精品解析：江苏省连云港市赣榆高级中学2025-2026学年高二上学期10月月考物理试题

2025~2026学年第一学期高二年级10月学情检测 物理试题 考生注意 1．试卷满分100分，考试时间75分钟； 2．本考试分设试卷和答题纸，试卷共4页，由15个小题组成； 3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 一、选择题：本题共10个小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言了光是一种电磁波，后由密立根通过实验证明 B. 生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量 C. 奥斯特在实验中观察到，东西放置的通电直导线下方磁针的转动，发现了电流的磁效应 D. 普朗克提出了光是由一个个不可分割的能量子组成的，即光子 2. 如图所示，a，b为两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，比较通过两环的磁通量Φa，Φb，则（　　） A. Φa>Φb B. Φa=Φb C. Φa<Φb D. 不能确定 3. 如图所示，长方体的ABCO面为正方形，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，现在AB、BC、CD、DA上分别放置四根导体棒，且构成一闭合回路，当回路中通有沿ABCDA方向的电流时，下列说法正确的是（　　） A. CD棒所受的安培力方向垂直纸面向外 B. 四根导体棒均受安培力的作用 C. CD棒与DA棒所受的安培力大小相等 D. DA棒所受的安培力最大 4. 有一宇宙飞船以v＝3×103 m/s的相对速度飞入一宇宙微粒尘区。飞船在垂直速度方向的正面面积S＝2 m2，此微粒尘区每1 m长度微粒的平均质量m＝2×10－7 kg。设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上，要使飞船速度保持不变，则飞船的牵引力应增加（　　） A. 3.6×103 N B. 3.6 N C. 1.2×10－3 N D. 1.8 N 5. 磁轴键盘是一种新型的机械键盘结构，磁轴包括轴心、永磁铁、霍尔传感器和弹簧，其结构简图如图所示。轴心可保证按键和弹簧只在竖直方向运动，永磁铁（N极在下、S极在上）固定在按键上，长、宽、高分别为l、b、h的霍尔传感器通有由前向后的恒定电流I。当按键被按下时，开始输入信号。当松开按键时，输入信号停止。下列说法正确的是（　　） A. 按下按键后，霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势高 B. 按下按键的速度越快，霍尔电压越大 C. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小h D. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以增加b 6. 如图所示，绝缘粗糙细杆abc在b处弯折，水平bc段足够长，在虚线AB的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电圆环（可视为点电荷）套在杆上从ab段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失，圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度v随时间t变化的图像不可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，在xOy竖直平面内，由A点斜射出一个小球，B、C、D是小球运动轨迹上的三点，A、C、D三点的坐标已在图中标出，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 小球在A点的动量和在C点的动量相同 B. 从A到B和从B到C，小球动量变化量相同 C. 小球从B到C重力的冲量小于从C到D重力的冲量 D. 小球从B到C的动量变化率小于从C到D的动量变化率 8. 空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B. 薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C. 薄板的下表面接收到粒子的区域长度为 D. 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 10. 如图为用于电真空器件的一种磁聚焦装置示意图。螺线管内存在磁感应强度为B的匀强磁场。电子枪可以射出速度大小均为v，方向不同的电子，且电子速度v与磁场方向的夹角非常小。电子电荷量为e、质量为m。电子间的相互作用和电子的重力不计。这些电子通过磁场汇聚在荧光屏上P点。下列说法正确的是（ ） A. 螺线管内的磁场方向垂直于管轴 B. 电子在磁场中运动的时间可能为 C. 若磁感应强度变为2B，则电子仍汇聚在P点 D. 若速度变为2v（不碰壁），则电子仍汇聚在P点 二、非选择题（本题5小题，共60分。