精品解析：广东省潮州市2024-2025学年高三上学期期末教学质量检测物理试卷

潮州市2024—2025学年度第一学期期末高三级教学质量检测卷 物理 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、座位号、学校、班级等考生信息填写在答卷上。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用统一提供的2B铅笔把答卷上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号，写在本试卷上无效。 3．非选择题的作答：用黑色字迹的钢笔或签字笔直接答在答卷上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸上无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，v、a、F、S分别表示线速度、向心加速度、地球对卫星的万有引力、卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，在两根竖直木桩等高的两点上，用两根等长轻绳将质量为m的木板悬挂，制成简易秋千。设左右两轻绳对木板拉力的大小分别为、，则当两木桩平移相互靠近一小段距离时，以下说法正确的是（　　） A. 绳的拉力、都变小 B. 绳的拉力、都不变 C. 木板所受到的合力变小 D. 摆动秋千到最低点时，、的合力大小等于 3. 以初速度竖直向上抛出一质量为m的小球，假定小球所受的空气阻力f大小不变，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 小球从抛出至回到抛出点的过程中加速度不变 B. 小球从抛出至回到抛出点的过程中机械能守恒 C. 小球上升到最高点的过程中重力的平均功率为 D. 小球回到抛出点时重力的瞬时功率为 4. 广东某中学的教室有一朝南的钢窗，教室所处位置的地磁场方向指向室内且垂直于窗框水平边，磁感应强度水平分量大小为B。钢窗的窗扇竖直边长为，水平边长为，一学生在教室内将封闭的窗扇向外推开的过程用时为t。对该过程判断正确的是（　　） A. 窗扇的水平边上各点的线速度相等 B. 通过窗扇的磁通量大小在不断增大 C. 从学生视角，窗扇产生顺时针方向的电流 D. 窗扇的平均感应电动势大小为 5. 如图所示，两辆完全相同的小车都静止在光滑水平面上，车上各站着一人，人与车总质量均为M，甲乙中的一人手持一质量为m的篮球。从某时刻起，持球人将篮球以水平速度v抛给另一人，另一人接到球后，又把球抛给对方……，直到最终球被甲、乙两人中的一人接住而不再抛出，这时甲乙的速率分别为。下列判断正确的是（　　） A. 第一次抛接球的过程，抛球人获得的速度为 B. 第一次抛接球的过程，接球人获得的速度为 C. 若，说明甲是最终的持球人 D. 若，说明乙是开始的持球人 6. 如图所示，倾角为的绝缘斜面固定在水平地面上，该区域存在竖直向上、大小为E的匀强电场。一可视为质点，电荷量为，质量为m的滑块从离地高h的位置，以速度匀速下滑至斜面底端。以下说法正确的是（　　） A. 滑块下滑过程中机械能增加 B. 滑块的电势能增加了 C. 斜面与滑块接触面之间的动摩擦因数 D. 若撤去电场，滑块以初速度释放仍能匀速下滑 7. 如图所示，在趣味校运会托球跑比赛中，某队员手握球拍托着小球沿着平直赛道向前运动，球相对球拍静止。已知球拍与竖直方向的夹角，球拍的质量，球的质量取，不计小球与球拍之间的摩擦力及空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 球处于平衡状态 B. 球拍对球的作用力为 C. 球拍的加速度为 D. 手对球拍的作用力为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 用一轻绳和体积足够小的小球制成单摆，让其在赤道附近的竖直平面内做简谐运动，测得其振动周期为。则下列判断正确的是（　　） A. 若将装置移至北极，测得的周期 B. 若减小小球摆角，测得的周期 C. 若小球质量加倍，测得的周期仍为 D. 若轻绳长度加倍，测得的周期变为 9. 超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪声新型船，如图所示是电磁船的简化俯视图，和是与电源相连的导体板，与之间部分区域浸没在海水中，固定在船上的超导线圈（其独立电路部分未画出）产生垂直纸面向里的匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 船的动力来自于海水对超导线圈的作用力 B. 船所获得的推力，与电源的电动势有关 C. 要使船前进，图中应接电源的正极 D. 仅改变电源的正负极，可以控制船的前进和后退 10. 如图所示，在粗糙的水平面上有一质量为m的足够长的木板，其上叠放一质量也为m的木块，现给木块施加一随时间t增大的水平力（k是常数），木块和木板之间的摩擦力大小为，木板与地面之间的摩擦力大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列图线中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 电容储能已经在电动汽车、风力发电等方向得到广泛应用。某同学设计了如图所示的电路，探究电容器的充、放电过程。 （1）适当调节滑动变阻器后，将单刀双掷开关S从“1”切换至“2”的位置，是给电容器________（选填“充电”或“放电”）。 （2）若滑动变阻器的滑片P向右移动，让电容器再次放电，则放电时间t将_______（选填“变长”或“变短”或“不变”） 12. 某同学用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，滑块a和小球b用细线连接中间夹一被压缩的轻弹簧，整个装置放在粗糙的水平地面上。在滑块a的左侧x处放置一光电门，滑块a与地面间的动摩擦因数为，小球b用轻质细线悬挂于O点，已知小球的球心到悬点O的距离为L，忽略弹簧长度对问题的影响，重力加速度为g。实验步骤如下： a.在滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片； b.用天平分别测出滑块a（含挡光片）和小球b的质量为； c.烧断细线，滑块a和小球b瞬间被弹开，朝相反方向运动； d.记录滑块a经过光电门时挡光片的遮光时间为t； e.记录小球b向右摆起的最大角度为； f.改变弹簧的压缩量，进行多次测量。 （1）滑块a经过光电门时的速度大小为_______； （2）小球b被弹开瞬间的速度大小为________； （3）该实验要验证动量守恒，需满足的表达式为：__________。（用题目中给出的物理量表示） 13. 某实验小组准备测一节干电池的电动势E和内阻r，现有下列器材：待测干电池一只、电流表A（内阻）、定值电阻、滑动变阻器R（，额定电流）、电阻箱、开关、导线若干。 （1）该小组利用现有器材设计如图a的实验电路来测电源电动势和内阻，则图中虚线框内应选用哪一器材________（填器材前面的序号）； A. 定值电阻 B. 滑动变阻器R C. 电阻箱 （2）该小组将选择的器材接入电路，通过正确的操作，记录多组电流I及所选器材读数的数据、建立直角坐标系并描点连线，得到如图b所示的图像，坐标轴各物理量均采用国际单位制单位。已知纵轴Y表示所选器材对应的物理量，则图中横轴X表示的是________（用物理量的符号表示），利用图像求得电动势________V，内阻_______。（结果均保留一位小数） 14. 一位于处的波源，在时刻开始由平衡位置沿y轴方向振动，产生的简谐波沿着x轴的正方向传播。已知这列波在时刻的波形如图a所示。求： （1）这列波的波长和波速v； （2）处的质点从时刻起内的运动路程； （3）请在图b中画出时刻的大致波形图。 15. 某游戏装置简化图如下，游戏规则是玩家挑选出两个完全相同的光滑小球a、b，将a球向左压缩弹簧至锁扣位置松手，弹簧恢复原长后，a球滚动至右侧与静止的b球发生弹性碰撞。若b球能完全通过竖直放置的四分之一细圆管道和四分之一圆弧轨道，并成功投入右侧固定的接球桶中，则视为游戏挑战成功。已知被压缩至锁扣位置时弹簧弹性势能，圆心及D三点等高，细圆管道、圆弧轨道半径均为点位置有压力传感器（未画出），接球桶的高度，半径，中心线离的距离。两小球均可视为质点，不计空气阻力和一切摩擦，g取。 （1）若某次游戏中，b球经过E点时压力传感器示数，求所选小球质量m； （2）若想要挑战成功，求玩家挑选小球质量的取值范围。 16. 如图a所示，平面直角坐标系中，第三象限中存在方向沿y轴负方向的匀强电场，第四象限直角三角形区域中存在着大小、方向均可调整的磁场。已知C点坐标边与x轴正方向的夹角大小为，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子，从P点以大小为v，方向与边平行的初速度进入电场。经偏转后从A点垂直边进入磁场。若磁场为方向垂直纸面向外的匀强磁场，则发现粒子恰好不从边射出。若磁场为随时间呈周期性变化的交变磁场（如图b，规定磁场方向垂直纸面向外为正），则发现在时从A点进入磁场的粒子，经两个完整周期后恰好从C点射出，已知匀强电场场强，不计粒子重力。求： （1）A点的坐标； （2）粒子恰好不从边射出时，匀强磁场磁感应强度的大小； （3）交变磁场的磁感应强度和周期的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 潮州市2024—2025学年度第一学期期末高三级教学质量检测卷 物理 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、座位号、学校、班级等考生信息填写在答卷上。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用统一提供的2B铅笔把答卷上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号，写在本试卷上无效。 3．非选择题的作答：用黑色字迹的钢笔或签字笔直接答在答卷上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸上无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，v、a、F、S分别表示线速度、向心加速度、地球对卫星的万有引力、卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可得 已知，可得，A错误； B．根据 可得 已知，可得，B正确； C．根据 已知，，可得，C错误； D．卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积为 根据 可得 可得 已知，所以卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积，D错误。 故选B。 2. 如图所示，在两根竖直木桩等高的两点上，用两根等长轻绳将质量为m的木板悬挂，制成简易秋千。设左右两轻绳对木板拉力的大小分别为、，则当两木桩平移相互靠近一小段距离时，以下说法正确的是（　　） A. 绳的拉力、都变小 B. 绳的拉力、都不变 C. 木板所受到的合力变小 D. 摆动秋千到最低点时，、的合力大小等于 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据对称性可得，设轻绳与竖直方向的夹角为，根据受力平衡可得 当两木桩平移相互靠近一小段距离时，变小，变大，则绳的拉力、都变小，故A正确，B错误； C．根据受力平衡可知木板所受到的合力为0，保持不变，故C错误； D．摆动秋千到最低点时，木板的加速度方向向上，则、的合力大小大于，故D错误。 故选A。 3. 以初速度竖直向上抛出一质量为m的小球，假定小球所受的空气阻力f大小不变，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 小球从抛出至回到抛出点的过程中加速度不变 B. 小球从抛出至回到抛出点的过程中机械能守恒 C. 小球上升到最高点的过程中重力的平均功率为 D. 小球回到抛出点时重力的瞬时功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球上升过程受到的空气阻力向下，则小球的加速度大小为 小球下落过程受到的空气阻力向上，则小球的加速度大小为 故A错误； BD．小球从抛出至回到抛出点的过程中，由于空气阻力一直做负功，小球的机械能减少，则小球回到抛出点时的速度大小小于，小球回到抛出点时重力的瞬时功率小于，故BD错误； C．小球上升到最高点的过程中，小球的平均速度为 则重力的平均功率为 故C正确。 故选C。 4. 广东某中学的教室有一朝南的钢窗，教室所处位置的地磁场方向指向室内且垂直于窗框水平边，磁感应强度水平分量大小为B。钢窗的窗扇竖直边长为，水平边长为，一学生在教室内将封闭的窗扇向外推开的过程用时为t。对该过程判断正确的是（　　） A. 窗扇的水平边上各点的线速度相等 B. 通过窗扇的磁通量大小在不断增大 C. 从学生视角，窗扇产生顺时针方向的电流 D. 窗扇的平均感应电动势大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．窗扇的水平边上各点绕同一轴转动，角速度相同，根据v=ωr 可知，线速度不相等，选项A错误； B．根据 则随着θ角变大，通过窗扇的磁通量大小在不断减小，选项B错误； C．根据楞次定律，从学生视角，窗扇产生逆时针方向的电流，选项C错误； D．窗扇的平均感应电动势大小为 选项D正确。 故选D。 5. 如图所示，两辆完全相同的小车都静止在光滑水平面上，车上各站着一人，人与车总质量均为M，甲乙中的一人手持一质量为m的篮球。从某时刻起，持球人将篮球以水平速度v抛给另一人，另一人接到球后，又把球抛给对方……，直到最终球被甲、乙两人中的一人接住而不再抛出，这时甲乙的速率分别为。下列判断正确的是（　　） A. 第一次抛接球的过程，抛球人获得的速度为 B. 第一次抛接球的过程，接球人获得的速度为 C. 若，说明甲是最终的持球人 D. 若，说明乙是开始的持球人 【答案】C 【解析】 【详解】A．第一次抛接球的过程，对人和球系统由动量守恒定律 可得抛球人获得的速度为 选项A错误； B．第一次抛接球的过程，对人和球系统由动量守恒定律 接球人获得的速度为 选项B错误； CD．从开始抛球到最终，根据 若，说明甲是最终的持球人；若，说明乙是最终的持球人，但是不能确定开始的持球人是谁，选项C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示，倾角为的绝缘斜面固定在水平地面上，该区域存在竖直向上、大小为E的匀强电场。一可视为质点，电荷量为，质量为m的滑块从离地高h的位置，以速度匀速下滑至斜面底端。以下说法正确的是（　　） A. 滑块下滑过程中机械能增加 B. 滑块的电势能增加了 C. 斜面与滑块接触面之间的动摩擦因数 D. 若撤去电场，滑块以初速度释放仍能匀速下滑 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块匀速下滑，动能不变，重力势能减小，机械能减小，故A错误； B．滑块所受电场力竖直向下，滑块下滑过程中电场力做正功，电势能减少了，故B错误； CD．滑块匀速下滑，受力平衡，即，求得，若撤去电场，则有，滑块以初速度释放仍能匀速下滑，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，在趣味校运会托球跑比赛中，某队员手握球拍托着小球沿着平直赛道向前运动，球相对球拍静止。已知球拍与竖直方向的夹角，球拍的质量，球的质量取，不计小球与球拍之间的摩擦力及空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 球处于平衡状态 B. 球拍对球的作用力为 C. 球拍的加速度为 D. 手对球拍的作用力为 【答案】C 【解析】 【详解】AC．对小球受力分析，如图所示 可知小球的合力沿水平向右，故小球向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 故A错误，C正确； B．由小球受力分析，可得球拍对球的作用力为 故B错误； D．将球拍和球看成一个整体分析，对整体分析，可知加速度为，根据牛顿第二定律，可得整体水平方向的合力为 竖直方向，整体受到的重力为 根据平行四边形定则，可得手对球拍的作用力为 故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 用一轻绳和体积足够小的小球制成单摆，让其在赤道附近的竖直平面内做简谐运动，测得其振动周期为。则下列判断正确的是（　　） A. 若将装置移至北极，测得的周期 B. 若减小小球摆角，测得的周期 C. 若小球质量加倍，测得的周期仍为 D. 若轻绳长度加倍，测得的周期变为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据单摆周期公式 若将装置移至北极，则重力加速度变大，可知周期减小，即测得的周期，选项A正确； B．若减小小球摆角，单摆的周期不变，即测得的周期，选项B错误； C．根据单摆周期公式 若小球质量加倍，测得的周期不变，仍为，选项C正确； D．根据单摆周期公式 若轻绳长度加倍，测得的周期变为，选项D错误。 故选AC。 9. 超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪声新型船，如图所示是电磁船的简化俯视图，和是与电源相连的导体板，与之间部分区域浸没在海水中，固定在船上的超导线圈（其独立电路部分未画出）产生垂直纸面向里的匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 船的动力来自于海水对超导线圈的作用力 B. 船所获得的推力，与电源的电动势有关 C. 要使船前进，图中应接电源的正极 D. 仅改变电源的正负极，可以控制船的前进和后退 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．船的动力是海水对超导线圈的作用力，故A正确； B．根据 船所获得的推力，与电源的电动势有关，故船所获得的推力，与电源的电动势有关，故B正确； C．若图中应接电源的正极，海水的电流方向从CD板流向AB板，根据左手定则，海水所受的安培力向前，根据牛顿第三定律，海水对船的磁场力向后，使船后退，故C错误； D．仅改变电源的正负极，就可以改变海水对超导线圈的磁场力的方向，即推进力方向将与原方向相反，故可以控制船的前进和后退，故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，在粗糙的水平面上有一质量为m的足够长的木板，其上叠放一质量也为m的木块，现给木块施加一随时间t增大的水平力（k是常数），木块和木板之间的摩擦力大小为，木板与地面之间的摩擦力大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列图线中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】当F比较小时，两物体静止不动，根据平衡条件，对木块分析有 对木板分析有 可知刚开始图像和图像都是与时间成正比的图像； 设木块和木板之间的动摩擦因数为，木板与地面之间的动摩擦因数为； 当F增大到物块开始滑动，此时木板可能仍静止，对木块分析，可知木块所受的是滑动摩擦力，则有 可知从这以后图像为一条平行时间轴的直线，即保持不变； 对木板分析，根据平衡条件有 可知从这以后图像为一条平行时间轴的直线，即保持不变； 若此时木板相对木块运动，则此时木板所受的滑动摩擦力为 可知从这以后图像为一条平行时间轴的直线，即保持不变。 从物块和木板一起运动到物块和木板相对滑动的过程中，此时整体的加速度为可得 即此段斜率比之前要小 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 电容储能已经在电动汽车、风力发电等方向得到广泛应用。某同学设计了如图所示的电路，探究电容器的充、放电过程。 （1）适当调节滑动变阻器后，将单刀双掷开关S从“1”切换至“2”的位置，是给电容器________（选填“充电”或“放电”）。 （2）若滑动变阻器的滑片P向右移动，让电容器再次放电，则放电时间t将_______（选填“变长”或“变短”或“不变”） 【答案】（1）放电 （2）变长 【解析】 【小问1详解】 [1]适当调节滑动变阻器后，将单刀双掷开关S从“1”切换至“2”的位置，是给电容器放电。 【小问2详解】 [1]若滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻R增大，则放电电流变小，但电容器所带的电荷量不变，根据 可知，放电时I − t曲线与横轴所围成的面积将不变，但放电时间变长。 12. 某同学用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，滑块a和小球b用细线连接中间夹一被压缩的轻弹簧，整个装置放在粗糙的水平地面上。在滑块a的左侧x处放置一光电门，滑块a与地面间的动摩擦因数为，小球b用轻质细线悬挂于O点，已知小球的球心到悬点O的距离为L，忽略弹簧长度对问题的影响，重力加速度为g。实验步骤如下： a.在滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片； b.用天平分别测出滑块a（含挡光片）和小球b的质量为； c.烧断细线，滑块a和小球b瞬间被弹开，朝相反方向运动； d.记录滑块a经过光电门时挡光片的遮光时间为t； e.记录小球b向右摆起的最大角度为； f.改变弹簧的压缩量，进行多次测量。 （1）滑块a经过光电门时的速度大小为_______； （2）小球b被弹开瞬间的速度大小为________； （3）该实验要验证动量守恒，需满足的表达式为：__________。（用题目中给出的物理量表示） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块a经过光电门时的速度大小为 【小问2详解】 由机械能守恒定律可知 解得小球b被弹开瞬间的速度大小为 【小问3详解】 碰后对小球a由动能定理 若动量守恒则满足 即 13. 某实验小组准备测一节干电池的电动势E和内阻r，现有下列器材：待测干电池一只、电流表A（内阻）、定值电阻、滑动变阻器R（，额定电流）、电阻箱、开关、导线若干。 （1）该小组利用现有器材设计如图a的实验电路来测电源电动势和内阻，则图中虚线框内应选用哪一器材________（填器材前面的序号）； A. 定值电阻 B. 滑动变阻器R C. 电阻箱 （2）该小组将选择的器材接入电路，通过正确的操作，记录多组电流I及所选器材读数的数据、建立直角坐标系并描点连线，得到如图b所示的图像，坐标轴各物理量均采用国际单位制单位。已知纵轴Y表示所选器材对应的物理量，则图中横轴X表示的是________（用物理量的符号表示），利用图像求得电动势________V，内阻_______。（结果均保留一位小数） 【答案】（1）C （2） ①. ②. 1.4 ③. 1.0 【解析】 【小问1详解】 图中用电阻箱与电流表串联，改变电阻箱的阻值得到多组R和I的数据，可求解电源的电动势和内阻。故选C； 【小问2详解】 [1]由闭合电路的欧姆定律可知 可得 已知纵轴Y表示所选器材对应的物理量R，则图中横轴X表示的是； [2]利用图像求得电动势 [3]内阻 14. 一位于处的波源，在时刻开始由平衡位置沿y轴方向振动，产生的简谐波沿着x轴的正方向传播。已知这列波在时刻的波形如图a所示。求： （1）这列波的波长和波速v； （2）处的质点从时刻起内的运动路程； （3）请在图b中画出时刻的大致波形图。 【答案】（1）4m，5m/s （2）10cm （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 由波形图可知 波长 波速 【小问2详解】 因为， 还需t的时间波传播到的质点 质点振动了，即是，运动的路程 【小问3详解】 t2=1.2s时刻，波从t1时刻向右传播3m，则波形如图所示。 15. 某游戏装置简化图如下，游戏规则是玩家挑选出两个完全相同的光滑小球a、b，将a球向左压缩弹簧至锁扣位置松手，弹簧恢复原长后，a球滚动至右侧与静止的b球发生弹性碰撞。若b球能完全通过竖直放置的四分之一细圆管道和四分之一圆弧轨道，并成功投入右侧固定的接球桶中，则视为游戏挑战成功。已知被压缩至锁扣位置时弹簧弹性势能，圆心及D三点等高，细圆管道、圆弧轨道半径均为点位置有压力传感器（未画出），接球桶的高度，半径，中心线离的距离。两小球均可视为质点，不计空气阻力和一切摩擦，g取。 （1）若某次游戏中，b球经过E点时压力传感器示数，求所选小球质量m； （2）若想要挑战成功，求玩家挑选小球质量的取值范围。 【答案】（1）0.03kg （2） 【解析】 【小问1详解】 对小球 小球a与小球b相碰，设碰后瞬间小球a速度为，小球b速度为，由动量守恒定律和机械能守恒得， 得 对小球b，从C到E，由动能定理得 在E点，由牛顿第二定律 又 解得 【小问2详解】 若要挑战成功，则小球需要通过E点，小球恰好经过E点时有 求得 设小球恰好投进接球桶的左端点和右端点时，在E点水平抛出的速度分别为 ， ， 解得 因，所以小球无法投进接球桶的左端，挑战成功的小球从E点抛出的水平速度最小值为，最大值为 由（1）可得两质量相等的小球弹性碰撞后速度交换，由功能关系得 若在E点以抛出，则 解得 若在E点以抛出， 解得 综上所述，若要挑战成功，挑选的小球质量为 16. 如图a所示，平面直角坐标系中，第三象限中存在方向沿y轴负方向的匀强电场，第四象限直角三角形区域中存在着大小、方向均可调整的磁场。已知C点坐标边与x轴正方向的夹角大小为，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子，从P点以大小为v，方向与边平行的初速度进入电场。经偏转后从A点垂直边进入磁场。若磁场为方向垂直纸面向外的匀强磁场，则发现粒子恰好不从边射出。若磁场为随时间呈周期性变化的交变磁场（如图b，规定磁场方向垂直纸面向外为正），则发现在时从A点进入磁场的粒子，经两个完整周期后恰好从C点射出，已知匀强电场场强，不计粒子重力。求： （1）A点的坐标； （2）粒子恰好不从边射出时，匀强磁场磁感应强度的大小； （3）交变磁场的磁感应强度和周期的大小。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 沿电场线反方向，粒子做匀减速直线运动，则有， 根据牛顿第二定律则有 联立解得 对A点 解得 A点的坐标为 【小问2详解】 粒子进入的磁场中，则有 由牛顿第二定律 由几何关系得 联立解得 【小问3详解】 粒子进入的磁场中，由牛顿第二定律 设粒子在的时间内，轨迹的圆心角为。由几何关系得，平行x轴方向 平行y轴方向 联立解得， 交变磁场每经过的时间，粒子在磁场中轨迹的圆心角为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $