精品解析：广东省广州市南武中学2025-2026学年高三下学期5月综合训练六物理试卷

广东广州市南武中学2026年5月高三物理综合训练六 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1. 托尔（Torr）是真空技术领域广泛应用的计量单位，其定义为1毫米汞柱产生的压强，精确值为133.322Pa。现用国际单位制的基本单位表示托尔，下列单位正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 中国的紧凑型聚变能实验装置BEST预计于2027年竣工，有望成为人类历史上首个实现核聚变发电的装置。其核聚变反应为，该反应释放的能量约为17.6MeV，已知光速（，，该反应中粒子X和质量亏损分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 3. 某同学通过实验测定玻璃砖的折射率n，如图甲所示，AO和BO分别是光线在空气和玻璃砖中的传播路径，MN是法线，该同学测得多组入射角i和折射角r，做出sini − sinr图像如图乙所示，则（　　） A. 光由A经O到B，n=1.5 B. 光由B经O到A，n=1.5 C. 光由A经O到B，n=0.67 D. 光由B经O到A，n=0.67 4. 图为户外应急手摇发电手电筒的结构简图，当手电筒沿图示方向摇动时，小磁铁会不断往复地穿过固定线圈，连接线圈的小电珠随即发光。下列说法正确的是（　　） A. 摇动过程中装置的机械能守恒 B. 小磁铁往复运动过程中，线圈中的电流方向保持不变 C. 手电筒摇动的振幅和周期不变，若只更换磁性更强的磁铁，则小电珠的亮度保持不变 D. 手电筒摇动的振幅和周期不变，若只增加线圈的匝数，则小电珠的亮度增强 5. 小行星探测、防御和资源开发对于全人类具有深远战略意义。2025年9月召开第三届深空探测（天都）国际会议，中国探月工程总设计师吴伟仁介绍，我国正在规划对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务，验证小行星防御方案可行性。如图所示、假设某颗小行星绕太阳做圆周运动，轨道半径为r，运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道，远日点仍为P近日点为Q，Q到太阳的距离为。下列说法正确的是（　　） A. 撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前经过P点的速度大 B. 撞击后小行星最大速度与最小速度之比为 C. 小行星与月球各自轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值相等 D. 撞击后小行星绕太阳运行的周期会变长 6. 如图所示，半径为R的滑轮1可绕水平转轴O转动，直手柄AO固定在滑轮1上，手柄端点A到转轴O的距离为L。工人转动手柄，拉动纤绳牵引小船向岸边运动，纤绳跨过半径可忽略的滑轮2，且与滑轮间无相对滑动。当连接小船的纤绳与水平方向夹角为θ时，A点线速度大小为v0，此时船的速度v为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，工人装载圆筒形货物时，会将其放置在两个相同的三角形底座上，底座与水平地面始终保持相对静止。已知货物质量为M，每个底座质量为m，底角为θ，忽略货物与底座间的摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 地面对底座A的作用力方向竖直向上 B. 地面对底座A的作用力大小为 C. 若θ增大，则底座B对货物的支持力减小 D. 若θ增大，则地面对底座B的摩擦力增大 8. 如图所示，边长L=1m的等边三角形ABC所在平面与匀强电场方向平行。一电子从A点运动到B点，静电力做功10eV；从B点运动到C点，克服静电力做功20eV。选B点为电势能零点，下列说法正确的是（　　） A. A点的电势为V B. C点的电势为20V C. 匀强电场方向由B指向C D. 匀强电场的电场强度大小为10V/m 9. 如图所示，光滑水平面上，质量相同的小球a、b分别以2v0、v0的速率沿同一直线相向运动，经t0时间相遇并发生正碰，碰撞时间极短。以小球a初速度方向为正方向，两小球速度v随时间t变化的图像中，可能正确的有（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，风洞实验室可以产生与水平方向成的恒定风力。在风洞中A点将一个质量为的小球以初速度竖直向上抛出，经过时间后小球运动到B点。已知A、B两点的竖直距离，重力加速度为 下列说法正确的有（　　） A. 恒定风力大小为 B. 小球到达B点时的速率为 C. 从A点到B点的过程，风力对小球的冲量大小为 D. 小球到达B点时，风力的瞬时功率为 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题11分，14题13分，15题14分，共54分） 11. 在探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验中。如图所示，A、B都为质量相同的钢球，图中所示是在研究向心力的大小F与________的关系。 12. （1）小明同学探究两个互成角度的力的合成规律。已知橡皮条AO的A端固定，另一端O点拴有两根细绳，用弹簧测力计勾住细绳末端，把O点拉到某个位置，如图所示。 ①请根据图甲读出此时______N； ②ⅰ.请在坐标纸中画出的图示____； ⅱ.结合平行四边形法则在坐标纸上画出合力的图示，合力的大小为______N。 （2）某实验小组用如图所示的装置探究“两个互成角度的力的合成规律”。弹簧测力计A的一端钩在固定的钉子P上，用手拉动弹簧测力计B的一端，使结点O静止在某位置，结点下方挂着一物体M，根据实验要求作出两个弹力的合力F并与M的重力G比较，从而得出实验结果。在实验过程中，下列正确的是_______（填正确答案标号） A. M的质量越大，实验误差越小 B. 多组实验测量时，结点O可以静止在不同位置 C. 弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果 D. 在确定弹力方向时，需用铅笔沿着细线画直线 13. 图1为等臂电流天平实物图，图2为其结构简图。兴趣小组现要测定电流天平螺线管在通某恒定电流时内部产生磁场的磁感应强度大小（通电螺线管在其内部产生的磁场可视作水平方向的匀强磁场）。实验前将电流天平的U形导线（如图3）放入未通电的螺线管中，调节平衡螺母使U形导线处于水平状态。实验时将U形导线与螺线管线路分别接通直流电，设流经螺线管的电流为I1、流经U形导线的电流为I2，然后在U形导线框的左端挂上钩码，保持I1大小不变，调节I2的大小使线框平衡，如图2所示。图3中U形导线的长与宽分别为La与Lb。 （1）电路安装 实验电路如图4，其中只有滑动变阻器还未完全连接好，要求电流表的读数能从零开始变化，请将其连接好________； （2）实验测量与数据处理 ①电流天平通电流I1和I2后，关于电流天平平衡的原因，下列说法中正确的是（ ） A．钩码的重力与La段导线所受到的安培力大小相等 B．钩码的重力与Lb段导线所受到的安培力大小相等 C．La段导线与Lb段导线所受到的安培力大小相等 D．La段导线与Lb段导线所受到的安培力方向相反 ②实验时，若保持螺线管中的电流，逐次增加钩码个数N（每个钩码质量相同），并重新调整U形导线的电流I2，使电流天平恢复平衡。记录下每次实验时N、I2如下表： N/个 1 2 3 4 5 I2/A 0.50 1.00 1.40 2.10 2.50 根据实验数据，做出“N−I2”图像，如图5所示，图线的斜率数值k=________。（结果保留2位有效数字） ③某次测量I2的电表示数如图6所示，示数为________A。 （3）通电螺旋管内部磁感应强度的计算 若一个钩码的质量为m，重力加速度为g，本次实验中测得该通电螺线管内部磁场的磁感应强度大小B=________（用含k、m、g、La、Lb字母的表达式表示）。 14. 某密封茶叶筒结构简图如下图，茶叶筒由圆柱形的筒盖和筒身组成，筒身上端外侧固定有厚度可不计的密封橡胶圈。储存茶叶时，先将茶叶投入筒身内，把筒盖口对准筒身口后用力下压，直到筒盖完全套在筒身上。忽略筒盖壁和筒身壁的厚度，筒盖和筒身直径近似相等，满足d1≈d2=6cm，筒盖高度h1=2cm，筒身高度h2=10cm。当筒内气体压强p和筒外气体压强p0满足时，密封橡胶圈不漏气。忽略过程中温度和大气压强的变化，筒盖的重力不计，取大气压强。 （1）某次使用时，先投入体积为的茶叶，后将筒盖缓慢压到底，静置足够长时间后，求此时筒内封闭气体压强； （2）在第一问基础上，将筒盖缓慢拔开，当筒盖和筒身刚好未分离时，人手松开，在橡胶圈对筒盖的摩擦力作用下，筒盖可以保持静止，求此时橡胶圈对筒盖向上作用力F的大小。 15. 如图所示为简化的射钉枪工作原理图，轻杆的一端固定质量为M的重锤，另一端可绕转轴O自由转动，轻质弹簧一端连接到杆上A点，另一端固定在枪把上。水平枪筒中放置有质量为m的射钉，射钉左侧紧贴火药。初始时刻弹簧处于伸长状态，轻杆从水平状态静止释放后，转到竖直状态时弹簧恢复原长，此时重锤撞击火药，引起爆炸，爆炸使射钉获得较高速度后射出，水平射入固定的足够厚木板中。已知爆炸后重锤速度为零，轻杆长为L，OA距离为杆长的，弹簧初始状态伸长量为x0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系满足。爆炸过程火药释放的化学能全部转化为系统动能，忽略火药的质量和爆炸过程产生气体的质量。忽略转轴处及枪筒内的摩擦力，求 （1）重锤撞击火药前瞬间，连接点A的速度大小； （2）火药爆炸释放的化学能ΔE； （3）假设厚木板对射钉的阻力满足f=ah，h代表射入深度，a为常数，求射钉最终打入厚木板的深度。（假设射钉最终未完全进入木板） 16. 如图所示，光滑的水平桌面上，平行于y轴方向放置一根空心光滑绝缘细管PQ，P端位于x轴上，管内有一质量为m、带电量为+q的小球。在第一象限内平行于x轴的虚线与x轴之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场区域宽度与细管长度相等，大小均为。开始时小球位于细管内P端且相对细管静止，某时刻细管PQ沿x轴正方向做匀速直线运动，以速率u进入磁场，之后在外力作用下仍保持原速做匀速运动且细管始终与y轴平行。 （1）求小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度v1； （2）从小球进入磁场开始计时，直到到达管口Q，求管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式； （3）小球离开Q端后恰好从a点进入方向水平向左的匀强电场区域内，该区域在桌面上的边界为矩形abcd，已知ab边与虚线重合，ab=L，，从小球进入电场区域到离开的过程中，求电场力对小球做的功W与场强E的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广东广州市南武中学2026年5月高三物理综合训练六 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1. 托尔（Torr）是真空技术领域广泛应用的计量单位，其定义为1毫米汞柱产生的压强，精确值为133.322Pa。现用国际单位制的基本单位表示托尔，下列单位正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】压强的定义式为，结合牛顿第二定律可知：力的国际基本单位为，面积的国际基本单位为，因此压强的国际基本单位为。 故选A。 2. 中国的紧凑型聚变能实验装置BEST预计于2027年竣工，有望成为人类历史上首个实现核聚变发电的装置。其核聚变反应为，该反应释放的能量约为17.6MeV，已知光速（，，该反应中粒子X和质量亏损分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，核聚变反应方程为 则该反应中粒子X为；根据质能方程可得 其中 解得 故选A。 3. 某同学通过实验测定玻璃砖的折射率n，如图甲所示，AO和BO分别是光线在空气和玻璃砖中的传播路径，MN是法线，该同学测得多组入射角i和折射角r，做出sini − sinr图像如图乙所示，则（　　） A. 光由A经O到B，n=1.5 B. 光由B经O到A，n=1.5 C. 光由A经O到B，n=0.67 D. 光由B经O到A，n=0.67 【答案】B 【解析】 【详解】光从空气入射介质时，入射角大于折射角，光从介质入射空气时，入射角小于折射角，结合图乙可知，可知光从玻璃砖入射空气，即光由B经O到A，结合图乙，可知折射率 故选B。 4. 图为户外应急手摇发电手电筒的结构简图，当手电筒沿图示方向摇动时，小磁铁会不断往复地穿过固定线圈，连接线圈的小电珠随即发光。下列说法正确的是（　　） A. 摇动过程中装置的机械能守恒 B. 小磁铁往复运动过程中，线圈中的电流方向保持不变 C. 手电筒摇动的振幅和周期不变，若只更换磁性更强的磁铁，则小电珠的亮度保持不变 D. 手电筒摇动的振幅和周期不变，若只增加线圈的匝数，则小电珠的亮度增强 【答案】D 【解析】 【详解】A．摇动过程中，小磁铁和线圈的机械能转化为电能，电能再转化为小电珠的光能和热能，所以装置的机械能不守恒，故A错误； B．当小磁铁穿过线圈时，磁通量先增加后减少，且磁铁运动方向相反时，磁通量变化的趋势也相反。根据楞次定律，感应电流的方向会发生改变，产生的是交变电流，故B错误； C．手电筒摇动的振幅和周期不变，意味着磁铁穿过线圈的时间Δt不变。更换磁性更强的磁铁，磁感应强度增大，使得磁通量增大，磁通量的变化量ΔΦ增大，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势增大，灯泡亮度增加，故C错误； D．手电筒摇动的振幅和周期不变，意味着磁铁穿过线圈的时间Δt不变，磁感应强度不变，磁通量的变化量ΔΦ不变，若只增加线圈的匝数n，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势增大，灯泡亮度增加，故D正确。 故选D。 5. 小行星探测、防御和资源开发对于全人类具有深远战略意义。2025年9月召开第三届深空探测（天都）国际会议，中国探月工程总设计师吴伟仁介绍，我国正在规划对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务，验证小行星防御方案可行性。如图所示、假设某颗小行星绕太阳做圆周运动，轨道半径为r，运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道，远日点仍为P近日点为Q，Q到太阳的距离为。下列说法正确的是（　　） A. 撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前经过P点的速度大 B. 撞击后小行星最大速度与最小速度之比为 C. 小行星与月球各自轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值相等 D. 撞击后小行星绕太阳运行的周期会变长 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由万有引力提供向心力 得 因，故撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前经过P点的速度大 撞击后由开普勒第二定律 解得，故A正确，B错误； C．遵循开普勒第三定律的两星体有共同的中心天体，故C错误； D．撞击后小行星绕太阳运行的轨道变低，运行变快，周期会变短，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，半径为R的滑轮1可绕水平转轴O转动，直手柄AO固定在滑轮1上，手柄端点A到转轴O的距离为L。工人转动手柄，拉动纤绳牵引小船向岸边运动，纤绳跨过半径可忽略的滑轮2，且与滑轮间无相对滑动。当连接小船的纤绳与水平方向夹角为θ时，A点线速度大小为v0，此时船的速度v为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据线速度、角速度和半径间的关系，有 滑轮1边缘的速度为 根据速度的分解可得 故选A。 7. 如图所示，工人装载圆筒形货物时，会将其放置在两个相同的三角形底座上，底座与水平地面始终保持相对静止。已知货物质量为M，每个底座质量为m，底角为θ，忽略货物与底座间的摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 地面对底座A的作用力方向竖直向上 B. 地面对底座A的作用力大小为 C. 若θ增大，则底座B对货物的支持力减小 D. 若θ增大，则地面对底座B的摩擦力增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．地面对底座A有竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力，则地面对底座的作用力方向不是竖直向上，故A错误； B．对整体分析可知，可知地面对底座A的支持力为，可知地面对底座A的作用力大小大于，故B错误； C．对货物分析可知，则若θ增大，则底座B对货物的支持力N增加，故C错误； D．地面对底座B的摩擦力 则若θ增大，则地面对底座B的摩擦力增大，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，边长L=1m的等边三角形ABC所在平面与匀强电场方向平行。一电子从A点运动到B点，静电力做功10eV；从B点运动到C点，克服静电力做功20eV。选B点为电势能零点，下列说法正确的是（　　） A. A点的电势为V B. C点的电势为20V C. 匀强电场方向由B指向C D. 匀强电场的电场强度大小为10V/m 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电子从A点运动到B点，静电力做功 其中，解得，故A正确； B．电子从B点运动到C点，静电力做功 解得，故B错误； CD．设BC中点为D，D点的电势 所以AD是等势线，BC是其中一条电场线，根据沿电场线方向电势降低，可知匀强电场方向由B指向C，电场强度大小，故C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图所示，光滑水平面上，质量相同的小球a、b分别以2v0、v0的速率沿同一直线相向运动，经t0时间相遇并发生正碰，碰撞时间极短。以小球a初速度方向为正方向，两小球速度v随时间t变化的图像中，可能正确的有（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】根据四个选项的可知碰前，，光滑面上两球碰撞过程满足三条规律：①动量守恒，有 ②碰撞后动能不增，有 ③碰后的速度还要符合实际情况。 A．由图像可知，，代入可得动量守恒，碰撞前后动能相等，两球均反弹符合实际情况，则A图像的碰撞可能发生，故A正确； B．由图像可知，代入可得系统动量不守恒，则B图像的碰撞不可能发生，故B错误； C．由图像可知，，代入可得动量守恒，但 即碰撞后动能增加，则C图像的碰撞不可能发生，故C错误； D．由图像可知，，代入可得动量守恒，碰撞后动能减少，a球停下b球反弹也符合实际情况，则D图像的碰撞可能发生，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，风洞实验室可以产生与水平方向成的恒定风力。在风洞中A点将一个质量为的小球以初速度竖直向上抛出，经过时间后小球运动到B点。已知A、B两点的竖直距离，重力加速度为 下列说法正确的有（　　） A. 恒定风力大小为 B. 小球到达B点时的速率为 C. 从A点到B点的过程，风力对小球的冲量大小为 D. 小球到达B点时，风力的瞬时功率为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．设恒定风力的大小为，将其沿水平方向和竖直方向分解，则有， 假设小球在竖直方向上做匀加速直线运动，根据位移时间公式有 解得 可知小球在竖直方向做匀速直线运动，合力为零，则有 解得，故A正确； B．小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 小球到达B点时水平方向的速度大小为 故小球到达B点时的速率为，故B错误； C．从A点到B点的过程，风力对小球的冲量大小为，故C正确； D．小球到达B点时，设小球的速度与水平方向的速度夹角为，根据几何关系有 解得 而风力与水平方向的夹角也为，即小球到达B点时风力的方向与速度的方向相同，故小球到达B点时，风力的瞬时功率为，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题11分，14题13分，15题14分，共54分） 11. 在探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验中。如图所示，A、B都为质量相同的钢球，图中所示是在研究向心力的大小F与________的关系。 【答案】角速度 【解析】 【详解】变速塔轮半径不同，两轮转动的角速度不同，两球的角速度不同，A、B两球的质量相等、转动半径相同，则图中所示是在研究向心力的大小F与角速度的关系。 12. （1）小明同学探究两个互成角度的力的合成规律。已知橡皮条AO的A端固定，另一端O点拴有两根细绳，用弹簧测力计勾住细绳末端，把O点拉到某个位置，如图所示。 ①请根据图甲读出此时______N； ②ⅰ.请在坐标纸中画出的图示____； ⅱ.结合平行四边形法则在坐标纸上画出合力的图示，合力的大小为______N。 （2）某实验小组用如图所示的装置探究“两个互成角度的力的合成规律”。弹簧测力计A的一端钩在固定的钉子P上，用手拉动弹簧测力计B的一端，使结点O静止在某位置，结点下方挂着一物体M，根据实验要求作出两个弹力的合力F并与M的重力G比较，从而得出实验结果。在实验过程中，下列正确的是_______（填正确答案标号） A. M的质量越大，实验误差越小 B. 多组实验测量时，结点O可以静止在不同位置 C. 弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果 D. 在确定弹力方向时，需用铅笔沿着细线画直线 【答案】（1） ①. 1.50 ②. ③. 2.42（2.30~2.65） （2）BC 【解析】 【小问1详解】 [1]图中弹簧测力计的分度值为，由图甲可知 [2]根据图乙的标度，作出的图示如图所示 [3]根据、的图示作平行四边形，可得合力的图示如上图所示，由图可得合力的大小为 【小问2详解】 A．M的质量越大，越容易使得弹簧弹力超出量程，所以实验误差越大，故A错误； B．多组实验测量时，结点O可以静止在不同位置，保证三力平衡即可，故B正确； C．弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果，故C正确； D．在确定弹力方向时，不能用铅笔沿着细线画直线，而应该找直线上相距较远的两个投影点，然后用直尺连线，故D错误。 故选BC。 13. 图1为等臂电流天平实物图，图2为其结构简图。兴趣小组现要测定电流天平螺线管在通某恒定电流时内部产生磁场的磁感应强度大小（通电螺线管在其内部产生的磁场可视作水平方向的匀强磁场）。实验前将电流天平的U形导线（如图3）放入未通电的螺线管中，调节平衡螺母使U形导线处于水平状态。实验时将U形导线与螺线管线路分别接通直流电，设流经螺线管的电流为I1、流经U形导线的电流为I2，然后在U形导线框的左端挂上钩码，保持I1大小不变，调节I2的大小使线框平衡，如图2所示。图3中U形导线的长与宽分别为La与Lb。 （1）电路安装 实验电路如图4，其中只有滑动变阻器还未完全连接好，要求电流表的读数能从零开始变化，请将其连接好________； （2）实验测量与数据处理 ①电流天平通电流I1和I2后，关于电流天平平衡的原因，下列说法中正确的是（ ） A．钩码的重力与La段导线所受到的安培力大小相等 B．钩码的重力与Lb段导线所受到的安培力大小相等 C．La段导线与Lb段导线所受到的安培力大小相等 D．La段导线与Lb段导线所受到的安培力方向相反 ②实验时，若保持螺线管中的电流，逐次增加钩码个数N（每个钩码质量相同），并重新调整U形导线的电流I2，使电流天平恢复平衡。记录下每次实验时N、I2如下表： N/个 1 2 3 4 5 I2/A 0.50 1.00 1.40 2.10 2.50 根据实验数据，做出“N−I2”图像，如图5所示，图线的斜率数值k=________。（结果保留2位有效数字） ③某次测量I2的电表示数如图6所示，示数为________A。 （3）通电螺旋管内部磁感应强度的计算 若一个钩码的质量为m，重力加速度为g，本次实验中测得该通电螺线管内部磁场的磁感应强度大小B=________（用含k、m、g、La、Lb字母的表达式表示）。 【答案】（1） （2） ①. B ②. 2.0 ③. 1.60 （3） 【解析】 【小问1详解】 要求电流表读数从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，如图所示 【小问2详解】 [1]螺线管内部磁场沿轴线水平，U形导线中La段电流与磁场平行，所受安培力为零；Lb段电流与磁场垂直，受到竖直方向的安培力，平衡时钩码总重力与Lb段安培力大小相等。 故选B。 [2]由N−I2图像可得，斜率数值 [3]电流表量程为0∼3A，分度值为0.1A，由图可知指针读数为1.60A。 【小问3详解】 钩码的重力与Lb段导线所受到的安培力平衡时，满足 整理得 因此N−I2图线斜率 解得 14. 某密封茶叶筒结构简图如下图，茶叶筒由圆柱形的筒盖和筒身组成，筒身上端外侧固定有厚度可不计的密封橡胶圈。储存茶叶时，先将茶叶投入筒身内，把筒盖口对准筒身口后用力下压，直到筒盖完全套在筒身上。忽略筒盖壁和筒身壁的厚度，筒盖和筒身直径近似相等，满足d1≈d2=6cm，筒盖高度h1=2cm，筒身高度h2=10cm。当筒内气体压强p和筒外气体压强p0满足时，密封橡胶圈不漏气。忽略过程中温度和大气压强的变化，筒盖的重力不计，取大气压强。 （1）某次使用时，先投入体积为的茶叶，后将筒盖缓慢压到底，静置足够长时间后，求此时筒内封闭气体压强； （2）在第一问基础上，将筒盖缓慢拔开，当筒盖和筒身刚好未分离时，人手松开，在橡胶圈对筒盖的摩擦力作用下，筒盖可以保持静止，求此时橡胶圈对筒盖向上作用力F的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初始状态时，气体压强为，茶叶筒底面横截面积 则气体初始体积为 压到底后，假设不漏气，气体体积 该过程温度不变，由玻意耳定律有 解得 此时 因此压缩过程会漏气，最终静置后压强稳定为最大不漏气压强，即 解得 【小问2详解】 拔开筒盖到刚好未分离时，气体体积膨胀为 温度不变，气体质量不变，由玻意耳定律有 解得 对筒盖受力分析，重力不计，向下的大气压力等于向上的内部气体压力与橡胶圈作用力之和，则 解得 15. 如图所示为简化的射钉枪工作原理图，轻杆的一端固定质量为M的重锤，另一端可绕转轴O自由转动，轻质弹簧一端连接到杆上A点，另一端固定在枪把上。水平枪筒中放置有质量为m的射钉，射钉左侧紧贴火药。初始时刻弹簧处于伸长状态，轻杆从水平状态静止释放后，转到竖直状态时弹簧恢复原长，此时重锤撞击火药，引起爆炸，爆炸使射钉获得较高速度后射出，水平射入固定的足够厚木板中。已知爆炸后重锤速度为零，轻杆长为L，OA距离为杆长的，弹簧初始状态伸长量为x0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系满足。爆炸过程火药释放的化学能全部转化为系统动能，忽略火药的质量和爆炸过程产生气体的质量。忽略转轴处及枪筒内的摩擦力，求 （1）重锤撞击火药前瞬间，连接点A的速度大小； （2）火药爆炸释放的化学能ΔE； （3）假设厚木板对射钉的阻力满足f=ah，h代表射入深度，a为常数，求射钉最终打入厚木板的深度。（假设射钉最终未完全进入木板） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由弹簧和重锤组成系统机械能守恒 又 OA距离为杆长的，故 联立解得 【小问2详解】 设爆炸使射钉获得速度为v1，火药爆炸瞬间由动量守恒 由能量守恒火药爆炸释放的化学能 联立解得 【小问3详解】 因阻力满足 即成正比，它们的图像中面积即为射钉克服阻力（变力）做的功 由动能定理 解得 16. 如图所示，光滑的水平桌面上，平行于y轴方向放置一根空心光滑绝缘细管PQ，P端位于x轴上，管内有一质量为m、带电量为+q的小球。在第一象限内平行于x轴的虚线与x轴之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场区域宽度与细管长度相等，大小均为。开始时小球位于细管内P端且相对细管静止，某时刻细管PQ沿x轴正方向做匀速直线运动，以速率u进入磁场，之后在外力作用下仍保持原速做匀速运动且细管始终与y轴平行。 （1）求小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度v1； （2）从小球进入磁场开始计时，直到到达管口Q，求管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式； （3）小球离开Q端后恰好从a点进入方向水平向左的匀强电场区域内，该区域在桌面上的边界为矩形abcd，已知ab边与虚线重合，ab=L，，从小球进入电场区域到离开的过程中，求电场力对小球做的功W与场强E的关系。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 由分析可知，小球进入磁场后，在洛伦兹力的作用下沿y轴方向从静止开始做匀加速直线运动，设其加速度为a，则根据牛顿第二定律有 解得 设细管的长度为l，则根据运动学公式有 解得小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度为 【小问2详解】 从小球进入磁场开始计时，直到到达管口Q的过程中，设小球的运动时间为t0，则根据运动学公式有 解得 小球沿y轴方向做匀加速直线运动的速度表达式为 则小球受到的洛伦兹力沿x轴方向的分力为 设管壁对小球的弹力为N，由于沿x轴方向小球受力平衡，则有 所以管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式为 【小问3详解】 小球进入匀强电场区域后，沿y轴方向不受力，将以的速度做匀速直线运动；小球沿x轴方向将做匀变速直线运动，设其加速度大小为a1，则根据牛顿第二定律有 解得 若小球从cd边离开，则小球运动的时间为 同时小球在沿x轴方向的位移应满足 根据运动学公式有 联立解得 则此时电场力对小球做的功为 由分析可知，当时，小球将从bc边离开，则此时小球沿x轴方向的位移为 所以电场力对小球做的功为 当时，小球将从ad边离开，则此时小球沿x轴方向的位移为 所以电场力对小球做的功为 综上所述，电场力对小球做的功W与场强E的关系为：当时，；当时，；当时，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $