精品解析：2026届湖北武汉市高三上学期期末质量检测物理试卷

2026届高三年级上学期期末质量检测 物理 本试卷共6页，共15题。满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 质子-质子循环是太阳内部核反应的主要模式之一，循环总反应可表示为，下列说法正确的是（　　） A. 式中是电子 B. 式中是质子 C. 质子-质子循环是聚变反应 D. 质子-质子循环是裂变反应 2. 高能同步辐射光源是我国规划的十个重大科技基础设施之一，电子在储存环中以接近光速的速度跑圈，沿轨道切线方向同步辐射，从而提供高能的射线，下列说法正确的是（　　） A. 电子跑圈时能量保持不变 B. 射线是一种高能粒子流 C. 射线是一种高能电磁波 D. 射线的波长小于射线 3. 如图甲所示，一台3D打印机的底板可沿轴方向移动，喷头可在导轨OP上沿轴方向移动，其俯视简化图如图乙所示。喷头从点出发，要打印出图乙中的曲线，曲线与轴在点相切，关于底板和喷头的运动，下列说法正确的是（　　） A. 底板沿轴正方向匀速运动，喷头沿杆加速运动 B. 底板沿轴负方向匀速运动，喷头沿杆加速运动 C. 底板沿轴正方向加速运动，喷头沿杆匀速运动 D. 底板沿轴负方向加速运动，喷头沿杆匀速运动 4. 竖直平面内有一列机械横波，在时，、两点间的波形如图中的实线所示，在时，第一次出现图中虚线所示的波形，之后每隔会再次出现虚线波形。已知间距为，下列说法正确的是（　　） A. 这列波的波长是 B. 这列波的波速是 C. 这列波的传播方向是向左 D. 时，处的质点运动方向向上 5. 模拟月球表面重力环境可以采用水浮法，即通过调整物体在水中所受浮力与重力的大小关系，实现物体的加速度等于月球表面的重力加速度。已知地球质量是月球的倍、半径是月球的倍，物体的质量为，地球表面的重力加速度为，则模拟时，物体受到的浮力大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，真空中有一圆形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。在磁场边界的点设置粒子源，可沿圆形区域平面的各个方向发射速率相同的电子。这些电子射出磁场的位置均处于上，其所对圆心角为。现将电子的发射速率增大，射出范围变为，其所对圆心角为。若要将电子射出范围调回到上，则磁感应强度大小要调节为（　　） A. B. C. D. 7. 一款可以筛选粒子比荷的速度选择器如图所示，长为、间距为的两极板间有垂直于极板向下的匀强电场，电场强度大小为；极板间左半区域还有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带电粒子从极板间的中轴线左端射入，能沿直线通过磁场区域，最后从两极板间射出，忽略边缘效应及粒子的重力，如此筛选出的粒子的比荷满足（　　） A. B. C. D. 8. 某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有均匀分布的辐向电场，电场线沿半径方向指向圆心。粒子从点射入后，恰好能沿圆弧虚线运动，并从点射出。粒子仅受电场力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 圆弧虚线是等势线 C. 粒子射出时的速度大于射入时的速度 D. 增大电场强度，可使粒子转向半径减小 9. 如图甲所示，一根长为且不可伸长的轻绳，通过打结的方式在其结点处悬挂一重物，绳两端分别与固定安装在竖直杆上的力传感器连接，两杆的间距为的位置高于与结点间的绳长为。改变结点的位置，测量并描绘出两个力传感器测得的轻绳拉力的大小随变化的图线如图乙中I、II所示，曲线I、II的交点坐标为，，下列说法正确的是（　　） A. 结点的轨迹是一段抛物线 B. 结点的轨迹在一个椭圆上 C. 重物的重力大小为 D. 重物的重力大小为 10. 如图所示，质量为的圆弧轨道静置于水平地面上，圆弧轨道面光滑，水平底面与地面间的动摩擦因数为。一质量也为的小球从轨道最高点由静止释放，沿轨道下滑至最低点。在这过程中，轨道能始终保持静止，受到的静摩擦力为。已知重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 最大值为 B. 最大值为 C. 不能小于0.6 D. 不能小于0.75 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组用插针法测量一块四棱柱形玻璃砖的折射率，其横截面如图所示，先描画出两个界面，再画一条直线与边垂直，用两根大头针垂直于纸面钉在直线上以确定边的入射光线，入射点为；在边一侧透过玻璃砖观察的像，用大头针确定从边出射的光线，出射点为。整理仪器后，在白纸上连接、，以为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再分别过、作法线的垂线，垂足分别为、点，测量出、的长度分别为、。改变入射点的位置，重复上述步骤测得多组数据如下表。 1 2 3 4 5 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 3.47 4.33 5.20 6.06 6.93 （1）根据表格中的数据计算玻璃的折射率，下列做法正确的是_______ A. 分别计算出的平均值和的平均值，则 B. 分别计算出每组数据的，则折射率为这5个数值的平均值 C. 以、为横、纵坐标描点，过原点拟合直线，则折射率为直线的斜率 （2）应用（1）选取的方法，计算出玻璃的折射率___________（结果保留3位有效数字）。 （3）已知图中的，则在边观察，___________（选填“能”或“不能”）看到的像。 12. 叠层电池具有体积小输出电压高的特点，某实验小组欲测量一块叠层电池的电动势和内阻，所用器材如下: 待测叠层电池（电动势约为9 V，内阻约为十几欧） ； 电流表（量程为1 mA，内阻RA=30 Ω）； 电阻箱（最大电阻值Rm= 9999.9 Ω）； 定值电阻R0（R0约为几十欧）； 开关S一个、单刀双掷开关K一个、导线若干。 （1）如图所示是甲同学设计的测量定值电阻阻值的电路图，按图连接好器材后，先将电阻箱的阻值调到______ （ 填“最大阻值"或“零”） ，将K接到1端，闭合S，记下电流表的读数I1，再将K接到2端，调节电阻箱，使电流表的读数仍为I1，记下电阻箱此时的阻值为9949.9 Ω，则定值电阻的阻值R0=_______ Ω。 （2）如图所示是乙、丙两位同学设计的测量电源电动势和内阻的实验电路图，其中______（填“乙”或“丙”）同学的实验电路更加合理。 （3）按（2）中所选的电路图连接器材，进行实验，根据测量的数据做出图线如图丁所示，图线的斜率为k，截距为b，则电源的电动势E=______，内阻r=_____（用k、R0、RA和b表示）。 13. 如图甲所示，水平放置的气缸有两个通气阀门，其右壁与活塞间用一根轻质弹簧水平连接，阀门关闭前，活塞与气缸左壁接触，弹簧正好处于长度为的原长状态。先将气缸缓慢立起，如图乙所示，活塞静止时，恰好位于气缸正中间，然后关闭阀门；再缓慢将气缸倒下，如图丙所示，活塞再次静止时，与左壁的距离为。已知缸内气体温度一直保持不变，大气压强为，活塞面积为，缸内气体可视为理想气体，气缸密封性良好且内壁光滑，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计，重力加速度为，求 （1）图丙中，气缸左、右部分的气体压强之比。 （2）活塞的质量。 14. 质量不同的甲、乙两个小球，先后以相同的初速度从同一位置竖直上抛。如图所示，以甲球抛出时刻为计时起点，图中的实线和虚线分别表示甲、乙两球的位置随时间变化的曲线。已知两球均可视为质点，发生的是弹性正碰，不计空气阻力，重力加速度取，求 （1）甲、乙两球碰撞前的速度。 （2）甲、乙两球的质量之比。 15. 如图所示，一根绝缘轻绳跨过在同一竖直面内（纸面）的两个定滑轮，一端连接质量，边长，总阻值的正方形导线框，另一端连接质量的绝缘重物。线框与左侧滑轮间有两个宽度分别为和的水平边界区域、，两个区域内均有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场，两区域之间的无场区域宽度大于线框边长。由静止释放重物，线框的上边框进入区域I后立即开始做匀速直线运动，直到下边框离开区域I．之后，上边框进入区域II时的速度和下边框离开区域时的速度相同。已知，从刚进入区域到完全离开的过程中，线框克服安培力做功的平均功率为；线框各边材料相同、粗细均匀，运动过程中形状不变且不发生翻转，重力加速度取。求 （1）上边框进入区域I时的速度。 （2）线框穿过区域I的过程中产生的焦耳热。 （3）区域II的宽度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高三年级上学期期末质量检测 物理 本试卷共6页，共15题。满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 质子-质子循环是太阳内部核反应的主要模式之一，循环总反应可表示为，下列说法正确的是（　　） A. 式中是电子 B. 式中是质子 C. 质子-质子循环是聚变反应 D. 质子-质子循环是裂变反应 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据核反应中的质量数守恒和电荷数守恒，可知的质量数为0，电荷数为1，为正电子，故AB错误； CD．质子-质子循环是轻核（质子）聚合成重核（氦核）的过程，符合聚变反应的定义，故C正确，D错误。 故选C。 2. 高能同步辐射光源是我国规划的十个重大科技基础设施之一，电子在储存环中以接近光速的速度跑圈，沿轨道切线方向同步辐射，从而提供高能的射线，下列说法正确的是（　　） A. 电子跑圈时能量保持不变 B. 射线是一种高能粒子流 C. 射线是一种高能电磁波 D. 射线的波长小于射线 【答案】C 【解析】 【详解】A．电子在储存环中做曲线运动时，由于同步辐射会释放电磁波，根据能量守恒定律，电子的能量会逐渐减少，不能保持不变，故A错误。 B．X射线是电磁波的一种，属于高频电磁辐射，并非粒子流，故B错误。 C．X射线是波长较短、频率较高的电磁波，同步辐射产生的X射线正是高能电磁波，故C正确。 D．在电磁波谱中，γ射线的波长比X射线更短，因此X射线的波长大于γ射线，故D错误。 故选C。 3. 如图甲所示，一台3D打印机的底板可沿轴方向移动，喷头可在导轨OP上沿轴方向移动，其俯视简化图如图乙所示。喷头从点出发，要打印出图乙中的曲线，曲线与轴在点相切，关于底板和喷头的运动，下列说法正确的是（　　） A. 底板沿轴正方向匀速运动，喷头沿杆加速运动 B. 底板沿轴负方向匀速运动，喷头沿杆加速运动 C. 底板沿轴正方向加速运动，喷头沿杆匀速运动 D. 底板沿轴负方向加速运动，喷头沿杆匀速运动 【答案】B 【解析】 【详解】曲线在O点与x轴相切，说明初始时刻喷头沿y轴方向分速度为0，仅底板具有沿x轴方向分速度。喷头沿轴方向分速度为0，曲线有沿轴正方向的分量，说明底板沿轴负方向运动。曲线向y轴正方向弯曲，说明合加速度存在y轴正方向的分量，即喷头沿杆方向做加速运动。 故选B。 4. 竖直平面内有一列机械横波，在时，、两点间的波形如图中的实线所示，在时，第一次出现图中虚线所示的波形，之后每隔会再次出现虚线波形。已知间距为，下列说法正确的是（　　） A. 这列波的波长是 B. 这列波的波速是 C. 这列波的传播方向是向左 D. 时，处的质点运动方向向上 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，P、Q两点间的距离为，对应个波长，即 解得，故A错误； C．若这列波向左传播，则传播了个周期，有 解得 若这列波向右传播，则传播了个周期，有 解得 由之后每隔会再次出现虚线波形可知，这列波的传播方向是向右，故C错误； B．这列波的波速是，故B错误； D．时，处的质点位于平衡位置处，运动方向向上，故D正确。 故选D。 5. 模拟月球表面重力环境可以采用水浮法，即通过调整物体在水中所受浮力与重力的大小关系，实现物体的加速度等于月球表面的重力加速度。已知地球质量是月球的倍、半径是月球的倍，物体的质量为，地球表面的重力加速度为，则模拟时，物体受到的浮力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，模拟月球表面重力环境时，物体在水中的加速度应等于月球表面的重力加速度。物体受到重力（地球重力）和浮力作用，由牛顿第二定律，合力产生加速度，即 解得浮力 月球表面重力加速度与地球表面重力加速度的关系为， 其中，，故 所以 代入浮力表达式 故选B。 6. 如图所示，真空中有一圆形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。在磁场边界的点设置粒子源，可沿圆形区域平面的各个方向发射速率相同的电子。这些电子射出磁场的位置均处于上，其所对圆心角为。现将电子的发射速率增大，射出范围变为，其所对圆心角为。若要将电子射出范围调回到上，则磁感应强度大小要调节为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设圆形磁场的半径为，电子的质量为，电荷量为，电子的射出范围变为时，电子运动的轨迹圆直径等于弦长PN，由几何关系可得弦长 轨迹圆半径。 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 要将电子射出范围调回到上，电子运动的轨迹圆直径等于弦长PM，由几何关系可知，弦长 轨迹圆半径 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 代入，，解得 故选A。 7. 一款可以筛选粒子比荷的速度选择器如图所示，长为、间距为的两极板间有垂直于极板向下的匀强电场，电场强度大小为；极板间左半区域还有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带电粒子从极板间的中轴线左端射入，能沿直线通过磁场区域，最后从两极板间射出，忽略边缘效应及粒子的重力，如此筛选出的粒子的比荷满足（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子在极板左半区域同时受到电场力和洛伦兹力作用，粒子能够沿着中轴线运动，说明电场力与洛伦兹力平衡，即 解得粒子速度 进入极板右半区域后，粒子仅受电场力，做类平抛运动，水平方向做匀速运动有 解得 竖直方向做匀加速直线运动，有 其中加速度 粒子需从两极板射出，则竖直方向的偏转量不能超过极板间距的一半，即 联立解得 故选B。 8. 某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有均匀分布的辐向电场，电场线沿半径方向指向圆心。粒子从点射入后，恰好能沿圆弧虚线运动，并从点射出。粒子仅受电场力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 圆弧虚线是等势线 C. 粒子射出时的速度大于射入时的速度 D. 增大电场强度，可使粒子转向半径减小 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．粒子仅受电场力作用，恰好能沿圆弧虚线运动，则粒子做匀速圆周运动,由电场力提供向心力，所受电场力指向圆心，电场力方向与电场强度的方向相同，故粒子带正电，粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，运动过程中电场力不做功，则圆弧虚线是等势线，AC错误，B正确； D．由电场力提供向心力有 可知增大电场强度，粒子所受电场力增大，速度大小不变，则粒子转向半径减小，D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示，一根长为且不可伸长的轻绳，通过打结的方式在其结点处悬挂一重物，绳两端分别与固定安装在竖直杆上的力传感器连接，两杆的间距为的位置高于与结点间的绳长为。改变结点的位置，测量并描绘出两个力传感器测得的轻绳拉力的大小随变化的图线如图乙中I、II所示，曲线I、II的交点坐标为，，下列说法正确的是（　　） A. 结点的轨迹是一段抛物线 B. 结点的轨迹在一个椭圆上 C. 重物的重力大小为 D. 重物的重力大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．结点O到两个固定点M、N之间的距离之和永远不变，等于绳长L，而椭圆的定义为平面内动点到两个定点的距离之和为常数，因此结点O的轨迹在一个椭圆上，故A错误，B正确； CD．两条曲线的交点坐标为，，代表此时两段轻绳的拉力大小相同，均为b，结合两杆间距D和绳长L的几何关系，可得绳子与竖直方向的夹角的余弦值为 对结点进行受力分析，竖直方向上两段拉力的合力与重物的重力等大反向，满足关系 即，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，质量为的圆弧轨道静置于水平地面上，圆弧轨道面光滑，水平底面与地面间的动摩擦因数为。一质量也为的小球从轨道最高点由静止释放，沿轨道下滑至最低点。在这过程中，轨道能始终保持静止，受到的静摩擦力为。已知重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 最大值为 B. 最大值为 C. 不能小于0.6 D. 不能小于0.75 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设圆弧轨道半径为,下落过程中，小球和圆心连线与水平方向夹角为，根据机械能守恒定律有 由向心力公式可得 联立解得轨道对小球的支持力为 则小球对轨道的压力大小也为，轨道所受地面的静摩擦力 当时， 可知此时取得最大值，A正确，B错误； CD．设轨道对地面的压力为，则 轨道保持静止需要满足静摩擦力不超过最大静摩擦力，即 代入得 根据均值不等式有 可得最小值为4 可得，C错误，D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组用插针法测量一块四棱柱形玻璃砖的折射率，其横截面如图所示，先描画出两个界面，再画一条直线与边垂直，用两根大头针垂直于纸面钉在直线上以确定边的入射光线，入射点为；在边一侧透过玻璃砖观察的像，用大头针确定从边出射的光线，出射点为。整理仪器后，在白纸上连接、，以为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再分别过、作法线的垂线，垂足分别为、点，测量出、的长度分别为、。改变入射点的位置，重复上述步骤测得多组数据如下表。 1 2 3 4 5 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 3.47 4.33 5.20 6.06 6.93 （1）根据表格中的数据计算玻璃的折射率，下列做法正确的是_______ A. 分别计算出的平均值和的平均值，则 B. 分别计算出每组数据的，则折射率为这5个数值的平均值 C. 以、为横、纵坐标描点，过原点拟合直线，则折射率为直线的斜率 （2）应用（1）选取的方法，计算出玻璃的折射率___________（结果保留3位有效数字）。 （3）已知图中的，则在边观察，___________（选填“能”或“不能”）看到的像。 【答案】（1）BC （2）1.73 （3）不能 【解析】 【小问1详解】 根据折射定律 结合实验中以O2为圆心作圆的几何关系，可得， 因此 A．分别计算出的平均值和的平均值，会引入系统误差且不能减小偶然误差，故A错误； B．计算每组后取平均，能减小偶然误差，故B正确； C．以为纵轴、为横轴拟合直线，斜率即为n，可减小偶然误差，故C正确。 故选BC。 【小问2详解】 计算每组的值，分别为，，，， 代入数据得平均值为 【小问3详解】 玻璃的临界角 则临界角为 结合玻璃砖的几何关系（∠A=60°），光线垂直AB入射，方向不变，在AD边的入射角为60°，60°>C，光线在AD边发生全反射，无法射出，因此不能看到的像。 12. 叠层电池具有体积小输出电压高的特点，某实验小组欲测量一块叠层电池的电动势和内阻，所用器材如下: 待测叠层电池（电动势约为9 V，内阻约为十几欧） ； 电流表（量程为1 mA，内阻RA=30 Ω）； 电阻箱（最大电阻值Rm= 9999.9 Ω）； 定值电阻R0（R0约为几十欧）； 开关S一个、单刀双掷开关K一个、导线若干。 （1）如图所示是甲同学设计的测量定值电阻阻值的电路图，按图连接好器材后，先将电阻箱的阻值调到______ （ 填“最大阻值"或“零”） ，将K接到1端，闭合S，记下电流表的读数I1，再将K接到2端，调节电阻箱，使电流表的读数仍为I1，记下电阻箱此时的阻值为9949.9 Ω，则定值电阻的阻值R0=_______ Ω。 （2）如图所示是乙、丙两位同学设计的测量电源电动势和内阻的实验电路图，其中______（填“乙”或“丙”）同学的实验电路更加合理。 （3）按（2）中所选的电路图连接器材，进行实验，根据测量的数据做出图线如图丁所示，图线的斜率为k，截距为b，则电源的电动势E=______，内阻r=_____（用k、R0、RA和b表示）。 【答案】 ①. 最大阻值 ②. 50 ③. 丙 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]为保证电路安全，应将变阻箱的阻值调至最大后接入电路。 [2]将K接到1端调整为K接到2端，改变滑动变阻器阻值，电流表的读数不变，则开关调整前后总电阻不变，则 R0=9999.9Ω- 9949.9 Ω=50.0Ω （2）[3]若选择乙同学的电路图，为保证测量值不超过电流表的量程，则调节范围约为0.9mA~1.0mA之间，测量范围过小；丙同学电路图中，电量表与定值电阻并联后，相当于扩大电流表的量程，调节范围更大，更合理。 （3）[4][5]按丙同学所选的电路图分析推到得电动势表达式 变形整理可得 根据已知条件可得 解得 13. 如图甲所示，水平放置的气缸有两个通气阀门，其右壁与活塞间用一根轻质弹簧水平连接，阀门关闭前，活塞与气缸左壁接触，弹簧正好处于长度为的原长状态。先将气缸缓慢立起，如图乙所示，活塞静止时，恰好位于气缸正中间，然后关闭阀门；再缓慢将气缸倒下，如图丙所示，活塞再次静止时，与左壁的距离为。已知缸内气体温度一直保持不变，大气压强为，活塞面积为，缸内气体可视为理想气体，气缸密封性良好且内壁光滑，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计，重力加速度为，求 （1）图丙中，气缸左、右部分的气体压强之比。 （2）活塞的质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 图乙到图丙的过程为等温变化，以左侧气体为研究对象，设其图丙中的压强为，根据玻意耳定律有 同理对右侧气体 联立解得 【小问2详解】 以活塞为研究对象，图乙中 图丙中 联立解得活塞质量 14. 质量不同的甲、乙两个小球，先后以相同的初速度从同一位置竖直上抛。如图所示，以甲球抛出时刻为计时起点，图中的实线和虚线分别表示甲、乙两球的位置随时间变化的曲线。已知两球均可视为质点，发生的是弹性正碰，不计空气阻力，重力加速度取，求 （1）甲、乙两球碰撞前的速度。 （2）甲、乙两球的质量之比。 【答案】（1），方向竖直向下；，方向竖直向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 由图像可知，以竖直向上为正方向，碰前，甲球的最大高度为，设初速度为，根据匀变速直线运动规律有 两球碰撞的时刻，设高度为，碰前甲球速度为，乙球为，则有 解得，方向竖直向下 ，方向竖直向上 【小问2详解】 碰后，甲球的最大高度为，设碰后的速度为，位移为，则 联立⑤⑥解得 两球弹性正碰，由动量守恒定律和能量守恒定律有 联立解得。 15. 如图所示，一根绝缘轻绳跨过在同一竖直面内（纸面）的两个定滑轮，一端连接质量，边长，总阻值的正方形导线框，另一端连接质量的绝缘重物。线框与左侧滑轮间有两个宽度分别为和的水平边界区域、，两个区域内均有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场，两区域之间的无场区域宽度大于线框边长。由静止释放重物，线框的上边框进入区域I后立即开始做匀速直线运动，直到下边框离开区域I．之后，上边框进入区域II时的速度和下边框离开区域时的速度相同。已知，从刚进入区域到完全离开的过程中，线框克服安培力做功的平均功率为；线框各边材料相同、粗细均匀，运动过程中形状不变且不发生翻转，重力加速度取。求 （1）上边框进入区域I时的速度。 （2）线框穿过区域I的过程中产生的焦耳热。 （3）区域II的宽度。 【答案】（1） （2） （3）或 【解析】 【小问1详解】 设线框刚进入磁场区域I时速度大小为，故，， 线框匀速通过磁场区域I的过程中，对重物 对线框 联立解得 【小问2详解】 由线框匀速通过区域可知 根据能量守恒定律有 解得 【小问3详解】 从上边框进入区域II到下边框离开区域II，设时间为，克服安培力做功为，安培力的冲量为 根据动能定理有，其中 根据动量定理有，其中 线框在区域、间的无场区做加速运动，则进入区域时开始减速运动，若要上边框进入区域II时和下边框离开区域II时线框的速度相同，则下边框出区域II前一定有一段加速运动过程，所以 若，则 联立解得 若 ，则 联立解得 所以区域的宽度为或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $