精品解析：江西南昌市2025-2026学年高二下学期3月物理学科素养训练

高二年级3月物理学科素养训练 本试卷满分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、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 4、本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册，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. 下列关于磁场的说法正确的是（　　） A. 若磁场中某位置对通电导线的安培力为0，则该位置的磁感应强度一定为0 B. 若运动电荷在磁场中某位置受到的洛伦兹力为0，则该位置的磁感应强度一定为0 C. 运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力可能对电荷做功 D. 通电导线在磁场中受到的安培力可能对导线做功 2. 如图甲所示，一匀质小球在圆弧球面上的运动可视为简谐运动。圆弧球面下方安装了压力传感器，将小球从A点由静止释放后，压力传感器的示数变化如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 小球运动的周期为 B. 小球运动的周期与小球的半径无关 C. 时，小球的加速度不为0 D. 若将小球从较A点更低的位置（非O点）由静止释放，则小球运动的周期会小于 3. 坐标原点处的波源从0时刻开始振动，波源产生的简谐横波在时的完整波形如图所示，、分别为平衡位置在、处的质点。下列说法正确的是（　　） A. 横波的传播速度大小为 B. 波源的起振方向沿轴负方向 C. 时，质点的速度大于质点的速度 D. 质点在任意内均沿轴正方向移动 4. 如图所示，水平天花板下方通过绝缘细线吊着通电金属杆1、2，金属杆1、2中电流方向分别垂直于纸面向外、向里，电流大小相等，不计外部电路对金属杆的作用力。空间中加上竖直向上的匀强磁场，两金属杆重新静止后，两金属杆位置的关系图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，光滑水平面上方空间中存在垂直纸面向外的匀强磁场，足够长的绝缘木板静止于水平面上，带负电物块放置于木板右端。0时刻水平向右的恒力F作用在木板上使得木板和物块由静止开始一起运动，t时刻物块开始相对于木板滑动。物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 0~t内物块与木板间的摩擦力逐渐增大 B. 0~t内物块做加速度逐渐减小的加速直线运动 C. t时刻后物块先做加速度逐渐减小的加速直线运动，后做匀速直线运动 D. t时刻后木板先做加速度逐渐减小的加速直线运动，后做匀速直线运动 6. 如图所示，扇形玻璃砖的半径为、圆心角为，一束平行单色光垂直于玻璃砖的边射入，圆弧上恰好一半区域内有光线射出。已知点为圆弧的中点，真空中的光速为，不考虑光在玻璃砖内的多次反射，则（　　） A. 该单色光在玻璃砖中的折射率为 B. 该单色光在玻璃砖中的传播速度为 C. 在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为 D. 在点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间为 7. 如图所示，O点处固定有一个粒子源，粒子源能在竖直平面内沿着各个方向均匀、持续地发射电荷量为q、质量为m、速度大小恒定的带正电粒子。半圆形区域内以及水平线MON以下存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。已知半圆形区域半径为R，圆心为O，从圆弧边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为，P点为粒子从边界射出磁场的最远位置，则（　　） A. 从O点以竖直向上的初速度射出的粒子会运动至P点 B. O、P之间的距离为 C. 粒子源发射的粒子速度大小为 D. 从P点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 8. 速度选择器的结构如图所示，两水平金属板间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场（未画出）。带正电粒子（不计重力）以水平向右、大小为v的速度射入金属板间后做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　） A. 电场方向竖直向下 B. 仅改变粒子的质量，粒子将在金属板间做曲线运动 C. 仅改变粒子的电荷量，粒子仍将在金属板间做匀速直线运动 D. 仅改变粒子射入金属板间的速度方向，粒子仍在金属板间做匀速直线运动 9. 如图甲所示，半径为R、长为4R的圆柱形真空玻璃管竖直放置，O、点分别为玻璃管上下表面的圆心。玻璃管内存在着竖直向下的匀强磁场。比荷均为k的同种带电小球（视为点电荷）从O点沿水平面内的各个方向以相同速率开始运动，俯视图如图乙所示，小球恰好不能打到管壁上且均从点射出玻璃管。不计小球间的相互作用及空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球在玻璃管中受到的洛伦兹力逐渐增大 B. 小球从点射出玻璃管时速度方向可能竖直向下 C. 小球在玻璃管中运动的时间为 D. 磁场的磁感应强度大小可能为 10. 如图甲所示，y轴左侧有两块长为L、间距为的带电水平金属板，x轴在两平行金属板的中轴线上，金属板间的匀强电场的电场强度大小为E。y轴与竖直虚线间有交替变化的匀强磁场，磁场区域的宽度为。磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，以垂直于纸面向里的方向为正方向，、T均未知。带电粒子（不计重力）以沿x轴正方向、大小为的初速度从金属板左端中心进入金属板间，恰好能从金属板下边缘P点飞出并进入磁场。以粒子进入磁场为0时刻，粒子恰在T时刻从虚线与x轴的交点M处飞出磁场。下列说法正确的是（　　） A. 粒子的比荷为 B. 粒子经过P点的速度大小为 C. D. 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。已调节至水平的气垫导轨上固定有光电门1、2。实验时固定有遮光条的滑块A从光电门1的左侧向右运动，撞上处于光电门1、2之间的滑块B（左侧粘有橡皮泥）后一起向右运动。已知滑块A（含遮光条）的质量，滑块B（含橡皮泥）的质量。 （1）利用10分度游标卡尺测遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度为________mm。 （2）某次实验时数字计时器依次记录下滑块A通过光电门1、2时遮光条的遮光时间、。对于滑块A（含遮光条）、滑块B（含橡皮泥）构成的系统，碰撞前系统的总动量________，碰撞后系统的总动量________，在误差允许范围内，说明碰撞过程中系统动量守恒。碰撞过程中系统损失的机械能________J。（计算结果均保留三位有效数字） 12. 某同学想要测量带正电物块A的电荷量，设计了如下方案： （1）安装好的实验装置（此时装置未处于磁场中）如图甲所示，跨过光滑滑轮的绝缘细线将物块A与重物B连接在一起，绝缘木板上方的细线与木板平行。为平衡带正电物块A在绝缘木板上受到的摩擦力，正确的操作是________。 A. 悬挂重物B，反复调节木板的高度直至纸带上打出的点迹均匀 B. 不悬挂重物B，反复调节木板的高度直至纸带上打出的点迹均匀 C. 不悬挂重物B，断开物块A与纸带的连接，调节木板的高度以确保物块A能在木板上静止 （2）正确平衡摩擦力后，测出木板与水平桌面间的夹角为，则物块A与木板间的动摩擦因数为________（用给定的物理量符号表示）。 （3）在装置所在区域内加上如图乙所示的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，开启打点计时器后，由静止释放重物B，物块A连接的纸带上打出的点如图丙所示。已知打点计时器的打点周期为T，纸带上的P、Q两点间的距离为且从P点到Q点的相邻两点间距离逐渐增大，M、N两点间的距离为且从M点到N点的相邻两点间距离相等，则物块A做匀速直线运动时的速度大小为________（用给定的物理量符号表示）。 （4）测得重物B的质量为m，当地重力加速度大小为g，结合第（2）、（3）问中所测物理量，则物块A所带的电荷量为________（用给定的物理量符号表示） 13. 总长、电阻的金属杆abc被弯折成等长的ab、bc段且，金属杆通过等长的软导线连接在水平天花板上，并接入如图所示的电路中，金属杆静止时ac所在虚线下方区域内存在着方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场。开关S拨至1时，每根软导线对金属杆的拉力大小。已知电路中的电源电动势均为、内阻不计，定值电阻的阻值，取重力加速度大小。求： （1）开关S拨至1时ab段受到的安培力大小和方向； （2）金属杆的质量m； （3）开关S拨至2时每根软导线对金属杆的拉力大小。 14. 如图所示，足够长的光滑绝缘水平地面上方存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小。质量、不带电的木球（视为质点）静止于水平地面上的点，0时刻，将质量、电荷量的金属球（视为点电荷）从木球左侧的A点由静止释放，两球的碰撞时间极短且金属球的电荷量不发生改变。已知、两点间的距离。 （1）求第一次碰撞前瞬间金属球的速度大小； （2）若两球间的碰撞为弹性碰撞，求两球第一次碰撞后瞬间金属球的速度大小； （3）若两球碰撞后一起运动，求时金属球的速度大小。 15. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，竖直向上为y轴正方向，区域内有沿x轴负方向的匀强电场，区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。质量、电荷量的带电小球（视为点电荷）从第二象限内的P点以沿x轴正方向的初速度被抛出，小球恰能从坐标为的M点进入第一象限，且沿直线运动至坐标为的N点。不计空气阻力，取重力加速度大小。求： （1）电场强度大小E； （2）小球从P点抛出时的速度大小； （3）小球在第四象限内第一次运动至最低点时的速度大小； （4）小球第二次穿过x轴的位置到坐标原点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级3月物理学科素养训练 本试卷满分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、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 4、本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册，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. 下列关于磁场的说法正确的是（　　） A. 若磁场中某位置对通电导线的安培力为0，则该位置的磁感应强度一定为0 B. 若运动电荷在磁场中某位置受到的洛伦兹力为0，则该位置的磁感应强度一定为0 C. 运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力可能对电荷做功 D. 通电导线在磁场中受到的安培力可能对导线做功 【答案】D 【解析】 【详解】A．安培力公式为（为电流方向与磁场方向的夹角），当电流与磁场平行时，，安培力为0，但磁感应强度不为0，故A错误； B．洛伦兹力公式为（为电荷运动方向与磁场方向的夹角），当电荷运动方向与磁场平行时，，洛伦兹力为0，但磁感应强度不为0，故B错误； C．洛伦兹力方向始终与电荷运动速度方向垂直，根据功的定义，时，因此洛伦兹力永远不做功，故C错误； D．安培力方向垂直于电流与磁场所决定的平面，若导线在安培力方向上产生位移，安培力即可做功（如电动机中安培力驱动导线运动），故D正确。 故选D。 2. 如图甲所示，一匀质小球在圆弧球面上的运动可视为简谐运动。圆弧球面下方安装了压力传感器，将小球从A点由静止释放后，压力传感器的示数变化如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 小球运动的周期为 B. 小球运动的周期与小球的半径无关 C. 时，小球的加速度不为0 D. 若将小球从较A点更低的位置（非O点）由静止释放，则小球运动的周期会小于 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球每次经过A点或B点时，压力传感器示数最小，小球经过O点时，压力传感器示数最大，小球从A点由静止释放，分析题图乙可知，小球在时刻回到A点，可知小球运动的周期为，故A错误； B．由于图甲中小球的运动可类比于单摆运动，摆长等于圆弧球面半径与小球半径之差，故B错误； C．由图乙可知，时，小球经过O点，小球有竖直向上的向心加速度，故C正确； D．小球做简谐运动的周期与振幅无关，若将小球从较A点更低的位置（非O点）由静止释放，小球运动的周期仍为，故D错误。 故选C。 3. 坐标原点处的波源从0时刻开始振动，波源产生的简谐横波在时的完整波形如图所示，、分别为平衡位置在、处的质点。下列说法正确的是（　　） A. 横波的传播速度大小为 B. 波源的起振方向沿轴负方向 C. 时，质点的速度大于质点的速度 D. 质点在任意内均沿轴正方向移动 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意可知，0~5s内，波源处的振动形式传播至x=10m处，可知横波的传播速度大小，选项A正确； B．任意一点的起振方向均与波源处起振方向相同，x=10m处的质点沿y轴正方向起振，可知波源的起振方向沿y轴正方向，选项B错误； C．质点a、b的平衡位置相隔半个波长，两质点均振动后相对于平衡位置的位移大小始终相等，两质点任意时刻的速度大小始终相等，选项C错误； D．质点a仅在其平衡位置附近沿y轴振动，不会沿横波的传播方向移动，选项D错误。 故选A。 4. 如图所示，水平天花板下方通过绝缘细线吊着通电金属杆1、2，金属杆1、2中电流方向分别垂直于纸面向外、向里，电流大小相等，不计外部电路对金属杆的作用力。空间中加上竖直向上的匀强磁场，两金属杆重新静止后，两金属杆位置的关系图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据左手定则可得，金属杆1受磁场的安培力向左，金属杆2受磁场的安培力向右。 根据得，金属杆受的安培力大小相等。 设连接天花板与金属杆1的细绳为a绳子，金属杆1与金属杆2之间的细绳为b绳子 将金属杆1、2看作一个系统，做受力分析可得，系统受金属杆1、2的重力，绳子a的拉力，磁场对金属杆1、2的安培力。根据受力平衡可知，绳子a的拉力方向向上，大小等于金属杆1、2的重力。 对金属杆2进行受力分析得，金属杆2受重力，绳子b的拉力，沿着绳子b向外的金属杆1斥力，水平向右的安培力。根据受力平衡可知，绳子b的拉力方向斜向左上方。 综上可得，绳子a保持竖直，绳子b位于金属杆2的左上方。 故选A。 5. 如图所示，光滑水平面上方空间中存在垂直纸面向外的匀强磁场，足够长的绝缘木板静止于水平面上，带负电物块放置于木板右端。0时刻水平向右的恒力F作用在木板上使得木板和物块由静止开始一起运动，t时刻物块开始相对于木板滑动。物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 0~t内物块与木板间的摩擦力逐渐增大 B. 0~t内物块做加速度逐渐减小的加速直线运动 C. t时刻后物块先做加速度逐渐减小的加速直线运动，后做匀速直线运动 D. t时刻后木板先做加速度逐渐减小的加速直线运动，后做匀速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】带负电物块向右运动，磁场垂直纸面向外，由左手定则可得，洛伦兹力方向竖直向上，大小随速度增大而增大。 对木板和物块整体，水平面光滑，整体合力恒为F，由牛顿第二定律得整体加速度 加速度恒定不变，一起做匀加速直线运动。 A．对物块，静摩擦力提供加速度，有 a、m不变，故摩擦力大小不变，故A错误； B．加速度恒定，物块做匀加速直线运动，不是加速度逐渐减小的运动，故B错误； C．开始相对滑动后，物块相对木板向左运动，受到向右的滑动摩擦力，正压力 滑动摩擦力 则物块加速度逐渐减小，物块做加速度逐渐减小的加速直线运动； 当qvB=mg时， N=0，=0，加速度减为0，之后物块做匀速直线运动，故C正确； D．木板受向右的恒力F、向左的滑动摩擦力，加速度 v增大，减小，因此逐渐增大；当后，恒定，木板做匀加速直线运动，不是加速度减小的加速，也不会匀速，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，扇形玻璃砖的半径为、圆心角为，一束平行单色光垂直于玻璃砖的边射入，圆弧上恰好一半区域内有光线射出。已知点为圆弧的中点，真空中的光速为，不考虑光在玻璃砖内的多次反射，则（　　） A. 该单色光在玻璃砖中的折射率为 B. 该单色光在玻璃砖中的传播速度为 C. 在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为 D. 在点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由几何关系可得，圆弧部分无光线射出，圆弧部分有光线射出，单色光恰好在C点发生全反射，可知全反射临界角为，由，可得折射率为，故A错误； B．