广东省深圳市高级中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷（Word版附解析）

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本试卷由两部分组成.第Ⅰ卷选择题，共 46 分；第Ⅱ卷非选择题，共 54 分.全卷共计 100 分.
考试时间为 75 分钟.
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号写清楚，并填涂相应的考号信息点.
2.选择题必须用 2B 铅笔填涂；解答题必须使用黑色墨水的签字笔书写，不得用铅笔或圆珠笔
答题；字体工整、笔记清楚.
3.请按照题号顺序在各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答题无效；在草稿纸、试题
卷上答题无效.
4.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破.
第 Ⅰ 卷（选择题 共 46 分）
一、单项选择题（本大题共有 7 小题，每小题 4 分，共 28 分.每小题只有一个选项是正确的，
选对得 4 分，选错或不选的得 0 分）
1. 《天工开物》中提到一种古法榨油——撞木榨油。如图，撞木榨油是先将包裹好的油饼整齐地摆到榨具
里，然后用撞木水平撞击木楔，挤压油饼，油就流出来。某次撞击前撞木的速度为 6m/s，撞击后撞木反弹，
且速度大小变为原来的一半。已知撞木撞击木楔的时间为 0.5s，撞木的质量为 100kg，假设撞木对木楔撞击
力为恒力。则撞木对木楔撞击力大小为（ ）
A. 2400N B. 1800N C. 2800N D. 600N
【答案】B
【解析】
【详解】取碰后速度方向为正方向，根据动量定理有
其中
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，
解得
2. 如图所示，直导线的长度为 5m，折成夹角为 的“V”形，两边长相等。匀强磁场垂直于“V”形导线所在
的平面，匀强磁场的磁感应强度大小为 0.5T。当在导线中通以 0.4A 的电流时，该导线受到的安培力大小为
（ ）
A. 0.5N B. C. 1N D.
【答案】A
【解析】
【详解】由几何关系知，导线构成的三角形为正三角形，导线的有效长度为两端点间直线距离，即整根直
导线长度的一半
其受到的安培力大小
故选 A。
3. 如图甲所示，高压输电线上有 a、b、c 三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流 I。
a′、b′、c′为同一竖直面上与导线 a、b、c 相交的三个点，连接三点构成等腰直角三角形（a′b′ = b′c′），O 为
连线 a′c′的中点。顺着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线 a 在 O 处产生的磁感
应强度大小为 B，不计地磁场的影响，则下列说法正确的是（ ）
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A. O 点的磁感应强度大小为 3B
B. O 点的磁感应强度方向是从 O 指向 c′
C. 导线 a、c 在 b 导线位置产生 磁感应强度大小为
D. 导线 b 受到的安培力方向竖直向上
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题意可知，通电导线 a、b、c 在 O 处产生的磁感应强度大小均为 B，方向分别为竖直向上、
水平向左、竖直向下，如图所示，根据磁场强度的叠加原理可知，O 点的磁感应强度大小为 B，方向从 O
指向 c′，故 A 错误，B 正确；
C．导线 a、c 在 b 导线位置产生的磁感应强度如图所示
导线 b 处的合磁感应强度水平向右，设 ，则 ，因 ，则
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处的合磁感应强度的大小为
故 C 错误；
D．根据左手定则可知导线 b 受到的安培力方向竖直向下，故 D 错误。
故选 B。
4. 如图，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中要增大粒子引出时的最大动能，增加电压 U 即可
B. 乙图是磁流体发电机，可判断出 A 极板是发电机的正极
C. 若不计重力影响，丙图可以判断粒子的电性，且粒子沿直线匀速通过的条件是
D. 丁图中若载流子（电场作用下能作定向运动的带电粒子）带负电，稳定时 C 面电势低
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲图中当粒子的动能达到最大时，其在 D 形盒中的做圆周运动的半径为 D 形盒的半径 ，根
据洛伦兹力提供向心力
可得粒子的动能为
联立解得
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可知增加电压 U，不能增大粒子引出时的最大动能，故 A 错误；
B．乙图中当带有正、负粒子的等离子体通入两板间时，根据左手定则，带正电的离子向下偏转，负离子向
上偏转，故 B 板相当于电源正极，A 板是发电机的负极，故 B 错误；
C．丙图是速度选择器，粒子能够沿直线匀速通过时，由受力平衡可得
解得
可知粒子能够沿直线匀速通过的条件是 ，但并不能判断粒子的电性，故 C 错误；
D．丁图中若载流子带负电，根据左手定则可知负电荷受到的洛伦兹力向左，即负电荷向 C 面偏转，则稳定
时 C 面电势低，D 面电势高，故 D 正确。
故选 D。
5. 第 24 届冬季奥林匹克运动会于 2022 年 2 月 20 日落下帷幕，冰壶运动是冬奥会比赛项目之一-。假设运
动员用红壶 126 红壶撞击静止在水平冰面上的蓝壶，两壶发生正碰，不计碰撞时间，碰撞前、后两壶的 v-t
图像如图所示。已知两壶的质量均为 20kg，则碰撞后蓝壶所受的阻力大小为（ ）
A. 1.8N B. 2.0 N C. 2.4N D. 3.2N
【答案】C
【解析】
【详解】设碰后蓝壶的速度为 v，碰前红壶的速度 v0=1.0m/s，碰后红壶的速度为 v′=0.4m/s，取碰撞前红壶
的速度方向为正方向，根据动量守恒定律
mv0=mv'+mv
解得
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v=0.6m/s
设碰撞后蓝壶所受的阻力大小为 f，取初速度方向为正方向，对蓝壶根据动量定理
-fΔt=0-mv
由图可知
Δt=6s-1s=5s
解得
f=2.4N
故 C 正确，ABD 错误。
6. 如图所示为磁聚焦法测量比荷的原理图。在阴极 K 和阳极 A 之间加电压，电子由阳极 A 中心处的小孔 P
射出。小孔 P 与荧光屏中心 O 点连线为整个装置的中轴线。在极板很短的电容器 C 上加很小的交变电场，
使不同时刻通过这里的电子发生不同程度的偏转，可认为所有电子从同一点发散。在电容器 C 和荧光屏 S
之间加一平行 PO 的匀强磁场，经过一段时间电子再次会聚在一点。调节磁感应强度 B 的大小，可使电子
流刚好会聚在荧光屏的 O 点。已知 K、A 之间的加速电压为 U，C 与 S 之间磁场的磁感应强度为 B，发散
点到 O 点的距离为 l。下列说法正确的是（ ）
A. 电子通过电容器后速度方向相同
B. 从右侧往左侧看，电子做圆周运动的半径相同
C. 所有电子从发散到再次会聚所用的时间相同
D. 电子的比荷一定是
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知，使不同时刻通过电容器的电子发生不同程度的偏转，则电子通过电容器后速度
方向不同，故 A 错误；
B．经交变电场后电子发生不同程度的偏转，故经交变电场后电子在垂直 PO 方向上的速度大小不同，此时
由洛伦兹力提供向心力，有
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得
故从右侧往左侧看，电子做圆周运动的半径不同，故 B 错误；
C．电子在垂直于磁场方向做圆周运动的周期
从中轴线到再次回到中轴线所用时间
故所有电子从发散到再次会聚所用的时间相同，故 C 正确；
D．从发散点到会聚点，电子在沿 PO 方向和垂直 PO 线的面上的两个分运动时间相等，则
电子经过加速电场有
电子射出电容器后在 PO 方向做匀速直线运动，有
电子在垂直于 PO 的方向做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
联立解得
故 D 错误。
故选 C。
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7. 如图（a），在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系 Oxy，空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为
m、带电量为 q 的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿 x 轴正方向照射，垂直光照方向放置的接收器记录小
球不同时刻的投影位置。投影坐标 y 随时间 t 的变化曲线如图（b）所示，则（ ）
A. 磁感应强度大小为 B. 投影的速度最大值为
C. 时间内，投影做匀速直线运动 D. 时间内，投影的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】设小球做匀速圆周运动 速度为 ，角速度为 ，轨迹圆心在接收器上的投影坐标为 ，则在 0
时刻小球与轨迹圆心的连线与 轴夹角为 ，则经过时间 ，小球在接收器上的投影坐标为
由图（b）可得
， ，
解得小球在接收器上 投影坐标与时间的关系式为
A .由上面分析可得，小球运动周期为
小球在水平面上只受洛伦兹力，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得
又
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解得磁场磁感应强度
故 A 错误；
B . 小球投影坐标对时间求导，可得
则投影的最大速度
故 B 错误；
C . 小球投影做简谐运动，故 C 错误；
D. 小球投影在 、 时刻的坐标分别为
时间内，投影的位移大小为
故 D 正确；
故选 D。
二、多项选择题（本大题共有 3 小题，每小题 6 分，共 18 分.每小题至少有二个选项是正确的，
全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不选的得 0 分）
8. 下列说法中正确的是（ ）
A. 安培分子电流假说认为磁体的磁场是由运动电荷产生的
B. 电流元在空间中某处不受安培力作用，则此处一定无磁场
C. 安培力和洛仑兹力的方向一定与磁场方向垂直
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D. 磁通量是矢量，正负号代表方向
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据分子电流假说，磁体的磁场是由分子电流产生的，不能说是运动电荷产生的，故 A 错误；
B．电流元在空间中某处不受安培力作用，可能是电流元与磁场的方向平行，此处不一定无磁场，故 B 错误；
C．根据左手定则的内容可知，安培力的方向即垂直于磁场，又垂直于导线，即安培力的方向一定垂直磁感
应强度和直导线所决定的平面，根据左手定则的内容可知，洛伦兹力的方向一定与磁场垂直，故 C 正确；
D．磁通量是标量，虽然有正负，表示磁感线从正或反面穿过回路，故 D 错误。
故选 C。
9. 如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲、乙两单摆的摆长相等 B. 甲摆的振幅比乙摆大
C. 甲摆的频率比乙摆大 D. 在 t=0.5s 时有正向最大加速度的是乙摆
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由图看出，两单摆的周期相同，同一地点 g 相同，由单摆的周期公式
得知，甲、乙两单摆的摆长 L 相等，故 A 正确；
B．甲摆的振幅为 10cm，乙摆的振幅为 7cm，则甲摆的振幅比乙摆大，故 B 正确；
C．周期相同，频率一样，故 C 错误；
D．在 t=0.5s 时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负方向最大值，则乙摆具有正向
最大加速度，故 D 正确。
故选 ABD。
10. 如图所示，一个质量 m、电荷量 q 的小滑块（可视为质点），放在倾角为α的绝缘斜面顶端（斜面足够长），
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斜面置于 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，小滑块由静止开始沿斜面滑下，小滑块运动一段距离 x
后离开斜面，离开斜面时的速度为 v。斜面与滑块间摩擦系数为µ。则（ ）
A. 物块带正电
B. 离开斜面时的速度为
C. 滑块在斜面上运动的时间为
D. 滑块在斜面上运动的时间为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．由于小物块运动一段距离后离开斜面，则物块受到垂直于斜面向上的洛伦兹力，根据左手定则
可知，物块一定带正电，故 A 正确；
B．物块离开斜面时有
所以
故 B 正确；
CD．对小物块，根据动量定理有 ， ，
联立解得
故 C 正确，D 错误。
故选 ABC。
第 Ⅱ 卷（非选择题 共 54 分）
三、实验题（本大题共 2 小题，总分 16 分.其中第 11 题 8 分，第 12 题 8 分.请将答案填写在题
中的横线上，不要写出解题过程）
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11. 如图所示实验装置，某同学用 a、b 两个小球。按照以下步骤研究弹性正碰实验操作：
①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球 a 从斜槽轨道上固定点处由
静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹 O；
②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球 a 从固定点处由静止释放，撞到木板上.重复多次，用尽
可能小的圆把小球的落点圈在里面，其圆心就处与小球落点的平均位置，得到痕迹 B；
③把小球 b 静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球 a 仍从固定点处由静止释放，和小球 b 相碰后，重
复多次，并使用与第二步同样的方法分别标出碰撞后两个小球落点的平均位置，得到两球撞在木板上痕迹 A
和 C。
（1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的时 。
A. 可选用半径不同的两小球
B. 选用两球的质量应满足
C. 需用秒表测量小球在空中飞行的时间
D. 斜槽轨道必须光滑
（2）图乙是小球 b 的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为___________cm。
（3）完成本实验，必须测量的物理量有 。
A. 小球 a 开始释放的高度
B. 木板水平向右移动的距离
C. a 球和 b 球的质量 、
D. O 点到 A、B、C 三点的距离分别为 、 、
（4）若（3）所给选项的物理量均已知，若满足条件___________ 用测量量表示 ，则表示两小球发生的
是弹性正碰。
【答案】（1）B （2）55.40~55.60
（3）D （4）
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【解析】
【小问 1 详解】
A．为使两球发生对心碰撞，两球半径应相等，故 A 错误；
B．取碰撞前小球 a 的速度 方向为正方向，根据动量守恒和能量守恒定律得 ，
解得 ，
为防止碰撞后入射球反弹，则
选用两球的质量应满足
故 B 正确；
C．两球离开斜槽后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，在空中的运动时间相等，可以用水平位移代替初
速度，实验不需用秒表测量小球在空中飞行的时间，故 C 错误；
D．只要入射球从斜槽上同一位置由静止释放，小球到达斜槽末端时的速度相等，斜槽轨道不必光滑，故 D
错误。
故选 B。
【小问 2 详解】
确定 b 球落点平均位置的方法：用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心 P 就是小球落点的平均
位置；其落点的平均位置对应的读数为 55.50cm。
【小问 3 详解】
由小球做平抛运动，则有 ，
可得
设碰撞前瞬间小球 a 的速度为 v0，弹性碰撞后瞬间小球 a、b 的速度分别为 v1、v2，则有 ，
，
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取向右为正方向，根据动量守恒和机械能守恒可得 ，
联立可得
则完成本实验，必须测量的物理量为：O 点到 A、B、C 三点的距离 y1、y2、y3。不需要测量的物理量为 a
球和 b 球的质量 、 ，小球 a 开始释放的高度 ，木板水平向右移动的距离 ，故 ABC 错误，D 正确。
故选 D。
【小问 4 详解】
若（3）所给选项的物理量均已知，若满足条件 ，则表示两小球发生的是弹性正碰。
12.
（1）某实验小组在“测定金属丝电阻率” 实验过程中，正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度 为
________cm、用螺旋测微器测得金属丝的直径 d 为________mm。
（2）该小组某同学用普通的干电池（电动势 ，内阻 ）、直流电流表（量程 ，内
阻 ）、定值电阻 和电阻箱 等组装成一个简单的欧姆表用来测量电阻丝电阻，
电路如图所示，通过控制开关 S 和调节电阻箱，可使欧姆表具有“ ”和“ ”两种倍率。
①图中的 端应与______（选填“红”或“黑”）表笔连接。
②当开关 断开时，将两表笔短接，调节电阻箱 ，使电流表达到满偏，此时 _______ ，欧姆表的
倍率是______(填“ ”或“ ”)。
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【答案】（1） ①. 4.240 ②. 1.845##1.844##1.846
（2） ①. 黑 ②. 148 ③.
【解析】
【小问 1 详解】
[1]用游标卡尺测得金属丝的长度 L 为
[2]用螺旋测微器测得金属丝的直径 d 为
【小问 2 详解】
①[1]图中的 a 端与内部电源的正极连接，则应与黑表笔连接。
②[2]根据
解得
[3]因此时欧姆表内阻
即中值电阻为 1500Ω，可知欧姆表的倍率是 。
四、计算题（本大题共 3 小题，共 38 分.其中第 13 题 12 分，第 14 题 12 分，第 15 题 14 分.解
题必须有完整的解题过程，有数值计算的可以保留根号，但必须写出物理量的单位.简单写出
公式集的不能得分）
13. 如图所示，某超市两辆相同的手推购物车质量均为 ，相距为 3m 沿直线排列，静置于水平地
面上。为了节省收纳空间，工人给第一辆车一个瞬间的水平推力使其运动，并与第二辆车相碰，且在极短
时间内相互嵌套结为一体，以共同的速度运动了 ，恰好停靠在墙边。若车运动时受到的摩擦力恒为
车重力的 倍，忽略空气阻力，重力加速度为 。求：
（1）购物车碰撞后嵌套结为一体时的速度 ；
（2）购物车碰撞过程中系统损失的机械能 。
【答案】（1）2m/s
（2）40J
【解析】
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【小问 1 详解】
根据题意可知，购物车碰撞后嵌套结为一体后做匀减速直线运动，直至速度减为 0，设购物车的质量为 ，
所受摩擦力大小为 ，减速运动的位移为 ，则由动能定理有
而
联立解得
【小问 2 详解】
设第一辆购物车与第二辆购物车碰撞前瞬间的速度大小为 ，根据题意，可知两辆购物车碰撞瞬间动量守
恒，则由动量守恒定律得
由能量守恒有
联立以上各式解得
14. 如图所示，正方形区域 内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场， ， ，大量带正
电的粒子从 点沿与 边成 37°的方向以不同的初速度 射入磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用，
已知带电粒子的质量为 ，电荷量为 ，磁场的磁感应强度大小为 B，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。
（1）判断粒子的轨迹是否可能与 边相切。若能相切，则求出粒子的速度；若不能相切，则请通过计算
说明原因；
（2）若带电粒子从 边离开磁场，求 的取值范围。
【答案】（1）不能相切；原因见解析
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
假设相切，切点 ，则有
由几何关系
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解得
可得
说明 P 点在 bc 延长线上，所以不能相切。
【小问 2 详解】
当粒子轨迹与 边相切时，如图所示，
设此时初速度为 ，轨道半径为 ，由几何关系可得
又
解得
当粒子运动轨迹与 边相切时，如图 3 所示，
设此时初速度为 ，轨道半径为 ，由几何关系可得
又
解得
综上可得
15. 如图甲，在 的空间中存在沿 轴负方向的匀强电场和垂直于 平面向里的匀强磁场，电场强度
大小为 ，磁感应强度大小为 。一质量为 ，带电量为 （ ）的粒子从坐标原点 处，沿 轴正方
向射入，不计粒子的重力。
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（1）若粒子能沿着 轴正方向直线运动，求初速度 ；
（2）若粒子以初速度 入射时，粒子的运动轨迹如图甲所示，求该粒子运动到 时的速度大小 ；
（3）现只改变入射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹( 曲线)不同，但具有
相同的空间周期性，如图乙所示；同时，这些粒子在 轴方向上的运动( 关系)是简谐运动，且都有相
同的周期 。
①求粒子在一个周期 内，沿 轴方向前进的距离 ；
②当入射粒子的初速度大小为 时，其 图像如图丙所示，求该粒子在 轴方向上做简谐运动的振幅
。
【答案】（1）
（2）
（3） ，
【解析】
【小问 1 详解】
粒子沿 x 轴直线运动，则有
解得
【小问 2 详解】
由于洛伦兹力不做功，只有电场力做功，由动能定理有
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解得
【小问 3 详解】
①由图乙可知，所有粒子在一个周期 T 内沿 轴方向前进的距离相同，即都等于恰好沿 轴方向匀速运动的
粒子在 T 时间内前进的距离。设粒子恰好沿 轴方向匀速运动的速度大小为 ，有
又
联立可得
②设粒子在 轴方向上的最大位移为 （图丙曲线的最高点处），对应的粒子运动速度大小为 （方向沿
轴），因为粒子在 方向上的运动为简谐运动，因而在 和 处粒子所受的合外力大小相等，方向
相反，则
由动能定理有
又
联立解得
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