闭合开关S后，灯泡B与定值电阻并联，因此灯泡B立即变亮且亮度不变，故B错误；
C．断开开关S后，线圈L的自感会阻碍电流减小，与灯泡A形成闭合回路，线圈L中的电流瞬间通过灯泡A，使灯泡A闪亮一下，随后电流逐渐减小灯泡A逐渐变暗，直至熄灭，故C正确；
D．断开开关S后，灯泡B所在支路的电流瞬间消失，灯泡B立即熄灭，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】在时间内，线框进入磁场时磁通量向里增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场向外，感应电流沿逆时针方向为正，随着线框的运动，导线切割磁感线的有效长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小；
在时间内，穿过线框的磁通量向里减小，根据楞次定律知，感应电流沿顺时针方向，此过程，由于磁场穿过线框的面积均匀减小（线框有效切割长度保持d不变），穿过线框的磁通量均匀减小，产生的感应电动势不变，感应电流不变；
在时间内，穿过线框的磁通量向里减少，根据楞次定律知，感应电流沿顺时针方向，线框有效切割长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小；
综上所述，只有A选项的电流i随时间t变化图像符合，故选A。
6．C
【详解】A．依题意，弹丸向右运动，根据左手定则可知电流从流向，如图所示，导轨b的电势较低，A错误；
B．依题意，可控电源提供给弹丸的功率恒为P，由知增大F减小，加速度减小，B错误；
C．由动能定理有
解得，C正确；
D．弹丸在导轨上做加速度减小的加速运动，加速距离，D错误。
故选C。
7．C
【详解】A．根据
可得粒子在磁场中做圆周运动的半径为，A错误；
B．由左手定则，结合几何关系可知，水平向右射出的粒子只能打到b点，可知bc面 （不含b端）不能收集到粒子，B错误；
C．沿y轴正向射出的粒子恰能打到a点，水平向右射出的粒子能打到b点，可知第一象限的粒子都能打到ab面上，即有一半的粒子能被 ab 面收集，C正确；
D．收集箱收集到的粒子运动时间最短时，在磁场中做圆周运动的弦长最短，即从ab的中点或者从d点射出时时间最短，由几何关系可知圆弧对应的圆心角为60°，则在磁场中运动的最短时间为 ，D错误。
故选C。
8．BC
【详解】A．物块、曲面体组成的系统，物块下滑过程具有竖直方向的加速度，所以系统竖直方向所受合外力不为0，则系统竖直方向动量不守恒，所以物块、曲面体组成的系统动量不守恒，故A错误；
BD．物块、曲面体组成的系统，水平方向所受合外力为0，系统满足水平方向动量守恒，物块刚好滑离曲面体时，有
根据系统机械能守恒可得
联立解得，
对物块根据动能定理可得
解得曲面体对物块做功，故B正确，D错误；
C．物块、曲面体组成的系统满足水平方向动量守恒，则有
又
联立解得物块水平方向运动的位移为，故C正确。
故选BC。
9．AD
【详解】A．边刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律有
设线框的电阻为，则边上的电压为，故A正确；
B．边刚进入磁场时，回路中电流为0，、间的电压为，故B错误；
CD．线框进入磁场时，安培力的冲量为
由于进入磁场与离开磁场的过程中，线框磁通量的变化大小相同，所以安培力的冲量大小相等；又根据动量定理有
所以边进入磁场与离开磁场的过程中，线框动量大小的减小量为，边离开磁场时速度变为零，边从进入磁场到离开磁场的过程中，线框动能的变化量为，故C错误，D正确。
故选AD。
10．BC
【详解】AB．对M棒，由平衡条件有
联立解得N做匀速直线运动的速度，故A错误，B正确；
CD．对N棒，由平衡条件有，故C正确，D错误。
故选BC。
11．(1)B
(2)>
(3)＝＋
【详解】（1）小球离开斜槽后做平抛运动，水平位移为L，则小球做平抛运动的时间
小球的竖直位移，，解得
根据题意可知，碰撞后小球b的速度最大，则由题意及以上公式可知，小球b下落距离最小，所以落点为A。则碰撞前小球a的水平速度
碰撞后小球a的水平速度 ，小球b的水平速度
如果碰撞过程系统动量守恒，则 ，解得，只需测量的物理量为两小球的质量。
故选B。
（2）为防止碰撞后入射球反弹，入射小球a的质量应大于被碰小球b的质量，故 。
（3）由小问1的解析中可知，用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为。
12．(1)
(2)1.48
(3) 电流 电压 偏小 C
【详解】（1）若选用滑动变阻器，且阻值全部接入电路，则电流表示数约为，结合电流表量程可知，能够满足实验需要，阻值过大，为了操作方便，滑动变阻器应选择；
（2）根据闭合电路欧姆定律和电路图可知
整理得
图像的纵截距表示电源电动势，结合图像可得；
（3）[1][2][3]图2中，真实路端电压为电压表示数加电流表两端电压，故由于电流表的分压作用，电压表的测量存在误差且偏小；
[4]根据“等效电源法”，知图2测得的电动势准确，但内阻偏大，即测量电动势等于真实电动势，测量图线斜率大于真实图线斜率，故选C。
13．(1)，方向由a到b
(2)
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得感应电动势
其中
回路面积
联立解得
根据闭合电路欧姆定律有
代入数据得
根据楞次定律，可知电流方向由a到b
（2）金属棒的受力分析如图所示
安培力F与竖直方向夹角为37°，安培力为
金属棒刚好要滑动时，根据平衡条件有
解得
根据
解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据运动的分解可得，粒子沿x方向的速度为
由题可知，粒子沿x方向做匀速直线运动，其水平位移为
则粒子在电场中运动的时间为
（2）结合题意及上述分析可知，粒子沿y方向的初速度
粒子沿y方向做匀减速运动，设其加速度为，其位移大小为
根据匀变速直线运动规律可得
联立解得粒子的加速度大小为
对粒子受力分析，根据牛顿第二定律可得
解得匀强电场的电场强度大小为
（3）根据上述分析可知，粒子到达Q点时，粒子竖直方向的速度大小为
即粒子进入磁场中的速度大小为
方向沿水平方向，如图所示
由几何知识可知，粒子圆周运动的半径
洛伦兹力提供粒子圆周运动的向心力，则有
联立解得
15．(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）对ab杆，根据牛顿第二定律得
又
可得
（2）对cd杆，根据牛顿第二定律得
可得
当时，速度最大，解得
（3）由
可知内cd杆做加速度逐渐减小的加速运动，根据对称性可知内cd杆做加速度逐渐增大的减速运动，在时，cd杆速度减为0。
（4）cd杆达到最大速度时，ab杆的速度为
ab杆运动的位移
对ab棒由动能定理得
解得
由功能关系得
则ab杆所产生的焦耳热为
答案第1页，共2页

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