精品解析：广东东莞市东华高级中学等校2025-2026学年高三下学期寒假学习质量检测物理试题

东莞市东华高级中学 东华松山湖高级中学 2025-2026学年高三寒假学习质量检测 高三物理 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。每题只有一个正确选项，错选或不答的得0分） 1. 随着科技的发展，越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机间的通信过程如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，以下说法正确的是（　　） A. 电磁波甲的频率比乙的频率高 B. 真空中甲波的传播速度比可见光的传播速度慢 C. 紫外线和伦琴射线不属于电磁波 D. 光是量子化的，由不可分割的能量子组成 2. 如图所示，一辆汽车正通过一段水平的弯道公路。若汽车的运动视为匀速圆周运动，则（　　） A. 该汽车速度恒定不变 B. 汽车左右两车灯的线速度大小相等 C. 跟公路内道相比，汽车同速率在外道行驶时所需的向心加速度较小 D. 跟晴天相比，雨天汽车在同车道同速率行驶时所受的摩擦力较小 3. 如图甲为某同学的科技小制作，其原理简化图如图乙所示。马达M内部装有磁铁和可转动的多匝线圈，当风垂直吹向扇叶时，扇叶旋转带动线圈ABCD转动，从而使灯泡发光，电流传感器会记录下这段时间内电流i随时间t变化的图像如图丙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 马达M在电路中的作用是充当电动机 B. 风速越大，交变电流的周期T就越大 C. 风速越大，交变电流的最大值就越大 D. 风速越大，AB边受到的安培力一定越大 4. 如图所示，用透明材料制成的长方体，高为 h，上表面是边长为的正方形。底面正中央有一单色点光源S，从光源S射向上表面的光恰好都能直接从上表面射出，则该材料的折射率为（　　） A. B. C. D. 5. 传导式电磁泵的优点是没有转动部件，不存在机械磨损。如图所示，长方体电磁泵相邻棱长分别为a、b、c，泵体的上下表面接在电压为U的电源（内阻不计）上，流过泵体的导电液电阻率为，泵体处在垂直于前表面向里的匀强磁场内，磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（　　） A. 泵体的上表面应接电源正极 B. 通过泵体的电流为 C. 减小液体电阻率可以获得更大抽液高度 D. 减小磁感应强度可以获得更大抽液高度 6. 物块以初速度沿粗糙的固定斜面向上运动，刚好到达最高点，物块向上运动过程中，其速度v、动能、重力势能、机械能E与运动时间t、位移x的关系图像，正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 春节是我国的传统节日，以前人们常在过节时放烟花（如图甲所示）来表示庆祝，礼花弹在地面上从发射筒中沿竖直方向射出，到达最高点时炸开后，形成漂亮的球状礼花（如图乙所示）。现有某烟花筒的结构如图丙所示，其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个初速度并同时点燃延期引线。当礼花弹到最高点附近时，延期引线点燃礼花弹。现假设某次放烟花中，礼花弹获得的初速度大小为，延期引线的燃烧速度为，要求爆炸发生在超过礼花弹上升最大高度的。忽略空气阻力的作用和烟花筒的长度，则延期引线的长度至少为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选对但不选全得3分，有选错得0分 8. 嫦娥六号返回器在环月工作圆轨道上与主舱室分离后进入地月转移轨道，再用“打水漂”的方式进入地球大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆。如图为返回过程示意图，则（　　） A. 返回器与主舱室分离返回时，其速度需大于工作轨道时的环绕速度 B. 返回器与主舱室分离后，主舱室需要减速才能维持在原轨道R运行 C. 返回器在转移轨道运动过程中，地球对返回器的引力一直在做正功 D. 返回器打开降落伞下落过程中，地球引力对其做正功，其机械能增加 9. 丝带舞是艺术性很强的一种舞蹈，某次舞者抖动丝带形成的丝带波可简化为沿轴正向传播的简谐横波，如图所示，实线和虚线分别为和时的波形图，下列说法正确的是（　　） A. 处的质点经过一个周期可能向右运动4m B. 在时处的质点可能加速度最大，方向沿轴正方向 C. 该丝带波的周期可能为（，，） D. 该丝带波的传播速度可能为 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕O点恰好能做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做完整的圆周运动时，小球初速度的最小值 B. 细线断裂后，小球速度的最小值为 C. 从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等的过程中，电势能增加了 D. 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 单摆实验装置如图1所示。 （1）根据图2所示，已知悬点对齐零刻度，测得的摆长=__________cm； （2）小张为减小实验误差，多次改变摆长，测量对应的单摆周期，用多组实验数据绘制得到如图3的图像，由图可知当地重力加速度=__________（用图中字母表示）。 （3）小刘同学将一个摆长未知的单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的试验装置来测定单摆动过程中摆线受到的拉力（摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图所示的F-t图像，由图像可确定此单摆的周期为______s。 12. 由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求热敏电阻温度升高至时，系统开始自动报警。所用器材有： 直流电源（，内阻不计） 电流表（量程，内阻约） 电压表（量程，内阻约为） 热敏电阻 滑动变阻器（最大阻值） 电阻箱（最大阻值） 报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警） 单刀单掷开关、单刀双掷开关、导线若干。 （1）用图（a）所示电路测量热敏电阻的阻值。当温度为时，电压表读数为，电流表读数为；当温度为时，调节，使电压表读数仍为，电流表指针位置如图（b）所示。温度为时，热敏电阻的阻值为___________（保留三位有效数字）。从实验原理上看，该方法测得的阻值比真实值略微___________（填“偏大”或“偏小”）； （2）如果热敏电阻阻值随温度升高而变大，则其为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。基于以上实验数据可知，该热敏电阻为___________（填“正”或“负”）温度系数热敏电阻； （3）某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图（c）所示，正确连接后，先使用电阻箱进行调试，其阻值设置为___________，滑动变阻器阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻器连入电路的阻值为___________。调试完毕后，再利用单刀双掷开关的选择性开关功能，把热敏电阻接入电路，可方便实现调试系统和工作系统的切换。（结果均保留到个位） 四、解答题（第13题10分、第14题12分、第15题16分，共38分） 13. 图为一款导热性能良好的发声小黄鸭玩具。挤压小黄鸭，气流通过底部出气口时可以发出鸣叫声。小明同学在17℃的室外先用胶带封住小黄鸭底部出气口，再将其拿到室内静置一段时间，设小黄鸭容积不变。腔内气体均可视为理想气体，室内外大气压强均为，热力学温度和摄氏温度的关系为：。求： （1）小黄鸭在室内静置一段时间后腔内气体压强； （2）小明在室内轻按压小黄鸭，使其体积变为原来的，此时腔内气体压强； （3）小黄鸭恢复原状后再撕开胶带，一段时间后，腔内剩余气体质量与原气体质量之比为多少。 14. 如图所示，两根半径均为，圆心角均为的光滑固定圆管平滑衔接于a点，两端管口的切线均沿水平方向，放在光滑水平面上的木板C上表面与右侧管口刚好平齐，滑块B放在木板的最左端。木板的右端固定一轻挡板，挡板上固定一轻弹簧，弹簧处于原长时自由端位于木板的b点，b点左侧木板粗糙、右侧木板光滑。质量为的滑块A从左侧管口由静止进入圆管，经过一段时间与滑块B发生弹性碰撞、碰后滑块A被反弹、且速率为碰前的，碰后取走A，最终滑块B又刚好返回到木板的最左端。已知木板的质量为，重力加速度g取，，滑块A、B均可视为质点，圆管内径可以忽略。求： （1）滑块A运动到a点前瞬间，圆管对A的作用力的大小及方向； （2）滑块B的质量； （3）弹簧的最大弹性势能。 15. 如图所示，一个阻值为、匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成闭合回路，线圈的半径为，在线圈中半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化率为，电阻的两端通过导线与平行金属板相连，一质量为、带电量为的粒子，由板中央处静止释放，经板上的小孔射出后，由小孔沿径向射入有匀强磁场的绝缘圆筒内。已知绝缘圆筒半径为，绝缘圆筒内的磁感应强度大小为，方向垂直圆筒面向里。不计粒子重力。求： （1）磁感应强度随时间是均匀增大还是减小？ （2）粒子进入绝缘筒时速度的大小； （3）粒子与绝缘筒壁碰撞时速率、电荷量均不变，为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次后又从孔飞出，则筒内磁感应强度应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东莞市东华高级中学 东华松山湖高级中学 2025-2026学年高三寒假学习质量检测 高三物理 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。每题只有一个正确选项，错选或不答的得0分） 1. 随着科技的发展，越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机间的通信过程如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，以下说法正确的是（　　） A. 电磁波甲的频率比乙的频率高 B. 真空中甲波的传播速度比可见光的传播速度慢 C. 紫外线和伦琴射线不属于电磁波 D. 光是量子化的，由不可分割的能量子组成 【答案】D 【解析】 【详解】A．由甲、乙波的波长大小关系为 根据 波长越大频率越小，所以甲、乙波的频率关系为 故A错误； B．真空中， 甲波的传播速度等于乙波的传播速度，都等于3.0×108m/s，故B错误； C．紫外线和伦琴射线属于电磁波，故C错误； D．由爱因斯坦的光子说认为光是量子化的，由不可分割的能量子组成，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，一辆汽车正通过一段水平的弯道公路。若汽车的运动视为匀速圆周运动，则（　　） A. 该汽车速度恒定不变 B. 汽车左右两车灯的线速度大小相等 C. 跟公路内道相比，汽车同速率在外道行驶时所需的向心加速度较小 D. 跟晴天相比，雨天汽车在同车道同速率行驶时所受的摩擦力较小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．拐弯过程中汽车各部分的角速度相等，根据可知，汽车外侧的车灯线速度大，且线速度方向不断变化，即该汽车速度发生了变化，AB错误； C．根据向心加速度公式可知，若速率相同，则跟公路内道相比，汽车在外道行驶时所需的向心加速度较小，C正确； D．若速率不变，根据向心力公式，汽车在同车道上同速率行驶时所受的向心力大小不变，汽车做匀速圆周运动时由静摩擦力提供向心力，则摩擦力不变，D错误。 故选C。 3. 如图甲为某同学的科技小制作，其原理简化图如图乙所示。马达M内部装有磁铁和可转动的多匝线圈，当风垂直吹向扇叶时，扇叶旋转带动线圈ABCD转动，从而使灯泡发光，电流传感器会记录下这段时间内电流i随时间t变化的图像如图丙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 马达M在电路中的作用是充当电动机 B. 风速越大，交变电流的周期T就越大 C. 风速越大，交变电流的最大值就越大 D. 风速越大，AB边受到的安培力一定越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．马达M在电路中的作用是充当发电机，A错误； B．风速越大，扇叶旋转越快，则交变电流的周期T就越小，B错误； C．风速越大，扇叶旋转越快，角速度越大，根据可知，交变电流的最大值就越大，C正确； D．AB边受到的安培力做周期性变化，则风速越大，AB边受到的安培力不一定大，D错误。 故选C。 4. 如图所示，用透明材料制成的长方体，高为 h，上表面是边长为的正方形。底面正中央有一单色点光源S，从光源S射向上表面的光恰好都能直接从上表面射出，则该材料的折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】如图所示 从光源S射向上表面的光恰好都能直接从上表面直接射出，点光源在上表面的射出范围形成一个外接圆，由几何关系可知，外接圆半径为R=h，全反射的临界角为。由，折射率为 故选B。 5. 传导式电磁泵的优点是没有转动部件，不存在机械磨损。如图所示，长方体电磁泵相邻棱长分别为a、b、c，泵体的上下表面接在电压为U的电源（内阻不计）上，流过泵体的导电液电阻率为，泵体处在垂直于前表面向里的匀强磁场内，磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（　　） A. 泵体的上表面应接电源正极 B. 通过泵体的电流为 C. 减小液体电阻率可以获得更大抽液高度 D. 减小磁感应强度可以获得更大抽液高度 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，导电液体受向左的安培力，由左手定则可知，电流方向由下到上，则泵体的上表面应接电源负极，故A错误； B．根据题意，由公式可得，泵体的电阻为 由于电磁泵为非纯电阻电路，设通过泵体的电流为，抽水的机械功率为，则有 可得 故B错误； C．根据题意可知，减小液体电阻率可以获得更大的电流，安培力增大，获得更大抽液高度，故C正确； D．根据题意可知，减小磁感应强度，安培力减小，抽液高度减小，故D错误。 故选C。 6. 物块以初速度沿粗糙的固定斜面向上运动，刚好到达最高点，物块向上运动过程中，其速度v、动能、重力势能、机械能E与运动时间t、位移x的关系图像，正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．设斜面的倾角为θ，物块的质量为m，动摩擦因数为，则上滑过程加速度大小 可知加速度大小不变，上滑过程中，根据 可知与x不是图示抛物线，故A错误； B．动能 可知是一个开口向上的抛物线，故B错误； C．重力势能 可知图像是一条过原点的倾斜直线，故C错误； D．根据功能关系可知 可知图像开口向上的抛物线，故D正确。 故选D。 7. 春节是我国的传统节日，以前人们常在过节时放烟花（如图甲所示）来表示庆祝，礼花弹在地面上从发射筒中沿竖直方向射出，到达最高点时炸开后，形成漂亮的球状礼花（如图乙所示）。现有某烟花筒的结构如图丙所示，其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个初速度并同时点燃延期引线。当礼花弹到最高点附近时，延期引线点燃礼花弹。现假设某次放烟花中，礼花弹获得的初速度大小为，延期引线的燃烧速度为，要求爆炸发生在超过礼花弹上升最大高度的。忽略空气阻力的作用和烟花筒的长度，则延期引线的长度至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设礼花弹上升的最大高度为h，假设当礼花弹上升至0.96h时刚好发生爆炸，且此时礼花弹的速度大小为v1，根据运动学规律有 联立解得 所以延期引线燃烧的最短时间为 则延期引线的长度至少为 故选B。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选对但不选全得3分，有选错得0分 8. 嫦娥六号返回器在环月工作圆轨道上与主舱室分离后进入地月转移轨道，再用“打水漂”的方式进入地球大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆。如图为返回过程示意图，则（　　） A. 返回器与主舱室分离返回时，其速度需大于工作轨道时的环绕速度 B. 返回器与主舱室分离后，主舱室需要减速才能维持在原轨道R运行 C. 返回器在转移轨道运动过程中，地球对返回器的引力一直在做正功 D. 返回器打开降落伞下落过程中，地球引力对其做正功，其机械能增加 【答案】AC 【解析】 【详解】A．返回器与主舱室分离返回时，需要加速做离心运动才能实现，其速度需大于工作轨道时的环绕速度，故A正确； B．返回器与主舱室分离后，主舱室以原来的速率运动即可维持原来的轨道运行，故B错误； C．返回器在转移轨道运动过程中，地球引力和返回器的速度夹角为锐角，则地球引力对返回器一直做正功，故C正确； D．返回器打开降落伞下落过程中，地球引力对其做正功，但空气的阻力对其做负功，机械能减小，故D错误。 故选AC。 9. 丝带舞是艺术性很强的一种舞蹈，某次舞者抖动丝带形成的丝带波可简化为沿轴正向传播的简谐横波，如图所示，实线和虚线分别为和时的波形图，下列说法正确的是（　　） A. 处的质点经过一个周期可能向右运动4m B. 在时处的质点可能加速度最大，方向沿轴正方向 C. 该丝带波的周期可能为（，，） D. 该丝带波的传播速度可能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．简谐横波传播过程中，质点不随波的传播而迁移，故A错误； BC．由题可知，该丝带波沿x轴正方向传播，则有（，，） 解得（，，） 当时，周期，，则处的质点刚好运动到波谷，加速度最大且沿y轴正方向，故B正确，C错误； D．由图可知，波长为，波速（，，） 当时，该丝带波的传播速度为，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕O点恰好能做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做完整的圆周运动时，小球初速度的最小值 B. 细线断裂后，小球速度的最小值为 C. 从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等的过程中，电势能增加了 D. 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球静止在M点，该点就是小球的等效最低点，则动能最小值出现在等效最高点，等效重力为 可得等效重力加速度为 等效重力加速度与竖直方向夹角的正切值为 所以 小球做完整的圆周运动时，小球到达等效最高点时有 小球从等效最低点运动到等效最高点有 所以 故A错误； B．M点到B点，根据动能定理可得 所以 细线断裂后小球做类斜上抛运动，速度的最小值为 故B错误； C．从细线断裂后，沿合力方向和垂直合力方向建立坐标系，沿合力方向做匀减速直线运动，则 则运动时间为 垂直合力方向做匀速直线运动，位移为 电场力做功为 根据功能关系可知，电势能增加了，故C正确； D．小球水平方向只受电场力，可得 水平方向有 运动时间为 竖直方向只受重力，竖直位移为 重力做功为 根据功能关系可知，重力势能减少了，故D正确。 故选CD。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 单摆实验装置如图1所示。 （1）根据图2所示，已知悬点对齐零刻度，测得的摆长=__________cm； （2）小张为减小实验误差，多次改变摆长，测量对应的单摆周期，用多组实验数据绘制得到如图3的图像，由图可知当地重力加速度=__________（用图中字母表示）。 （3）小刘同学将一个摆长未知的单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的试验装置来测定单摆动过程中摆线受到的拉力（摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图所示的F-t图像，由图像可确定此单摆的周期为______s。 【答案】（1）98.50 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 摆长是绳长与小球半径之和，刻度尺的分度值为1mm，读数为98.50cm 【小问2详解】 根据单摆周期公式有 变形可得 根据图像的斜率可知 解得 【小问3详解】 由图可知，每个周期内小球两次最低点，摆线的拉两次最大，所以单摆的周期为 12. 由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求热敏电阻温度升高至时，系统开始自动报警。所用器材有： 直流电源（，内阻不计） 电流表（量程，内阻约） 电压表（量程，内阻约为） 热敏电阻 滑动变阻器（最大阻值） 电阻箱（最大阻值） 报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警） 单刀单掷开关、单刀双掷开关、导线若干。 （1）用图（a）所示电路测量热敏电阻的阻值。当温度为时，电压表读数为，电流表读数为；当温度为时，调节，使电压表读数仍为，电流表指针位置如图（b）所示。温度为时，热敏电阻的阻值为___________（保留三位有效数字）。从实验原理上看，该方法测得的阻值比真实值略微___________（填“偏大”或“偏小”）； （2）如果热敏电阻阻值随温度升高而变大，则其为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。基于以上实验数据可知，该热敏电阻为___________（填“正”或“负”）温度系数热敏电阻； （3）某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图（c）所示，正确连接后，先使用电阻箱进行调试，其阻值设置为___________，滑动变阻器阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻器连入电路的阻值为___________。调试完毕后，再利用单刀双掷开关的选择性开关功能，把热敏电阻接入电路，可方便实现调试系统和工作系统的切换。（结果均保留到个位） 【答案】（1） ①. 600 ②. 偏大 （2）负 （3） ①. 600 ②. 3000 【解析】 【小问1详解】 [1]由图（b）可知，电流表的示数为50mA，则此时热敏电阻的阻值为 [2]该方法所测电流值为真实电流值，所测电压值为热敏电阻和电流表两端的总电压，故根据 可知此时所测电阻值偏大。 【小问2详解】 在相同电压下，温度越高，通过电流越大，说明热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故为负温度系数热敏电阻。 【小问3详解】 [1] 要求热敏电阻温度升高至时，系统自动报警，由（1）问中的分析可知，该温度下，热敏电阻阻值为，所以先使用电阻箱R2进行调试时，其阻值应设置为才可进行调试； [2]报警器报警时通过电路的电流为I=10mA，报警器和电流表的电阻很小，忽略不计，可得此时滑动变阻器的阻值为 四、解答题（第13题10分、第14题12分、第15题16分，共38分） 13. 图为一款导热性能良好的发声小黄鸭玩具。挤压小黄鸭，气流通过底部出气口时可以发出鸣叫声。小明同学在17℃的室外先用胶带封住小黄鸭底部出气口，再将其拿到室内静置一段时间，设小黄鸭容积不变。腔内气体均可视为理想气体，室内外大气压强均为，热力学温度和摄氏温度的关系为：。求： （1）小黄鸭在室内静置一段时间后腔内气体压强； （2）小明在室内轻按压小黄鸭，使其体积变为原来的，此时腔内气体压强； （3）小黄鸭恢复原状后再撕开胶带，一段时间后，腔内剩余气体质量与原气体质量之比为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 室外温度，室内温度，体积不变， 由查理定律 得 【小问2详解】 室内按压时温度不变，由玻意耳定律 得： 【小问3详解】 撕开胶带后，腔内压强恢复为，体积，由玻意耳定律 得 质量比 14. 如图所示，两根半径均为，圆心角均为的光滑固定圆管平滑衔接于a点，两端管口的切线均沿水平方向，放在光滑水平面上的木板C上表面与右侧管口刚好平齐，滑块B放在木板的最左端。木板的右端固定一轻挡板，挡板上固定一轻弹簧，弹簧处于原长时自由端位于木板的b点，b点左侧木板粗糙、右侧木板光滑。质量为的滑块A从左侧管口由静止进入圆管，经过一段时间与滑块B发生弹性碰撞、碰后滑块A被反弹、且速率为碰前的，碰后取走A，最终滑块B又刚好返回到木板的最左端。已知木板的质量为，重力加速度g取，，滑块A、B均可视为质点，圆管内径可以忽略。求： （1）滑块A运动到a点前瞬间，圆管对A的作用力的大小及方向； （2）滑块B的质量； （3）弹簧的最大弹性势能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块A从管口运动到a点的过程，滑块A的机械能守恒，则有 滑块A运动到a点前瞬间，假设滑块A与圆管的内壁有作用力，由牛顿第二定律得 解得假设不成立，说明滑块A与圆管的外壁有作用力，即圆管对滑块A的作用力指向，大小为。 【小问2详解】 两滑块碰前，对滑块A由机械能守恒定律得 解得 由题意可知，碰后滑块A的速度大小为 方向向左 由于两滑块的碰撞为弹性碰撞，则该过程机械能守恒、动量守恒，则有， 解得， 【小问3详解】 弹簧的弹性势能最大时及滑块B返回木板左端时，滑块B与木板C均共速，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得，弹簧弹性势能最大时 滑块B回到木板左端时 解得 15. 如图所示，一个阻值为、匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成闭合回路，线圈的半径为，在线圈中半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化率为，电阻的两端通过导线与平行金属板相连，一质量为、带电量为的粒子，由板中央处静止释放，经板上的小孔射出后，由小孔沿径向射入有匀强磁场的绝缘圆筒内。已知绝缘圆筒半径为，绝缘圆筒内的磁感应强度大小为，方向垂直圆筒面向里。不计粒子重力。求： （1）磁感应强度随时间是均匀增大还是减小？ （2）粒子进入绝缘筒时速度的大小； （3）粒子与绝缘筒壁碰撞时速率、电荷量均不变，为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次后又从孔飞出，则筒内磁感应强度应满足的条件。 【答案】（1）减小；（2）；（3）或者 【解析】 【详解】（1）带电量为的粒子，由板中央处静止释放，经板上的小孔射出，说明板电势高，由楞次定律可知磁感应强度随时间是均匀减小的。 （2）由法拉第电磁感应定律有 由闭合电路欧姆定律有 平行金属板两端的电压 粒子在电场中运动时，由动能定理有 解得 （3）粒子从点进入圆筒，速度为，在圆筒中运动有 粒子在圆筒中运动的可能轨迹如图所示，由几何关系可知 （或2） 第一种情况 则 第二种情况 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $