2023年高二物理学业水平试题及答案

1.下列说法正确的是（）

A.穿过闭合电路的磁通量不为零时，闭合电路中感应电流可能为零

B.磁场是一种为研究物理问题而假想的物质

C.£上和8上都采用了比值定义法，场强E的方向与电场力F的方向相同或相反，磁

qIL

感应强度B的方向与安培力F的方向相同或相反

D.安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的

2.如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，£是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相

等，电键S先闭合然后再断开，则（）

A.S闭合后，A立即亮而B、C慢慢亮

B.S闭合后，B、C立即亮而A慢慢亮

C.S断开后，B、C先变亮然后逐渐变暗

D.S断开后，A先变亮然后逐渐变暗

3.如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车段是半径为R的四分之一

光滑圆弧轨道，8c段是长为Z,的水平粗糙轨道，两段轨道相切于8点。一质量为机的

滑块（可视为质点）从小车上的Z点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入8c轨道，最后

恰好停在C点。已知M=3〃?，滑块与轨道8c间的动摩擦因数为出重力加速度为g。则

下列说法正确的是（）

A.滑块从/滑到C的过程中，滑块和小车蛆成的系统动量守恒

B.滑块滑到8点时的速度大小为而

C.滑块从/滑到C的过程中，滑块的位移大小为乳&④

4

D.水平轨道的长度L区

4.如图(a)所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形

单匝导线框abed绕与磁感线垂直的转轴ah匀速转

动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图

(b)所示，线框总电阻为5C,则()

A.线圈的转速为100r/s

B.线框转动一周，cW边产生的焦耳热为3.87J

C.在。〜0.01s时间内，通过线框某一横截面的电荷量约为0.02C

D.当线框平面与中性面的夹角为45。时，线框产生的电动势的大小为22V

5.信息时代，霍尔元件被广泛应用.如图所示，宽度为从厚度为〃的P型半导体霍尔元件,

其载流子主要为带正电的空穴(为简化不考虑电子的导电)，电荷量为q,单位体积内空穴

数为“，.将它放在与之垂直的磁感应强度大小为8=8ocosof的匀强磁场中.当恒定电流

/通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生交流电压，这样就实现了将直流输入

转化为交流输出.在元件的前后两个侧面接入交流电压表(图中未画出)，则电压表示数为

()产

C.D.-^-coscotI

nqhnqh

6.质量为A/的小车，以速度v在光滑水平面上前进，车上站着质量为力的人，当人以相对

车的速度w向车后水平跳出，车速变为四。若取vo方向为正，则()

A.vo=MvB.(w+A/)vo=Mv-mu

C.(,m+M)vo=Mv-m(u-v)D.(m+M)vo=Mv+m(M+V)

7.地磁场对宇宙高能粒子有偏转作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简

化为如图所示，O为地球球心、R为地球半径，地磁场只分布在半径为R和2R的两边界

之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为8,方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正

电高能粒子流以相同速度垂直脑V沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为〃八电荷量

均为夕，不计粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是()一_____一必

A.粒子无论速率多大均无法到达右侧地面——x

B.若粒子速率为侬，正对着。处入射的粒子恰好可以到达地面-xX.

m一一•.x/

\玄y

C.若粒子速率为斗理，入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达地面T---------V

2niN

D.若粒子速率为磔，入射到磁场的粒子均可以到达地面

2m

8.如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源£导轨平面与水平面间的夹

角外30。，金属杆M垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度

为8的匀强磁场中。当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆仍刚好处于静止状态，要

使金属杆能沿导轨向下运动，可以采取的措施是（）

A.增大磁感应强度8

B.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变

C.将磁感应强度B沿顺时针方向旋转至竖直向上

D.调节滑动变阻器滑片向下滑动

9.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为“1：“2=2：1,输入端接在〃=30/sin（100MV

的交流电源上，用为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻&=10。，电表均为理想电表。下

列说法正确的是（）

A.当凡=0C时，若将电流表换成规格为“5V5W”的灯泡,

灯泡能够正常发光

B.当Ri=10C时，电压表的读数为6V

C.当Ri=10C时，电流表的读数为1.2A

D.当Ri=2。。时，&的功率为2.5W

10.如图所示光绝缘滑轨道中间部分水平，左右为对称斜面，在水平部分中间外6两直线

间有垂直纸面的匀强磁场，一金属小圆环从左边斜面的/点由静止滑下，到达直线。刚

要进入磁场时速度为V,经过直线4全部进入磁场时速度为方，圆环继续向右运动到右边

斜面，最高能到达8点，然后又往回渭•，滑至左边斜面，最高能到达C点，这样来回运

动,设高度差为/ZAB，8c高度差为/7BC，下列说法正确的是（）

A.AAB=/ZBC

B.〃AB>〃BC

C.金属小圆环一共通过b线4次

a

D.金属小圆环一共通过a线8次

11.如图所示，LC电路中，电容C为0.4pF,电感L为ImH。己充电的平行板电容器两极

板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时,

灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，

下列说法正确的是（）

A.TtxlO-5s时，回路中电流变化最慢

B.27rxi0为时，灰尘的速度最大

C.27txi0区时,线圈中磁场能最小

D.27txi0为时，灰尘的加速度最大

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12.（6分）某压力传感器火是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器，其电阻R随压力厂

变化的函数式为尺=22-0.01F（F和7?的单位均为相应国际单位）。已知电源电动势为E

=9V,r=lQ,理想电流表A量程为0〜3A,踏板的质量可忽略不计。学习小组按下图

连接这些器材，将该理想电流表A刻度改成相应的踏板所受压力值即制成一个测量人体

重的电子秤。

（1）该电子秤最大值为N；

（2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表A刻度

盘A处（保留2位有效数字）；

（3）若电源使用一段时间后，电动势E减小，内阻厂增大，则该电

子秤测量值比真实值（填“偏大”或“偏小”）。

13.（8分）用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块/和8相碰的端面上装有

弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。

（1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块/,轻推一下滑块其通过光电门

1和光电门2的时间分别为A”、加2,当A/2（填”或“<”），则说

明气垫导轨水平。

（2）实验开始前滑块4置于光电门1的左侧，滑块8静置于两光电门间的某一适当位置.

给力一个向右的初速度，通过光电门1的时间为乙，/与8碰撞后才通过光电门1的时

间为f2,8通过光电门2的时间为白。为完成该实验，还必需测量的物理量有«

A.遮光片的宽度dB.滑块/的总质量M

C.滑块8的总质量m2D.光电门1到光电门2的间距L

（3）若在误差允许的范围内满足表达式,则表明两滑块碰撞过程中动量守恒。

（4）若还满足表达式，则表明两滑块的碰撞为弹性碰撞。

14.（12分）如图所示，在虚线边界上方区域有磁感应强度为8的匀强磁场，A/N为磁场边

界上的长度为2a的接收屏，OO'与OW垂直，。。'和。'”的长度均为在。点的电子

源可大量发射方向平行于边界向右、速度大小不同的电子。已知电子的质量为〃?、电荷

量为-e,不计电子间的相互作用，电子打到接收屏上即被吸收。求：

（1）能打到接收屏上的电子最小速度Vmin；

（2）打到接收屏上的电子在磁场中运动的最短x0^—-►XXXXXX

।

।

।

XXXXXXXX

1

1

1

1

X;xXXXXXX

O'MN

15.（14分）如下图所示，在倾角族37。的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨（电阻可忽

略不计），相距L=1.0m。导轨处于磁感应强度8=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨

平面向上，下端接有一阻值为R=0.4C的电阻。一根质量〃尸1.0kg、电阻尸0.1。的导体棒

垂直跨放在导轨上，该导体棒与导轨间的动摩擦因数〃=0.5。导体棒受到平行于导轨

向上的F=12N恒定外力作用，由静止开始沿导轨向上加速运动，运动位移为x=lm时速

度达到最大，重力加速度g=10m/s2。求：\

（1）导体棒最大加速度的大小；B/

（2）导体棒最大速度的大小；/

（3）导体棒从静止到最大速度的过程中电阻E上产生的焦耳热。

RN

16.(16分)如图所示，置于水平地面上用不同材料制成的48两滑块质量分别为〃?A=3kg,

机B=lkg(都可以看成质点)，与地面间的动摩擦因数分别为"A=0.1,〃B=0.2。某时刻它们

自相隔xo=1.5m的两位置分别以VA=8m/s、VB=7m/s沿同一直线水平向右运动，8在前、/

在后，最终都停在地面上。已知/、8两滑块间的碰撞为弹性碰撞。求在整个运动过程中：

(1)/1.8两滑块间的最大距离Xmax；

(2)最终都停下来时A,B两滑块间的距离以；，7/7I，，/,，，，

(3M滑块与地面间因摩擦产生的热量小。

题号1234567891011

答案ABDDBDCBCACBCACD

12.（6分）2000；0.39：偏小。（每空2分）

13.（8分）=；BC；—=—四,也=烈+四*）

t2'tl24t22（力

14.（12分）（1）ymin="'"；（2）371tm

?min=

m180^

（1）电子打到加点时，在磁场中运动的圆周半径最小（设为区加），此时有

最小速度Vmin。由洛伦兹力提供向心力得：

Rmin

又几何关系得：Rmin=a②

联立①②解得：Vmin=&

③

m

（2）打到N点的电子在磁场中运动的时间最最短（此时圆心角最小，设为0）,半径、速度最

大（分别设为Rmax、-max），由几何关系得：（凡吹4+国产&蕨,得：Rmax=5a④

故：sin以,即：月37°

3a/⑤

Hmax5

据evma*8=gW及7=迪*得：7=酗

⑥

RmaxVmaxeB

又小端T

⑦

377m

联立⑤⑥⑦：fmin=⑧

\S0eB

说明：第（1）问5分：①②各2分、③1分;

第（2）问7分：④⑥各2分、⑤⑦⑧各1分。

15.（14分）（1）2m/s2；（2）lm/s（3）1.2J。

（1）导体棒开始运动时有最大加速度Qmax，由牛顿第二定律得：F-mgs\nO-f=mamax①

又户W"gcos0②

2

联立①②解得：amax=2m/s③

（2）导体棒沿导轨向上做加速度减小的变加速运动，当加速度减为0时有最大速度Umax，

则:F-mgsinO-f-BImaxL=O④

T8£ymax

又^max=~~⑤

R+r

联立②④⑤解得：Vmax=lm/S

（3）对导体棒从开始运动至达到最大速度过程中由动能定理得:

Fx-mgxsinO-iimgxcosO-沙克安弓用Unw?

⑦

又据功能关系得：W^\E产。R+0.⑧

而25⑨

Q>r

联立⑥⑦⑧⑨得：QR=\.2]⑩

说明：第(1)问4分：①2分、②③各1分；第(2)问4分：④2分、⑤⑥各1分;

第(3)问6分：⑦⑧各2分、⑨⑩各1分。

16.(16分)(1)(l)2m；(2)1.75m；(3)72J»

(1)A,8一碰前间距逐渐减小，设经力即将一碰:

VA/l-^//AgZl2-(VB/l-^//Bg/|2)=XO>解得：/|=1S(-3S舍)①

此时8的速度分别为：VAI=VA-//Ag?1=7m/sVBi=VB-〃Bg〃=5m/s②

A,B一碰中动量与动能均守恒：/nAVA1+wBVB1=WAVA2+WBVB2③

-WAVA|2+^MlBVBI2=^WAVA22+^-/nBVB22④

2222

+4日用A-加B.2mB/一加A.2加A/自

联乂得：VA2=-------------PA1+-------------^Bl=6m/S,VB2=-------------VB1+--------------rAl=8om/S©

加A+〃?BWA+AWBmA+阳B

一碰后Z、8间距逐渐增大，设再经f2等速为u等，A,8间距最大为