精品解析:黑龙江省齐齐哈尔市2025-2026学年高三上学期1月期末物理试题
2026-01-15
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 黑龙江省 |
| 地区(市) | 齐齐哈尔市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.39 MB |
| 发布时间 | 2026-01-15 |
| 更新时间 | 2026-01-15 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55961149.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025~2026学年度上学期高三期末考试
物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修第一、三、三册,选择性必修第一册第一~三章,选择性必修第二册第一章。
一、选择题:本题共10小题,共46分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
1. 学习物理的过程中我们需要定义很多物理量,如速度定义式为,下列物理量表达式不是定义式的是( )
A. 电场强度 B. 电容
C. 电流 D. 磁感应强度
2. 如图所示,一个光滑的半球固定在水平面上,一个小滑块静止在半球的顶端,经扰动以初速度为零沿半球面下滑,则滑块从半球顶端运动到地面的过程中( )
A. 滑块一直沿球面运动 B. 滑块的加速度不断增大
C. 滑块重力的功率不断增大 D. 滑块沿水平方向的速度先增大后减小
3. 一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B=0.1T的匀强磁场中,以导线为中心,R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点,已知a点磁感应强度为0。则下列说法正确的是( )
A. 直导线中电流方向垂直纸面向外
B. b点的磁感应强度为0.1T
C. c点的磁感应强度为0.2T
D. 如果将通电导线撤去,匀强磁场的磁感应强度就为零
4. 如图所示,实线表示某电场的电场线,一带电粒子(不计重力)在该电场中,从点运动到点的运动轨迹为虚线所示,则在粒子从到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电
B. 粒子在点的加速度小于在点的加速度
C. 电场力对粒子做负功
D. 粒子的电势能减小
5. 在如图所示的电路中R1、R2为定值电阻,电容器的电容为C,A、B间的电压恒定。若调节电阻箱R接入电路的阻值,使电容器的带电量减少△Q,则在该过程中( )
A. 电阻箱 R 接入电路的阻值减小
B. 电阻 R1两端电压增大,增加量大于
C. 通过电阻R1的电流增大,增加量小于
D. 通过电阻箱R的电流减小,减小量大于
6. 如图,“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,,ab长为l,bc长为,导线通入恒定电流I,设导线受到的安培力大小为F,方向与bc夹角为θ,则
A. , B. ,
C. , D. ,
7. 2030年之前,中国航天员将登上月球,如图所示,月球半径为,假设甲、乙两艘宇宙飞船分别绕月球做椭圆轨道和圆轨道运动,甲的近地点正好在月面,远地点与月面的最近距离为,甲的远地点与乙轨道的最近距离为,则甲、乙的周期之比为( )
A. 1:1 B. 2:1 C. D.
8. 如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,,为波的传播方向上的两质点,图乙为处的质点的振动图像.下列说法正确的是( )
A. 波沿轴正方向传播
B. 在内,质点的加速度先增大后减小
C. 在接下来的四分之一周期内,质点和质点通过的路程可能相等
D. 在任意一个周期内,质点和质点一定有两个时刻位移相同
9. 如图所示,光滑倾斜滑道OM与粗糙水平滑道MN平滑连接。质量为1kg的滑块从O点由静止滑下,在N点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的P点停下。已知O点比M点高1.25m,滑道MN长4m,滑块与滑道MN间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 滑块运动到M点的速度大小为6m/s
B. 滑块运动到N点的速度大小为4m/s
C. 缓冲墙对滑块的冲量大小为
D. 缓冲墙对滑块做的功为
10. 如图所示为回旋加速器的示意图,两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中,一个氘核从加速器的A处由静止开始加速,运动一段时间后从加速器出口C处射出。已知D型盒的半径为R,高频交变电源的电压为U、频率为f,氘核质量为m。下列说法正确的是( )
A. 核在D形盒中运动时间与加速电压U无关
B. 氘核的最大动能为2mπ2f2R2
C. 氘核第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比2:1
D. 若要加速α粒子,交流电的频率f不需要改变
二、非选择题:本题共5小题,共54分.
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究加速度与合外力关系”实验。当地的重力加速度为g,滑块和遮光条的总质量为M。
(1)为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力,下列操作必要的是______(多选)。
A.平衡摩擦力 B.调节气垫导轨水平
C.调节牵引滑块的细线水平 D.使钩码质量远小于滑块质量
(2)先用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则______。
(3)按正确的操作,接通气源,将滑块由A点静止释放(A点到光电门的距离为x),记录钩码的质量及滑块通过光电门时遮光条遮光时间,改变悬挂钩码的质量进行多次实验,每次滑块均从A点由静止释放,实验测得多组钩码的质量m及对应的遮光条遮光时间t,作出图像,如果图像是一条过原点的倾斜直线,图像的斜率等于______,则表明质量一定时,加速度与合外力成正比。若要用此实验过程验证滑块和钩码系统的动能定理,只要验证表达式______成立即可。
12. 实验探究小组的同学通过测绘小灯泡的图像,研究小灯泡的电阻随电压变化的规律,并准确测出小灯泡在额定电压下的电阻及功率,实验室提供的器材有:
待测小灯泡:额定电压约为2.4V,电阻约为几欧;
直流电源:电动势为3.0V,内阻约;
电压表V:量程为0~3.0V,内阻约;
电流表A:量程为0~0.6A,内阻;
滑动变阻器R1:最大阻值为;
滑动变阻器R2:最大阻值为;
开关S和导线若干.
(1)要测绘小灯泡的图像,并准确测出小灯泡在额定电压下的电阻及功率,应选择图甲和图乙两个电路中的图_______(填“甲”或“乙”),变阻器应选择________(填“R1”或“R2”).
(2)根据实验记录的电流表和电压表的读数和,描绘出图像,如图丙所示,则小灯泡的电阻随电压的增大而_________(填“增大”或“减小”).当电流表示数为0.4A时,小灯泡正常发光,由此可推算出小灯泡正常发光时的电阻为______;功率为________W(结果均保留2位有效数字).
13. 如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角,垂直于导轨的金属棒的质量为110g,它与导轨间动摩擦因数为0.50,整个装置处于磁感应强度为1T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接的电源电动势为10V,内阻为,在开关闭合状态下,金属棒恰好不下滑,导轨和金属棒电阻不计,重力加速度取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,.求:
(1)金属棒所受安培力大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值。
14. 如图所示,带圆弧槽的小车静止在光滑的水平面上,槽的端与圆心的连线与竖直方向的夹角为,端与圆心等高.一个质量为、可视为质点的小球以水平向右的初速度抛出,刚好从点无碰撞地进入圆弧槽,小球运动到点时恰好与小车相对静止.圆弧槽光滑,小车质量为,不计空气阻力,重力加速度为,,.求:
(1)小球运动到点时,球与小车的共同速度大小;
(2)小球抛出点与点的高度差;
(3)圆弧槽的半径。
15. 如图所示,在平面直角坐标系的第一象限内,有沿y轴负方向的匀强电场,第二象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场I,在第三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场II,在x轴上点,沿与x轴负方向成角以大小为的速度向磁场I内射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子经磁场I偏转后,刚好垂直y轴进入电场,经电场偏转后从x轴上点进入磁场II,粒子经磁场II偏转后再次经过x轴的位置为点(未画出),粒子重力不计,求:
(1)磁场I磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)粒子从P点出发到第二次经过x轴的M点运动的时间。
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2025~2026学年度上学期高三期末考试
物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修第一、三、三册,选择性必修第一册第一~三章,选择性必修第二册第一章。
一、选择题:本题共10小题,共46分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
1. 学习物理的过程中我们需要定义很多物理量,如速度定义式为,下列物理量表达式不是定义式的是( )
A. 电场强度 B. 电容
C. 电流 D. 磁感应强度
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场强度是定义式,其中为电场力,为试探电荷的电荷量,直接定义了电场强度,故A不符合题意。
B.电容是定义式,其中为电容器储存的电荷量,为电势差,直接定义了电容,故B不符合题意。
C.电流是定义式,其中为通过导体横截面的电荷量,为时间,直接定义了电流,故C不符合题意。
D.磁感应强度不是定义式。磁感应强度的定义通常基于电流在磁场中受的力(如 )或毕奥-萨伐尔定律;而是由磁通量定义推导得出,属于导出式,故D符合题意。
故选D。
2. 如图所示,一个光滑的半球固定在水平面上,一个小滑块静止在半球的顶端,经扰动以初速度为零沿半球面下滑,则滑块从半球顶端运动到地面的过程中( )
A. 滑块一直沿球面运动 B. 滑块的加速度不断增大
C. 滑块重力的功率不断增大 D. 滑块沿水平方向的速度先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】设滑块质量为m,重力加速度为g,半球半径为R。
A.设在滑块向下滑动的过程中有一点A,此时滑块重力沿球心方向的分力提供向心力,与水平方向的夹角为,则有
解得
此时 A点距水平地面的高度为
从最高点到 A点的过程中对滑块应用动能定理有
解得
即可知当滑块在运动过程中水平方向的夹角的正弦值小于时会脱离半球,则A错误;
B.滑块从最高点运动到A点的过程中做圆周运动,其加速度由0增大到g,在A点之后,滑块脱离半球,只受到自身重力作用,加速度恒为g,即滑块的加速度先增大后不变,则B错误;
C.滑块从最高点运动到A点的过程中,在竖直向下的方向上的分力逐渐向下增大,使滑块在竖直方向上的速度一直增大;在A点之后,滑块脱离半球,竖直方向上的速度继续增大,由可知重力功率一直增大,则C正确;
D.滑块从最高点运动到A点的过程中,受到重力和支持力的共同作用,在水平向右的方向上的分力逐渐增大,使滑块在水平方向上的速度不断增大,在A点之后,滑块脱离半球,只受到自身重力作用,无水平方向上的力,则滑块在水平方向上速度不变,即滑块在水平方向上的速度先增大后不变,则D错误。
故选C。
3. 一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B=0.1T的匀强磁场中,以导线为中心,R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点,已知a点磁感应强度为0。则下列说法正确的是( )
A. 直导线中电流方向垂直纸面向外
B. b点的磁感应强度为0.1T
C. c点的磁感应强度为0.2T
D. 如果将通电导线撤去,匀强磁场的磁感应强度就为零
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题知,a点的磁感应强度为0,说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向竖直向下,根据安培定则判断可知,直导线中的电流方向垂直纸面向外,故A正确;
B.通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向上,方向与B的方向相同,大小为0.2T,故B错误;
C.通电导线在c处的磁感应强度方向水平向右,则c点感应强度为,方向与B的方向成45°斜向右上方,故C错误;
D.如果将通电导线撤去,匀强磁场磁感应强度不变,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,实线表示某电场的电场线,一带电粒子(不计重力)在该电场中,从点运动到点的运动轨迹为虚线所示,则在粒子从到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电
B. 粒子在点的加速度小于在点的加速度
C. 电场力对粒子做负功
D. 粒子的电势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据曲线运动的受力指向曲线的凹侧可知,粒子受到的电场力与电场强度方向同向,则该粒子带正电,A错误;
B.点的电场线比点的电场线密集,则粒子在点受到的电场力比在点大,则粒子在点的加速度大于在点的加速度,B错误;
CD.粒子从点运动到点,电场力与速度的夹角为钝角,电场力做负功,则粒子的电势能增大,C正确、D错误。
故选C。
5. 在如图所示的电路中R1、R2为定值电阻,电容器的电容为C,A、B间的电压恒定。若调节电阻箱R接入电路的阻值,使电容器的带电量减少△Q,则在该过程中( )
A. 电阻箱 R 接入电路的阻值减小
B. 电阻 R1两端的电压增大,增加量大于
C. 通过电阻R1的电流增大,增加量小于
D. 通过电阻箱R的电流减小,减小量大于
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.根据电路图可知电容器两端的电压等于R2两端的电压,使电容器的带电量减少△Q,可知R2两端的电压减少,因为总电压不变,所以电阻 R1两端的电压增大,增加量等于 ,通过电阻R1的电流增大,增加量等于,因并联部分电压增大,根据串并联的电路特点可知电阻箱 R 接入电路的阻值增大,故ABC错误;
D.流过R1和R的电流减少,通过R1的电流增大,所以通过电阻箱R的电流减小,减小量大于 ,故D正确。
故选D。
6. 如图,“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,,ab长为l,bc长为,导线通入恒定电流I,设导线受到的安培力大小为F,方向与bc夹角为θ,则
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】连接ac,根据几何关系得导线在磁场中受安培力的有效长度:
根据,得:
F与bc的夹角θ:
ABC与计算不符,ABC错误;
D.与计算结果相符,D正确。
7. 2030年之前,中国航天员将登上月球,如图所示,月球的半径为,假设甲、乙两艘宇宙飞船分别绕月球做椭圆轨道和圆轨道运动,甲的近地点正好在月面,远地点与月面的最近距离为,甲的远地点与乙轨道的最近距离为,则甲、乙的周期之比为( )
A. 1:1 B. 2:1 C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可得甲椭圆轨道的长轴为,则半长轴为,设乙圆轨道的半径为,当甲的远地点与乙的最近距离为,由几何关系可得
解得
设甲、乙的周期分别为、,由开普勒第三定律可得
则有
故选A。
8. 如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,,为波的传播方向上的两质点,图乙为处的质点的振动图像.下列说法正确的是( )
A. 波沿轴正方向传播
B. 在内,质点的加速度先增大后减小
C. 在接下来的四分之一周期内,质点和质点通过的路程可能相等
D. 在任意一个周期内,质点和质点一定有两个时刻位移相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,时质点沿轴负方向运动,此时质点应位于波传播方向波形的上坡,再由图甲可知波沿轴正方向传播,A正确;
B.因为波的周期为0.2s,而时质点位于平衡位置与波谷之间且沿轴正方向运动,所以在时刻,即时刻的半个周期前,质点一定位于波峰与平衡位置之间且沿轴负方向运动,内,经过四分之一个周期,质点位移先减小后增大,所以加速度先减小后增大,B错误;
C.点在平衡位置,在四分之一周期内走过的路程为一个振幅,点在四分之一周期内走过的路程不等于一个振幅,C错误;
D.图示时刻,质点正沿轴正方向运动,质点正沿轴负方向运动,在接下来的四分之一个周期内,二者一定存在一个时刻位移相同,之后当第一次返回平衡位置时(从图示时刻经历半个周期),根据对称性可知此时质点的位置与图示位置关于轴对称并沿轴负方向运动,则在接下来的四分之一周期内,二者一定存在一个时刻位移相同,综上所述在一个周期内,质点和质点有两个时刻位移相同,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,光滑倾斜滑道OM与粗糙水平滑道MN平滑连接。质量为1kg的滑块从O点由静止滑下,在N点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的P点停下。已知O点比M点高1.25m,滑道MN长4m,滑块与滑道MN间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 滑块运动到M点的速度大小为6m/s
B. 滑块运动到N点速度大小为4m/s
C. 缓冲墙对滑块的冲量大小为
D. 缓冲墙对滑块做的功为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.从到的过程,由动能定理可知
滑块运动到的速度大小为
故A错误;
B.由到的过程中,加速度大小为
由位移公式可得
可得滑块运动到的速度大小为
故B错误;
C.由到可知
解得被缓冲墙反弹,滑块的速度
(方向与初速度反向,取负)
由动量定理可知缓冲墙对滑块的冲量
故C正确;
D.由动能定理可得缓冲墙对滑块做的功
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示为回旋加速器的示意图,两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中,一个氘核从加速器的A处由静止开始加速,运动一段时间后从加速器出口C处射出。已知D型盒的半径为R,高频交变电源的电压为U、频率为f,氘核质量为m。下列说法正确的是( )
A. 核在D形盒中运动时间与加速电压U无关
B. 氘核的最大动能为2mπ2f2R2
C. 氘核第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2:1
D. 若要加速α粒子,交流电的频率f不需要改变
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.氘核最大速度
则获得的最大动能为
加速的次数为
解得
由于D形盒的半径R不变,氘核做圆周运动周期T不变,加速电压U越大,加速次数N越少,氘核在D形盒中运动时间越短,A错误,B正确;
C.根据
解得
即氘核第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为,C错误;
D.根据
解得
因为α粒子与氘核的比荷相同,α粒子与氘核在磁场中运动的频率相同,若要加速α粒子,则交流电的频率f不用改变,D正确。
故选BD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分.
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究加速度与合外力关系”实验。当地的重力加速度为g,滑块和遮光条的总质量为M。
(1)为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力,下列操作必要的是______(多选)。
A.平衡摩擦力 B.调节气垫导轨水平
C.调节牵引滑块的细线水平 D.使钩码质量远小于滑块质量
(2)先用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则______。
(3)按正确的操作,接通气源,将滑块由A点静止释放(A点到光电门的距离为x),记录钩码的质量及滑块通过光电门时遮光条遮光时间,改变悬挂钩码的质量进行多次实验,每次滑块均从A点由静止释放,实验测得多组钩码的质量m及对应的遮光条遮光时间t,作出图像,如果图像是一条过原点的倾斜直线,图像的斜率等于______,则表明质量一定时,加速度与合外力成正比。若要用此实验过程验证滑块和钩码系统的动能定理,只要验证表达式______成立即可。
【答案】 ①. BCD ②. 3.60 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力,应调节气垫导轨水平,调节牵引滑块的细线水平,使钩码质量远小于滑块质量,不需要平衡摩擦力。故选BCD。
(2)[2]该游标卡尺游标尺为20分度值,则其精度为,主尺读数为,游标尺读数为,所以。
(3)[3]由
得
则当图像的斜率等于,则表明质量一定时,加速度与合外力成正比;
[4]若要用此实验过程验证滑块和钩码系统的动能定理,只要验证表达式
成立即可。
12. 实验探究小组的同学通过测绘小灯泡的图像,研究小灯泡的电阻随电压变化的规律,并准确测出小灯泡在额定电压下的电阻及功率,实验室提供的器材有:
待测小灯泡:额定电压约为2.4V,电阻约为几欧;
直流电源:电动势为3.0V,内阻约;
电压表V:量程为0~3.0V,内阻约;
电流表A:量程为0~0.6A,内阻;
滑动变阻器R1:最大阻值为;
滑动变阻器R2:最大阻值为;
开关S和导线若干.
(1)要测绘小灯泡的图像,并准确测出小灯泡在额定电压下的电阻及功率,应选择图甲和图乙两个电路中的图_______(填“甲”或“乙”),变阻器应选择________(填“R1”或“R2”).
(2)根据实验记录电流表和电压表的读数和,描绘出图像,如图丙所示,则小灯泡的电阻随电压的增大而_________(填“增大”或“减小”).当电流表示数为0.4A时,小灯泡正常发光,由此可推算出小灯泡正常发光时的电阻为______;功率为________W(结果均保留2位有效数字).
【答案】(1) ①. 乙 ②.
(2) ① 增大 ②. 6.0 ③. 0.96
【解析】
【小问1详解】
[1][2]伏安特性曲线要求电压从0开始,变阻器分压连接时,应选择阻值小的电阻,所以变阻器应选择R1,由于电流表内阻已知,电流表内接,可准确测出各电压下小灯泡的电阻,所以应选择图乙电路。
【小问2详解】
[1][2][3]根据小灯泡的图像可知,图线上点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,所以电阻随电压的增大而增大;根据小灯泡的图像可知,当电流表示数为0.4A时,此时的电压,小灯泡正常发光时的电阻为
功率为。
13. 如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角,垂直于导轨的金属棒的质量为110g,它与导轨间动摩擦因数为0.50,整个装置处于磁感应强度为1T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接的电源电动势为10V,内阻为,在开关闭合状态下,金属棒恰好不下滑,导轨和金属棒电阻不计,重力加速度取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,.求:
(1)金属棒所受的安培力大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设金属棒所受的安培力大小为,由题意,其受力分析如图所示,根据平衡条件则有
垂直导轨方向有
平行斜导轨方向有
又因为
联立并代入数据解得
【小问2详解】
金属棒受到的安培力为
解得
由闭合电路欧姆定律则有
解得
14. 如图所示,带圆弧槽的小车静止在光滑的水平面上,槽的端与圆心的连线与竖直方向的夹角为,端与圆心等高.一个质量为、可视为质点的小球以水平向右的初速度抛出,刚好从点无碰撞地进入圆弧槽,小球运动到点时恰好与小车相对静止.圆弧槽光滑,小车质量为,不计空气阻力,重力加速度为,,.求:
(1)小球运动到点时,球与小车的共同速度大小;
(2)小球抛出点与点的高度差;
(3)圆弧槽的半径。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设小球运动到点时小车的速度为,小球与小车在水平方向动量守恒,则有
解得
【小问2详解】
设小球运动到点时速度大小为,则有
小球从抛出点到点由机械能守恒则有
解得
【小问3详解】
小球从点到点的过程,系统机械能守恒,则有
解得
15. 如图所示,在平面直角坐标系的第一象限内,有沿y轴负方向的匀强电场,第二象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场I,在第三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场II,在x轴上点,沿与x轴负方向成角以大小为的速度向磁场I内射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子经磁场I偏转后,刚好垂直y轴进入电场,经电场偏转后从x轴上点进入磁场II,粒子经磁场II偏转后再次经过x轴的位置为点(未画出),粒子重力不计,求:
(1)磁场I的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)粒子从P点出发到第二次经过x轴的M点运动的时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设粒子在磁场I中运动的半径为,由题意知
据牛顿第二定律有
解得
(2)粒子进入电场后做类平抛运动,设电场的电场强度大小为E,据题意有
据牛顿第二定律
解得
(3)设粒子第一次经过x时速度与x轴正方向的夹角为,进磁场II时的速度大小为v,据动能定理
解得
解得
据题意,粒子第一次经过x轴的位置与第二次经过x轴的位置间的距离为
粒子在磁场II中做圆周运动的半径
则粒子在磁场II中运动的时间为
粒子在磁场I中运动的时间为
粒子在电场中运动的时间为
则粒子从P点出发到第二次经过x轴的M点运动的时间为
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