精品解析：河南平顶山市普通高中2025-2026学年高二下学期期中考试物理试题(A卷)

普通高中2025—2026学年（下）高二年级期中考试 物 理（A卷） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 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。 一、单项选择题：本题共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。 1. 赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 B. 接收电磁波时通过改变接收电路的固有频率，使之与入射电磁波频率相同，从而产生电谐振 C. 电磁波在介质中的传播速度大于在真空中的传播速度 D. 电磁波不能产生偏振现象 2. 图甲为某静电除尘器的原理示意图。平行的集尘极板接电源正极，在集尘极板之间放置若干电晕极，电晕极接电源负极，中间形成的电场如图乙所示。当含尘空气进入除尘器后，其中的尘埃颗粒与电离的空气分子撞击而带电，在电场力作用下运动到集尘极上。当集尘极上的灰尘积累较多时，在重力的作用下落入灰斗。关于该静电除尘器，下列说法正确的是（　　） A. 空气分子的电离发生在电晕极附近 B. 越靠近集尘极，电场强度越大 C. 积累到集尘极上的灰尘带正电 D. 为提高除尘效率，可将电晕极制成与集尘极相同的金属板 3. 图甲和图乙中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了两分子系统的某个物理量随分子间距离的变化规律，为平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 曲线Ⅰ对应的是分子引力随分子之间距离变化的图像 B. 曲线Ⅰ对应的是分子斥力随分子之间距离变化的图像 C. 曲线Ⅱ对应的是分子力随分子之间距离变化的图像 D. 曲线Ⅲ对应的是分子势能随分子之间距离变化的图像 4. 游隼具有高超的空中捕猎技能。在某次捕获猎物过程中，捕获猎物前瞬间，游隼的速度沿水平方向，大小为；猎物的速度方向竖直向下，大小为。游隼质量为，猎物质量为。游隼捕获猎物的过程时间极短，则游隼捕获猎物后瞬间的速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 健身挥拳力量测试仪的核心部件为平行板电容器，固定极板与可动极板的正对面积保持不变，极板间介质为空气。挥拳冲击可动极板时，可认为极板间距减小，放开手后，在绝缘弹簧的作用下极板间距恢复。测试前先将电容器充电，随后断开电源。若测试仪表可视为并联在两极板间的理想电压表改装而成，则挥拳力量越大（　　） A. 极板间场强越大 B. 极板间场强越小 C. 理想电压表的示数越大 D. 理想电压表的示数越小 6. 如图所示，一束复色光以入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光，两单色光在经多次全反射后从光导纤维的另一端射出，光导纤维的内芯材料对、光的折射率分别为、，真空中的光速为，则、光从射入光导纤维到从光导纤维另一端射出所需的时间之比为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，在天花板上点通过两根长度分别为、的细绳悬挂两个带电小球P、Q，静止时两根细绳与竖直方向之间的夹角分别为和，已知，，则P、Q质量之比为（　　） A. 3∶2 B. 2∶3 C. 9∶4 D. ∶4∶9 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一只蜜蜂悬停在平静水面上，双翅同时上下振动，在水面形成以A、B为波源的两列同频率、同振幅的水波，其频率为，振幅为，波长为。水面上的另外一点处的振幅始终为零。则下列说法正确的是（　　） A. 点与A、B两点之间的距离差为的偶数倍 B. 点与A、B两点之间的距离差为的奇数倍 C. 若蜜蜂双翅振动的频率增大，则水波向外的传播速度不变 D. 若蜜蜂双翅振动的频率增大，则点的振幅仍一定为零 9. 如图所示的电路中，电源的电动势、内阻，小灯泡和分别标有“，”、“，”字样，电动机的内阻为。闭合开关，调节电阻箱的阻值，两灯泡均正常发光、电动机能正常工作。则下列说法正确的是（　　） A. 流过电动机的电流为 B. 电动机的输出功率为 C. 电动机的效率为 D. 电源的效率为 10. 如图所示，两光滑平行金属导轨固定放置在绝缘水平面内，导轨间距，导轨右侧通过细导线连接电动势、内阻的电源，整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。在导轨上距离电源足够远处垂直导轨放置一质量、长度略大于的导体棒，导体棒从静止开始运动，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。导体棒和导轨电阻不计。在导体棒由静止开始运动到匀速运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 在由静止开始运动瞬间，导体棒的加速度大小 B. 导体棒匀速运动的速度大小 C. 通过导体棒某一横截面的电荷量 D. 回路产生的焦耳热 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学做“用油膜法估测分子直径”的实验。 （1）下列实验操作中正确的有__________。 A. 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是，则1滴溶液中含有纯油酸 B. 往浅盘里倒入适量的水，再将爽身粉（或细石膏粉）均匀地撒在水面上 C. 用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状 D. 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积 （2）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有纯油酸，用注射器测得每100滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中，并按正确操作描画出油膜的轮廓线如图所示。已知图中正方形小格的边长均为，则可估算出油酸分子的直径_______。（结果保留1位有效数字） （3）在该实验中，若测出的分子直径结果偏小，则可能的原因有___________。 A. 水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 C. 计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 12. 某实验小组尝试将灵敏电流计改装成为“×10”“×100”两个挡位的欧姆表，他们设计的电路图如图所示。实验室可供选用的器材如下： A.灵敏电流计（最大电流为0.1mA、内阻为） B.滑动变阻器（0~500Ω） C.滑动变阻器（0~1500Ω） D.定值电阻（阻值为10Ω） E.定值电阻（阻值为90Ω） F.5号干电池一节（电动势为1.5V，内阻很小） G.单刀双掷开关一个、导线若干 （1）单刀双掷开关接___________（填“d”或“e”）为“×10”挡位； （2）应选用定值电阻___________（填“D”或“E”）； （3）滑动变阻器应选用___________（填“B”或“C”）； （4）单刀双掷开关接d，先将ab短接，调节滑动变阻器，使G满偏，再在ab间接入某未知电阻，发现电流计G示数为0.05mA，则该电阻_______。 13. 图甲是法拉第发明的铜盘发电机，图乙是利用这种发电机给的电阻供电的电路图，半径为的铜盘安装在水平轴上，外电路通过M、N分别与盘边缘和转轴相连接，铜盘接入电路的等效电阻为，导线电阻不计。空间中存在垂直于铜盘平面向右的匀强磁场，磁感应强度大小为，圆盘沿顺时针方向（从左向右看）以角速度匀速转动。求： （1）通过电阻R的电流大小和方向； （2）1min内电阻R中产生的热量。 14. 如图所示，在直角坐标系中存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。在处放置一个足够大的垂直于轴的挡板。在点有一粒子源，能够沿坐标平面向各个方向均匀发射速率均为的相同带正电粒子，粒子的比荷为。已知磁感应强度大小，不计粒子重力及粒子间的相互作用力，粒子打在挡板上后立刻被吸收并导走。求： （1）能够打在挡板上的粒子运动的最短时间； （2）挡板上有粒子打中的区域长度。 15. 如图所示，在水平光滑直杆上穿一个质量为的小球P，P通过长为的细线连接一个质量为的小球Q，Q在P的正下方，P、Q间的距离为。开始时用销钉将P固定在直杆上，现给Q一平行于直杆的速度。已知重力加速度大小取，，。不计空气阻力，细线绷紧后始终处于拉紧状态。（所有结果均保留两位有效数字） （1）求细线绷紧前瞬间Q的速度大小； （2）求细线绷紧后瞬间Q的速度大小； （3）拔去销钉，以相同的初速度将Q水平抛出，求细线绷紧瞬间小球P的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 普通高中2025—2026学年（下）高二年级期中考试 物 理（A卷） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 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。 一、单项选择题：本题共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。 1. 赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 B. 接收电磁波时通过改变接收电路的固有频率，使之与入射电磁波频率相同，从而产生电谐振 C. 电磁波在介质中的传播速度大于在真空中的传播速度 D. 电磁波不能产生偏振现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，并非均匀变化的电场，故A错误； B．接收电磁波的调谐过程，就是通过改变接收电路的固有频率，使之与入射电磁波频率相等，从而产生电谐振，让该频率的感应电流在接收回路中最强，故B正确； C．电磁波在真空中的传播速度为光速，是已知的最快速度；在介质中传播速度满足（为介质折射率，），因此介质中传播速度小于真空中的传播速度，故C错误； D．电磁波是横波，横波都可以产生偏振现象，故D错误。 故选B。 2. 图甲为某静电除尘器的原理示意图。平行的集尘极板接电源正极，在集尘极板之间放置若干电晕极，电晕极接电源负极，中间形成的电场如图乙所示。当含尘空气进入除尘器后，其中的尘埃颗粒与电离的空气分子撞击而带电，在电场力作用下运动到集尘极上。当集尘极上的灰尘积累较多时，在重力的作用下落入灰斗。关于该静电除尘器，下列说法正确的是（　　） A. 空气分子的电离发生在电晕极附近 B. 越靠近集尘极，电场强度越大 C. 积累到集尘极上的灰尘带正电 D. 为提高除尘效率，可将电晕极制成与集尘极相同的金属板 【答案】A 【解析】 【详解】B．电场线的疏密表示场强大小，由图知，越靠近集尘极，电场线越稀疏，越靠近电晕极，电场线越密集，则越靠近集尘极，电场强度越小，故B错误； A．越靠近电晕极，电场强度越大，空气分子越容易发生电离，即空气分子的电离发生在电晕极附近，故A正确； C．集尘极板接电源正极，灰尘在电场力作用下运动到集尘极上，则灰尘所受的电场力方向与电场强度方向相反，灰尘带负电，故C错误； D．若将电晕极制成与集尘极相同的金属板，两极间会形成匀强电场，不存在强电场区域，空气无法电离，无法实现静电除尘，故D错误。 故选A。 3. 图甲和图乙中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了两分子系统的某个物理量随分子间距离的变化规律，为平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 曲线Ⅰ对应的是分子引力随分子之间距离变化的图像 B. 曲线Ⅰ对应的是分子斥力随分子之间距离变化的图像 C. 曲线Ⅱ对应的是分子力随分子之间距离变化的图像 D. 曲线Ⅲ对应的是分子势能随分子之间距离变化的图像 【答案】C 【解析】 【详解】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像；根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子力为零，可知曲线II为分子力随分子之间距离r变化的图像；根据分子斥力随分子之间距离的增大而减小，且小于时主要表现为斥力，即分子力表现为斥力，故曲线III为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。 故选C。 4. 游隼具有高超的空中捕猎技能。在某次捕获猎物过程中，捕获猎物前瞬间，游隼的速度沿水平方向，大小为；猎物的速度方向竖直向下，大小为。游隼质量为，猎物质量为。游隼捕获猎物的过程时间极短，则游隼捕获猎物后瞬间的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】游隼捕获猎物过程时间极短，系统（游隼+猎物）内力远大于外力，水平方向动量守恒；在竖直方向，由于捕获时间极短，系统所受重力的冲量远小于内力的冲量，可忽略不计，故系统在竖直方向的动量近似守恒。捕获后二者共速。 水平方向动量守恒：水平方向仅游隼有初始动量，猎物水平动量为0，设捕获后水平分速度为，则 代入 、、 ，解得 。 竖直方向动量守恒：竖直方向仅猎物有初始动量，游隼竖直动量为0，设捕获后竖直分速度为，则 代入，解得 。 合速度计算 故选C。 5. 健身挥拳力量测试仪的核心部件为平行板电容器，固定极板与可动极板的正对面积保持不变，极板间介质为空气。挥拳冲击可动极板时，可认为极板间距减小，放开手后，在绝缘弹簧的作用下极板间距恢复。测试前先将电容器充电，随后断开电源。若测试仪表可视为并联在两极板间的理想电压表改装而成，则挥拳力量越大（　　） A. 极板间场强越大 B. 极板间场强越小 C. 理想电压表的示数越大 D. 理想电压表的示数越小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．断开电源，电容器极板的电荷量不变，根据电容的定义式和决定式有， 结合电场与电势差的公式有 解得 场强E与d无关，挥拳力量变大时，电场强度保持不变，故AB错误； CD．根据， 可知挥拳力量变大时，d减小，则U减小，故C错误，D正确； 故选D。 6. 如图所示，一束复色光以入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光，两单色光在经多次全反射后从光导纤维的另一端射出，光导纤维的内芯材料对、光的折射率分别为、，真空中的光速为，则、光从射入光导纤维到从光导纤维另一端射出所需的时间之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设、两束单色光在侧面的折射角分别为，，根据折射定律可得， 可得， 设光导纤维的长度为，、两束单色光在光导纤维中的传播距离分别为， 、两束单色光在光导纤维中的传播速度分别为， 、光从射入光导纤维到从光导纤维另一端射出所需的时间分别为， 则有 故选A。 7. 如图所示，在天花板上点通过两根长度分别为、的细绳悬挂两个带电小球P、Q，静止时两根细绳与竖直方向之间的夹角分别为和，已知，，则P、Q质量之比为（　　） A. 3∶2 B. 2∶3 C. 9∶4 D. ∶4∶9 【答案】A 【解析】 【详解】将两个小球视为整体，以悬挂点O为转轴，整体静止，合力矩为零：绳子拉力作用点在O，力矩为零；两球之间的库仑力是内力，一对相互作用力的总力矩为零，因此只有两个重力的力矩平衡，则有 解得 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一只蜜蜂悬停在平静水面上，双翅同时上下振动，在水面形成以A、B为波源的两列同频率、同振幅的水波，其频率为，振幅为，波长为。水面上的另外一点处的振幅始终为零。则下列说法正确的是（　　） A. 点与A、B两点之间的距离差为的偶数倍 B. 点与A、B两点之间的距离差为的奇数倍 C. 若蜜蜂双翅振动的频率增大，则水波向外的传播速度不变 D. 若蜜蜂双翅振动的频率增大，则点的振幅仍一定为零 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．两列同频率、同振幅、同相位的相干水波，C点振幅始终为零，说明C点是振动减弱点。对于同相位的相干波源，振动减弱的条件是：C到两波源的路程差为半波长的奇数倍，即，故A错误，B正确； C．机械波的传播速度仅由介质性质决定，本题中水波的介质是水，介质不变，因此波速不变，与振动频率无关，故C正确； D．频率增大后，由，波速不变，频率增大，则波长减小，原来C点的路程差可能不再满足“半波长奇数倍”的减弱条件，因此C点振幅不一定为零，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示的电路中，电源的电动势、内阻，小灯泡和分别标有“，”、“，”字样，电动机的内阻为。闭合开关，调节电阻箱的阻值，两灯泡均正常发光、电动机能正常工作。则下列说法正确的是（　　） A. 流过电动机的电流为 B. 电动机的输出功率为 C. 电动机的效率为 D. 电源的效率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小灯泡正常发光的电流为 小灯泡正常发光的电流为 根据并联分流可知流过电动机的电流为，故A正确； B．根据全电路的欧姆定律可知 电动机正常工作时满足能量守恒有 解得电动机的输出功率为，故B错误； C．电动机的效率为，故C正确； D．电源的效率为，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，两光滑平行金属导轨固定放置在绝缘水平面内，导轨间距，导轨右侧通过细导线连接电动势、内阻的电源，整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。在导轨上距离电源足够远处垂直导轨放置一质量、长度略大于的导体棒，导体棒从静止开始运动，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。导体棒和导轨电阻不计。在导体棒由静止开始运动到匀速运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 在由静止开始运动瞬间，导体棒的加速度大小 B. 导体棒匀速运动的速度大小 C. 通过导体棒某一横截面的电荷量 D. 回路产生的焦耳热 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有 根据牛顿第二定律有，故A错误； B．导体棒匀速运动时，合力为0，安培力为0，回路电流为0，因此导体棒的动生电动势与电源电动势大小相等，即 解得，故B正确； C．对导体棒用动量定理，安培力的冲量等于动量变化 其中 解得，故C错误； D．根据能量守恒，电源提供的总能量等于导体棒动能与焦耳热之和 解得，故D正确； 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学做“用油膜法估测分子直径”的实验。 （1）下列实验操作中正确的有__________。 A. 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是，则1滴溶液中含有纯油酸 B. 往浅盘里倒入适量的水，再将爽身粉（或细石膏粉）均匀地撒在水面上 C. 用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状 D. 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积 （2）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有纯油酸，用注射器测得每100滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中，并按正确操作描画出油膜的轮廓线如图所示。已知图中正方形小格的边长均为，则可估算出油酸分子的直径_______。（结果保留1位有效数字） （3）在该实验中，若测出的分子直径结果偏小，则可能的原因有___________。 A. 水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 C. 计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 【答案】（1）BD （2） （3）BC 【解析】 【小问1详解】 A．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴溶液中油酸酒精溶液的体积是10-2mL，含有油酸的体积小于10-2mL，故A正确； B．水面均匀撒爽身粉可以清晰显示油膜边界，符合实验操作要求，故B正确； C．滴入油酸酒精溶液后，需要等待油膜稳定展开后再描轮廓，不能立即描线，故C错误； D．在浅盘上覆盖透明玻璃板，描出油膜形状，然后将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积，故D正确； 故选BD。 【小问2详解】 一滴溶液中纯油酸体积为 按“大于半格计1格，小于半格不计”，数得轮廓内约61个小格，每个小格面积，总油膜面积 直径为 【小问3详解】 A．油膜未充分展开，测量的S偏小，则d偏大，故A错误； B．油酸酒精溶液配制时间较长，酒精挥发较多，则溶液浓度增大，计算代入的浓度小于真实值，得到的分子直径将偏小，故B正确； C．将不足半格的方格计为完整方格，测量的S偏大，则d偏小，故C正确。 故选BC。 12. 某实验小组尝试将灵敏电流计改装成为“×10”“×100”两个挡位的欧姆表，他们设计的电路图如图所示。实验室可供选用的器材如下： A.灵敏电流计（最大电流为0.1mA、内阻为） B.滑动变阻器（0~500Ω） C.滑动变阻器（0~1500Ω） D.定值电阻（阻值为10Ω） E.定值电阻（阻值为90Ω） F.5号干电池一节（电动势为1.5V，内阻很小） G.单刀双掷开关一个、导线若干 （1）单刀双掷开关接___________（填“d”或“e”）为“×10”挡位； （2）应选用定值电阻___________（填“D”或“E”）； （3）滑动变阻器应选用___________（填“B”或“C”）； （4）单刀双掷开关接d，先将ab短接，调节滑动变阻器，使G满偏，再在ab间接入某未知电阻，发现电流计G示数为0.05mA，则该电阻_______。 【答案】（1）d （2）D （3）C （4）150 【解析】 【小问1详解】 开关接d时，分流电阻更小，总电流更大，由可知，并联后总内阻更小，对应低倍率挡，因此填d。 【小问2详解】 由串并联电路规律可得， 解得， 则应选用定值电阻D。 【小问3详解】 ×100挡的欧姆表总内阻为 滑动变阻器需要能调节到对应阻值，因此选最大阻值0∼1500Ω的C。 【小问4详解】 单刀双掷开关接d，电路总电流为10mA，短接满偏时总满偏电流，则 接入Rx后电流计示数为满偏的一半，总电流也为满偏的一半，即 可知 13. 图甲是法拉第发明的铜盘发电机，图乙是利用这种发电机给的电阻供电的电路图，半径为的铜盘安装在水平轴上，外电路通过M、N分别与盘边缘和转轴相连接，铜盘接入电路的等效电阻为，导线电阻不计。空间中存在垂直于铜盘平面向右的匀强磁场，磁感应强度大小为，圆盘沿顺时针方向（从左向右看）以角速度匀速转动。求： （1）通过电阻R的电流大小和方向； （2）1min内电阻R中产生的热量。 【答案】（1）0.06A，电流方向由b经R到a （2）0.216J 【解析】 【小问1详解】 由右手定则判断流过R的电流方向由b到a， 根据法拉第电磁感应定律可知电动势为 根据闭合电路欧姆定律可知 【小问2详解】 1 min内R上产生的热量由焦耳定律可得 14. 如图所示，在直角坐标系中存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。在处放置一个足够大的垂直于轴的挡板。在点有一粒子源，能够沿坐标平面向各个方向均匀发射速率均为的相同带正电粒子，粒子的比荷为。已知磁感应强度大小，不计粒子重力及粒子间的相互作用力，粒子打在挡板上后立刻被吸收并导走。求： （1）能够打在挡板上的粒子运动的最短时间； （2）挡板上有粒子打中的区域长度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得 粒子打在O点正下方如图中轨迹1所示时粒子运动的时间最短，对应的圆心角为，则运动时间 【小问2详解】 粒子如图中轨迹2所示时与挡板相切，粒子打在左侧最远处，则 粒子如图中轨迹3所示时OP连线为直径，粒子打在右侧最远处，根据几何关系有 挡板上能够吸收到粒子的长度为 15. 如图所示，在水平光滑直杆上穿一个质量为的小球P，P通过长为的细线连接一个质量为的小球Q，Q在P的正下方，P、Q间的距离为。开始时用销钉将P固定在直杆上，现给Q一平行于直杆的速度。已知重力加速度大小取，，。不计空气阻力，细线绷紧后始终处于拉紧状态。（所有结果均保留两位有效数字） （1）求细线绷紧前瞬间Q的速度大小； （2）求细线绷紧后瞬间Q的速度大小； （3）拔去销钉，以相同的初速度将Q水平抛出，求细线绷紧瞬间小球P的速度大小。 【答案】（1）8.2m/s （2）3.2m/s （3）2.3m/s 【解析】 【小问1详解】 细线绷紧前做平抛运动，有， 由几何关系得 解得细线绷紧前瞬间的速度大小 【小问2详解】 细线绷紧瞬间设细线与水平方向之间夹角为，则有 解得 沿绳方向的速度突变为零，垂直于绳方向的速度不变，有 解得细线绷紧后瞬间的速度大小为 【小问3详解】 拔去销钉后，细线绷紧瞬间获得瞬时冲量，系统水平方向动量守恒，有 沿绳方向的速度分量相同，有 垂直于绳方向的速度不变，则 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $