精品解析:江苏省赣榆高级中学2025-2026学年高二上学期9月月考物理试题
2025-10-05
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内容正文:
2025-2026学年度江苏省赣榆高级中学第一学期质量监测
高二物理试题
注意事项
1.本试卷共6页,满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
一、单项选择题(共11小题满分44分)
1. 下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A. 图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B. 图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C. 图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D. 图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
【答案】A
【解析】
【详解】A.圆环在匀强磁场中向左平移,穿过圆环的磁通量不发生变化,金属圆环中不能产生感应电流,故A正确;
B.圆环在匀强磁场中绕轴转动,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故B错误;
C.离通有恒定电流的长直导线越远,导线产生的磁感应强度越弱,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故C错误;
D.根据条形磁铁的磁感应特征可知,圆环向条形磁铁N极平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故D错误。
故选A 。
2. 做自由落体运动的物体,其动量p与时间t的关系图线为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】自由落体运动的物体的速度
根据动量的定义
可知动量与时间成正比例关系。
故选B。
3. 有三束粒子,分别是质子()、氚核()和粒子束(),如果它们均以相同的速度垂直射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里),能正确表示这三束粒子的运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得粒子轨道半径
由此可知半径与荷质比成反比,因三束离子中质子的荷质比最大,氚核的最小,故质子的半径最小,氚核的半径最大。
故选C。
4. 小波同学在网上购买了两块长方体的钕铁硼强磁铁(能导电),他将两个强磁体吸在一个5号电池正负两极,并且将这个组合体放在了水平桌面上,磁铁的左右两侧分别为N极和S极,如图甲所示,图乙是俯视图。现将一长条形锡箔纸架在两强磁体上方,该锡箔纸将( )
A. 向y轴正方向运动 B. 向y轴负方向运动
C. 在纸面内沿顺时针方向转动 D. 在纸面内沿逆时针方向转动
【答案】D
【解析】
【详解】根据磁场的分布,及通过锡箔电流可等效如图所示,由左手定则可知锡箔在磁场中的所受安培力如图所示
该锡箔纸将在纸面内沿逆时针方向转动。
故选D。
5. 如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( )
A. ,正电荷 B. ,正电荷
C. ,负电荷 D. ,负电荷
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】粒子能穿过y轴的正半轴,所以该粒子带负电荷,其运动轨迹如图所示,A点到x轴的距离最大,为
R+R=a
又
R=
得
=
故选C。
6. 如图所示是某粒子速度选择器截面的示意图,在一半径为R=10 cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场,方向平行于轴线,在圆柱桶某一截面直径的两端开有小孔,作为入射孔和出射孔.粒子束以不同角度入射,最后有不同速度的粒子束射出.现有一粒子源发射比荷为的正粒子,粒子束中速度分布连续.当角θ=45°时,出射粒子速度v的大小是
A. ×106m/s B. 2×106m/s
C. 2×108m/s D. 4×106m/s
【答案】B
【解析】
【详解】由题意,粒子从入射孔以45°角射入匀强磁场,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.能够从出射孔射出的粒子刚好在磁场中运动周期,由几何关系知,又 ,解得
故B正确,ACD错误.
7. 在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m、带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域。不计重力,不计粒子间的相互影响。图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中。哪个图是正确的?( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,所有粒子在磁场中运动的速率相同,则有运动半径相同,由图可知,由O点射入,因是带正电粒子,水平向右的粒子恰好应为最右边界,随粒子运动方向偏转,粒子转动轨迹圆可认为是以O点为圆心以2R为半径转动,解析图如图所示,则有符合题意的范围应为D图,因此ABC错误,D正确。
故选D。
8. 如图所示,直角三角形区域内(含边界)有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为(磁场未画出),,,边长为a。大量质量为m、带电量为的粒子以不同的速率从A点不断地沿方向进入磁场,有的粒子从边射出磁场,有的粒子从边射出磁场,不计粒子的重力和相互间的作用力。下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的方向垂直纸面向里
B. 从边射出的粒子,速率越大射出的位置离B点越远
C. 从边射出的粒子在磁场中运动的时间相等
D. 从边射出的粒子,最大速率为
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由左手定则得,匀强磁场的方向垂直纸面向里,A项正确;
B.由牛顿运动定律,有
得
粒子的轨迹半径与速率成正比,从边射出的粒子速率较小;从边射出的粒子速率较大,速率越大、轨迹半径越大,射出的位置离B点越近,B项错误;
C.从边射出的粒子轨迹均为半圆,根据
得
C项正确;
D.从边射出的粒子中速率最大的粒子轨迹与边相切,如图所示
根据几何关系有
由,得
D项错误;
故选AC。
9. 如图所示,在直线边界的上方存在垂直纸面向里磁感应强度为的匀强磁场,点在上。现从点垂直在纸面内向上发射速度大小不同、质量均为、电量均为的粒子,已知,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,则粒子在磁场中运动的最长时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,当粒子由N点飞出时,运动的时间最长,运动轨迹如图所示
设粒子做圆周运动的半径为R,由几何关系有
解得
由
联立解得
则
由牛顿第二定律有
解得
由几何关系可知,粒子运动轨迹的长度为
则粒子的运动时间为
故选C。
10. 如图,在半径为的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B。圆形区域右侧有一竖直感光板MN。带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子质量为m,电量为q,粒子重力不计。若粒子对准圆心射入,则下列说法中错误的是( )
A. 粒子一定沿半径方向射出
B. 粒子在磁场中运动的时间为
C. 若粒子速率变为2v0,穿出磁场后一定垂直打到感光板MN上
D. 粒子以速度v0从P点以任意方向射入磁场,离开磁场后一定垂直打在感光板MN上
【答案】C
【解析】
【详解】A.带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面且对准圆心射入磁场,根据对称性,一定沿半径方向射出,A正确;
B.粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有
可得
粒子在磁场中运动的周期
可得
画出粒子运动轨迹如图所示
由图知,轨迹圆弧对应的圆心角为,故运动时间为,B正确;
C.若粒子速率变为2v0,则轨道半径变为2R,运动轨迹如图
粒子不是垂直打到感光板MN上,C错误;
D.当带电粒子以v0射入时,带电粒子在磁场中的运动轨道半径为R,设粒子射入方向与PO方向夹角为θ,带电粒子从区域边界S射出,带电粒子运动轨迹如图所示
由几何知识,可知四边形POSO3为菱形,,因此,带电粒子射出磁场时的方向为水平方向,与入射的方向无关,离开磁场后一定垂直打在感光板MN上,D正确。
由于本题选择错误的,故选C。
11. 如图所示,在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B,质量分别为和,两球中间夹着一根压缩的轻弹簧,原来处于静止状态,同时放开A、B球和弹簧,已知A球脱离弹簧的速度为,接着A球进入与水平面相切,半径为的竖直面内的光滑半圆形轨道运动,为半圆形轨道竖直的直径,,下列说法正确的是( )
A. 弹簧弹开过程,弹力对A的冲量与弹力对B的冲量相同
B. 刚开始弹簧的弹性势能大小为
C. A球从点运动到点过程中所受合外力的冲量大小为
D. 若使A球不能到达点,则半圆轨道半径的最小值为
【答案】D
【解析】
【详解】A.弹簧弹开过程,弹力对A的冲量与弹力对B的冲量大小相等,方向相反,故A错误;
B.弹簧弹开过程,由动量守恒定律可得
解得A球脱离弹簧时,B球获得的速度大小为
根据能量守恒可知,刚开始弹簧的弹性势能大小为
故B错误;
C.设A球运动到Q点时速率为,对A球从P点运动到Q点的过程,由机械能守恒可得
解得
根据动量定理可得
即A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s,故C错误;
D.设A球刚好能到达点,则有
对A球从P点运动到Q点的过程,由机械能守恒可得
联立解得
则要使A球不能到达点,则半圆轨道半径的最小值为,故D正确。
故选D。
二、非选择题(共5大题满分56分)
12. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验,研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
(1)下列关于本实验条件的叙述,不正确的是
A. 同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放
B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C. 斜槽部分必须光滑
D. 轨道末端必须水平
(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP,然后,把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端,仍将入射小球从斜槽上的位置S 由静止释放,与被碰小球发生正碰,并多次重复该操作,确定两小球平均落地点位置分别为M、N,测出碰撞后的各自射程OM、ON,则实验中还需要测量的物理量有__________ 。
(3)在实验误差允许范围内,若满足关系式_________(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。
(4)若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒,实验中小球平均落点位置分别为、、、与小球在斜槽末端时球心的位置等高。关于此碰撞过程以下说法正确的是
A. 若,则动量守恒
B. 若,则动量守恒
C. 若 ,则机械能守恒
D. 若,则机械能守恒
【答案】(1)C (2)入射小球和被碰小球的质量、
(3)
(4)C
【解析】
【小问1详解】
A.同一组实验中,为了保证每次碰撞前入射小球的速度相同,入射小球必须从同一位置由静止释放,故A正确,不符合题意;
B.为了保证碰后入射小球不反弹,入射小球的质量必须大于被碰小球的质量,故B正确,不符合题意;
C.轨道倾斜部分是否光滑不影响碰撞前入射小球的速度,故斜槽部分不需要光滑,故C错误,符合题意;
D.为了保证小球抛出时做平抛运动,轨道末端必须水平,故D正确,不符合题意。
本题选不正确的,故选C。
【小问2详解】
设入射小球碰撞前的速度为,碰撞后入射小球的速度为,被碰小球的速度为,入射小球的质量为,被碰小球的质量为,若碰撞过程满足动量守恒,则有
因小球从同一高度做平抛运动,故运动时间都相同,设为,则有
,,
代入上式,则有
故实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量、。
【小问3详解】
由(2)问,可知在实验误差允许范围内,若满足关系式
则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。
【小问4详解】
AB.若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒,设入射小球碰撞前的速度为,碰撞后的速度为,被碰小球的速度为,抛出点到挡板的水平位移为,则小球平均落点在点时有
,
联立解得
同理,小球平均落点在点、点时,水平位移仍为,则对应的平抛初速度为
,
若满足
代入以上三个速度,可得
则表明此碰撞过程动量能守恒,故AB错误;
CD.若满足
代入以上三个速度,可得
则表明此碰撞过程机械能守恒,故C正确,D错误。
故选C。
13. 如图所示,光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ=37°,两平行导轨间距为L=1m,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。导轨中接入电动势为E=4.5V、内阻为r=0.5Ω的直流电源,电路中有一阻值为R=1Ω的电阻,其余电阻不计。将质量为m=4kg,长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态,(取g=10m/s2,sin37=0.60,cos37=0.80),求:
(1)匀强磁场的磁感应强度为多大?
(2)若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上,求此时导体棒的加速度大小及方向。
【答案】(1)10T;(2)1.5m/s2,方向沿斜面向上
【解析】
【详解】(1)由闭合电路的欧姆定律可得
导体棒静止,根据共点力平衡可得
BILcos37°=mgsin37°
解得:
B=10T
(2)由牛顿第二定律可得
BIL-mgsin37°=ma
解得
a=1.5m/s2
方向沿斜面向上。
14. 如图所示,在x轴和x轴上方存在垂直平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小相同、质量为m、带电荷量为的同种带电粒子。在x轴上距离原点处垂直于x轴放置一个长度为、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为0)。现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。
(1)求带电粒子的发射速度大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值;
(3)薄金属板P接收到的带电粒子占所有粒子的百分比。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行,如图所示
根据几何关系可得轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
解得带电粒子的发射速度大小
【小问2详解】
被薄金属板接收的粒子中运动的最长时间与最短时间轨迹分别如图所示
有图中几何关系可知,最长时间与最短时间对应的圆心角分别为
,
则被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值为
【小问3详解】
薄金属板P接收到的带电粒子对应临界轨迹如图所示
由图可知,入射速度方向沿轴方向到与轴成的粒子,沿方向到与轴成的粒子,可以打到薄金属板P被吸收;则金属板P接收到的带电粒子占所有粒子的百分比
15. 如图所示,半径的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内,一长方形木板静止在水平光滑地面上,左端紧靠点,上表面所在平面与圆弧轨道相切于B点、长木板的右端有一固定在木板上的轻质挡板(厚度不计),挡板上涂有粘性较强的胶水,可以粘住跟它相撞的物体。一可视为质点的质量为的物块从圆弧圆心的等高点A由静止释放,经B点滑上木板。已知物块与长木板上表面间的动摩擦因数为,长木板的质量为,重力加速度为,求:
(1)物块刚滑到木板上时,物块的加速度和长木板的加速度的大小和方向;
(2)若要保证物块不和挡板碰撞,长木板的最小长度;
(3)若长木板长度为,物块和挡板碰撞过程中损失的机械能。
【答案】(1),方向向左;,方向向右
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
刚滑上木板时,长木板和物块之间的滑动摩擦力大小为
对物块根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
方向向左;
对木板根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
方向向右。
【小问2详解】
物块从A到B的过程中,根据动能定理可得
解得
物块和挡板恰好不相撞时,长木板的长度最小,根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒可得
解得
【小问3详解】
物块和挡板碰撞后,物块和木板速度相等,根据动量守恒和能量守恒可得
,
代入数据解得
16. 在平面直角坐标系中,第I象限存在沿轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电的粒子从轴正半轴上的点以速度垂直于轴射入电场,经轴上的点与轴正方向成角射入磁场,最后从轴负半轴上的P点垂直于轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)、两点间的电势差;
(2)粒子从点运动到P点的总时间;
(3)若磁感应强度大小可以调节,为使粒子不从轴穿出磁场,则磁场的磁感应强度至少为多大。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设粒子过点的速度为,则有
解得
粒子从到的过程,根据动能定理可得
解得、两点间的电势差为
(2)粒子的运动轨迹如图所示
粒子在磁场中以为圆心做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力可得
解得粒子的轨道半径为
粒子在电场中的时间为
粒子在磁场中的周期为
粒子在磁场中的时间为
粒子从点运动到P点的总时间为
(3)改变磁感应强度的大小,使粒子刚好与轴相切,如图所示
设此时的磁感应强度为,根据洛伦兹力提供向心力可得
由几何关系可得
联立解得
为使粒子不从轴穿出磁场,则磁场的磁感应强度至少为。
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2025-2026学年度江苏省赣榆高级中学第一学期质量监测
高二物理试题
注意事项
1.本试卷共6页,满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
一、单项选择题(共11小题满分44分)
1. 下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A. 图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B. 图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C. 图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D. 图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
2. 做自由落体运动的物体,其动量p与时间t的关系图线为( )
A. B.
C. D.
3. 有三束粒子,分别是质子()、氚核()和粒子束(),如果它们均以相同的速度垂直射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里),能正确表示这三束粒子的运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
4. 小波同学在网上购买了两块长方体的钕铁硼强磁铁(能导电),他将两个强磁体吸在一个5号电池正负两极,并且将这个组合体放在了水平桌面上,磁铁的左右两侧分别为N极和S极,如图甲所示,图乙是俯视图。现将一长条形锡箔纸架在两强磁体上方,该锡箔纸将( )
A. 向y轴正方向运动 B. 向y轴负方向运动
C. 在纸面内沿顺时针方向转动 D. 在纸面内沿逆时针方向转动
5. 如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( )
A. ,正电荷 B. ,正电荷
C. ,负电荷 D. ,负电荷
6. 如图所示是某粒子速度选择器截面的示意图,在一半径为R=10 cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场,方向平行于轴线,在圆柱桶某一截面直径的两端开有小孔,作为入射孔和出射孔.粒子束以不同角度入射,最后有不同速度的粒子束射出.现有一粒子源发射比荷为的正粒子,粒子束中速度分布连续.当角θ=45°时,出射粒子速度v的大小是
A. ×106m/s B. 2×106m/s
C. 2×108m/s D. 4×106m/s
7. 在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m、带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域。不计重力,不计粒子间的相互影响。图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中。哪个图是正确的?( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,直角三角形区域内(含边界)有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为(磁场未画出),,,边长为a。大量质量为m、带电量为的粒子以不同的速率从A点不断地沿方向进入磁场,有的粒子从边射出磁场,有的粒子从边射出磁场,不计粒子的重力和相互间的作用力。下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的方向垂直纸面向里
B. 从边射出的粒子,速率越大射出的位置离B点越远
C. 从边射出的粒子在磁场中运动的时间相等
D. 从边射出的粒子,最大速率为
9. 如图所示,在直线边界的上方存在垂直纸面向里磁感应强度为的匀强磁场,点在上。现从点垂直在纸面内向上发射速度大小不同、质量均为、电量均为的粒子,已知,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,则粒子在磁场中运动的最长时间为( )
A. B. C. D.
10. 如图,在半径为的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B。圆形区域右侧有一竖直感光板MN。带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子质量为m,电量为q,粒子重力不计。若粒子对准圆心射入,则下列说法中错误的是( )
A. 粒子一定沿半径方向射出
B. 粒子在磁场中运动的时间为
C. 若粒子速率变为2v0,穿出磁场后一定垂直打到感光板MN上
D. 粒子以速度v0从P点以任意方向射入磁场,离开磁场后一定垂直打在感光板MN上
11. 如图所示,在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B,质量分别为和,两球中间夹着一根压缩的轻弹簧,原来处于静止状态,同时放开A、B球和弹簧,已知A球脱离弹簧的速度为,接着A球进入与水平面相切,半径为的竖直面内的光滑半圆形轨道运动,为半圆形轨道竖直的直径,,下列说法正确的是( )
A. 弹簧弹开过程,弹力对A的冲量与弹力对B的冲量相同
B. 刚开始弹簧的弹性势能大小为
C. A球从点运动到点过程中所受合外力的冲量大小为
D. 若使A球不能到达点,则半圆轨道半径的最小值为
二、非选择题(共5大题满分56分)
12. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验,研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
(1)下列关于本实验条件的叙述,不正确的是
A. 同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放
B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C. 斜槽部分必须光滑
D. 轨道末端必须水平
(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP,然后,把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端,仍将入射小球从斜槽上的位置S 由静止释放,与被碰小球发生正碰,并多次重复该操作,确定两小球平均落地点位置分别为M、N,测出碰撞后的各自射程OM、ON,则实验中还需要测量的物理量有__________ 。
(3)在实验误差允许范围内,若满足关系式_________(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。
(4)若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒,实验中小球平均落点位置分别为、、、与小球在斜槽末端时球心的位置等高。关于此碰撞过程以下说法正确的是
A. 若,则动量守恒
B. 若,则动量守恒
C. 若 ,则机械能守恒
D. 若,则机械能守恒
13. 如图所示,光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ=37°,两平行导轨间距为L=1m,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。导轨中接入电动势为E=4.5V、内阻为r=0.5Ω的直流电源,电路中有一阻值为R=1Ω的电阻,其余电阻不计。将质量为m=4kg,长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态,(取g=10m/s2,sin37=0.60,cos37=0.80),求:
(1)匀强磁场的磁感应强度为多大?
(2)若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上,求此时导体棒的加速度大小及方向。
14. 如图所示,在x轴和x轴上方存在垂直平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小相同、质量为m、带电荷量为的同种带电粒子。在x轴上距离原点处垂直于x轴放置一个长度为、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为0)。现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。
(1)求带电粒子的发射速度大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值;
(3)薄金属板P接收到的带电粒子占所有粒子的百分比。
15. 如图所示,半径的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内,一长方形木板静止在水平光滑地面上,左端紧靠点,上表面所在平面与圆弧轨道相切于B点、长木板的右端有一固定在木板上的轻质挡板(厚度不计),挡板上涂有粘性较强的胶水,可以粘住跟它相撞的物体。一可视为质点的质量为的物块从圆弧圆心的等高点A由静止释放,经B点滑上木板。已知物块与长木板上表面间的动摩擦因数为,长木板的质量为,重力加速度为,求:
(1)物块刚滑到木板上时,物块的加速度和长木板的加速度的大小和方向;
(2)若要保证物块不和挡板碰撞,长木板的最小长度;
(3)若长木板长度为,物块和挡板碰撞过程中损失的机械能。
16. 在平面直角坐标系中,第I象限存在沿轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电的粒子从轴正半轴上的点以速度垂直于轴射入电场,经轴上的点与轴正方向成角射入磁场,最后从轴负半轴上的P点垂直于轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)、两点间的电势差;
(2)粒子从点运动到P点的总时间;
(3)若磁感应强度大小可以调节,为使粒子不从轴穿出磁场,则磁场的磁感应强度至少为多大。
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