2023學年下學期高二年級學科綜合素養(yǎng)評估

物理

本試卷共4頁，共15小題，滿分100分。考試用時75分鐘。

注意事項：

1.開考前，考生務(wù)必用黑色字跡的鋼筆或簽字筆將自己的姓名、班級、考號等信息填寫在

答題卡指定區(qū)域內(nèi)。用2B鉛筆在答題卡相應(yīng)位置上填涂考號。

2.選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑，如需改動，

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案；不能答在試卷上。

3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案須寫在答題卡上各題目指定區(qū)域內(nèi)

的相應(yīng)位置上，不得使用涂改液，不得使用計算器。不按以上要求作答的答案無效。

4.考生必須保證答題卡的整潔。

一、單項選擇題，本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有

一個選項正確。

1.關(guān)于電磁學的相關(guān)理論，下列正確的是()

A.某點的磁場方向與該點的正電荷所受磁場力方向相同

B.穿過某一回路的磁通量變化越大，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大

C.將一小段直導線放在磁場中，若導線不受安培力則此處磁感應(yīng)強度一定為0

D.若把+4改為-4,且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變

【答案】D

【解析】

【詳解】A.某點的磁場方向與放在該點的小磁針的N極所受磁場力方向相同，故A錯誤；

B.穿過某一回路的磁通量變化越大，磁通量變化率不一定越大，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不一定越大，故

B錯誤；

C.當導線中電流方向與磁場方向平行時，導線不受安培力，故將一小段直導線放在磁場中，若導線不受安

培力則此處磁感應(yīng)強度不一定為0,故c錯誤；

D.根據(jù)左手定則以及洛倫茲力公式

F=qvB

若把+q改為-q,且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變，故D正確。

故選D。

2.下列各圖中，已標出電流/及其產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度2的方向，其中正確的是(

【答案】c

【解析】

【詳解】A.圖A,由安培定則可知，直線電流/的方向向上，則電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度2的方

向，右側(cè)向里，左側(cè)向外，A錯誤；

B.圖B,由安培定則可知，直線電流/的方向向外，則電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度2的方向，應(yīng)是逆

時針方向的同心圓，B錯誤；

C.圖C,由安培定則可知，環(huán)形電流/中心產(chǎn)生磁場磁感應(yīng)強度2的方向向上，C正確；

D.圖D,由安培定則可知，通電螺線管電流/從右向左，在內(nèi)部產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度8的方向應(yīng)是向

右，D錯誤。

故選C。

3.兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，=1kg,=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s。

當A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是（）

A.丫人'=5m/s，VB'=2.5m/s

f

B.=2m/s>vB=4m/s

C.VA'=Tm/s，4=7m/s

f

D.v；=7m/s>vB=1.5m/s

【答案】B

【解析】

【詳解】AD.由于兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，必須滿足動量守恒定律，即

以以+mBVB=mAVA+

可知四個選項均滿足；另外碰后A速度應(yīng)該小于B的速度，否則要發(fā)生第二次碰撞，不符合實際，故AD

錯誤；

BC.同時碰撞還因該滿足能量守恒定律，即

191，2

2m八+-?BFB-gmyj+萬

C選項中兩球碰后的總動能為

反=，〃AVA2=57J

大于碰前的總動能

￡mV2

k=1AA+17%VB?=22J

違背了能量守恒定律；而B項既符合實際情況，也不違背能量守恒定律，故B正確，C錯誤。

故選B。

4.下列給出了與感應(yīng)電流產(chǎn)生條件相關(guān)的四幅情景圖，其中判斷正確的是（）

/逐漸增大

----->--------

T

A.圖甲磁鐵向右插入不閉合線圈的過程中，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

B.圖乙正方形金屬線圈水平向右移動的過程中，正方形線圈中會有感應(yīng)電流

C,圖丙閉合導線框以其任何一條邊為軸在磁場中旋轉(zhuǎn)，都能產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.圖丁水平放置的圓形線圈直徑正上方通有逐漸增大的電流，圓線圈中有感應(yīng)電流

【答案】A

【解析】

【詳解】A.圖甲中磁鐵向右插入不閉合線圈，線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢由于線

圈不閉合，線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確；

B.圖乙中正方形金屬線圈水平向右移動，由于線圈的磁通量保持不變，矩形線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B

錯誤；

C.圖丙中的閉合導線框，若以豎直邊為軸在磁場中旋轉(zhuǎn)，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；

D.圖丁中水平放置的圓形線圈直徑正上方導線中電流增大，線圈的磁通量一直為零，保持不變，線圈中

沒有感應(yīng)電流，D錯誤。

故選A?

5.如圖，2022年9月2日凌晨，神舟十四號航天員乘組圓滿完成第一次出艙活動，中國宇航員此次出艙活

動也向世界展現(xiàn)了中國的最前沿科技一一空間站核心艙機械臂；假設(shè)一個連同裝備共90kg的航天員，離開

空間站太空行走，在離飛船12m的位置與空間站處于相對靜止的狀態(tài)。裝備中有一個高壓氣源，能以60

m/s的速度噴出氣體。航天員為了能在2min內(nèi)返回空間站，他需要在開始返回的瞬間至少一次性向后噴出

氣體的質(zhì)量是（不計噴出氣體后航天員和裝備質(zhì)量的變化）（

A.0.1kgB.0.13kgC.0.15kgD.0.16kg

【答案】C

【解析】

【詳解】設(shè)噴出氣體后宇航員及裝備獲得的反沖速度大小為u,則

x12

M=—=---m/s=0.1m/s

t2x60

設(shè)裝備和宇航員總質(zhì)量為一次性向后噴出氣體的質(zhì)量是相。噴出的氣體速度大小為v,對于噴氣過程，

取噴出的氣體速度方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律有

0=mv-Mu

解得

m=0.15kg

故ABD錯誤，C正確。故選C。

6.如圖為法拉第圓盤發(fā)動機的示意圖，半徑為廠的銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、。分別與圓盤

的邊緣和銅軸接觸.圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場8中，繞。軸以角速度。沿俯視看順時針方向勻速

轉(zhuǎn)動，關(guān)于流過電阻R的電流，不計銅盤及導線的電阻，下列說法正確的是（）

A.由。到b,I—83B.由b到a,I—Br'co

RR

2

C.由a到b,I—&①D.Bra)

由b到a,I—

2R2R

【答案】D

【解析】

【詳解】由右手定則可知,電阻R上的電流從6到①電流大小為

12

77—Bcor~2

EoBDear

TI=—=--------=-------

RR2R

故選D。

7.如圖甲，圓形導線框固定在勻強磁場中，磁場方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定垂直平面向里為磁場的

正方向，磁感應(yīng)強度8隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定逆時針方向為感應(yīng)電流的正方向，則圖中正

【解析】

【詳解】由圖乙可知，。?1S內(nèi)磁感應(yīng)強度8垂直紙面向里且均勻增大，則由楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)

定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，方向為逆時針方向，1:2s內(nèi)，磁感應(yīng)強度B垂直紙面向外且均勻

增大，則由楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，方向為順時針方向，感應(yīng)電

流大小與0?1s內(nèi)電流大小相等，2~4s內(nèi)，磁感應(yīng)強度2垂直紙面向外且均勻減小，由楞次定律可得線

圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為逆時針方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電流大小是0?1s內(nèi)的一半。

故選B。

二、多項選擇題，本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多

項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得。分。

8.回旋加速器的原理如圖所示，它由兩個銅質(zhì)D形盒Di、D2構(gòu)成，其間留有空隙。下列說法正確的是

A.粒子在回旋加速器中增加的動能來源于磁場能

B.同一粒子出射時的動能大小與加速電壓的大小無關(guān)

C.從理論上講，只要無限增大D形盒半徑和磁感應(yīng)強度，就能使粒子的出射動能無限大

D,同一粒子從加速器出射時速度大小只與D形盒的半徑大小及磁場的磁感應(yīng)強度大小有關(guān)

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.回旋加速器中是依靠電場使粒子加速、用磁場使粒子偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力不做功，所以粒子增加

的動能來源于電場能，故A錯誤；

B.加速電壓為U時，每一次加速獲得的動能相同都等于Uq,根據(jù)

1*7712

qBv,,Ehn=-mVm

R

得到飛出時的最大動能為

B2q2R2

2m

其中是q電量大小、8是磁感應(yīng)強度、R是形盒半徑、機是粒子的質(zhì)量，E/山與加速電壓大小無關(guān)，故B

正確；

D.同一粒子從加速器出射時速度大小

m

m

同一粒子從加速器出射時速度大小只與D形盒的半徑大小及磁場的磁感應(yīng)強度大小有關(guān)，故D正確；

C.由相對論可知，高速的粒子，由于速度增大粒子質(zhì)量增大，粒子在磁場中做圓周運動的周期逐漸增

大，但是電場的變化周期沒有變化，不能保證一直加速到動能無限大，故c錯誤。

故選BD。

9.如圖所示，自感線圈L的自感系數(shù)很大，電阻可忽略不計，定值電阻的阻值為與，小燈泡的電阻為

冬，已知N〉&，則（)

LR\

A.開關(guān)閉合瞬間,小燈泡立即變亮

B.開關(guān)閉合瞬間,小燈泡逐漸變亮

開關(guān)斷開瞬間,小燈泡逐漸變暗

D.開關(guān)斷開瞬間,小燈泡先閃一下，而后逐漸變暗

【答案】AC

【解析】

【詳解】AB.開關(guān)S閉合后，通過線圈L的電流逐漸增大，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，阻礙電流的增大，燈

泡與線圈L并聯(lián)，不影響通過燈泡的電流，故燈泡會立刻變亮，故A正確，B錯誤;

CD.開關(guān)S閉合，待穩(wěn)定后，由于用〉凡，流過凡的電流小于流過冬的電流，開關(guān)S斷開瞬間，線圈

由于自感，阻礙電流的減小，線圈、燈泡組成閉合回路，故小燈泡逐漸變暗，故C正確，D錯誤。

故選AC?

10.如圖所示，電阻不計的水平導軌間距0.5m,導軌處于磁感應(yīng)強度8=5T、方向與水平面成1=53°

角斜向左上方的勻強磁場中。導體棒油垂直于導軌放置且處于靜止狀態(tài)，其質(zhì)量〃z=lkg,電阻

H=0.9O,與導軌間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,電源電動勢￡=10V、內(nèi)阻r=0.1O,定值電阻的阻值

R0=4Q。不計定滑輪的摩擦，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，細繩對油的拉力沿水平方向,

sin53°=0.8,cos530=0.6,下列結(jié)論鑼^的是（）

A.重物重力G最小值是1.5N

B.重物重力G最大值是7.5N

C.導體棒必受到的摩擦力方向一定向右

D.導體棒仍受到的安培力大小為5N,方向水平向左

【答案】ACD

【解析】

【詳解】D.根據(jù)閉合電路的歐姆定律

E=/(R+&+r)

可得

/=2A

導體棒仍受到的安培力為

F”BIL=5N

方向垂直磁場方向朝右上，與水平面呈37。角，故D錯誤；

A.對導體棒仍受力分析，如圖所示

fm=pi(mg-FAcos53°)=3.5N

當導體棒就受到摩擦力等于最大靜摩擦力，且方向向左時，重物重力G最小，最小值為

Gmm=%sin53。-￡=0.5N

故A錯誤；

B.當導體棒仍受到的摩擦力等于最大靜摩擦力，且方向向右時，重物重力G最大，最大值為

Gmax=Asin53°+￡=7.5N

故B正確；

C.重物重力大小未知，導體棒必受到的摩擦力方向可能向右，也可能向左，故C錯誤。

本題選擇錯誤的，故選ACD。

三、非選擇題，共54分。

(-)實驗題：把答案填在答題卡對應(yīng)橫線上。本題共2題，共16分。

11.如圖所示的器材可用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其中L］、L2為兩個線圈，G為靈敏電流計。

(1)在答題卡上將圖中所缺導線補接完整

(2)如果閉合開關(guān)瞬間發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏，電路穩(wěn)定后，將L1迅速從L?中抽出時，電流計的

指針將偏(選填“向右”“向左”或“不會”)；

(3)將L?插入L2中，閉合開關(guān)后，下列操作可使L?中感應(yīng)電流與L］中電流繞行方向相反的是

A.在L］中插入軟鐵棒B.拔出L1

【解析】

【小問1詳解】

將L2與靈敏電流計G連接構(gòu)成閉合回路，將Li與滑動變阻器、電源和開關(guān)連接，產(chǎn)生磁場，電路圖如圖

所示

【小問2詳解】

如果閉合開關(guān)瞬間發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏，表明磁場方向一定，穿過線圈L2的磁通量增大時，靈敏

電流計的指針向右偏，可知，電路穩(wěn)定后，將Li迅速從L2中抽出時，穿過線圈L2的磁通量減小，電流計

的指針將偏向左。

【小問3詳解】

A.在Li中插入軟鐵棒，穿過線圈L2的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向一

定相反，根據(jù)安培定則可知，L2中感應(yīng)電流與L1中電流的繞行方向相反，故A正確；

B.拔出Li,穿過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向一定相同，根據(jù)

安培定則可知，L2中感應(yīng)電流與Li中電流的繞行方向相同，故B錯誤；

C.將變阻器滑片向右移動，滑動變阻器接入電阻增大，電路中電流減小，線圈Li產(chǎn)生磁場減弱，穿過線

圈L2的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向一定相同，根據(jù)安培定則可知，L2

中感應(yīng)電流與LI中電流的繞行方向相同，故C錯誤；

D.斷開開關(guān)，穿過線圈L2的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向一定相同，

根據(jù)安培定則可知，L2中感應(yīng)電流與L1中電流的繞行方向相同，故D錯誤。

故選A。

12.如圖甲所示，用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的

動量關(guān)系。

(1)若入射小球質(zhì)量為㈣，半徑為可，被碰小球質(zhì)量為冽2，半徑為馬，則應(yīng)滿足

A.mx>m2,q〉々B.r1>r2

C.叫〉冽2，4=GD.班<也，「=q

(2)圖中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球㈣多次從斜軌上S位置靜止釋

放，找到其平均落地點的位置尸，測量平拋射程。尸，然后，把被碰小球冽2靜止于軌道的水平部分，再將

入射小球㈣從斜軌上S位置靜止播放，與小球冽2相撞，并多次重復。接下來要完成的必要步驟是

(填選項的符號)

A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量機1、機2

B.測量小球㈣開始釋放高度〃

C.測量拋出點距地面的高度X

D.分別找到叫、M2相碰后平均落地點的位置〃、N

E.測量平拋射程31、ON

(3)若兩球相碰前后的總動量守恒，則應(yīng)滿足的表達式為(用(2)中測量的量表示)；若碰

撞是彈性碰撞，則還應(yīng)滿足的表達式為(用(2)中測量的量表示)。

(4)落點尸處的痕跡如圖乙所示，其中刻度尺水平放置，且平行于S、。、P所在的平面，刻度尺的票點

與。點對齊，則平拋射程0P應(yīng)取為cm。

【答案】(1)C(2)ADE

222

(3)①.rn^OP=m^OM+m2ONn\OP=miOM+m2ON

(4)48.10##48.12##48.11##48.09##48.08

【解析】

【小問1詳解】

驗證動量守恒定律實驗中，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系，為保證碰撞在水平方向

上，兩個小球的球心的高度要相等，即兩個小球的半徑要相等；同時，為保證入碰小球不反彈，需要入碰

小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，即班＞m2。

故選C。

【小問2詳解】

要驗證動量守恒定律定律，即驗證

m1Vo=m1Vl+m2v2

小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以r得

叫%%=叫卬+m2V2t

得，因此實驗需要過程為

m10P=rr^OM+m2ON

測量兩球的質(zhì)量、確定落點從而確定小球的水平位移。

故選ADEo

【小問3詳解】

［1］由（2）可知，實驗需要驗證

m10P=rr^OM+m2ON

⑵若碰撞是彈性碰撞，滿足動能守恒，則

12121，

5mly0=/%

又

OP=vot

OM=vYt

ON=v2t

得

2

m10P2=n^OM+m2ON~

【小問4詳解】

用一個圓將所有的點圈起來，圓心的位置就是平均落點位置，根據(jù)圓可得圓心的位置大約在48.10cm處。

（二）計算題：本題共3題，共38分。按題目要求在答題卡的指定區(qū)域內(nèi)作答，超出答題框

的不給分，解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要步驟，只寫出最后答案的不能得

分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

13.蹦床是一項運動員利用蹦床的反彈在空中展示雜技技巧的競技運動，有“空中芭蕾”之稱。一名質(zhì)量

為60kg的運動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由落下，與網(wǎng)接觸0.8s后豎直向上蹦回到離水平網(wǎng)面1.8m

高處。運動過程不考慮肢體動作對重心的影響，重力加速度g=10m/s2,從開始下落到至與網(wǎng)接觸前，重

力對人的沖量大小為_NS,人與蹦床接觸過程中，蹦床對人的平均作用力大小為_N。

【答案】①.480②.1650

【解析】

【詳解】口］設(shè)人自由下落與網(wǎng)接觸瞬間，所用時間為乙，速度為％,則

,1，

%=~^r

匕=g。

解得

%=0.8s

匕=8m/s

從開始下落到至與網(wǎng)接觸前，重力對人的沖量大小為

I=mgtl=60xl0x0.8N-s=480N-s

⑵設(shè)人豎直彈起上升到最高點過程中所用時間為12,彈起瞬間速度大小為％,則根據(jù)逆向思維分析有

712

h2=-St2

%=gt]

解得

t2=0.6s

v2=6m/s

設(shè)人與蹦床接觸過程中，蹦床對人的平均作用力為「取向上為正方向，根據(jù)動量定理有

(F-mg)t=mv2-(一根匕)

解得

F=1650N

14.真空區(qū)域有寬度為d、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向如圖所示，MN、PQ是磁場的邊界。質(zhì)

量為〃八電荷量為4的粒子(不計重力)沿著與MN夾角。為60°的方向射入磁場中，剛好沒能從尸。邊

界射出磁場。求

(1)粒子離開磁場位置到入射點的距離；

(2)在磁場中運動的時間。

O/Q471m271m

【答案】（1）正電粒子，注d，負電粒子，2Gd;（2）正電粒子，。=二二，負電粒子，人=丁］

33qB3qB

【解析】

【詳解】（1）若粒子帶正電，其運動軌跡如圖所示

若粒子帶負電，其運動軌跡如圖所示

\MP

由題意及幾何知識可知，無論粒子帶正電還是負電，粒子離開磁場位置到入射點的距離相同；當粒子所帶

電荷為正電荷時，由幾何關(guān)系可得

R+Rcos0-d

粒子離開磁場位置到入射點的距離

△/=2Rsin6="d

3

當粒子所帶電荷為負電荷時，由幾何關(guān)系可得

r-rcos0=d

△/'=2rsin6=2島

(2)由題意及上述分析可得，洛倫茲力提供向心力，有

V2

qvB-m—

R

結(jié)合周期公式

17lR

1二----

V

聯(lián)立可得

Ijim

1-----

qB

當粒子所帶電荷為正電荷時，由上述分析可得，粒子運動的圓心角為240。，則運動時間

2f4萬機

t=-T=----

x33qB

當粒子所帶電荷為負電荷時，由上述分析可得，粒子運動的圓心角為120。，則運動時間

1fIjim

%=-T=----

233qB

15.如圖所示，沿水平固定的平行導軌之間的距離L=lm，導軌的左側(cè)接有定值電阻R,圖中虛線的右側(cè)

存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小3=2T。質(zhì)量%=lkg、阻值廠=1Q的導體棒尸。垂直導軌放

置，在導體棒上施加水平外力E進入磁場前導體棒向右做勻加速運動，進入磁場后保持水平外力尸的功

率不變，經(jīng)過一段時間導體棒做勻速直線運動，整個過程導體棒的速度v