解答时要写出必要的过程和结果，有数值的结果要注明单位） 11. 在“寻求碰撞中的不变量”实验中，两组同学采用如图所示的装置进行实验。 （1）甲组：把两个小球用等长的细线悬挂（使两小球在竖直方向静止时，刚好接触），让B球静止，拉起A 球，由静止释放后，使它们相碰，碰后粘在一起。实验过程中除了要测量A、B球质量mA、mB，A 球被拉起的角度θ1，还需测量_______________（写出物理量的名称和符号）才能验证碰撞中的守恒量。用测量的物理量表示碰撞中的不变量应满足的关系式是_________。 （2）乙组：用如图所示装置寻求碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板的宽度为9.0 mm，两滑块由静止被弹簧弹开后，左侧滑块通过左侧数字计时器，记录的时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧数字计时器，记录的时间为0.060 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块m1v1的大小为______g·m/s，右侧滑块质量为149 g，两滑块质量与速度乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝_______。 12. 如图所示，质量为m的滑块沿倾角为θ的固定斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff，重力加速度为g。求在整个运动过程中 （1）支持力对滑块的总冲量； （2）摩擦力的总冲量； （3）全程的速度变化量大小和方向？ 13. 某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型。多个质量均为1 kg的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力。开启窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.40 m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为0.04 s，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为0.22 m/s。求： （1）通过计算滑块1、2受到合外力的冲量大小分别为多少，并说明为何两个冲量大小不相等； （2）滑块之间的平均作用力大小为多少？ 14. 图甲是回旋加速器的示意图，两D形金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。在加速带电粒子时，带电粒子从静止开始运动，其速率v随时间t的变化如图乙，已知tn时刻粒子恰好射出回旋加速器，粒子穿过狭缝的时间不可忽略，不考虑相对论效应及粒子的重力，求： （1）高频交变电源的变化频率； （2）v1∶v2∶v3； （3）粒子在电场中的加速次数？（用v1、vn表示） 15. 在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。如图所示为一控制粒子运动装置的模型。在平面直角坐标系的第二象限内，一半径为的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，磁场Ⅰ的边界圆刚好与两坐标轴相切，与轴的切点为，在第一象限内有沿轴负方向的匀强电场，在轴下方区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅱ中有一垂直于轴的足够长的接收屏。点处有一粒子源，在与轴正方向成到与轴负方向成范围内，粒子源在坐标平面内均匀地向磁场内的各个方向射出质量为、电荷量为的带正电粒子，粒子射出的初速度大小相同。已知沿与轴负方向成射出的粒子恰好能沿轴正方向射出磁场Ⅰ，该粒子经电场偏转后以与轴正方向成的方向进入磁场Ⅱ，并恰好能垂直打在接收屏上。磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为，所有粒子都能打到接收屏上，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子从点射出的速度大小； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）将接收屏沿轴负方向平移，直至仅有一半的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，求接收屏沿轴负方向移动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025~2026学年第一学期高二年级10月学情检测 物理试题 考生注意 1．试卷满分100分，考试时间75分钟； 2．本考试分设试卷和答题纸，试卷共4页，由15个小题组成； 3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 一、选择题：本题共10个小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言了光是一种电磁波，后由密立根通过实验证明 B. 生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量 C. 奥斯特在实验中观察到，东西放置的通电直导线下方磁针的转动，发现了电流的磁效应 D. 普朗克提出了光是由一个个不可分割的能量子组成的，即光子 【答案】B 【解析】 【详解】A．麦克斯韦预言了光是一种电磁波，后由赫兹通过实验证实了电磁波的存在，A错误； B．生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量。故B正确； C．奥斯特在实验中观察到，南北放置的通电直导线下方磁针的转动，发现了电流的磁效应，C错误； D．普朗克为了对黑体辐射进行理论解释，首先提出了量子观点，之后爱因斯坦提出了光是有一个一个不可分割的能量子组成的，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，a，b为两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，比较通过两环的磁通量Φa，Φb，则（　　） A. Φa>Φb B. Φa=Φb C. Φa<Φb D. 不能确定 【答案】A 【解析】 【详解】磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部穿过环面的磁感线方向向下，由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较少，则磁通量较大，所以 故选A。 3. 如图所示，长方体的ABCO面为正方形，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，现在AB、BC、CD、DA上分别放置四根导体棒，且构成一闭合回路，当回路中通有沿ABCDA方向的电流时，下列说法正确的是（　　） A. CD棒所受的安培力方向垂直纸面向外 B. 四根导体棒均受安培力的作用 C. CD棒与DA棒所受的安培力大小相等 D. DA棒所受的安培力最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则，可知CD棒所受的安培力方向垂直纸面向里，A错误； B．导体棒AB中电流方向与磁场方向平行，导体棒AB不受安培力的作用，B错误； C．导体棒CD的有效程度与OD边长度相等，而 根据 可知CD棒所受的安培力小于DA棒所受的安培力大小，C错误； D．由于 ， 结合上述，可知，DA棒所受的安培力最大，D正确。 故选D。 4. 有一宇宙飞船以v＝3×103 m/s的相对速度飞入一宇宙微粒尘区。飞船在垂直速度方向的正面面积S＝2 m2，此微粒尘区每1 m长度微粒的平均质量m＝2×10－7 kg。设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上，要使飞船速度保持不变，则飞船的牵引力应增加（　　） A. 3.6×103 N B. 3.6 N C. 1.2×10－3 N D. 1.8 N 【答案】D 【解析】 【详解】设在时间t内与飞船碰撞并附着于飞船上的微粒总质量为M，则M=vtm 设飞船对微粒的作用力大小为F，由动量定理知Ft=Mv 联立解得F=v2m 代入相关数据得F=1.8N 根据牛顿第三定律知，微粒对飞船的作用力大小为1.8N。要使飞船速度不变，根据平衡条件知，飞船的牵引力应增加1.8N。 故选D。 5. 磁轴键盘是一种新型的机械键盘结构，磁轴包括轴心、永磁铁、霍尔传感器和弹簧，其结构简图如图所示。轴心可保证按键和弹簧只在竖直方向运动，永磁铁（N极在下、S极在上）固定在按键上，长、宽、高分别为l、b、h的霍尔传感器通有由前向后的恒定电流I。当按键被按下时，开始输入信号。当松开按键时，输入信号停止。下列说法正确的是（　　） A. 按下按键后，霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势高 B. 按下按键的速度越快，霍尔电压越大 C. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小h D. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以增加b 【答案】C 【解析】 【详解】A．按下按键后，永磁体在霍尔传感器处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知自由电子在左表面聚集，所以霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势低，故A错误； BCD．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有 结合电流的微观定义式I=neSv=nebhv 有 可见按下按键的速度快慢，对霍尔电压没有影响，减小h，使该磁轴键盘更加灵敏，b对霍尔电压无影响，对该磁轴键盘的灵敏度无影响，故C正确；BD错误。 故选C。 6. 如图所示，绝缘粗糙细杆abc在b处弯折，水平bc段足够长，在虚线AB的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电圆环（可视为点电荷）套在杆上从ab段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失，圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度v随时间t变化的图像不可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设带电圆环的质量为，绝缘粗糙细直杆的动摩擦因数为，当带电圆环从倾角为的倾斜绝缘细直杆上下滑时，设其获得的加速度大小为，由牛顿第二定律可得 解得 由此可知在带电圆环下滑到倾斜绝缘细直杆的最下端的过程中，做初速度为零的匀加速直线运动，反映在图像上则为过原点的倾斜直线。 而当带电圆环进入虚线AB右侧的匀强磁场中后，若圆环带正电，则要受到竖直向上的洛伦兹力，而当洛伦兹力等于其重力时，圆环所受合外力为零，在磁场中将做匀速直线运动，图像为一条平行于时间轴的直线； 若洛伦兹力大于重力，则由牛顿第二定律可得 可知小环将做加速度减小的减速运动，而随着速度的减小洛伦兹力也随之减小，当洛伦兹力减小到与重力大小相等时，小环将做匀速直线运动； 若洛伦兹力小于重力，则由牛顿第二定律有 可知小环做减速运动，随着速度的减小，洛伦兹力减小，加速度增大，因此可知小环做加速度增大的减速运动，直至速度减为零； 若小环带负电，所受洛伦兹力竖直向下，由牛顿第二定律可得 可知小环做减速运动，随着速度的减小洛伦兹力减小，加速度减小，小环做加速度减小的减速运动，直至速度减为零。故ACD正确，B错误。 因本题要求选择不正确的选项，故选B。 7. 如图所示，在xOy竖直平面内，由A点斜射出一个小球，B、C、D是小球运动轨迹上的三点，A、C、D三点的坐标已在图中标出，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 小球在A点的动量和在C点的动量相同 B. 从A到B和从B到C，小球动量变化量相同 C. 小球从B到C重力的冲量小于从C到D重力的冲量 D. 小球从B到C的动量变化率小于从C到D的动量变化率 【答案】B 【解析】 【详解】A. 动量 可知动量是矢量，A、C两处速度方向不同，所以动量不相同，故A错误； B. x方向上做匀速直线运动，而A到B、B到C、C到D在x轴上间距相等，所以经历的时间也相等，设时间均为t，小球又只受重力，则A到B、B到C、C到D速度变化量相等，为 所以从A到B、从B到C小球的动量变化量 可知A到B、从B到C小球的动量变化量相等，故B正确； C．重力的冲量 因为B到C、C到D的时间相等，所以重力的冲量相等，故C错误； D．因为B到C、C到D的时间相等，动量的变化相等，所以动量的变化率也相等，故D错误。 故选B。 8. 空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】解法一： AC．在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转。AC错误； BD．运动的过程中在电场力对带电粒子做功，粒子速度大小发生变化，粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直。由于匀强电场方向是沿y轴正方向，故x轴为匀强电场的等势面，从开始到带电粒子偏转再次运动到x轴时，电场力做功为0，洛伦兹力不做功，故带电粒子再次回到x轴时的速度为0，随后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转，故B正确，D错误。 故选B。 解法二： 粒子在O点静止，对速度进行分解，分解为向x轴正方向的速度v，向x轴负方向的速度v’，两个速度大小相等，方向相反。使得其中一个洛伦兹力平衡电场力，即 则粒子的在电场、磁场中的运动，可视为，向x轴负方向以速度做匀速直线运动，同时在x轴上方做匀速圆周运动。 故选B。 9. 如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B. 薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C. 薄板的下表面接收到粒子的区域长度为 D. 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有 可得，故A错误； B．当粒子沿x轴正方向射出时，上表面接收到的粒子离y轴最近，如图轨迹1，根据几何关系可知 当粒子恰能通过N点到达薄板上方时，薄板上表面接收点距离y轴最远，如图轨迹2，根据几何关系可知 故上表面接收到粒子的区域长度为，故B正确； C．根据图像可知，粒子可以恰好打到下表面N点；当粒子沿y轴正方向射出时，粒子下表面接收到的粒子离y轴最远，如图轨迹3，根据几何关系此时离y轴距离为d，故下表面接收到粒子的区域长度为d，故C错误； D．根据图像可知，粒子恰好打到下表面N点时转过的圆心角最小，用时最短，有，故D错误。 故选B。 10. 如图为用于电真空器件的一种磁聚焦装置示意图。螺线管内存在磁感应强度为B的匀强磁场。电子枪可以射出速度大小均为v，方向不同的电子，且电子速度v与磁场方向的夹角非常小。电子电荷量为e、质量为m。电子间的相互作用和电子的重力不计。这些电子通过磁场汇聚在荧光屏上P点。下列说法正确的是（ ） A. 螺线管内的磁场方向垂直于管轴 B. 电子在磁场中运动的时间可能为 C. 若磁感应强度变为2B，则电子仍汇聚在P点 D. 若速度变为2v（不碰壁），则电子仍汇聚在P点 【答案】C 【解析】 【详解】AB．将电子的初速度v沿磁场方向和垂直于磁场方向正交分解为vx、vy，电子沿磁场方向做匀速直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动，电子的运动轨迹为螺旋线；设螺线管长为L，分运动的圆周运动的周期为T，若这些电子通过磁场会聚在荧光屏上P点，则需满足，（n=1，2，3，…） 由洛伦兹力提供向心力可得 电子分运动的圆周运动的周期为 联立可得，（n=1，2，3，…） 因为电子速度v与磁场方向的夹角非常小，故可近似为 可得电子的速度只要满足，（n=1，2，3，…） 即电子的运动时间为圆周运动周期的整数倍，电子就可以会聚到P点；由此可知，这些电子通过磁场会聚在荧光屏上P点，电子在磁场中运动的时间不可能为，磁场方向也不能垂直于管轴；故AB错误； CD．由上述分析可知，若磁感应强度变为2B，有 对比可得n1=2，4，6，… 则电子仍会聚在P点；同理，当电子速度为2v时，可得 对比可得 即电子的运动时间不是总等于圆周运动周期的整数倍，故这些电子不一定能会聚在P点；故C正确，D错误。 故选C。 二、非选择题（本题5小题，共60分。解答时要写出必要的过程和结果，有数值的结果要注明单位） 11. 在“寻求碰撞中的不变量”实验中，两组同学采用如图所示的装置进行实验。 （1）甲组：把两个小球用等长的细线悬挂（使两小球在竖直方向静止时，刚好接触），让B球静止，拉起A 球，由静止释放后，使它们相碰，碰后粘在一起。实验过程中除了要测量A、B球质量mA、mB，A 球被拉起的角度θ1，还需测量_______________（写出物理量的名称和符号）才能验证碰撞中的守恒量。用测量的物理量表示碰撞中的不变量应满足的关系式是_________。 （2）乙组：用如图所示装置寻求碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板的宽度为9.0 mm，两滑块由静止被弹簧弹开后，左侧滑块通过左侧数字计时器，记录的时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧数字计时器，记录的时间为0.060 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块m1v1的大小为______g·m/s，右侧滑块质量为149 g，两滑块质量与速度乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝_______。 【答案】（1） ①. 两球粘在一起后摆动的最大角度 ②. mAmAmB （2） ①. 22.5 ②. 0 【解析】 【小问1详解】 [1]验证动量守恒，需要知道碰撞前后的动量，测量A、B球质量mA、mB，A 球被拉起的角度θ1，可以计算碰前的速度，所以还需要两球粘在一起后摆动的最大角度来计算碰后的速度。 [2]根据 碰前的速度 同理可知，碰后速度 根据 可知用测量的物理量表示碰撞中的不变量应满足的关系式是mA＝mA+mB 【小问2详解】 [1]左侧滑块的速度为 则左侧滑块 [2]右侧滑块的速度为 则右侧滑块 可见在误差允许的范围内两滑块 12. 如图所示，质量为m的滑块沿倾角为θ的固定斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff，重力加速度为g。求在整个运动过程中 （1）支持力对滑块的总冲量； （2）摩擦力的总冲量； （3）全程的速度变化量大小和方向？ 【答案】（1）mg（t1＋t2）cos θ，垂直于斜面向上 （2），沿斜面向上 （3），方向沿斜面向下 【解析】 【小问1详解】 滑块受到的支持力大小 支持力对滑块的总冲量 方向垂直于斜面向上。 【小问2详解】 滑块沿着斜面向上运动过程中，摩擦力沿着斜面向下，摩擦力的冲量大小为 方向沿着斜面向下；滑块沿着斜面向下运动过程中，摩擦力沿着斜面向上，摩擦力的冲量大小为 方向沿着斜面向上；以沿着斜面向上为正方向，摩擦力的总冲量为 由于t2 > t1，方向沿斜面向上。 【小问3详解】 全过程根据动量定理可知 解得 方向沿斜面向下。 13. 某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型。多个质量均为1 kg的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力。开启窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.40 m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为0.04 s，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为0.22 m/s。求： （1）通过计算滑块1、2受到合外力的冲量大小分别为多少，并说明为何两个冲量大小不相等； （2）滑块之间的平均作用力大小为多少？ 【答案】（1）I1＝0.18 kg·m/s，I2＝0.22 kg·m/s，以滑块1和滑块2组成的系统为研究对象，系统受到的合力不为零，所以动量不守恒，因此两个冲量大小不相等 （2）＝5.5 N 【解析】 【小问1详解】 对滑块1，根据动量定理可得 对滑块2，根据动量定理可得 以滑块1和滑块2组成的系统为研究对象，系统受到的合力不为零，所以动量不守恒，因此两个冲量大小不相等。 【小问2详解】 根据 可得 14. 图甲是回旋加速器的示意图，两D形金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。在加速带电粒子时，带电粒子从静止开始运动，其速率v随时间t的变化如图乙，已知tn时刻粒子恰好射出回旋加速器，粒子穿过狭缝的时间不可忽略，不考虑相对论效应及粒子的重力，求： （1）高频交变电源的变化频率； （2）v1∶v2∶v3； （3）粒子在电场中的加速次数？（用v1、vn表示） 【答案】（1）或或 （2）v1∶v2∶v3＝1∶∶ （3） 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知，粒子加速周期为或或，而交流电的频率和粒子运动频率相同，所以交流电的频率为或或 【小问2详解】 粒子在电场中做匀加速运动，令加速位移为x，根据速度位移时间关系 解得 前两次加速后的速度为 解得 前三次加速后的速度为 解得 联立可得 【小问3详解】 设粒子被加速n次后的速度为vn，则由动能定理可知 粒子被第一次加速过程中，由动能定理可知 联立可得 15. 在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。如图所示为一控制粒子运动装置的模型。在平面直角坐标系的第二象限内，一半径为的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，磁场Ⅰ的边界圆刚好与两坐标轴相切，与轴的切点为，在第一象限内有沿轴负方向的匀强电场，在轴下方区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅱ中有一垂直于轴的足够长的接收屏。点处有一粒子源，在与轴正方向成到与轴负方向成范围内，粒子源在坐标平面内均匀地向磁场内的各个方向射出质量为、电荷量为的带正电粒子，粒子射出的初速度大小相同。已知沿与轴负方向成射出的粒子恰好能沿轴正方向射出磁场Ⅰ，该粒子经电场偏转后以与轴正方向成的方向进入磁场Ⅱ，并恰好能垂直打在接收屏上。磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为，所有粒子都能打到接收屏上，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子从点射出的速度大小； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）将接收屏沿轴负方向平移，直至仅有一半的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，求接收屏沿轴负方向移动的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设从P点沿与x轴负方向射出的粒子从Q点射出磁场Ⅰ，轨迹如图所示 设磁场Ⅰ的边界圆的圆心为，粒子做圆周运动的轨迹圆的圆心为，四边形对边相互平行且领边与长度相等，故四边形为菱形，则粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的轨迹半径为 根据牛顿第二定律有 解得 （2）从P点沿与x轴负方向成射出的粒子在电场中做类平抛运动，设粒子出电场时沿y轴负方向的分速度为，由题意可知 沿y轴方向有 根据牛顿第二定律有 解得 （3）由于粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为，因此所有粒子均沿x轴正方向射出磁场Ⅰ；设某一粒子进入磁场与x轴正方向夹角为，则粒子进入磁场Ⅱ时速度为 粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 则轨迹的圆心到x轴的距离为 由此可见，所有粒子进磁场Ⅱ后做圆周运动的圆心均在离x轴距离为r的水平线上，由于从P点沿与x轴负方向成射出的粒子能垂直打在屏上，因此所有粒子均能垂直打在接收屏上。在P点沿y轴正方向射出的粒子恰好能打在屏上时，即有一半的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打在屏上，这时屏需要移动的距离等于在P点沿y轴正方向射出的粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径。设该粒子进入磁场Ⅱ时的速度大小为，根据动能定理有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 即要使一半的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，接收屏沿y轴负方向移动的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $