精品解析：福建福州高级中学2025-2026学年高二下学期3月阶段考试物理学科试卷

福州高级中学2025-2026学年高二3月阶段考试 物理学科试卷 试卷总分：100分 完卷时间：75分钟 一、选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 图1为交流发电机的示意图，线圈ABCD绕OOʹ匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. t=0时穿过线圈ABCD的磁通量为0 B. 线圈的转速为5r/s C. 电流的表达式 D. 线圈中电流的有效值约为0.65A 2. 《三国演义》中“草船借箭”是后人熟悉的故事。若草船的质量为M，每支箭的质量为m，草船以速度驶来时，对岸士兵多箭齐发，箭以相同的速度水平射中草船。假设此时草船正好停下来，不计水的阻力，则射出的箭的数目为（　　） A. B. C. D. 3. 将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上如图，槽左侧有一个固定在水平面上的物块．现让一个小球自左侧槽口A点正上方由静止开始落下，从A点落入槽内，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球在半圆槽内运动的过程中，机械能守恒 B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒 C. 小球在半圆槽内由B点向C点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒 D. 小球从C点离开半圆槽后，一定还会从C点落回半圆槽 4. 如图所示，abcdef为“日”字形导线框，其中abdc和cdfe均为边长为l的正方形，导线ab、cd、ef的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度等于的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导线框以速度v水平向右匀速穿过磁场区域，运动过程中线框平面始终和磁场垂直且无转动。从ab边进入磁场边界的时刻开始，线框平面穿过磁场的过程中，下列选项关于ab两点之间的电势差随位移变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 二、双选题（每题6分，共24分，每题有两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。） 5. 匀强磁场中一圆形铜线圈用细杆悬于P点，开始时处于水平位置，如图所示。现释放，运动过程中线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次先后通过位置Ⅰ和Ⅱ时，顺着磁场方向向右看去，线圈（　　） A. 过位置Ⅰ，感应电流为顺时针方向 B. 过位置Ⅰ，感应电流为逆时针方向 C. 过位置Ⅱ，感应电流为顺时针方向 D. 过位置Ⅱ，感应电流为逆时针方向 6. 如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户端用电器增加导致总电阻变小时，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器的输入电压变小 B. 降压变压器输出电流的频率变小 C. 输电线上损失的功率增大 D. 升压变压器原线圈中的电流变小 7. 如图甲所示，a、b两物块（均视为质点）用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，a的质量为m。时刻，使a获得水平向右、大小为的初速度，a、b运动的速度—时间图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能，其中x为弹簧的形变量，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. b的质量为 B. 时刻，a、b间的距离最小 C. 时间内，b所受冲量的大小为 D. 图乙中阴影部分的面积为 8. 如图所示，间距1m足够长的光滑平行金属导轨固定于水平绝缘平台上，质量分别为2kg和1kg的导体棒a、b均垂直于导轨静止放置，整个装置处于竖直向上的磁感应强度为1T的匀强磁场中。现使导体棒a以初速度向右运动，两棒电阻均为始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，经过一段时间运动达到稳定，则该运动过程中（　　） A. 导体棒b做加速度增加的加速直线运动 B. 该运动过程系统产生3J的焦耳热 C. 该运动过程要使导体棒a不碰上导体棒b，它们间距至少为5m D. 该运动过程通过导体棒a的电荷量2C 三、填空题（共9分） 9. 在如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，且磁场正在增强，此时电容器正在________（选填“充电”或“放电”），并指出图中ab间电流的方向为________（选填“a向b”或“b向a”），电容器上极板带________电（选填“正”或“负”）。 10. 质量为m的质点P在时刻由静止开始向右做直线运动，其合外力F随时间t按图示曲线变化，时刻质点的速度大小为________，方向________（选填“向左”或“向右”），时刻速度________。（选填“最大”或“最小”） 11. 如图所示，线圈匝数n=200匝，直径d1=40cm，电阻r=2Ω，线圈与阻值R=6Ω的电阻相连。在线圈的中心有一个直径d2=20cm的有界圆形匀强磁场，取磁感应强度方向向下为正方向，磁感应强度按如图所示规律变化，则通过电阻R的电流方向________（由“A流向B”或“由B流向A”）和电流的大小为________A，电压表的示数________V。（结果中π予以保留） 四、实验题（共15分） 12. 某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。图甲为实验原理图，在原线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表： 实验序号 原线圈匝数 原线圈两端电压（V） 副线圈匝数 副线圈两端电压（V） 副线圈匝数 副线圈两端电压（V） 1 5.8 2.9 20.3 2 8.0 4.0 28.1 3 12.6 6.2 44.0 请回答下列问题： （1）在图乙中，应将A、B分别与____________（填“a、b”或“c、d”）连接。 （2）根据上表数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于____________。 （3）在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数，则副线圈两端电压________（填正确答案标号）。 A. 一定小于4.0 V B. 一定等于4.0 V C. 一定大于4.0 V （4）实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A. abcd B. abfe C. abgh D. aehd 13. 学校物理兴趣小组用了两种方案验证动量守恒定律， 方案一：利用气垫导轨验证动量守恒定律，气垫导轨装置如图甲所示， 滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为∆t1、∆t3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为∆t2。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，其示数为________mm。 （2）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧向左弹出，测得光电门1的挡光时间大于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端________（填“升高”或“降低”）一些。 （3）经测量，滑块A、B上遮光条宽度相同，则验证动量守恒定律的表达式为________（用m1、m2、∆t1、∆t2、∆t3表示）。 方案二：用图甲所示的装置验证动量守恒定律，步骤如下： （i）利用重垂线，记录水平槽末端在白纸上的投影点O。 （ii）取两个大小相同、质量不同的小球1和2，并测出其质量分别为m1=30g和m2=20g。 （iii）使小球1从斜槽上某一位置由静止释放，落在垫有复写纸的白纸上留下痕迹，重复本操作多次。 （iv）把小球2放在水平槽的末端，小球1从原位置由静止释放，与小球2碰撞后，落在白纸上留下各自的落点痕迹，重复本操作多次。 （v）在白纸上确定平均落点的位置M、N、P。 请完成下列内容 （4）用“画圆法”确定小球1在没有与小球2发生碰撞时的平均落点N，则图乙中圆_______（填“a”或“b”）更合理。 （5）本实验中用于验证动量守恒定律的表达式应为：m1∙ON=_______（用m1、m2、OP、OM表示）。 （6）刻度尺的零点与O点对齐，由图丙读得OP=_______cm，又测得ON=44.20cm，OM=13.50cm。将数据代入动量守恒表达式，计算得到碰撞前系统总动量p与碰撞后系统总动量p′的误差_______（计算结果保留2位有效数字），由此可判断该系统碰撞过程动量守恒。 五、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 14. 如图所示，一质量为m=0.05kg的子弹以水平向右初速度=100m/s打入竖直墙体并留在墙内，设打入墙体时间t=0.01s。求： （1）子弹打入墙壁这段时间内动量变化量的大小及方向； （2）墙壁对子弹的平均作用力f的大小； （3）水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为g，求墙壁受到的平均作用力F的大小。 15. 如图甲所示，两根间距为L=1.0m、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=30°，导轨底端接入一阻值为R=2.0Ω的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上，在导轨上垂直于导轨放置一质量为m=0.2kg、电阻为r=1.0Ω的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上F=2.0N的恒力，金属杆由静止开始运动，图乙为运动过程的v-t图像，重力加速度g=10m/s2。则在金属杆向上运动的过程中，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）若前2s内金属杆通过的位移为4.2m，求这2s内通过电阻R的电荷量； （3）前4s内电阻R产生的热量。 16. 如图所示，在光滑水平面上，左右两列相同的小钢球沿同一直线放置。每列有n个。在两列钢球之间，一质量为m的玻璃球以初速度向右运动，与钢球发生正碰。所有球之间的碰撞均视为弹性碰撞。 （1）若钢球质量为m，求最右侧的钢球最终运动的速度大小； （2）若钢球质量为，求玻璃球与右侧钢球发生第一次碰撞后，玻璃球的速度大小； （3）若钢球质量为，求玻璃球经历次碰撞后的动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州高级中学2025-2026学年高二3月阶段考试 物理学科试卷 试卷总分：100分 完卷时间：75分钟 一、选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 图1为交流发电机的示意图，线圈ABCD绕OOʹ匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. t=0时穿过线圈ABCD的磁通量为0 B. 线圈的转速为5r/s C. 电流的表达式 D. 线圈中电流的有效值约为0.65A 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图2可知，t=0时，感应电流为零，则感应电动势为零，磁通量最大，故A错误； B．由图2可知，线圈转动的周期为0.2s，所以线圈的转速为，故B正确； C．电流的表达式为，故C错误； D．线圈中电流的有效值为，故D错误。 故选B。 2. 《三国演义》中“草船借箭”是后人熟悉的故事。若草船的质量为M，每支箭的质量为m，草船以速度驶来时，对岸士兵多箭齐发，箭以相同的速度水平射中草船。假设此时草船正好停下来，不计水的阻力，则射出的箭的数目为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设射出的箭的数目为，在草船与箭的作用过程中，系统动量守恒，则有 解得 故选C。 3. 将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上如图，槽左侧有一个固定在水平面上的物块．现让一个小球自左侧槽口A点正上方由静止开始落下，从A点落入槽内，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球在半圆槽内运动的过程中，机械能守恒 B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒 C. 小球在半圆槽内由B点向C点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒 D. 小球从C点离开半圆槽后，一定还会从C点落回半圆槽 【答案】D 【解析】 【详解】A．只有重力或只有弹力做功时物体机械能守恒，小球在半圆槽内运动由B到C过程中，除重力做功外，槽的支持力也对小球做功，小球机械能不守恒，由此可知，小球在半圆槽内运动的全过程中，小球的机械能守不守恒，故A错误； B．小球在槽内运动的前半过程中，左侧物体对槽有作用力，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，故B错误； C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，系统在水平方向所受合外力为零，故小球与半圆槽在水平方向动量守恒，故C错误； D．小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有与槽相同的水平分速度，小球做斜上抛运动，然后可以从C点落回半圆槽，故D正确。 故选D． 【点睛】本题考查动量守恒定律与机械能守恒定律．当球下落到最低点过程，由于左侧竖直墙壁作用，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，但小球机械能守恒．当球从最低点上升时，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，但小球机械能不守恒，而小球与槽组成的系统机械能守恒． 4. 如图所示，abcdef为“日”字形导线框，其中abdc和cdfe均为边长为l的正方形，导线ab、cd、ef的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度等于的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导线框以速度v水平向右匀速穿过磁场区域，运动过程中线框平面始终和磁场垂直且无转动。从ab边进入磁场边界的时刻开始，线框平面穿过磁场的过程中，下列选项关于ab两点之间的电势差随位移变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】边长ab、cd、ef切割磁感线时，单独产生的电动势均为E=Blv 由于匀强磁场的宽度等于2l，导线ab在磁场内且cd、ef在磁场外时，导线ab充当电源，则Uab表示路端电压 导线ab、cd在磁场内且ef在磁场外时，导线ab、cd充当电源，Uab是外电路电压，则 导线ef、cd在磁场内且ab在磁场外时，导线ef、cd充当电源，Uab是外电路电压，则 导线ef在磁场内且ab、cd在磁场外时，导线ef充当电源，Uab是外电路并联电压，则 故选A。 二、双选题（每题6分，共24分，每题有两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。） 5. 匀强磁场中一圆形铜线圈用细杆悬于P点，开始时处于水平位置，如图所示。现释放，运动过程中线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次先后通过位置Ⅰ和Ⅱ时，顺着磁场方向向右看去，线圈（　　） A. 过位置Ⅰ，感应电流为顺时针方向 B. 过位置Ⅰ，感应电流为逆时针方向 C. 过位置Ⅱ，感应电流为顺时针方向 D. 过位置Ⅱ，感应电流为逆时针方向 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由题图可知，在线圈从Ⅰ位置运动到最低点过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，向右看线圈中感应电流的方向应为逆时针，选项A错误，B正确； CD．当线圈从最低点运动到Ⅱ位置的过程中，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，向右看线圈中感应电流的方向应为顺时针，所以C正确，D错误。 故选BC。 6. 如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户端用电器增加导致总电阻变小时，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器的输入电压变小 B. 降压变压器输出电流的频率变小 C. 输电线上损失的功率增大 D. 升压变压器原线圈中的电流变小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．降压变压器输入电压 输出电压满足 升压变压器输出电压满足 电流 联立推导得 用户端总电阻变小，升压变压器输出电压不变，因此降压变压器输出电流增大；理想变压器电流关系满足 可知输电线电流增大，降压变压器的输入电压满足 和不变，电流增大，减小，故A正确； B．理想变压器不改变交流电的频率，因此降压变压器输出电流的频率不变，故B错误； C．输电损失功率 电流增大，输电线电阻不变，因此输电线上损失的功率增大，故C正确； D．对升压变压器，由电流关系 增大，因此原线圈电流也增大，故D错误。 故选AC。 7. 如图甲所示，a、b两物块（均视为质点）用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，a的质量为m。时刻，使a获得水平向右、大小为的初速度，a、b运动的速度—时间图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能，其中x为弹簧的形变量，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. b的质量为 B. 时刻，a、b间的距离最小 C. 时间内，b所受冲量的大小为 D. 图乙中阴影部分的面积为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设b的质量为，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有 解得，故A正确； B．根据图乙可知，时刻之前a的速度大于b的速度，时刻a的速度等于b的速度，则时刻弹簧被压缩最短，此时a、b间的距离最小，接着弹簧逐渐恢复原长，在时刻a的速度最小、b的速度最大，此时弹簧恢复原长，接着弹簧继续伸长，a的速度增大、b的速度减小，在时刻两者共速，此时两物块相距最远，此时a、b间的距离最大，故B错误； C．以水平向右的方向为正方向，由题分析可知，时刻弹簧恢复原长，根据动量守恒有 根据能量守恒有 联立解得 对b，根据动量定理有，故C错误； D．由题分析，可知图中阴影部分的面积为弹簧的最大压缩量，根据能量守恒有 解得，故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，间距1m足够长的光滑平行金属导轨固定于水平绝缘平台上，质量分别为2kg和1kg的导体棒a、b均垂直于导轨静止放置，整个装置处于竖直向上的磁感应强度为1T的匀强磁场中。现使导体棒a以初速度向右运动，两棒电阻均为始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，经过一段时间运动达到稳定，则该运动过程中（　　） A. 导体棒b做加速度增加的加速直线运动 B. 该运动过程系统产生3J的焦耳热 C. 该运动过程要使导体棒a不碰上导体棒b，它们间距至少为5m D. 该运动过程通过导体棒a的电荷量2C 【答案】BD 【解析】 【详解】A．a向右运动，切割磁感线产生感应电流，b受到向右的安培力做加速运动，a与b的相对速度越来越小，则感应电流越来越小，安培力越来越小，加速度越来越小，当ab共速时，感应电流消失，两者一起做匀速直线运动，故导体棒b应做加速度减小的加速直线运动，最终匀速，故A错误； B．由动量守恒 由能量守恒 解得，故B正确； CD．由动量定理，其中 由法拉第电磁感应定律 解得，，故C错误，D正确。 故选BD。 三、填空题（共9分） 9. 在如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，且磁场正在增强，此时电容器正在________（选填“充电”或“放电”），并指出图中ab间电流的方向为________（选填“a向b”或“b向a”），电容器上极板带________电（选填“正”或“负”）。 【答案】 ①. 放电 ②. b向a ③. 正 【解析】 【详解】[1][2][3]磁场正在增大，磁场能在增大，根据能量守恒定律知，电场能在向磁场能转化，电场能正在减少，电容器两极板的电量减小，是放电过程，根据安培定则，可判断电流由b向a，向左，此时可知电容器上极板带正电。 10. 质量为m的质点P在时刻由静止开始向右做直线运动，其合外力F随时间t按图示曲线变化，时刻质点的速度大小为________，方向________（选填“向左”或“向右”），时刻速度________。（选填“最大”或“最小”） 【答案】 ①. ②. 向右 ③. 最大 【解析】 【详解】[1][2]图线与横轴围成的区域的“面积”表示合外力的冲量，由到的过程中，合外力的冲量为 根据动量定理有 联立解得，且速度方向向右。 [3]根据题图可看出，由到的过程中，图线与横轴围成的“面积”为正，由到的过程中，图线与横轴围成的“面积”为负，且两部分的“面积”相等，故由到的过程中，合外力的冲量为零。 由到的过程中，随着的增大，图线与横轴围成的“面积”逐渐变大，合外力的冲量逐渐变大，当时合外力的冲量达到最大，根据动量定理有 解得，由于时刻冲量最大，故时刻速度最大。 11. 如图所示，线圈匝数n=200匝，直径d1=40cm，电阻r=2Ω，线圈与阻值R=6Ω的电阻相连。在线圈的中心有一个直径d2=20cm的有界圆形匀强磁场，取磁感应强度方向向下为正方向，磁感应强度按如图所示规律变化，则通过电阻R的电流方向________（由“A流向B”或“由B流向A”）和电流的大小为________A，电压表的示数________V。（结果中π予以保留） 【答案】 ①. 由B流向A ②. ③. 【解析】 【详解】[1]由题可知，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，通过电阻R的电流方向由B流向A； [2]根据法拉第电磁感应定律可得 所以感应电流的大小为 [3]电压表的示数为 四、实验题（共15分） 12. 某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。图甲为实验原理图，在原线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表： 实验序号 原线圈匝数 原线圈两端电压（V） 副线圈匝数 副线圈两端电压（V） 副线圈匝数 副线圈两端电压（V） 1 5.8 2.9 20.3 2 8.0 4.0 28.1 3 12.6 6.2 44.0 请回答下列问题： （1）在图乙中，应将A、B分别与____________（填“a、b”或“c、d”）连接。 （2）根据上表数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于____________。 （3）在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数，则副线圈两端电压________（填正确答案标号）。 A. 一定小于4.0 V B. 一定等于4.0 V C. 一定大于4.0 V （4）实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A. abcd B. abfe C. abgh D. aehd 【答案】（1） （2）原、副线圈的匝数之比 （3）A （4）D 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作原理是互感现象，只能改变交流电的电压，因此原线圈需要接学生电源的交流输出端。图乙中是交流接线柱，是直流接线柱，因此A、B应接。 【小问2详解】 根据表格数据分析，当、时， 当时， 因此误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比。 【小问3详解】 取走可动铁芯后，铁芯的导磁能力下降，漏磁增加，穿过副线圈的磁通量变化率减小，副线圈的感应电动势减小，因此副线圈两端电压一定小于原来的，故选A。 【小问4详解】 涡流是变化磁场在铁芯中产生的感应电流，为减小涡流，需要用绝缘硅钢片切断涡流回路。可动铁芯内磁感线平行于abcd平面，涡流方向垂直于abcd平面，因此硅钢片平行于aehd叠放时，可以有效隔断涡流，减小发热，故选D。 13. 学校物理兴趣小组用了两种方案验证动量守恒定律， 方案一：利用气垫导轨验证动量守恒定律，气垫导轨装置如图甲所示， 滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为∆t1、∆t3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为∆t2。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，其示数为________mm。 （2）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧向左弹出，测得光电门1的挡光时间大于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端________（填“升高”或“降低”）一些。 （3）经测量，滑块A、B上遮光条宽度相同，则验证动量守恒定律的表达式为________（用m1、m2、∆t1、∆t2、∆t3表示）。 方案二：用图甲所示的装置验证动量守恒定律，步骤如下： （i）利用重垂线，记录水平槽末端在白纸上的投影点O。 （ii）取两个大小相同、质量不同的小球1和2，并测出其质量分别为m1=30g和m2=20g。 （iii）使小球1从斜槽上某一位置由静止释放，落在垫有复写纸的白纸上留下痕迹，重复本操作多次。 （iv）把小球2放在水平槽的末端，小球1从原位置由静止释放，与小球2碰撞后，落在白纸上留下各自的落点痕迹，重复本操作多次。 （v）在白纸上确定平均落点的位置M、N、P。 请完成下列内容 （4）用“画圆法”确定小球1在没有与小球2发生碰撞时的平均落点N，则图乙中圆_______（填“a”或“b”）更合理。 （5）本实验中用于验证动量守恒定律的表达式应为：m1∙ON=_______（用m1、m2、OP、OM表示）。 （6）刻度尺的零点与O点对齐，由图丙读得OP=_______cm，又测得ON=44.20cm，OM=13.50cm。将数据代入动量守恒表达式，计算得到碰撞前系统总动量p与碰撞后系统总动量p′的误差_______（计算结果保留2位有效数字），由此可判断该系统碰撞过程动量守恒。 【答案】（1）14.50 （2）升高 （3） （4）a （5） （6） ①. 45.00 ②. 1.6 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以遮光条宽度为 【小问2详解】 若光电门1的挡光时间大于光电门2的挡光时间，说明滑块A做加速运动，即导轨左低右高，所以为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端升高一些。 【小问3详解】 若两滑块碰撞过程动量守恒，则，，， 所以 【小问4详解】 用画圆法确定小球落地点时，需要用尽量小的圆把所有落点圈起来，圆心即为小球的平均落地点，个别偏离较远的点舍去，则图乙中圆a更合理。 【小问5详解】 小球离开桌面后做平抛运动，抛出点的高度相同，则运动时间相同，设为t，不放小球2时，设小球1平抛运动初速度为v0，小球1水平方向上，有 放小球2时，设碰撞之后小球1、2速度分别为v1、v2，水平方向上，有， 要验证动量守恒定律，则要验证 所以 【小问6详解】 [1]刻度尺的一小格为1mm，所以 [2]碰撞前系统总动量p与碰撞后系统总动量p′的误差为 五、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 14. 如图所示，一质量为m=0.05kg的子弹以水平向右初速度=100m/s打入竖直墙体并留在墙内，设打入墙体时间t=0.01s。求： （1）子弹打入墙壁这段时间内动量变化量的大小及方向； （2）墙壁对子弹的平均作用力f的大小； （3）水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为g，求墙壁受到的平均作用力F的大小。 【答案】（1），水平向左；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设水平向右为正方向，则动量的变化量为 动量变化量大小为，方向水平向左。 （2）根据动量定理 墙壁对子弹的平均作用力f的大小为 （3）以水运动方向为正方向，根据动量定理 t时间内喷水的质量表达式为 水受到的平均作用力为 根据牛顿第三定律，墙壁受到的平均作用力的大小为 15. 如图甲所示，两根间距为L=1.0m、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=30°，导轨底端接入一阻值为R=2.0Ω的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上，在导轨上垂直于导轨放置一质量为m=0.2kg、电阻为r=1.0Ω的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上F=2.0N的恒力，金属杆由静止开始运动，图乙为运动过程的v-t图像，重力加速度g=10m/s2。则在金属杆向上运动的过程中，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）若前2s内金属杆通过的位移为4.2m，求这2s内通过电阻R的电荷量； （3）前4s内电阻R产生的热量。 【答案】（1）1T，垂直导轨平面向上 （2）1.4C （3）6.2J 【解析】 【小问1详解】 由图可知，t=2s时，金属杆开始做匀速直线运动，根据平衡条件可得 根据闭合电路欧姆定律可得 联立解得 方向垂直导轨平面向上； 【小问2详解】 前2s内，通过电阻R的电荷量为 代入数据解得 【小问3详解】 2~4s内金属杆通过的位移为 前4s内，根据动能定理可得 电路中产生的总热量为 电阻R产生的热量为 联立解得 16. 如图所示，在光滑水平面上，左右两列相同的小钢球沿同一直线放置。每列有n个。在两列钢球之间，一质量为m的玻璃球以初速度向右运动，与钢球发生正碰。所有球之间的碰撞均视为弹性碰撞。 （1）若钢球质量为m，求最右侧的钢球最终运动的速度大小； （2）若钢球质量为，求玻璃球与右侧钢球发生第一次碰撞后，玻璃球的速度大小； （3）若钢球质量为，求玻璃球经历次碰撞后的动能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，所有碰撞均为弹性碰撞，由于钢球质量也为m，根据动量守恒和机械能守恒可知,碰撞过程中，二者速度互换，则最终碰撞后最右侧钢球的速度大小等于开始碰撞前玻璃球的初速度为。 【小问2详解】 根据题意可知，所有碰撞均为弹性碰撞，则由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得， 负号表示速度反向，则玻璃球的速度大小为 【小问3详解】 根据题意结合小问2分析可知，玻璃球与右侧第一个小球碰撞后反弹，且速度大小变为碰撞前的，右侧第一个小球又与第二个小球发生弹性碰撞，速度互换，静止在光滑水平面上，玻璃球反弹后与左侧第一个小球同样发生弹性碰撞，同理可得，碰撞后玻璃球再次反弹，且速度大小为碰撞前的，综上所述，玻璃球碰撞次后速度大小为 则玻璃球碰撞次后最终动能大小 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $