精品解析：云南曲靖市宣威市第一中学2025-2026学年高三上学期期末考试物理试卷

2025-2026学年高三年级上学期期末考试 物理试卷 满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号，在规定的位置贴好条形码。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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．考试结束后，将本试卷和答题卡交回。 一、选择题（本题共10题，其中1-7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，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 核电池是利用放射性同位素衰变释放能量发电的装置，并应用在“嫦娥四号”的着陆器和月球车上。某种核电池原料为钚的氧化物，核反应方程为。则X为（　　） A. B. C. D. 2. 光电效应实验的电路如图甲所示，光电子的遏止电压与入射光频率v的关系如图乙所示，则用频率为的紫外线照射阴极K时产生的光电子的最大初动能为（　　） A. B. C. D. 3. 一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0，2p0） 以下判断正确的是（　　） A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功 B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量 C. 在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 D. 气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量 4. 如图所示，质量为2kg的物体A静止于竖直的轻弹簧上，质量为3kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力，取重力加速度。 某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（　　） A. B对A的压力大小为12 N B. 弹簧弹力大小为50 N C. B的加速度大小为 D. A的加速度为零 5. 如图，一水平圆盘绕竖直中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，紧贴在一起的M、N两物体（可视为质点）随圆盘做圆周运动，N恰好不下滑，M恰好不滑动，两物体与转轴距离为r，已知M与N间的动摩擦因数为µ1，M与圆盘面间的动摩擦因数为µ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。µ1与µ2应满足的关系式为（　　） A. B. C. D. 6. 如图，一质量为的木板静止在水平地面上，一质量为的滑块（可视为质点）以的水平速度从木板左端滑上木板，木板始终保持静止。木板足够长，滑块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为（未知），重力加速度大小取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 地面对木板的摩擦力方向水平向右 B. 地面对木板的摩擦力大小为 C. 可能为0.12 D. 整个过程中，滑块与木板间因摩擦产生热量为 7. 一列简谐横波沿x轴传播，图1、图2分别是x轴上相距1m的M、N两点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. M、N两点的振动方向始终相同 B. 该简谐横波的波长可能为 C. 该简谐横波的波长可能为2m D. 该简谐横波的波速可能为 8. 如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定环上的M、N两点，O点下面悬挂一小球。细线OM、ON与竖直方向夹角分别为、。用、分别表示OM、ON的拉力，将两绳同时缓慢顺时针转过45°，并保持两绳之间的夹角始终不变，且小球始终保持静止状态，则在旋转过程中，下列说法正确的是（ ） A. 在逐渐增大 B. 先增大再减小 C. 与的水平分量大小相等 D. 与的竖直分量大小相等 9. 如图甲所示，长木板A静止在光滑水平面上，另一质量为2 kg的物体B（可看作质点）以水平速度滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后的运动过程中A、B的速度—时间图像如图乙所示。g取，下列说法正确的是（　　） A. 长木板A、物体B所受的摩擦力均与运动方向相反 B. A、B之间的动摩擦因数 C. 1s末物块B从木板A的右端滑落 D. 长木板A的质量是4 kg 10. 2023年11月16日，中国北斗系统正式成为全球民航通用的卫星导航系统。如图，北斗系统空间段由若干地球静止卫星a、倾斜地球同步轨道卫星b和中圆地球轨道卫星c等组成。将所有卫星的运动视为匀速圆周运动、地球看成质量均匀的球体，若静止卫星a的轨道半径是地球半径的k倍，下列说法正确的是（　　） A. 卫星c的线速度小于卫星a的线速度 B. 卫星b有可能每天同一时刻经过重庆正上方 C. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 D. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 三、非选择题 11. 在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中，玻璃砖的AC边与BD边相互平行，AB边与CD边不平行，如图所示。 （1）实验中要求四枚大头针的________（选填“针尖”或“针帽”）在同一视线上。 （2）以入射点O为圆心，以R＝5cm为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OO′的延长线交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN＝1.68cm，FE＝1.12cm，则该玻璃砖的折射率n＝________。 （3）下列操作可以减小实验误差的是（　　） A. 适当增大大头针P1、P2间距 B. 选择玻璃砖相互平行的两边来测量 C. 选用尽可能细的笔画线 D. 使PO入射角接近90° （4）某同学突发奇想用两块同样的玻璃直角三角形棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是（　　） A. P3、P6 B. P3、P8 C. P5、P6 D. P7、P8 12. 学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻（阻值为800Ω），滑动变阻器（最大阻值50Ω），滑动变阻器（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。 完成下列填空： （1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）； A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表红、黑表笔分别与待测电压表的______（填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡______（填“×1”“×100”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为______kΩ（结果保留1位小数）； （2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选______（填“”或“”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端； （3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表，待测电压表的示数分别为、，则待测电压表内阻______（用、U和表示）； （4）测量得到，则待测电压表内阻______（结果保留3位有效数字）。 13. 如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值R=3的定值电阻，一根长度与导轨间距相等的金属杆放置于导轨上，金属杆的质量m=0.2kg，电阻r=2，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中，t=0时刻，在MN上加一与金属杆垂直，方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好。（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求： （1）1s末外力F的大小； （2）撤去外力F后过程中，电阻R上产生的焦耳热。 14. 如图，质量为的靶盒（可视为质点）带正电，电荷量为q，静止在光滑水平面上的O点。O点右侧存在电场强度大小为、方向水平向左的匀强电场。在O点左侧有一质量为m的子弹，以速度水平向右打入靶盒后与靶盒一起运动。已知子弹打入靶盒的时间极短，子弹不带电，且靶盒带电量始终不变，不计空气阻力。 （1）求子弹打入靶盒后的瞬间，子弹和靶盒共同的速度大小； （2）求子弹打入靶盒后，靶盒向右离开O点的最大距离s； （3）若靶盒回到O点时，第2颗完全相同的子弹也以水平向右打入靶盒，求第2颗子弹对靶盒的冲量大小I. 15. 如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置，板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场，右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B．一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放，在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内，在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场，并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍，粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。 （1）判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q； （2）求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v； （3）求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中，电场力对粒子做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高三年级上学期期末考试 物理试卷 满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号，在规定的位置贴好条形码。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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．考试结束后，将本试卷和答题卡交回。 一、选择题（本题共10题，其中1-7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，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 核电池是利用放射性同位素衰变释放能量发电的装置，并应用在“嫦娥四号”的着陆器和月球车上。某种核电池原料为钚的氧化物，核反应方程为。则X为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设X为，根据质量数守恒和核电荷数守恒可知 解得 ， 故X为。 故选D。 2. 光电效应实验的电路如图甲所示，光电子的遏止电压与入射光频率v的关系如图乙所示，则用频率为的紫外线照射阴极K时产生的光电子的最大初动能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题图可知，光电管两侧的电压为反向电压，当入射光的频率为时，遏止电压为零，当入射光的频率为时，遏止电压为，所以当入射光的频率为时，遏止电压为，产生的光电子的最大初动能为 故选A。 3. 一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0，2p0） 以下判断正确的是（　　） A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功 B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量 C. 在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 D. 气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据气体做功的表达式可知图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在过程中对外界做的功等于过程中对外界做的功，A错误； B．气体从，满足玻意尔定律，所以 所以，根据热力学第一定律可知 气体从，温度升高，所以，根据热力学第一定律可知 结合A选项可知 所以 过程气体吸收热量大于过程吸收的热量，B错误； C．气体从，温度降低，所以，气体体积减小，外界对气体做功，所以，根据热力学第一定律可知，放出热量，C正确； D．理想气体的内能只与温度有关，根据可知从 所以气体从过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，D错误。 故选C。 4. 如图所示，质量为2kg的物体A静止于竖直的轻弹簧上，质量为3kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力，取重力加速度。 某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（　　） A. B对A的压力大小为12 N B. 弹簧弹力大小50 N C. B的加速度大小为 D. A的加速度为零 【答案】A 【解析】 【详解】B．原来A处于平衡状态，细线剪断瞬间，弹簧的弹力不会发生突变，仍有 故B错误； CD．细线剪断瞬间，A、B一起加速下降，由于原来A平衡，故整体受到的合力等于B的重力，由牛顿第二定律可得 解得A、B共同加速度 故CD错误； A．对B由牛顿第二定律可得 解得B受到的支持力为 由牛顿第三定律可知，B对A的压力大小为12N，故A正确。 故选A。 5. 如图，一水平圆盘绕竖直中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，紧贴在一起的M、N两物体（可视为质点）随圆盘做圆周运动，N恰好不下滑，M恰好不滑动，两物体与转轴距离为r，已知M与N间的动摩擦因数为µ1，M与圆盘面间的动摩擦因数为µ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。µ1与µ2应满足的关系式为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】以MN整体为研究对象，受力分析如图所示 由静摩擦力提供向心力可得 以N为研究对象，受力分析如图所示 由M对N的弹力提供向心力，则有 由平衡条件可得 联立解得 故选C。 6. 如图，一质量为的木板静止在水平地面上，一质量为的滑块（可视为质点）以的水平速度从木板左端滑上木板，木板始终保持静止。木板足够长，滑块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为（未知），重力加速度大小取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 地面对木板的摩擦力方向水平向右 B. 地面对木板的摩擦力大小为 C. 可能为0.12 D. 整个过程中，滑块与木板间因摩擦产生的热量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据受力分析可知滑块对木板的滑动摩擦力方向水平向右，因此地面对木板的静摩擦力方向水平向左，故A错误； B．滑块对木板的滑动摩擦力大小 由于木板始终保持静止，故地面对木板的静摩擦力大小 故B错误； C．木板始终保持静止，即 解得 故C正确； D．整个过程中，滑块的动能全部转化为系统的内能，产生的热量 故D错误。 故选C。 7. 一列简谐横波沿x轴传播，图1、图2分别是x轴上相距1m的M、N两点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. M、N两点的振动方向始终相同 B. 该简谐横波的波长可能为 C. 该简谐横波的波长可能为2m D. 该简谐横波的波速可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，当1s<t<2s时，M、N两点振动方向相反，故A错误； B．设由M指向N为x轴正方向，若波沿x轴正向传播，则 得 由图像可知T=4s，故波速 当时，，；若波沿x轴负向传播，则 得 又，故波速 当时，，当时，，故D正确，BC错误。 故选D。 8. 如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定环上的M、N两点，O点下面悬挂一小球。细线OM、ON与竖直方向夹角分别为、。用、分别表示OM、ON的拉力，将两绳同时缓慢顺时针转过45°，并保持两绳之间的夹角始终不变，且小球始终保持静止状态，则在旋转过程中，下列说法正确的是（ ） A. 在逐渐增大 B. 先增大再减小 C. 与的水平分量大小相等 D. 与的竖直分量大小相等 【答案】AC 【解析】 【分析】物体始终保持静止，合力为零，对物体受力分析，受到mg、F1、F2三个力，这三个力构成一个封闭的矢量三角，在旋转过程中，对矢量三角形动态分析即可。 【详解】AB．物体始终保持静止，合力为零，所以mg、F1、F2构成封闭的矢量三角形如图所示，由于重力不变，以及F1和F2夹角为90°不变，矢量三角形动态图如右图所示，mg始终为圆的直径，两绳同时缓慢顺时针转过45°过程中，F1一直增大，F2一直减小，故A正确，B错误； CD．与水平分量大小相等，竖直分量的合力与重力大小相等，故C正确，D错误。 故选AC。 【点睛】题以共点力的平衡为命题背景考查学生的推理能力和分析综合能力，解题的关键的画出矢量三角，结合几何关系分析力的变化，难度适中。 9. 如图甲所示，长木板A静止在光滑水平面上，另一质量为2 kg的物体B（可看作质点）以水平速度滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后的运动过程中A、B的速度—时间图像如图乙所示。g取，下列说法正确的是（　　） A. 长木板A、物体B所受的摩擦力均与运动方向相反 B. A、B之间的动摩擦因数 C. 1s末物块B从木板A的右端滑落 D. 长木板A的质量是4 kg 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意可知，A木板的运动方向与其摩擦力方向相同，物块B运动方向与其摩擦力方向相反，故A错误； B．由图象知B的加速度大小为 对B进行分析有 可解得 故B正确； C．由图可知内二者相对运动，之后相对静止一起匀速运动，故C错误； D．长木板A的加速度大小为 由 联立两式可解得 即A物体的质量是B物体的两倍，长木板A的质量是4kg，故D正确。 故选BD。 10. 2023年11月16日，中国北斗系统正式成为全球民航通用的卫星导航系统。如图，北斗系统空间段由若干地球静止卫星a、倾斜地球同步轨道卫星b和中圆地球轨道卫星c等组成。将所有卫星的运动视为匀速圆周运动、地球看成质量均匀的球体，若静止卫星a的轨道半径是地球半径的k倍，下列说法正确的是（　　） A. 卫星c的线速度小于卫星a的线速度 B. 卫星b有可能每天同一时刻经过重庆正上方 C. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 D. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据 可得 可知轨道半径越大，线速度越小，所以卫星a的线速度小于卫星c的线速度，A错误； B．卫星b是倾斜地球同步轨道卫星，周期与地球自转相同，若某一时刻出现在重庆正上方，则过24小时之后又在重庆正上方， B正确； CD．在地球北极处，有 在地球赤道处有 对于地球静止卫星有 解得 C正确，D错误 故选BC。 三、非选择题 11. 在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中，玻璃砖的AC边与BD边相互平行，AB边与CD边不平行，如图所示。 （1）实验中要求四枚大头针的________（选填“针尖”或“针帽”）在同一视线上。 （2）以入射点O为圆心，以R＝5cm为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OO′的延长线交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN＝1.68cm，FE＝1.12cm，则该玻璃砖的折射率n＝________。 （3）下列操作可以减小实验误差的是（　　） A. 适当增大大头针P1、P2的间距 B. 选择玻璃砖相互平行的两边来测量 C. 选用尽可能细的笔画线 D. 使PO的入射角接近90° （4）某同学突发奇想用两块同样的玻璃直角三角形棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是（　　） A. P3、P6 B. P3、P8 C. P5、P6 D. P7、P8 【答案】（1）针尖 （2）15 （3）AC （4）C 【解析】 【小问1详解】 实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽。 【小问2详解】 由题图可知， 则折射率 【小问3详解】 A．大头针P1和P2、P3和P4之间的距离适当大些时，由距离误差引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，故A正确； B．用插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故B错误； C．为了准确作出入射光线和折射光线，应选用尽可能细的笔画线，故C正确； D．为了减小测量的相对误差，选择的入射角尽量大些，效果会更好，但不是接近90°，故D错误。 故选AC。 【小问4详解】 画出光路图如图所示 根据光路图可知，经过P1、P2的光线经左侧玻璃砖折射后向下偏折，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，则图中右边的插针应是P5、P6。 故选C。 12. 学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻（阻值为800Ω），滑动变阻器（最大阻值50Ω），滑动变阻器（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。 完成下列填空： （1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）； A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______（填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡______（填“×1”“×100”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为______kΩ（结果保留1位小数）； （2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选______（填“”或“”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端； （3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表，待测电压表的示数分别为、，则待测电压表内阻______（用、U和表示）； （4）测量得到，则待测电压表内阻______（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. CAB ②. 负极、正极 ③. ×100 ④. 1.6 （2） ①. ②. a （3） （4）1.57 【解析】 【小问1详解】 [1]利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项：将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置；接着将红、黑表笔短接即A选项；进行欧姆调零即B选项：调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆。 故首先操作顺序为CAB。 [2]多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。 [3]读数时欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处，而根据表中数据可知选择“”倍率又过大，故应选择欧姆挡“×100”的位置； [4]测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为 【小问2详解】 [1]图（b）所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式连接，为了方便调节，应选最大阻值较小的滑动变阻器即； [2]为保护电路，且测量电路部分电压从零开始条件，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。 【小问3详解】 通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为 根据欧姆定律得待测电压表的阻值为 【小问4详解】 测量得到，带入待测电压表的阻值表达式则待测电压表内阻 13. 如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值R=3的定值电阻，一根长度与导轨间距相等的金属杆放置于导轨上，金属杆的质量m=0.2kg，电阻r=2，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中，t=0时刻，在MN上加一与金属杆垂直，方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好。（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求： （1）1s末外力F的大小； （2）撤去外力F后的过程中，电阻R上产生的焦耳热。 【答案】（1）2N；（2）0.96J 【解析】 【详解】（1）t1=1s时刻，金属杆MN的速度大小为 v1=at1=2×1m/s =2m/s 金属杆MN产生的感应电动势为 E=BLv1 金属杆MN中的电流大小 金属杆MN受到的安培力大小 F安=BIL 联立得 根据牛顿第二定律得 F-F安=ma 联立解得 F=2N （2）t2=2s时刻，金属杆MN的速度大小为 v2=at2=2×2m/s =4m/s 撤去外力F后的过程中，根据能量守恒定律得知电路中产生的总焦耳热 Q=mv22=×0.2×42J=1.6J 电阻R上产生的焦耳热 QR=Q=×1.6J=0.96J 14. 如图，质量为的靶盒（可视为质点）带正电，电荷量为q，静止在光滑水平面上的O点。O点右侧存在电场强度大小为、方向水平向左的匀强电场。在O点左侧有一质量为m的子弹，以速度水平向右打入靶盒后与靶盒一起运动。已知子弹打入靶盒的时间极短，子弹不带电，且靶盒带电量始终不变，不计空气阻力。 （1）求子弹打入靶盒后的瞬间，子弹和靶盒共同的速度大小； （2）求子弹打入靶盒后，靶盒向右离开O点的最大距离s； （3）若靶盒回到O点时，第2颗完全相同的子弹也以水平向右打入靶盒，求第2颗子弹对靶盒的冲量大小I. 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）子弹打入靶盒过程中，由动量守恒得 解得 （2）靶盒向右运动的过程中，由牛顿第二定律得 又 解得 （3）第1颗子弹打入靶盒后，靶盒将向右减速后反向加速，返回点时速度大小仍为，设第2颗子弹打入靶盒后速度为，取向右为正方向，由动量守恒得 解得 以靶盒与第1颗子弹为整体，由动量定理得 解得 15. 如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置，板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场，右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B．一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放，在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内，在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场，并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍，粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。 （1）判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q； （2）求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v； （3）求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中，电场力对粒子做的功W。 【答案】（1）正电；；（2）；；（3） 【解析】 【详解】（1）根据带电粒子在右侧磁场中的运动轨迹结合左手定则可知，粒子带正电；粒子在磁场中运动的周期为 根据洛伦兹力提供向心力得 则粒子所带的电荷量 （2）若金属板的板间距离为D，则板长粒子在板间运动时 出电场时竖直速度为零，则竖直方向 在磁场中时 其中的 联立解得， （3）带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图，由（2）的计算可知金属板的板间距离 则粒子在3t0时刻再次进入中间的偏转电场，在4 t0时刻进入左侧的电场做减速运动速度为零后反向加速，在6 t0时刻再次进入中间的偏转电场，6.5 t0时刻碰到上极板，因粒子在偏转电场中运动时，在时间t0内电场力做功为零，在左侧电场中运动时，往返一次电场力做功也为零，可知整个过程中只有开始进入左侧电场时电场力做功和最后0.5t0时间内电场力做功，则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $