天津市求真高级中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷(理科班)(含答案)

求真中学2024—2025学年度第一学期期中考
高二年级物理试卷(理科班)
一、单项选择题(每题4分，共7小题，28分)
1.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示.则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )
A.动量守恒，机械能不守恒
B.动量不守恒，机械能守恒
C.动量守恒，机械能守恒
D.无法判定动量、机械能是否守恒
2.跳水运动一直是我国传统的优势体育项目，我们的国家跳水队享有“梦之队”的赞誉。

在某次训练中，跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下，进入水中后在水中做减速运动，速度减为零时并未到达池底。

不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.运动员在空中运动时，其动量变化量大于重力的冲量
B.运动员从刚进入水中到速度减为零的过程中，其重力的冲量等于水的作用力的冲量
C.运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的改变量等于水的作用力的冲量
D.运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向
3.《三国志》中记载：“置象大船之上，而刻其水痕所至，称物以载之，则校可知矣。

”这是著名的曹冲称象的故事。

某同学学过动量守恒定律之后，欲利用卷尺测定大船的质量。

该同学利用卷尺测出船长为L，然后缓慢进入静止的平行于河岸的船的船尾，再从船尾行走至船头，之后缓慢下船，测出船后退的距离d，已知该同学自身的质量为m，若忽略一切阻力，则船的质量为( )
A.m
B.m
C.m
D.m
4.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.
5.某同学用图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。

关于该实验，下列说法正确的是( )
A.必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转
L
d
L
L d
-
L d
L
-L d
d
-
B.若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针会向左偏转
C.将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转
D.将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转
6.在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合金属线圈竖直向下运动，线圈平面始终保持水平。

在位置B，磁感线正好与线圈平面平行，A与B和B与C之间的距离都比较小。

在线圈从位置A运动到位置C 的过程中，从上往下看，感应电流的方向是( )
A.顺时针方向
B.逆时针方向
C.先顺时针方向，后逆时针方向
D.先逆时针方向，后顺时针方向
7.关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是( )
A.图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会反向转动
B.图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，通电的导线会产生大量热量，从而冶炼金属
C.图丙：在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，如果忽略摩擦，铜盘会一直转动下去
D.图丁：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起从而保护电表指针，这是利用了电磁驱动原理
二、多选题(每题4分，共3小题，12分)
8.下列关于洛伦兹力的说法中，正确的是( )
A.洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功
B.只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
C.用左手定则判断电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意负电荷与正电荷所受力的方向相反
D.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直
9.如图中，洛伦兹力的方向判断正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示，两个小灯泡规格相同，L 是自感系数很大，内阻可以忽略的线圈。

下列说法正确的是(
)
A.闭合开关瞬间，A 1、A 2瞬间变亮
B.闭合开关瞬间，A 1缓慢变亮，A 2瞬间变亮
C.闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，A 2闪亮一下再缓慢熄灭
D.闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，流过灯泡A 1的电流方向反向三、实验题(每空3分，共1小题，12分)11.碰撞的恢复系数的定义为
，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞
后两物体的速度。

弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞的e<1。

某同学借用验证动量守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞)，且小球1的质量大于小球2的质量。

实验步骤如下：
第一步，用天平测出小球1的质量为m 1，小球2的质量为m 2。

第二步，不放小球2，让小球1从斜槽上A 点由静止滚下，并落在地面上。

重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点都圈在里面，其圆心可视为小球落点的平均位置。

第三步，把质量为m 2小球2放在斜槽前端边缘处的C 点，让小球1仍从A 点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。

第四步，用刻度尺分别测量三个落点的平均位置离О点的距离，即线段OM 、OP 、ON 的长度。

在上述实验中：
(1)该实验中需要满足的条件是________。

(单选，填写序号)；A.轨道末端必须水平 B.A 球的半径可能大于B 球的半径C.轨道必须光滑
D.A 球的质量可以小于B 球的质量
(2)地面上_________点是球1未与球2碰撞时的落点的平均位置(填M 、P 、N)；
(3)若该实验要验证动量是否守恒，则验证表达式为____________(用直接测量的物理量符号来表示)；(4)用测量量符号表示的恢复系数的表达式为___________。

1
10
220v e v v v --=
10v 20v 1v 2v
四、解答题(共3小题，48分)
12.(12分)如图所示，质量M=0.2kg 的木板静止在光滑的水平地面上，现有一质量m=0.2kg 的小滑块(大小忽略)以=1.2m/s 的速度滑上木板的左端，小滑块与木板间的动摩擦因数=0.4，g 取10m/s 2，小滑块最终没有滑离木板。

求：(1)小滑块的最终速度；
(2)在整个过程中，系统产生的热量。

13.(14分)2023年10月11日至14日，第九届中国二次离子质谱会议(SIMSChinaIX)在沈阳举行。

某种质谱仪的磁场偏转部分如图所示，一个带正电的粒子经狭缝S 后以速度v 垂直MN 进入偏转磁场，最后打在荧光屏上的H 点。

已知磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直纸面向外。

已知S 、H 两点间的距离为L ，粒子重力忽略不计。

(1)在图中标记圆心位置o ，并画出粒子在磁场中运动的轨迹；(2)
求带电粒子的比荷
；(3)求带电粒子在磁场中运动的时间t 。

14.(22分)2024年5月8日下午，我国第三艘航空母舰福建舰圆满完成为期8天的首次航行试验任务。

福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，配置电磁阻拦装置，其原理是在飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。

为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。

在磁感应强度为B 、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN 、PQ 固定在水平面内，相距为L 、轨道端点MP 间接有电阻R 。

一根长为L 、质量为m 、电阻为r 的导体棒ab 垂直于MN 、PQ 静止放在轨道上，与轨道接触良好。

质量为M 的飞机着舰后立即关闭动力系统，以水平速度迅速钩住导体棒ab ，并立即与ab 获得共同的速度，仅在电磁作用力下很快停下来。

不计其他电阻及摩擦阻力，求：(1)飞机钩住ab 棒后获得的共同速度v 的大小；
(2)从飞机与ab 棒共速到它们停下来的过程中，电阻R 产生的焦耳热；(3)从飞机与ab 棒共速到它们停下来的过程中，飞机运动的距离x 。

0v q m
0v
求真中学2024-2025学年度第一学期期中考
高二年级物理答案(14-18班)
一、二选择题(每题4分，共10小题，40分)
题号12345678910答案
A
D
D
B
D
B
B
AC
AD
BC
三、实验题〈每空3分，共1小题，12分)11.(1)A ；(2)P ；(3)m1OP=m1OM+m2ON ：
(4)四、解答题(共3小题，48分)
12.(12分)【解答】解：(1)取向右为正方向，对系统根据动量守恒定律
，(4分)
代入数据解得v =0.6m/s ；(2分)(2)根据能量守恒定律有
，(4分)代入数据解得Q=0.072J 。

(2分)答：(1)小滑块的最终速度为0.6m/s ；(2)在整个过程中，系统产生的热量为0.072J 。

13.(14分)【解答】解：(1)带正电粒子垂直边界进入磁场，则垂直打在荧光屏上，圆心在线段SH 的中点，粒子运动轨迹如下图所示。

，(2分)
(2)易知粒子运动轨迹的半径为：，(2分)根据洛伦兹力提供向心力得：，(4分)
解得：
；(2分)ON P
OM O -()0mv M m v =+()22011
22
m M m v Q =++2
L
r =
2
0v qvB m r
=02q v
m B L
=
(3)粒子在磁场中运动轨迹为半个圆周，运动时间为：。

(3分)答：(1)见解答；(2)带电粒子的比荷
为；(3)带电粒子在磁场中运动的时间t 为。

14.(22分)【解答】解(1)飞机迅速钩住导体棒ab 的过程，取向右为正方向，系统动量守恒，有
，(3分)
解得；(2分)
(2)从飞机与ab 棒共速到它们停下来的过程中，根据能量守恒可得回路产生的总焦耳热为
，(3分)设电阻R 产生的焦耳热为Q R ，由，(2分)得
解得；(1分)
(3)从飞机与ab 棒共速到它们停下来的过程中，规定速度方向为正方向，由动量定理得
，(3分)
根据法拉第电磁感应定律，回路中的平均感应电动分为，(3分)故平均感应电流为，(3分)得联立解得飞机运动的距离为。

(2分)
答：(1)飞机钩住ab 棒后获得的共同速度v 的大小
；
(2)从飞机与ab 棒共速到它们停下来的过程中，电阻R 产生的焦耳热；112222r L
t T v v
ππ==⨯=
q m 02v
B L
2L
v
π()0Mv M m v =+0
Mv v m M
=
+()21
2
Q M m v =
+2
Q I Rt =R Q R Q R r
=
+()()()
2
02R Mv R Q M m R r =
++()·0BIL t M m v -∆=-+BLx
E t t
∆Φ=
=
∆∆E
I R r
=+BLx I t R r
⋅∆=
+()
022
Mv R r x B L +=0
Mv m M
+()()()
2
02Mv R M m R r ++
(3)从飞机与ab 棒共速到它们停下来的过程中，飞机运动的距离。

()
022
Mv R r B L +。