精品解析：江苏省连云港市灌云县2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题

2025-2026学年度高二第一学期期中学业水平质量监测 物理试题 注意事项 1．本试卷共8页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2．答题前，请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。 3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 一、单选题（共11小题满分44分） 1. 关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B. 电磁波是一种客观存在的物质 C. 普朗克认为微观粒子的能量是连续的 D. 奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象 2. 如图所示，甲是洛伦兹力演示仪，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是回旋加速器，其中丙的磁感应强度大小为、电场强度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹半径变小 B. 乙图可判断出B极板是发电机的负极 C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是 D. 丁图要增大粒子的最大动能，可增大电压 3. 如图所示导电圆环P中通有逆时针方向的恒定电流，圆心位于平面直角坐标系坐标原点O，金属圆环Q圆心在x轴正半轴上，开始时两圆环均在平面内。穿过圆环Q的磁通量为，下列说法正确的是（ ） A. 若P沿x轴负方向移动，一直减小 B. 若P沿y轴负方向移动，一直不变 C. 若P沿x轴正方向移动到圆心与圆环Q圆心重合，一直增加 D. 若P以x轴为转动轴，旋转90°角的过程中，圆环Q中无感应电流 4. 如图所示，为研究平抛运动的实验装置，金属小球A、B完全相同．用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开自由下落。图中虚线1、2代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是（ ） A. 两球同时经过水平面1，且动量大小相同 B. 两球同时经过水平面1，A球重力的冲量比B球大 C. 两球从水平面1到2的过程，两球动量的变化量相同 D. 两球从水平面1到2的过程，A球动能变化量比B球大 5. 通有电流I的直导线竖直放置，且可绕O点向各个方向转动，电流方向如图所示，O为直导线的中心，下列说法正确的是（　　） A. 导线受磁场力的作用，绕O点上端向里，下端向外转动 B. 导线受磁场力的作用，绕O点上端向外，下端向里转动 C. 导线受磁场力的作用，绕O点在纸面内逆时针方向转动 D. 导线不受磁场力的作用，故不转动 6. 如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（　　） A. 3︰1 B. 1︰3 C. 5︰3 D. 3︰5 7. 如图所示，物块B分别通过轻弹簧、细线与水平面上的物体A左右端相连，整个系统保持静止。已知所有接触面均光滑，弹簧处于伸长状态。剪断细线后（　　） A. 弹簧恢复原长时，A的动能达到最大 B. 弹簧压缩最大时，A的动量达到最大 C. 弹簧恢复原长过程中，系统的动量增加 D. 弹簧恢复原长过程中，系统的机械能增加 8. 如图所示，平静的湖面上有一艘静止的小船，李同学和刘同学均站立在船头处（图中未画出），两位同学发现距离船头前方d处有一株荷花。当刘同学缓慢从船头走至船尾时，站立在船头的李同学恰好到达荷花处。已知李同学和刘同学的质量均为m，船长为L，不计水的阻力，则船的质量为（　　） A. B. C. D. 9. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为、长为、厚度为的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子。水平向右大小为的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向下且磁感应强度大小为的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差，称为霍尔电压，且，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势低 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 增大霍尔元件中的电流，霍尔电压增大 D. 元件内单位体积的自由电子数为 10. 如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B. 薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C. 薄板的下表面接收到粒子的区域长度为 D. 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 11. 如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球P、Q发生一维碰撞，两小球质量分别为和，如图乙所示为两小球碰撞前后的图像。已知，由此可以判断（　　） A. 碰前P做匀加速直线运动，Q做匀速直线运动 B. 可以计算出 C. 碰撞过程为非弹性碰撞 D. 若两球碰撞后粘合在一起运动，则碰撞过程中损失的动能为1.2J 二、非选择题（共5大题满分56分） 12. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。 （1）实验中，必须要测量的物理量有__________。 A. 小球开始释放的高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 小球做平抛运动的水平距离 D. 小球A、B的质量、 （2）实验中，下列说法正确的是__________。 A. 斜槽一定要光滑 B. 两球半径一定要相同 C. 两球质量关系一定要满足 （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是__________（填字母代号）； （4）若某次实验时， A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为、、，若满足__________（用、、、、表示），则该碰撞前后动量守恒。若还满足__________（用、、表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。 13. 电流天平可用来测量物体的质量。如图所示，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度的大小为B，方向与线圈平面垂直向里。当线圈中通入大小为的电流时，天平两臂达到平衡；在左盘中放入被秤重物体时，调整电流方向和大小，当电流反向、大小为I时才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g。 （1）线圈中通入电流时，线圈中电流的方向是顺时针还是逆时针？ （2）求被秤重物体的质量m。 14. 如图所示，质量mA=0.1kg的小圆环套在光滑的水平直杆上，用长为L=0.6m的细线拴着质量mB=0.2kg的小球。小球悬挂在圆环下方处于静止状态，重力加速度g取10m/s2。某时刻给小球B水平向右的初速度v0=6m/s，求： （1）此时细线对小球的拉力大小F； （2）小球上升的最大高度H； （3）从小球开始运动到第一次返回圆环正下方过程中，合力对小球的冲量I。 15. 如图所示，一质量M=4kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量m=4kg可视为质点的小木块A，现A和B以大小为v0=2m/s的共同初速度向左运动。一与长木板等高，前端有胶，质量为m0=2kg，长度L0=0.16m的短木板C，以v=10m/s的初速度水平撞击长木板并粘为一体，撞击时间极短，A始终没有滑离B、C，A和B、C间的动摩擦因数均为，g取。求： （1）C与B撞击后的速度大小及此时木块A、B的加速度大小； （2）从C与B撞击到A、B、C具有共同速度所需的时间； （3）长木板B至少要多长。 16. 如图所示，在的范围内，存在与x轴成角斜向右下的匀强电场，电场强度的大小为。在的范围内，存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小记为B（未知）。现将一电荷量为，质量为m的粒子从原点O处由静止释放。该粒子的整个运动过程中，除电场力和洛伦兹力外，所受其它的力均可忽略不计。求： （1）该粒子第一次进入右侧磁场时的速度大小； （2）磁感应强度B取何值才能使该粒子第一次进入右侧磁场时，轨迹恰好与x轴相切？ （3）在第（2）问的情形下，求粒子从由静止释放到再次经过y轴的总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二第一学期期中学业水平质量监测 物理试题 注意事项 1．本试卷共8页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2．答题前，请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。 3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 一、单选题（共11小题满分44分） 1. 关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B. 电磁波是一种客观存在的物质 C. 普朗克认为微观粒子的能量是连续的 D. 奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，证实电磁波存在的人时赫兹，故A错误； B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在，故B正确； C．普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的，故C错误； D．法拉第通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，甲是洛伦兹力演示仪，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是回旋加速器，其中丙的磁感应强度大小为、电场强度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹半径变小 B. 乙图可判断出B极板是发电机的负极 C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是 D. 丁图要增大粒子的最大动能，可增大电压 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图中仅增大励磁线圈中电流，可使磁场增强，根据 可得 可知电子束径迹半径变小，故A正确； B．乙图由左手定则可知，正粒子偏向B极板，可判断出B极板是发电机的正极，故B错误； C．丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是 解得 故C错误； D．丁图粒子有最大动能时，有 可得最大动能为 则增大电压，不能增大粒子的最大动能，故D错误。 故选A。 3. 如图所示导电圆环P中通有逆时针方向的恒定电流，圆心位于平面直角坐标系坐标原点O，金属圆环Q圆心在x轴正半轴上，开始时两圆环均在平面内。穿过圆环Q的磁通量为，下列说法正确的是（ ） A. 若P沿x轴负方向移动，一直减小 B. 若P沿y轴负方向移动，一直不变 C. 若P沿x轴正方向移动到圆心与圆环Q圆心重合，一直增加 D. 若P以x轴为转动轴，旋转90°角的过程中，圆环Q中无感应电流 【答案】A 【解析】 【详解】A．如图所示为通电圆环产生的磁场 xOy平面处的磁场方向垂直于xOy平面，P沿x轴负方向移动，Q离环形电流越来越远，根据环形电流激发磁场的特点，可知Q处磁场的磁感应强度越来越弱，则一直减小，故A正确； B．若P沿y轴负方向移动，Q离环形电流越来越远，可知Q处磁场的磁感应强度越来越弱，则一直减小，故B错误； C．圆环P沿x轴正方向移动，当Q整体在P的外面时，逐渐增加，Q与P开始重合时（圆环内外的磁感应强度方向不同，要根据矢量叠加分析），开始减小，减为0后又反向增加，当P与Q的圆心重合时，增加到最大，故C错误； D．P以x轴为转动轴，旋转90°后，在xOy平面内的磁场方向均平行于xOy平面，没有垂直xOy平面的分量，此时圆环Q的，可知圆环Q的磁通量发生变化，有感应电流，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，为研究平抛运动的实验装置，金属小球A、B完全相同．用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开自由下落。图中虚线1、2代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是（ ） A. 两球同时经过水平面1，且动量大小相同 B. 两球同时经过水平面1，A球重力的冲量比B球大 C. 两球从水平面1到2的过程，两球动量的变化量相同 D. 两球从水平面1到2的过程，A球动能变化量比B球大 【答案】C 【解析】 【详解】A．两球在竖直方向上均做自由落体运动，因为两球下落位置相同，所以同时经过水平面1，两球经过水平面1时在竖直方向的速度相同，但A球还具有水平分速度，所以A球的速度大于B球的速度，则A球的动量大于B球的动量，故A错误； B．两球在竖直方向上均做自由落体运动，因为两球下落位置相同，所以同时经过水平面1，根据 可知两球的重力冲量相等，故B错误； C．两球在竖直方向上均做自由落体运动，因为两球下落位置相同，所以同时经过水平面1，同时经过水平面2，根据动量定理可得 可知两球从水平面1到2的过程，两球动量的变化量相同，故C正确； D．根据动能定理可得 可知两球从水平面1到2的过程，两球动能的变化量相等，故D错误。 故选C。 5. 通有电流I的直导线竖直放置，且可绕O点向各个方向转动，电流方向如图所示，O为直导线的中心，下列说法正确的是（　　） A. 导线受磁场力的作用，绕O点上端向里，下端向外转动 B. 导线受磁场力的作用，绕O点上端向外，下端向里转动 C. 导线受磁场力的作用，绕O点在纸面内逆时针方向转动 D. 导线不受磁场力的作用，故不转动 【答案】B 【解析】 【详解】条形磁体产生的磁场在导线位置的磁场方向水平向右，沿导线向上磁感应强度逐渐减小，即导线O点下侧所受安培力大一些，导线的运动由下侧安培力决定，垂直于纸面向里，则根据左手定则可知，安培力方向绕O点上端向外，下端向里转动。 故选B。 6. 如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（　　） A. 3︰1 B. 1︰3 C. 5︰3 D. 3︰5 【答案】D 【解析】 【详解】由动量守恒可知，碰后两球的速度方向相反，且在相同时间内，b球运动的弧长为a球运动的弧长为3倍，则有 由动量守恒定律有 由能量守恒有 联立解得 故ABC错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，物块B分别通过轻弹簧、细线与水平面上的物体A左右端相连，整个系统保持静止。已知所有接触面均光滑，弹簧处于伸长状态。剪断细线后（　　） A. 弹簧恢复原长时，A的动能达到最大 B. 弹簧压缩最大时，A的动量达到最大 C. 弹簧恢复原长过程中，系统的动量增加 D. 弹簧恢复原长过程中，系统的机械能增加 【答案】A 【解析】 【详解】对整个系统分析可知合外力为0，A和B组成的系统动量守恒，得 设弹簧的初始弹性势能为，整个系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，当弹簧恢复原长时得 联立得 故可知弹簧恢复原长时物体A速度最大，此时物体A的动量最大，动能最大。对于系统来说动量一直为零，系统机械能不变。 故选A。 8. 如图所示，平静的湖面上有一艘静止的小船，李同学和刘同学均站立在船头处（图中未画出），两位同学发现距离船头前方d处有一株荷花。当刘同学缓慢从船头走至船尾时，站立在船头的李同学恰好到达荷花处。已知李同学和刘同学的质量均为m，船长为L，不计水的阻力，则船的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设船的质量为，人、船水平方向动量守恒，设刘同学走动时船和李同学的速度大小为，刘同学的速度大小为，取船的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 故 人、船运动时间相等，则有 又， 联立解得船的质量为 故选A。 9. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为、长为、厚度为的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子。水平向右大小为的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向下且磁感应强度大小为的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差，称为霍尔电压，且，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势低 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 增大霍尔元件中的电流，霍尔电压增大 D. 元件内单位体积的自由电子数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，电子受洛伦兹力指向后表面，则电子偏向后表面，则前表面的电势比后表面的电势高，A错误； B．自由电子所受洛伦兹力的大小等于所受电场力的大小，则为，B错误； C．由可知增大霍尔元件中的电流，霍尔电压增大，C正确； D．因可得元件内单位体积的自由电子数为，D错误。 故选C。 10. 如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B. 薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C. 薄板的下表面接收到粒子的区域长度为 D. 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有 可得，故A错误； B．当粒子沿x轴正方向射出时，上表面接收到的粒子离y轴最近，如图轨迹1，根据几何关系可知 当粒子恰能通过N点到达薄板上方时，薄板上表面接收点距离y轴最远，如图轨迹2，根据几何关系可知 故上表面接收到粒子的区域长度为，故B正确； C．根据图像可知，粒子可以恰好打到下表面N点；当粒子沿y轴正方向射出时，粒子下表面接收到的粒子离y轴最远，如图轨迹3，根据几何关系此时离y轴距离为d，故下表面接收到粒子的区域长度为d，故C错误； D．根据图像可知，粒子恰好打到下表面N点时转过的圆心角最小，用时最短，有，故D错误。 故选B。 11. 如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球P、Q发生一维碰撞，两小球质量分别为和，如图乙所示为两小球碰撞前后的图像。已知，由此可以判断（　　） A. 碰前P做匀加速直线运动，Q做匀速直线运动 B. 可以计算出 C. 碰撞过程为非弹性碰撞 D. 若两球碰撞后粘合在一起运动，则碰撞过程中损失的动能为1.2J 【答案】B 【解析】 【详解】A．在图像中，斜率表示速度。碰前P的图像是一条倾斜的直线，说明P做匀速直线运动；Q的图像是一条平行于时间轴的直线，说明Q处于静止状态。故A错误； B．根据可得，碰前P的速度为 碰后P的速度为 碰后Q的速度为 根据动量守恒定律有 代入数据解得Q的质量为，故B正确； C．碰撞前系统的动能为 碰撞后系统的动能为 因为 所以碰撞过程为弹性碰撞，故C错误； D．若两球碰撞后粘合在一起运动，则根据动量守恒定律有 解得 则碰撞过程中损失的动能为，故D错误。 故选B。 二、非选择题（共5大题满分56分） 12. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。 （1）实验中，必须要测量的物理量有__________。 A. 小球开始释放的高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 小球做平抛运动的水平距离 D. 小球A、B的质量、 （2）实验中，下列说法正确的是__________。 A. 斜槽一定要光滑 B. 两球半径一定要相同 C. 两球质量关系一定要满足 （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是__________（填字母代号）； （4）若某次实验时， A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为、、，若满足__________（用、、、、表示），则该碰撞前后动量守恒。若还满足__________（用、、表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）CD （2）B （3）C （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 小球离开斜槽后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，则碰撞前入射球的速度 碰撞后入射球的速度 碰撞后被碰球的速度 两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2 整理得：m1x2=m1x1+m2x3 实验需要测量小球的质量与小球做平抛运动的位移，实验不需要测量小球开始释放时的高度与抛出点到地面的高度，故选CD。 【小问2详解】 A．只要入射球从斜面的同一高度由静止释放，小球到达斜槽末端时的速度相等，斜槽不一定要光滑，故A错误； B．为时两球发生对心正碰，两球半径一定要相同，故B正确； C．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球，即两球质量关系一定要满足m1＞m2，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 实验结束后，舍掉误差较大的点，用尽量小的圆把落点圈在一起，圆心即为小球的平均落地点，则图中画的三个圆最合理的是C； 【小问4详解】 [1][2]两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，若满足动量守恒定律则m1x2=m1x1+m2x3 若机械能守恒定律得： 解得： 可得 x1+x2=x3 13. 电流天平可用来测量物体的质量。如图所示，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度的大小为B，方向与线圈平面垂直向里。当线圈中通入大小为的电流时，天平两臂达到平衡；在左盘中放入被秤重物体时，调整电流方向和大小，当电流反向、大小为I时才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g。 （1）线圈中通入电流时，线圈中电流的方向是顺时针还是逆时针？ （2）求被秤重物体的质量m。 【答案】（1）逆时针 （2） 【解析】 【小问1详解】 线圈中通入电流时，线圈在磁场中的水平边受到的安培力与重力平衡，方向为竖直向上，根据左手定则可知线圈中电流方向为逆时针。 【小问2详解】 设线圈质量为，通入电流时根据平衡条件有 当电流反向、大小为I时左盘中放入质量为的物体重新平衡时，根据平衡条件有 解得被秤物体的质量为 14. 如图所示，质量mA=0.1kg的小圆环套在光滑的水平直杆上，用长为L=0.6m的细线拴着质量mB=0.2kg的小球。小球悬挂在圆环下方处于静止状态，重力加速度g取10m/s2。某时刻给小球B水平向右的初速度v0=6m/s，求： （1）此时细线对小球的拉力大小F； （2）小球上升的最大高度H； （3）从小球开始运动到第一次返回圆环正下方过程中，合力对小球的冲量I。 【答案】（1）14N （2）0.6m （3）0.8N·s，方向水平向左 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析，由牛顿第二定律可得 代入数据可得 【小问2详解】 设小球B上升到最高点时AB共速，其共同速度为v，规定向右为正方向，由AB系统水平方向动量守恒有 代入数据可得 由能量守恒有 代入数据可得 【小问3详解】 当小球从开始到第一次回到A正下方时，小球的速度为，小圆环的速度为，由整过程系统水平方向动量守恒有 由能量守恒有 由以上两式可得 对此过程小球列动量定理可得 所以合力的冲量的大小为0.8N·s，方向水平向左 15. 如图所示，一质量M=4kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量m=4kg可视为质点的小木块A，现A和B以大小为v0=2m/s的共同初速度向左运动。一与长木板等高，前端有胶，质量为m0=2kg，长度L0=0.16m的短木板C，以v=10m/s的初速度水平撞击长木板并粘为一体，撞击时间极短，A始终没有滑离B、C，A和B、C间的动摩擦因数均为，g取。求： （1）C与B撞击后的速度大小及此时木块A、B的加速度大小； （2）从C与B撞击到A、B、C具有共同速度所需的时间； （3）长木板B至少要多长。 【答案】（1）2m/s，5m/s2， （2）0.48s （3）0.8m 【解析】 【小问1详解】 取向右为正方向，由于C和B碰撞时间极短，对C、B系统由动量守恒定律有m0v-Mv0=（m0+M）v1 解得v1=2m/s 对A、B和C分别由牛顿第二定律有μmg=maA ，μmg=（m0+M）aB aA=5m/s2， 【小问2详解】 从C和B碰撞到A、B、C共速，对A、B、C系统由动量守恒定律 m0v-（m+M）v0=（m0+m+M）v2 解得v2=0.4m/s 对A由动量定理有μmgt=mv2-m（-v0） 解得t=0.48s 【小问3详解】 对C和B碰撞后的A、B、C系统由能量守恒定律有 解得A与B、C面之间由于摩擦产生的热量为Q=19.2J 由功能关系有Q=μmgx相对 解得x相对=0.96m 由于L+L0≥x相对 解得L≥0.8m 所以木板B至少长0.8m。 16. 如图所示，在的范围内，存在与x轴成角斜向右下的匀强电场，电场强度的大小为。在的范围内，存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小记为B（未知）。现将一电荷量为，质量为m的粒子从原点O处由静止释放。该粒子的整个运动过程中，除电场力和洛伦兹力外，所受其它的力均可忽略不计。求： （1）该粒子第一次进入右侧磁场时的速度大小； （2）磁感应强度B取何值才能使该粒子第一次进入右侧磁场时，轨迹恰好与x轴相切？ （3）在第（2）问的情形下，求粒子从由静止释放到再次经过y轴的总时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做匀加速直线运动，由动能定理可得 解得 【小问2详解】 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系可得 解得 在磁场中，粒子受到的洛伦兹力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得 联立解得 【小问3详解】 粒子再次进入电场中的轨迹如图所示 粒子第一次在电场中运动 则 所以粒子在电场中运动的时间 因为 所以粒子在磁场中运动的时间 沿轴负方向，根据牛顿第二定律则有 解得 根据运动的分解可得 在该方向上，粒子做匀加速运动，运动到轴的过程中，由运动学规律可得 联立解得 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $