精品解析：山东省泰安市新泰市紫光实验中学2024-2025学年高三上学期10月第一次月考测试物理试卷

新泰市紫光实验中学2024—2025学年10月份第一次月考测试高三年级物理试卷 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（共24分） 1. 飞机水平飞行时向下投弹，不计空气阻力，下列四幅图中正确表示炮弹加速度方向的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，纸面内以O点为圆心的圆周上有M、N、A、B四个点，MN、AB为直径且互相垂直。若将两根直导线垂直于纸面放在M、N处，并通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流。下列说法正确的是（　　） A. O点磁感应强度的方向由O指向B B. O点的磁感应强度大小为零 C. A、B两点磁感应强度相同 D. A点的磁感应强度方向与MN连线平行且方向向左 3. 如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是（　　） A. 导线通电后其下方小磁针偏转 B. 闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动 C. 通电导线在磁场中运动 D. 金属杆切割磁感线运动 4. 试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为，每张答题卡的质量为，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向右运动，下列是说法正确的是（　　） A. 后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左 B. 第5张纸与第6张纸之间摩擦力大小为 C. 最后一张答题卡受到摩擦片摩擦力为零 D. 5. 今年春节前后的两场冻雨突袭我省部分地区，造成了诸多交通不便。某路段上一辆卡车为紧急避险刹车，车轮抱死。与未结冰时相比较，卡车在冰冻路面上滑行时（ ） A. 惯性更大 B. 加速度更大 C. 滑行距离更近 D. 滑行时间更长 6. 为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做的粗一点，这是因为导体的电阻与下列哪种因素有关（　　） A. 密度 B. 质量 C. 横截面积 D. 长度 7. 通电长直导线在其周围某点产生的磁场的磁感应强度大小满足，其中k为常量，r为该点到直导线的距离，I为直导线中的电流。如图所示，在平面直角坐标系内位置和位置分别放置两根通过电流均为I。电流方向分别为垂直纸面向外和向里的长直导线，在距为的某点处放置第三根通电长直导线，其电流方向垂直纸面向里，使得P点的磁感应强度为零，则第三根通电长直导线的位置坐标及电流分别为（　　） A. ，I B. ， C. ，I D. ， 8. 如图所示为无线充电宝给手机充电的工作原理图。充电时，手机与阻值R2Ω的电阻串接于受电线圈两端c和d，并置于充电宝内的送电线圈正上方，送电线圈与受电线圈的匝数比为1∶3，两线圈自身的电阻忽略不计。当ab间接上3V的正弦交变电流后，手机两端的输入电压为5V，流过手机的电流为1A，则（　　） A. 受电线圈cd两端的输出电压为9V B. ab端的输入功率为7W C. 流经送电线圈的电流为3A D. 充电效率一定小于55.6% 二、多选题（共16分） 9. 2021年11月1日，央视实地报道了一种新型消防用电磁炮发射的新闻。电磁发射是一种全新的发射技术，通过电磁发射远程投送无动力的炮弹，可以实现比较高的出口速度，且它的能量是可调控的。电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（　　） A. 只将弹体质量减至原来的二分之一 B. 只将轨道长度变为原来的2倍 C. 只将电流增加至原来的2倍 D. 将弹体质量减至原来的一半，轨道长度变为原来的2倍，其它量不变 10. 关于动量，下列说法正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体，动量不变 B. 做匀变速运动物体，它的动量一定在改变 C. 物体的动能变化，动量也一定变化 D. 甲物体动量，乙物体动量，所以 11. 甲、乙两辆玩具汽车，质量分别为，在光滑水平面上沿同一直线运动，速度分别是，，甲从后面追上乙，并发生正碰，碰后两物体的速度有可能是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 12. 如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的两矩形滑块A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的两倍。两种射入过程相比较（　　） A. 射入滑块A的子弹速度变化大 B. 整个射入过程中两滑块受的冲量不一样大 C. 射入滑块A中时阻力对子弹做功是射入滑块B中时的两倍 D. 两个过程中系统产生的热量相同 三、实验题（共16分） 13. 某实验小组研究可拆式变压器原副线圈电压与匝数间的关系时发现标签脱落，变压器简图如图所示，为了查清原副线圈匝数，进行了如下操作： （1）原线圈接电压为的交流电源，原线圈匝数为，当副线圈匝数分别为、时，用交流电压表测得副线圈两端电压分别为、，若变压器为理想变压器，则原副线圈匝数__________（用、、表示），__________（用、、表示）。 （2）实验小组又找到一标签齐全的变压器，更换变压器后选择原副线圈匝数分别为、的绕组，然后原线圈接电压为的交流电源，用交流电压表测得副线圈两端电压为，改变输入电压的大小，获得多组数据后绘制图线发现是一条直线，斜率为k，由于铁芯存在漏磁，比较k与的值可以得到该变压器原副线圈电压之比__________（选填“大于”“等于”或“小于”）原副线圈匝数之比。 14. 为了探究电磁感应现象，如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。 （1）如图1所示，下列操作中，电流表的指针不发生偏转的是（ ） A．将条形磁铁放在线圈中不动 B．将条形磁铁插入线圈 C．将条形磁铁从线圈中拔出 D．将条形磁铁从图示位置向左移动 （2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知： （a）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，灵敏电流计的指针_______（填“左偏”、“不动”、“右偏”）； （b）将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针_______（填“左偏”、“不动”、“右偏"）。 （3）某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其可能的原因_______。 A．开关接线柱断路 B．电流表的正负极接错 C．线圈B的接头接反 D．蓄电池的正负极接反 四、计算题（共44分） 15. 速度为的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的4倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。 16. 如图所示，小明站在静止在光滑水平面上小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v向右匀速运动．已知木箱的质量为m，人与车的总质量为2m，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求： (1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动速度v2的大小． 17. 如图所示，以O点为圆心、R为半径的圆形区域内，存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，电子在电子枪中由静止加速后沿AO方向垂直进入磁场区域，偏转后从M点射出并垂直打在荧光屏PQ上的N点。已知荧光屏PQ平行于AO，电子的质量为m、带电荷量为e，不计电子受到的重力，求： （1）电子在磁场中的运动时间t； （2）电子枪中的加速电压U。 18. 如图1所示，在光滑的水平面上有一质量m=1kg、足够长的U型金属导轨PQMN，导轨间距L=0.5m，QN段电阻r=0.3Ω，导轨其余部分电阻不计。紧靠U型导轨的右侧有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1.0T的匀强磁场。一电阻R=0.2Ω的轻质导体棒ab垂直搁置在导轨上，并处于方向水平向左、磁感应强度大小亦为B=1.0T的匀强磁场中，同时被右侧两固定绝缘立柱挡住，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，在棒ab两端接有一理想电压表（图中未画出）。t=0时，U型导轨QN边在外力F作用下从静止开始运动，电压表显示的示数U与时间t的关系如图2所示。经过t=2s的时间后撤去外力F，U型导轨继续滑行直至静止，整个过程中棒ab始终与导轨垂直。求： （1）t=2s时U型导轨的速度大小； （2）外力F的最大值； （3）撤去外力F后，U型导轨继续滑行的最大位移； （4）撤去外力F后的整个滑行过程中，回路中产生的焦耳热Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新泰市紫光实验中学2024—2025学年10月份第一次月考测试高三年级物理试卷 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（共24分） 1. 飞机水平飞行时向下投弹，不计空气阻力，下列四幅图中正确表示炮弹加速度方向的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】不计空气阻力，炮弹投出后做平抛运动，只受重力作用，所以加速度为重力加速度，方向竖直向下。 故选C。 2. 如图所示，纸面内以O点为圆心的圆周上有M、N、A、B四个点，MN、AB为直径且互相垂直。若将两根直导线垂直于纸面放在M、N处，并通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流。下列说法正确的是（　　） A. O点磁感应强度的方向由O指向B B. O点的磁感应强度大小为零 C. A、B两点磁感应强度相同 D. A点的磁感应强度方向与MN连线平行且方向向左 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据安培定则可知M处电流在O点产生的磁感应强度的方向沿AB向下，N处电流在O点产生的磁感应强度的方向沿AB向上，由于两导线电流大小相等，O到M、N的距离相等，所以M、N处电流在O点产生的磁感应强度大小相等，根据矢量合成可知O处磁感应强度为零，选项A错误，B正确； CD．根据安培定则可知M处电流产生的磁感应强度的方向以及N处电流产生的磁感应强度的方向如图 由图及矢量合成可知A、两处磁感应强度方向不同，A点的磁感应强度方向与MN连线平行，方向水平向右，选项CD错误。 故选B。 3. 如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是（　　） A. 导线通电后其下方小磁针偏转 B. 闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动 C. 通电导线在磁场中运动 D. 金属杆切割磁感线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．导线通电后其下方小磁针偏转，是说明电流的周围存在磁场的实验，没有感应电流，故A错误； B．闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动，磁通量没有变化，不能产生感应电流，故B错误； C．该图中的导线是含有电源的闭合回路的一部分，导线在磁场中产生安培力而产生运动，所以不存在感应电流，故C错误； D．闭合回路中的金属杆切割磁感线运动，能够产生感应电流，故D正确； 故选D。 4. 试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为，每张答题卡的质量为，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向右运动，下列是说法正确的是（　　） A. 后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左 B. 第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为 C. 最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力为零 D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．前一张答题卡相对后一张答题卡向右运动，后一张答题卡相对前一张答题卡向左运动，摩擦力的方向与相对运动方向相反，则后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右，故A错误； B．当第1张答题卡向右运动时，第1张答题卡对第2张答题卡的压力为，则1、2间滑动摩擦力大小为 此时下面的答题卡均处于静止状态，对第2~5张答题卡整体进行受力分析，由平衡条件可得第6张答题卡对第5张答题卡的静摩擦力与第1张答题卡对第2张答题卡的滑动摩擦力平衡，大小为，故B正确； C．搓纸轮沿逆时针方向转动，带动答题卡向右运动的过程中，最后一张答题卡相对摩擦片向右运动的趋势，则其受到摩擦片的摩擦力向左，故C错误； D．对第1张答题卡受力分析，第1张答题卡能向右运动，需满足 则。为了保证“每次只进一张答题卡”，当最后还剩余两张答题卡时，倒数第二张答题卡向右运动时最底部的答题卡不能动。对最底部的答题卡受力分析，则有 正常情况下，则。当剩最后一张答题卡时，需满足 则，故，D错误。 故D错误。 故选B。 5. 今年春节前后的两场冻雨突袭我省部分地区，造成了诸多交通不便。某路段上一辆卡车为紧急避险刹车，车轮抱死。与未结冰时相比较，卡车在冰冻路面上滑行时（ ） A. 惯性更大 B. 加速度更大 C. 滑行距离更近 D. 滑行时间更长 【答案】D 【解析】 【详解】A．惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大物体所具有的惯性就越大，故A错误； B．路面结冰时轮胎与路面间的动摩擦因数减小，根据牛顿第二定律有 可得 可知，与未结冰时相比较，卡车在冰冻路面上滑行时做减速运动的加速度减小，故B错误； C．根据匀变速直线速度与位移的关系，可得 在加速度减小的情况下，滑行距离更远，故C错误； D．根据速度与时间的关系可得 在加速度减小的情况下，滑行时间将更长，故D正确。 故选D。 6. 为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做的粗一点，这是因为导体的电阻与下列哪种因素有关（　　） A. 密度 B. 质量 C. 横截面积 D. 长度 【答案】C 【解析】 【详解】根据电阻定律可知，在长度和材料相同的情况下，输电线越粗，即横截面积越大，电阻越小，由可知，在电流和通电时间相同的情况下，减小输电线的电阻，可以减小输电线上电能的损耗，故ABD错误，C正确。 故选C 7. 通电长直导线在其周围某点产生的磁场的磁感应强度大小满足，其中k为常量，r为该点到直导线的距离，I为直导线中的电流。如图所示，在平面直角坐标系内位置和位置分别放置两根通过电流均为I。电流方向分别为垂直纸面向外和向里的长直导线，在距为的某点处放置第三根通电长直导线，其电流方向垂直纸面向里，使得P点的磁感应强度为零，则第三根通电长直导线的位置坐标及电流分别为（　　） A. ，I B. ， C. ，I D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】由右手螺旋定则可知，在x轴和y轴上电流在P点产生的磁场分别为和，如图所示 两根导线的通过电流均为I，则 则 由于在距为的某点处放置第三根通电长直导线，其电流方向垂直纸面向里，使得P点的磁感应强度为零，则第三根导线在P点的磁感应强度大小为，则 解得 由于第三根导线在距为的某点处，根据右手螺旋定则可知，第三根导线在处。 故选D。 8. 如图所示为无线充电宝给手机充电的工作原理图。充电时，手机与阻值R2Ω的电阻串接于受电线圈两端c和d，并置于充电宝内的送电线圈正上方，送电线圈与受电线圈的匝数比为1∶3，两线圈自身的电阻忽略不计。当ab间接上3V的正弦交变电流后，手机两端的输入电压为5V，流过手机的电流为1A，则（　　） A. 受电线圈cd两端的输出电压为9V B. ab端的输入功率为7W C. 流经送电线圈的电流为3A D. 充电效率一定小于55.6% 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意，受电线圈cd两端的输出电压为 故A错误； B．根据题意知 故判断送电线圈与受电线圈非理想线圈，因为 故ab端的输入功率大于7W，故B错误； C．根据B项分析知，送电线圈与受电线圈非理想线圈，故 解得流经送电线圈的电流 故C错误； D．如果是理想变压器，则根据电压与匝数比的关系知受电线圈cd两端的输出电压为 电路的总的输入功率为，电池产生的热功率为，故充电效率 故D正确。 故选D。 二、多选题（共16分） 9. 2021年11月1日，央视实地报道了一种新型消防用电磁炮发射的新闻。电磁发射是一种全新的发射技术，通过电磁发射远程投送无动力的炮弹，可以实现比较高的出口速度，且它的能量是可调控的。电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（　　） A. 只将弹体质量减至原来的二分之一 B. 只将轨道长度变为原来的2倍 C. 只将电流增加至原来的2倍 D. 将弹体质量减至原来的一半，轨道长度变为原来的2倍，其它量不变 【答案】CD 【解析】 【详解】由题意可知磁感应强度与电流的关系为 ① 设轨道宽度为d，则弹体所受安培力大小为 ② 设弹体的质量为m，出射速度大小为v，根据动能定理有 ③ 联立①②③解得 ④ 根据④式可知，欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是：只将弹体质量m减至原来的四分之一；只将轨道长度L变为原来的4倍；只将电流I增加至原来的2倍；将弹体质量m减至原来的一半，轨道长度变为原来的2倍，其它量不变。综上所述可知AB错误，CD正确 故选CD。 10. 关于动量，下列说法正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体，动量不变 B. 做匀变速运动的物体，它的动量一定在改变 C. 物体的动能变化，动量也一定变化 D. 甲物体动量，乙物体动量，所以 【答案】BC 【解析】 【详解】A．动量是矢量，做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化，故动量时刻在变化，故A错误； B．做匀变速直线运动的物体的速度大小时刻在变化，则动量一定在变化，故B正确； C．物体的动能变化时，速度大小变化，故动量变化，故C正确； D．动量是矢量，其数值的绝对值表示大小，由 可知甲物体动量小于乙物体动量，故D错误。 故选BC。 11. 甲、乙两辆玩具汽车，质量分别为，在光滑水平面上沿同一直线运动，速度分别是，，甲从后面追上乙，并发生正碰，碰后两物体的速度有可能是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】AB 【解析】 【详解】碰撞的过程中不仅满足动量守恒，而且碰撞之后的动能不可能超过碰撞之前的动能；如果碰撞是弹性碰撞，没有损失动能，此时m2的速度最大，根据 解得 如果碰撞是完全非弹性碰撞，损失动能最多，此时m2的速度最小，根据 解得 因此碰后m1的速度范围 m2的速度范围 故选AB。 12. 如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的两矩形滑块A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的两倍。两种射入过程相比较（　　） A. 射入滑块A的子弹速度变化大 B. 整个射入过程中两滑块受的冲量不一样大 C. 射入滑块A中时阻力对子弹做功是射入滑块B中时的两倍 D. 两个过程中系统产生的热量相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据动量守恒定律得 所以 即两子弹初末速度均相等，速度变化量相等，故A错误； B．对滑块，根据动量定理得 所以 故B错误； C．对子弹，根据动能定理得 所以 故C错误； D．对系统，根据能量守恒定律得 所以 故D正确。 故选D。 三、实验题（共16分） 13. 某实验小组研究可拆式变压器原副线圈电压与匝数间的关系时发现标签脱落，变压器简图如图所示，为了查清原副线圈匝数，进行了如下操作： （1）原线圈接电压为的交流电源，原线圈匝数为，当副线圈匝数分别为、时，用交流电压表测得副线圈两端电压分别为、，若变压器为理想变压器，则原副线圈匝数__________（用、、表示），__________（用、、表示）。 （2）实验小组又找到一标签齐全的变压器，更换变压器后选择原副线圈匝数分别为、的绕组，然后原线圈接电压为的交流电源，用交流电压表测得副线圈两端电压为，改变输入电压的大小，获得多组数据后绘制图线发现是一条直线，斜率为k，由于铁芯存在漏磁，比较k与的值可以得到该变压器原副线圈电压之比__________（选填“大于”“等于”或“小于”）原副线圈匝数之比。 【答案】（1） ① ②. （2）大于 【解析】 【小问1详解】 由变压器电压与匝数比关系有 解得 【小问2详解】 因变压器存在漏磁等原因，会导致变压器原副线圈电压之比大于原副线圈匝数之比。 14. 为了探究电磁感应现象，如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。 （1）如图1所示，下列操作中，电流表的指针不发生偏转的是（ ） A．将条形磁铁放在线圈中不动 B．将条形磁铁插入线圈 C．将条形磁铁从线圈中拔出 D．将条形磁铁从图示位置向左移动 （2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知： （a）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，灵敏电流计的指针_______（填“左偏”、“不动”、“右偏”）； （b）将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针_______（填“左偏”、“不动”、“右偏"）。 （3）某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其可能的原因_______。 A．开关接线柱断路 B．电流表的正负极接错 C．线圈B的接头接反 D．蓄电池的正负极接反 【答案】 ①. A ②. 右偏 ③. 右偏 ④. A 【解析】 【详解】（1）[1]A．将条形磁铁放在线圈中不动，线圈内磁通量不变，没有感应电流产生，电流表的指针不会发生偏转，故A符合题意； B．将条形磁铁插入线圈，线圈内磁通量增加，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故B不符合题意； C．将条形磁铁从线圈中拔出，线圈内磁通量减少，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故C不符合题意； D．将条形磁铁从图示位置向左移动，线圈内磁感应强度变小，磁通量减小，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故D不符合题意。 故选A。 （2）[2][3]闭合开关时灵敏电流计指针左偏，即线圈内磁通量增加时，灵敏电流计的指针左偏。滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入的有效电阻变大，回路中电流变小，线圈内的磁场变弱，磁通量减少，所以灵敏电流计的指针右偏；将线圈A拔出时，线圈内磁通量减小，灵敏电流计的指针右偏。 （3）[4]A．若开关和灵敏电流计不能构成回路，则开关闭合、断开时，不会引起线圈B的磁通量变化，电流计指针不会偏转，故A正确； B．电流表的正负极接错，只是偏转方向变化，故B错误； C．线圈B的接头接反，开关闭合、断开时，线圈B的磁通量会发生变化，指针会偏转，故C错误； D．蓄电池的正负极接反，电流计指针偏转方向变化，故D错误。 故选A。 四、计算题（共44分） 15. 速度为的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的4倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。 【答案】-6m/s；4m/s 【解析】 【详解】当塑料球与钢球发生弹性碰撞时，设碰后塑料球与钢球分别为v1、v2，塑料球的质量为m，钢球的质量为4m，取碰撞前塑料球的速度方向为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律分别得 mv0=mv1+4mv2 解得 v1=-6m/s （负号说明速度方向与正方向相反） v2=4m/s 16. 如图所示，小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v向右匀速运动．已知木箱的质量为m，人与车的总质量为2m，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求： (1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小． 【答案】①；② 【解析】 【详解】试题分析：①取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=2mv1-mv 得 ②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv1=（m+2m）v2 解得 考点：动量守恒定律 17. 如图所示，以O点为圆心、R为半径的圆形区域内，存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，电子在电子枪中由静止加速后沿AO方向垂直进入磁场区域，偏转后从M点射出并垂直打在荧光屏PQ上的N点。已知荧光屏PQ平行于AO，电子的质量为m、带电荷量为e，不计电子受到的重力，求： （1）电子在磁场中的运动时间t； （2）电子枪中的加速电压U。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图所示，电子在圆形磁场中的运动轨迹为圆周 设电子进入磁场时的速度大小为v，则有 其中 解得 【小问2详解】 根据动能定理有 解得 18. 如图1所示，在光滑的水平面上有一质量m=1kg、足够长的U型金属导轨PQMN，导轨间距L=0.5m，QN段电阻r=0.3Ω，导轨其余部分电阻不计。紧靠U型导轨的右侧有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1.0T的匀强磁场。一电阻R=0.2Ω的轻质导体棒ab垂直搁置在导轨上，并处于方向水平向左、磁感应强度大小亦为B=1.0T的匀强磁场中，同时被右侧两固定绝缘立柱挡住，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，在棒ab两端接有一理想电压表（图中未画出）。t=0时，U型导轨QN边在外力F作用下从静止开始运动，电压表显示的示数U与时间t的关系如图2所示。经过t=2s的时间后撤去外力F，U型导轨继续滑行直至静止，整个过程中棒ab始终与导轨垂直。求： （1）t=2s时U型导轨的速度大小； （2）外力F的最大值； （3）撤去外力F后，U型导轨继续滑行的最大位移； （4）撤去外力F后的整个滑行过程中，回路中产生的焦耳热Q。 【答案】（1） （2）F=1.1N （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 导体框切割产生的电动势 ab棒两端电压 解得 【小问2详解】 因ab间电压 因U-t图像为过原点的直线，可知导轨的加速度a不变，即做匀加速运动，且由图像可知 a=0.5m/s2 受力分析知：t=2s时ab间电压最大，此时v=1m/s，产生的感应电流最大，导轨受安培力最大，则此时拉力最大，根据牛顿第二定律 其中 解得 F=1.1N 【小问3详解】 撤去外力F后 求得 【小问4详解】 产生的总热量 由以上分析可知 可知焦耳热Q1和摩擦生热Q2的比例关系为5∶1，则撤去F后回路的焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$