该单色光在玻璃砖中的传播速度，故B正确； C．设在C点发生全反射的光从OA边射出的点为D点，根据几何关系有 则在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为，故C错误； D．在C点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，O点处固定有一个粒子源，粒子源能在竖直平面内沿着各个方向均匀、持续地发射电荷量为q、质量为m、速度大小恒定的带正电粒子。半圆形区域内以及水平线MON以下存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。已知半圆形区域半径为R，圆心为O，从圆弧边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为，P点为粒子从边界射出磁场的最远位置，则（　　） A. 从O点以竖直向上的初速度射出的粒子会运动至P点 B. O、P之间的距离为 C. 粒子源发射的粒子速度大小为 D. 从P点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．竖直向上射出的带正电粒子，由左手定则，洛伦兹力向左，圆心在O点左侧，粒子会从上半圆的左侧圆弧边界射出磁场，不会到达右侧最远的点，A错误； C．带电粒子在磁场中运动周期 ​ 粒子运动时间 ​。 已知从圆弧边界射出的粒子运动时间  可得轨迹圆心角 ​。 从O点出发到圆弧出射点的弦长 ，由弦长公式 ​ 代入 ​  解得 ，即轨迹半径 。 洛伦兹力提供向心力 ​ 解得 ​，C错误； B．所有粒子轨迹半径均为 ，出射点离O点的最大距离等于轨迹直径（最大弦长），即 ，B错误； D．到达点的粒子，轨迹圆心在中点，、圆心、三点共线，轨迹圆心角  运动时间 ，D正确。 故选D 。 8. 速度选择器的结构如图所示，两水平金属板间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场（未画出）。带正电粒子（不计重力）以水平向右、大小为v的速度射入金属板间后做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　） A. 电场方向竖直向下 B. 仅改变粒子的质量，粒子将在金属板间做曲线运动 C. 仅改变粒子的电荷量，粒子仍将在金属板间做匀速直线运动 D. 仅改变粒子射入金属板间的速度方向，粒子仍在金属板间做匀速直线运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知带正电粒子受到的洛伦兹力竖直向上，根据平衡条件可知，电场力竖直向下，则电场方向竖直向下，故A正确； B．由于不计重力，仅改变粒子的质量，粒子受力仍平衡，粒子仍在金属板间做匀速直线运动，故B错误； C．根据 可知仅改变粒子的电荷量，电场力与洛伦兹力仍平衡，粒子仍将在金属板间做匀速直线运动，故C正确； D．仅改变粒子射入金属板间的速度方向，粒子受到的洛伦兹力和电场力均向下，粒子不能在金属板间做匀速直线运动，故D错误。 故选AC。 9. 如图甲所示，半径为R、长为4R的圆柱形真空玻璃管竖直放置，O、点分别为玻璃管上下表面的圆心。玻璃管内存在着竖直向下的匀强磁场。比荷均为k的同种带电小球（视为点电荷）从O点沿水平面内的各个方向以相同速率开始运动，俯视图如图乙所示，小球恰好不能打到管壁上且均从点射出玻璃管。不计小球间的相互作用及空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球在玻璃管中受到的洛伦兹力逐渐增大 B. 小球从点射出玻璃管时速度方向可能竖直向下 C. 小球在玻璃管中运动的时间为 D. 磁场的磁感应强度大小可能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．将小球速度分解为水平分量​和竖直分量，磁场竖直向下，与磁场平行，对洛伦兹力无影响，洛伦兹力不改变水平速率，大小始终等于初速度，因此洛伦兹力大小保持不变，故A错误； B．水平方向做匀速圆周运动，初速度水平不为零，速率始终不为零，因此合速度始终存在水平分量，不可能竖直向下，故B错误； C．竖直方向仅受重力，初速度竖直分量为0，加速度为，竖直位移为，由匀变速直线运动位移与时间的关系，得 解得，故C正确； D．小球都从点射出，说明运动时间内，水平方向刚好转了整圈。小球在水平方向做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，得 解得 圆周运动周期 由，可得 整理得 当时， 因此磁感应强度大小可能为，故D正确。 故选CD。 10. 如图甲所示，y轴左侧有两块长为L、间距为的带电水平金属板，x轴在两平行金属板的中轴线上，金属板间的匀强电场的电场强度大小为E。y轴与竖直虚线间有交替变化的匀强磁场，磁场区域的宽度为。磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，以垂直于纸面向里的方向为正方向，、T均未知。带电粒子（不计重力）以沿x轴正方向、大小为的初速度从金属板左端中心进入金属板间，恰好能从金属板下边缘P点飞出并进入磁场。以粒子进入磁场为0时刻，粒子恰在T时刻从虚线与x轴的交点M处飞出磁场。下列说法正确的是（　　） A. 粒子的比荷为 B. 粒子经过P点的速度大小为 C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．画出粒子的运动轨迹如图 在电场中由类平抛运动 水平方向 竖直方向 联立解得，故A错误； B．粒子从进入金属板间到P点，设速度的偏转角为 则 解得 将P点速度分解，由几何关系知粒子经过P点的速度大小为，故B正确； C．由图知 由洛伦兹力提供向心力 解得，故C正确； D．由图知粒子做匀速圆周运动的周期与交变磁场的周期相同，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。已调节至水平的气垫导轨上固定有光电门1、2。实验时固定有遮光条的滑块A从光电门1的左侧向右运动，撞上处于光电门1、2之间的滑块B（左侧粘有橡皮泥）后一起向右运动。已知滑块A（含遮光条）的质量，滑块B（含橡皮泥）的质量。 （1）利用10分度游标卡尺测遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度为________mm。 （2）某次实验时数字计时器依次记录下滑块A通过光电门1、2时遮光条的遮光时间、。对于滑块A（含遮光条）、滑块B（含橡皮泥）构成的系统，碰撞前系统的总动量________，碰撞后系统的总动量________，在误差允许范围内，说明碰撞过程中系统动量守恒。碰撞过程中系统损失的机械能________J。（计算结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）2.5 （2） ①. 0.102 ②. 0.100 ③. 0.0155 【解析】 【小问1详解】 10分度游标卡尺精度为0.1mm，读数规则为：主尺读数 + 游标尺对齐格数×精度。图中主尺读数为2mm，游标尺第5格与主尺对齐，因此总读数为2mm+5×0.1 mm=2.5mm 【小问2详解】 [1]利用平均速度近似瞬时速度计算滑块速度，A碰撞前速度 碰撞前系统总动量 [2]碰撞后A、B一起运动，共同速度 碰后系统总动量 [3]损失的机械能等于碰撞前总动能减去碰撞后总动能 12. 某同学想要测量带正电物块A的电荷量，设计了如下方案： （1）安装好的实验装置（此时装置未处于磁场中）如图甲所示，跨过光滑滑轮的绝缘细线将物块A与重物B连接在一起，绝缘木板上方的细线与木板平行。为平衡带正电物块A在绝缘木板上受到的摩擦力，正确的操作是________。 A. 悬挂重物B，反复调节木板的高度直至纸带上打出的点迹均匀 B. 不悬挂重物B，反复调节木板的高度直至纸带上打出的点迹均匀 C. 不悬挂重物B，断开物块A与纸带的连接，调节木板的高度以确保物块A能在木板上静止 （2）正确平衡摩擦力后，测出木板与水平桌面间的夹角为，则物块A与木板间的动摩擦因数为________（用给定的物理量符号表示）。 （3）在装置所在区域内加上如图乙所示的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，开启打点计时器后，由静止释放重物B，物块A连接的纸带上打出的点如图丙所示。已知打点计时器的打点周期为T，纸带上的P、Q两点间的距离为且从P点到Q点的相邻两点间距离逐渐增大，M、N两点间的距离为且从M点到N点的相邻两点间距离相等，则物块A做匀速直线运动时的速度大小为________（用给定的物理量符号表示）。 （4）测得重物B的质量为m，当地重力加速度大小为g，结合第（2）、（3）问中所测物理量，则物块A所带的电荷量为________（用给定的物理量符号表示） 【答案】（1）B （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 平衡摩擦力的目的是平衡物块A的重力分力、纸带与打点计时器的摩擦力，因此操作要求：不悬挂重物B，连接A与纸带，调节木板倾角，直到A匀速运动（纸带上点迹均匀）。 故选B。 【小问2详解】 平衡摩擦力后，A匀速运动，受力平衡，则有 解得 【小问3详解】 MN段相邻点间距相等，说明A做匀速直线运动。由图丙可知，M到N之间共有4个打点间隔，总时间t=5T，位移为x2，因此速度 【小问4详解】 A带正电沿斜面向下运动，磁场垂直纸面向里，由左手定则可知洛伦兹力方向垂直斜面向下，匀速运动时，对A、B整体沿斜面方向受力平衡，则有 垂直斜面方向支持力 其中摩擦力 解得 13. 总长、电阻的金属杆abc被弯折成等长的ab、bc段且，金属杆通过等长的软导线连接在水平天花板上，并接入如图所示的电路中，金属杆静止时ac所在虚线下方区域内存在着方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场。开关S拨至1时，每根软导线对金属杆的拉力大小。已知电路中的电源电动势均为、内阻不计，定值电阻的阻值，取重力加速度大小。求： （1）开关S拨至1时ab段受到的安培力大小和方向； （2）金属杆的质量m； （3）开关S拨至2时每根软导线对金属杆的拉力大小。 【答案】（1），方向垂直于ab向上 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 开关S拨至1时，电流为 则ab段受到的安培力大小为 根据左手定则可知，安培力方向垂直于ab向上。 【小问2详解】 开关S拨至1时，每根软导线对金属杆的拉力大小，根据对称性可知bc段受到的安培力大小为 安培力方向垂直于bc向上。以金属杆为对象，根据平衡条件可得 解得金属杆的质量为 【小问3详解】 开关S拨至2时，电流大小保持不变，方向反向，则安培力大小不变，方向反向；以金属杆为对象，根据平衡条件可得 解得每根软导线对金属杆的拉力大小为 14. 如图所示，足够长的光滑绝缘水平地面上方存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小。质量、不带电的木球（视为质点）静止于水平地面上的点，0时刻，将质量、电荷量的金属球（视为点电荷）从木球左侧的A点由静止释放，两球的碰撞时间极短且金属球的电荷量不发生改变。已知、两点间的距离。 （1）求第一次碰撞前瞬间金属球的速度大小； （2）若两球间的碰撞为弹性碰撞，求两球第一次碰撞后瞬间金属球的速度大小； （3）若两球碰撞后一起运动，求时金属球的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 第一次碰撞前对金属球受力分析有 金属球做匀加速直线运动，有 解得 【小问2详解】 两球间的碰撞为弹性碰撞，则有 且 解得 【小问3详解】 对两球构成的系统，由动量定理有 解得 15. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，竖直向上为y轴正方向，区域内有沿x轴负方向的匀强电场，区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。质量、电荷量的带电小球（视为点电荷）从第二象限内的P点以沿x轴正方向的初速度被抛出，小球恰能从坐标为的M点进入第一象限，且沿直线运动至坐标为的N点。不计空气阻力，取重力加速度大小。求： （1）电场强度大小E； （2）小球从P点抛出时的速度大小； （3）小球在第四象限内第一次运动至最低点时的速度大小； （4）小球第二次穿过x轴的位置到坐标原点的距离。 【答案】（1） （2） （3）49m/s （4） 【解析】 【小问1详解】 小球恰能从坐标为的M点进入第一象限，且沿直线运动至坐标为的N点，说明小球做匀速直线运动，受力如图 根据几何关系可知 解得 【小问2详解】 粒子进入第二象限，有 解得 小球从P运动到M，竖直方向有 水平方向有 解得 【小问3详解】 粒子进入第四象限后，由于 则运动分解为水平向右的匀速直线运动和匀速圆周运动，则小球在第四象限内第一次运动至最低点时的速度大小为 【小问4详解】 粒子在第四象限运动，根据匀速圆周运动规律有 周期为 小球第二次穿过x轴用时 水平方向有 则小球第二次穿过x轴的位置到坐标原点的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $