精品解析：北京市顺义区第二中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试卷

北京市顺义区第二中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试卷 一、单选题 1. 某束光射在半圆形玻璃砖上，并能通过玻璃砖的圆心，下列光路图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 下列与热现象有关的说法正确的是（　　） A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一 C. 气体温度上升时，每个分子的热运动都变得更剧烈 D. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故 3. 下图为某质点做简谐运动的位移－时间图像．由此可知 A. 该质点振动的振幅为20cm B. 该质点振动的周期为2s C. 0.5s 和1.5s两个时刻，质点具有相同的位移 D. 0.5s 和1.5s两个时刻，质点具有相同的速度 4. 在光的双缝干涉实验中，能增大相邻条纹间距的做法是（　　） A. 减小双缝间距 B. 改用频率更高的入射光 C. 改用波长更短的入射光 D. 减小双缝与光屏间距 5. 某交变电流瞬时值表达式为e=20sin100πt（V）。下列说法正确的是（　　） A. 此交流电的周期为0.02s B. 此交流电的频率为100Hz C. 此交流电的电动势的有效值为20V D. 当t=0.25s时，此交流电的电动势为20V 6. 某简谐横波沿x轴传播，波源的振动周期，时刻的波形如图所示，此时点向轴正方向运动，则（　　） A. 该波在向左传播 B. 该波的波速为 C. 时，质点处于波谷处 D. 时，质点运动到处 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比，在原线圈两端加上随时间变化规律为的交变电压，交流电流表为理想电表，。则下列说法正确的是（ ） A. 电流表的示数为20A B. 电阻R两端的电压为 C. 电阻R消耗的功率为 D. 副线圈中产生的交变电流频率为50Hz 8. 分子势能随分子间距离r变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 处分子间表现为引力 B. 处分子间表现为引力 C. 时，越小分子势能越大 D. 分子间距离足够大时分子势能最小 9. 如图所示，a、b是两个用同样的导线制成的单匝圆形闭合线圈，线圈半径。匀强磁场垂直于线圈平面，且磁感应强度随时间均匀减小。下列判断正确的是（　　） A. 线圈a、b中感应电流均为逆时针方向 B. 线圈a、b的感应电动势之比是 C. 线圈a、b的电阻之比是 D. 线圈a、b的感应电流之比是 10. 如图所示，一物体在与水平方向夹角为θ的恒定拉力F作用下以速度v做匀速直线运动。已知物体质量为m，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体运动时间为t的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F的冲量为Ftcosθ B. 摩擦力做功为−μmgvt C. 拉力和摩擦力的合力方向竖直向上 D. 合力做功为Fvt 11. 如图所示的电路中，、是两个完全相同的灯泡，为自感线圈（自感系数足够大，直流电阻不计）。为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关，、同时发光 B. 断开开关，先熄灭，闪亮后熄灭 C. 闭合开关和断开开关瞬间，中的电流方向相反 D. 闭合开关和断开开关瞬间，中的电流方向相反 12. 如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒 B. 乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度 C. 减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功 D. 减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量 13. 如图所示，P是绕有闭合线圈的螺线管，将一磁铁从距上端高处由静止释放，磁铁竖直穿过后落在海绵垫上。若仅增大，重复操作，磁铁穿过的过程与原来相比，下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通变化量将增大 B. 线圈对磁铁的平均阻力将变小 C. 通过线圈导线截面的电荷量相同 D. 磁铁在螺线管中都在做自由落体运动 14. 在笔记本电脑的机身与显示屏的对应部位，分别装有磁体和霍尔元件。开启显示屏，磁体的磁场远离霍尔元件，元件不工作，屏幕正常显示：闭合显示屏，磁体的磁场靠近使得霍尔元件工作，屏幕熄灭，电脑也休眠。如图所示，一块长为a、宽为c、高为d的长方体霍尔元件，当有电流I沿长度方向流过，且有垂直于上表面、方向向上的磁感应强度为B的匀强磁场作用时，元件的前、后表面间形成电势差为U。电势差U控制屏幕的熄灭。已知电流I是电子定向移动形成的，电子电荷量为e，单位体积内的电子数目为n，下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的高 B. 前后表面间的电势差为 C. 自由电子所受静电力的大小为 D. 自由电子所受洛伦兹力大小为 二、实验题 15. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用_____（选填选项前的字母）。 A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）如图，为某同学用10等分游标卡尺测量小球直径，则直径d=___________mm （3）实验中测出单摆的摆线长为L、摆球直径为d、单摆完成n次全振动所用的时间为t，则重力加速度g=___________（用L、d、n、t表示）。 （4）该同学测得的g值偏大，可能的原因是________ A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动使摆线长度增加了 C. 开始计时的时候，秒表过迟按下 D. 实验中误将49次全振动数为50次 16. （1）某小组利用如图所示装置验证动量守恒定律。光电门1、2分别与数字计时器相连，两滑块A、B上挡光条的宽度相同，已测得两滑块A、B（包含挡光条）质量分别为m1、m2。 ①接通气源后，轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端_____________（选填“升高”或“降低”）一些。 ②实验前，滑块A、B静置于图中所示位置。用手向左轻推一下A，使其经过光电门1后与B发生碰撞，碰后两滑块先后通过光电门2。光电门1记录的挡光时间为t1，光电门2记录的挡光时间依次为t2、t3。若已知挡光条的宽度为d，则滑块A通过光电门1时的速度大小为v1=__________。为减小实验误差，应选择宽度________（选填“窄”或者“宽”）的挡光条。若m1、m2、t1、t2、t3满足关系式______________________________，则可验证动量守恒定律。 （2）某同学想用如图所示的装置验证碰撞过程动量守恒：用轻绳将两个小球（小球半径与绳长相比可忽略不计）悬挂起来，将一个小球从某一高度由静止释放，小球摆到最低点后将与另一小球发生碰撞。实验中仅有天平和刻度尺两种测量工具，请说明要测量的物理量，以及利用测量量验证动量守恒定律的表达式________。 三、解答题 17. 如图所示，质量为、电荷量为的带电粒子，以速度沿垂直磁场方向射入磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场，不计带电粒子所受重力，求： （1）粒子在磁场中运动的轨迹半径； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求该电场的电场强度。 18. 如图所示，质量为的小球从距地面高处自由下落，与地面碰撞后竖直弹起的最大高度为。重力如速度为，不计空气阻力，求： （1）小球与地面碰撞前瞬间的速度； （2）小球与地面碰撞过程损失的机械能； （3）若小球与地面碰撞时间为，小球重力不可忽略，碰撞过程地面对小球平均作用力的大小。 19. 如图所示，在水平面上有两个根相距足够长的光滑平面金属导轨、。它们的电阻可忽略不计，在和之间接有阻值为的定值电阻，与俩导轨垂直放置的导体棒的质量，电阻.与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。现用的拉力使导体棒向右做加速直线运动。求： （1）中的感应电流方向； （2）当时，两端的电势差； （3）当速度达到最大后，撤去拉力，导体棒在减速至静止过程中，电阻上产生的焦耳热。 20. 在物理学的研究过程中，对变速运动的研究是从最简单的变速直线运动开始的。最简单的变速直线运动，速度应该是均匀变化的。速度随时间均匀变化的直线运动叫做匀变速直线运动，加速度为一定值。若某种变速运动的速度v是随位移x均匀变化的，请解答以下问题： （1）类比速度随时间均匀变化的运动中加速度a的定义，写出速度随位移均匀变化的运动中加速度的定义式，使也为定值； （2）如图所示，质量为m的金属棒放在宽度为L的光滑导轨上，导轨左侧连接阻值为R的电阻，金属棒和导轨电阻均不计。整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中。给金属棒一个水平向右的初速度，运动过程中金属棒始终与导轨垂直。 ①证明金属棒运动的速度v随位移x是均匀变化的，加速度为定值； ②a．请从牛顿运动定律的角度分析金属棒的加速度的变化情况； b．请从不变的角度分析金属棒的加速度的变化情况。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市顺义区第二中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试卷 一、单选题 1. 某束光射在半圆形玻璃砖上，并能通过玻璃砖的圆心，下列光路图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．光从空气进入玻璃砖，入射角大于折射角。故AB错误； CD．光从玻璃砖进入空气，入射角小于折射角。故C错误；D正确。 故选D。 2. 下列与热现象有关的说法正确的是（　　） A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一 C. 气体温度上升时，每个分子的热运动都变得更剧烈 D. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故 【答案】B 【解析】 【详解】A．布朗运动是指悬浮在液面上的微小颗粒的无规则运动，故A错误； B．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，故B正确； C．气体温度上升时，分子的平均动能变大，但不是每个分子的热运动都变得更剧烈，故C错误； D．压缩气体时气体表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的缘故，故D错误。 故选B。 3. 下图为某质点做简谐运动的位移－时间图像．由此可知 A. 该质点振动的振幅为20cm B. 该质点振动的周期为2s C. 0.5s 和1.5s两个时刻，质点具有相同的位移 D. 0.5s 和1.5s两个时刻，质点具有相同的速度 【答案】C 【解析】 【详解】A. 从图像可以看出振幅为10cm，A错误． B. 从图像看出振动周期为4s，B错误． CD. 从图像可以看出0.5s 和1.5s两个时刻，质点位移相同，但速度方向相反，C正确D错误． 4. 在光的双缝干涉实验中，能增大相邻条纹间距的做法是（　　） A. 减小双缝间距 B. 改用频率更高的入射光 C. 改用波长更短的入射光 D. 减小双缝与光屏间距 【答案】A 【解析】 【详解】根据公式 又 可知增大相邻条纹间距的做法：增大双缝与光屏间距；增大入射光的波长，即减小入射光的频率；减小双缝间距。 故选A。 5. 某交变电流瞬时值表达式为e=20sin100πt（V）。下列说法正确的是（　　） A. 此交流电的周期为0.02s B. 此交流电的频率为100Hz C. 此交流电的电动势的有效值为20V D. 当t=0.25s时，此交流电的电动势为20V 【答案】A 【解析】 【详解】A．此交流电的周期为 故A正确； B．此交流电的频率为 故B错误； C．此交流电的电动势的有效值为 故C错误； D．当t=0.25s时，此交流电的电动势为 故D错误。 故选A。 6. 某简谐横波沿x轴传播，波源的振动周期，时刻的波形如图所示，此时点向轴正方向运动，则（　　） A. 该波在向左传播 B. 该波的波速为 C. 时，质点处于波谷处 D. 时，质点运动到处 【答案】B 【解析】 【详解】A．时点向轴正方向运动，根据波形平移法可知，该波在向右传播，A错误； B．由图像可知波长为，则波速为 B正确； C．时点向轴正方向运动，又 可知质点处于波峰处，C错误； D．质点只是在平衡位置上下振动，并不会随波传播方向移动，D错误。 故选B。 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比，在原线圈两端加上随时间变化规律为的交变电压，交流电流表为理想电表，。则下列说法正确的是（ ） A. 电流表的示数为20A B. 电阻R两端的电压为 C. 电阻R消耗的功率为 D. 副线圈中产生的交变电流频率为50Hz 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．变压器输入电压的有效值为 所以输出电压为 即电阻R两端电压为20V 电阻R消耗的功率为 电流表的示数为 ，故ABC错误； D．变压器不改变交流电的频率，所以副线圈中产生的交变电流的频率为，故D正确。 故选D。 8. 分子势能随分子间距离r变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 处分子间表现为引力 B. 处分子间表现为引力 C. 时，越小分子势能越大 D. 分子间距离足够大时分子势能最小 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．分子势能为标量，在r=r2时，分子势能最小，则r2为平衡位置，分子力为零，由图可知r1处分子间表现为斥力。故ABD错误； C．由图可知时，r越小分子势能越大。故C正确。 故选C。 9. 如图所示，a、b是两个用同样的导线制成的单匝圆形闭合线圈，线圈半径。匀强磁场垂直于线圈平面，且磁感应强度随时间均匀减小。下列判断正确的是（　　） A. 线圈a、b中感应电流均为逆时针方向 B. 线圈a、b的感应电动势之比是 C. 线圈a、b的电阻之比是 D. 线圈a、b的感应电流之比是 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，磁感应强度减小，磁通量减小，a、b线圈都产生顺时针方向的电流，A错误； B．根据法拉第电磁感应定律得 所以线圈a、b的感应电动势之比为 B错误； C．根据电阻定律得 所以线圈a、b的电阻之比为 C错误； D．根据欧姆定律得 所以线圈a、b的感应电流之比为 D正确。 故选D。 10. 如图所示，一物体在与水平方向夹角为θ的恒定拉力F作用下以速度v做匀速直线运动。已知物体质量为m，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体运动时间为t的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F的冲量为Ftcosθ B. 摩擦力做功为−μmgvt C. 拉力和摩擦力的合力方向竖直向上 D. 合力做功为Fvt 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体所受拉力F的冲量大小是 拉力的冲量方向与拉力的方向相同，即方向与水平方向成角斜向右上方，故A错误； B．物体匀速运动，对物体受力分析，竖直方向 摩擦力做功为 故B错误； C．对物体受力分析，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，由平衡条件可知此时拉力和摩擦力的合力方向必定竖直向上此时与支持力的合力才能和重力平衡，故C正确； D．物体做匀速直线运动，受到的合外力为0，故合力做功为0，故D错误。 故选C。 11. 如图所示的电路中，、是两个完全相同的灯泡，为自感线圈（自感系数足够大，直流电阻不计）。为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关，、同时发光 B. 断开开关，先熄灭，闪亮后熄灭 C. 闭合开关和断开开关瞬间，中的电流方向相反 D. 闭合开关和断开开关瞬间，中的电流方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关瞬间，由于线圈的阻碍作用很大，故先亮，慢慢变亮，最终、亮度一样，A错误； B．闭合开关稳定后，由于线圈直流电阻不计，所以、两灯的电流一样，断开开关，线圈产生自感电动势，与、两灯构成回路，、两灯都是逐渐暗下去，B错误； CD．闭合开关稳定时，、和线圈中电流方向都向右；断开开关瞬间，电流方向由线圈决定，可知中的电流方向变为向左，中的电流方向还是向右，故闭合开关和断开开关瞬间，中的电流方向相反，中的电流方向相同，C正确，D错误。 故选C。 12. 如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒 B. 乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度 C. 减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功 D. 减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲、乙两人静止在水平冰面上，重力势能一定，开始动能为0，甲推乙后，两者动能增大，即甲推乙的过程中，甲和乙的机械能增大，A错误； B．甲推乙过程，由于两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力，则有 由于甲的质量小于乙的质量，则有 两人与冰面间的动摩擦因数相同，即减速过程的加速度大小相等，可知乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度，B正确； C．减速过程中，根据 根据上述，两人互推过程，动量大小相等，甲的速度大于乙的速度，则地面摩擦力对甲做的功大于对乙做的功，C错误； D．根据 根据上述，两人互推过程，动量大小相等，则减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大小等于对乙的冲量，D错误。 故选B。 13. 如图所示，P是绕有闭合线圈的螺线管，将一磁铁从距上端高处由静止释放，磁铁竖直穿过后落在海绵垫上。若仅增大，重复操作，磁铁穿过的过程与原来相比，下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通变化量将增大 B. 线圈对磁铁的平均阻力将变小 C. 通过线圈导线截面的电荷量相同 D. 磁铁在螺线管中都在做自由落体运动 【答案】C 【解析】 【详解】AC．若仅增大，对穿过线圈的磁通量没有影响，所以穿过线圈的磁通量变化相同，根据 可知通过线圈导线截面的电荷量相同。故A错误；C正确； B．若仅增大，磁铁经过线圈的时间减小，线圈中产生的感应电动势将增大，所以感应电流增大，线圈对磁铁的平均阻力将变大。故B错误； D．由于线圈的电磁阻尼作用，磁铁在螺线管中不可能做自由落体运动。故D错误。 故选C。 14. 在笔记本电脑的机身与显示屏的对应部位，分别装有磁体和霍尔元件。开启显示屏，磁体的磁场远离霍尔元件，元件不工作，屏幕正常显示：闭合显示屏，磁体的磁场靠近使得霍尔元件工作，屏幕熄灭，电脑也休眠。如图所示，一块长为a、宽为c、高为d的长方体霍尔元件，当有电流I沿长度方向流过，且有垂直于上表面、方向向上的磁感应强度为B的匀强磁场作用时，元件的前、后表面间形成电势差为U。电势差U控制屏幕的熄灭。已知电流I是电子定向移动形成的，电子电荷量为e，单位体积内的电子数目为n，下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的高 B. 前后表面间的电势差为 C. 自由电子所受静电力的大小为 D. 自由电子所受洛伦兹力大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．电流向右，电子向左定向移动，根据左手定则，电子所受洛伦兹力垂直纸面向外，电子打在前表面，前表面电势比后表面电势低，A错误； B．根据平衡条件 解得 解得 B正确； CD．自由电子所受静电力的大小为 根据平衡条件 电子所受洛伦兹力大小为 CD错误。 故选B。 二、实验题 15. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用_____（选填选项前的字母）。 A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）如图，为某同学用10等分游标卡尺测量小球直径，则直径d=___________mm （3）实验中测出单摆的摆线长为L、摆球直径为d、单摆完成n次全振动所用的时间为t，则重力加速度g=___________（用L、d、n、t表示）。 （4）该同学测得的g值偏大，可能的原因是________ A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动使摆线长度增加了 C. 开始计时的时候，秒表过迟按下 D. 实验中误将49次全振动数为50次 【答案】（1）AD （2）18.5 （3） （4）ACD 【解析】 【小问1详解】 实验时为了减小小球直径对实验结果的影响，在选取细线的长度时，应该选择细线的长度远远大于小球的直径，同时，为了减小实验过程中球受到空气阻力对实验结果的影响，需要尽量选择小球体积小但是质量相对大。故AD正确，BC错误。 故选AD。 【小问2详解】 由游标卡尺的读数方法可得 【小问3详解】 单摆周期小球的周期等于单摆完成一次全振动所用的时间，即 摆长等于摆线长再加上小球的半径，即联立解得 【小问4详解】 A．由单摆的周期公式可得，测摆线长时摆线拉得过紧，测量的摆长偏大，则重力加速度偏大，故A正确； B．振动中出现松动使摆线长度增加了，测量的摆长偏小，则重力加速度偏小，故B错误； C．开始计时的时候，秒表过迟按下，测量的周期偏小，则重力加速度偏大，故C正确； D．实验中误将49次全振动数为50次，，测量的周期偏小，则重力加速度偏大，故D正确。 故选ACD。 16. （1）某小组利用如图所示装置验证动量守恒定律。光电门1、2分别与数字计时器相连，两滑块A、B上挡光条的宽度相同，已测得两滑块A、B（包含挡光条）质量分别为m1、m2。 ①接通气源后，轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端_____________（选填“升高”或“降低”）一些。 ②实验前，滑块A、B静置于图中所示位置。用手向左轻推一下A，使其经过光电门1后与B发生碰撞，碰后两滑块先后通过光电门2。光电门1记录的挡光时间为t1，光电门2记录的挡光时间依次为t2、t3。若已知挡光条的宽度为d，则滑块A通过光电门1时的速度大小为v1=__________。为减小实验误差，应选择宽度________（选填“窄”或者“宽”）的挡光条。若m1、m2、t1、t2、t3满足关系式______________________________，则可验证动量守恒定律。 （2）某同学想用如图所示的装置验证碰撞过程动量守恒：用轻绳将两个小球（小球半径与绳长相比可忽略不计）悬挂起来，将一个小球从某一高度由静止释放，小球摆到最低点后将与另一小球发生碰撞。实验中仅有天平和刻度尺两种测量工具，请说明要测量的物理量，以及利用测量量验证动量守恒定律的表达式________。 【答案】 ①. 升高 ②. ③. 窄 ④. ⑤. 见详解 【解析】 【详解】（1）①[1]轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间说明滑块运动速度减小，说明导轨右边低，为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端升高一些。 ②[2]滑块经过光电门的瞬时速度近似等于平均速度，滑块A通过光电门1时的速度大小为 [3]由于将经过光电门的瞬时速度近似等于平均速度，为减小实验误差，应选择宽度适当窄一点的挡光条。 [4]同理可得碰撞后滑块B通过光电门2时的速度大小为 滑块A通过光电门2时的速度大小为 取向左为正方向，若要验证动量守恒定律，需满足 代入得 （2）[5]用天平测量小球A、B的质量、，小球A释放时到最低点的高度，B与A碰撞后分别上升的高度、。小球A从释放时到最低点由动能定理有 得 同理可得碰撞后小球B和小球A的速度为 若要验证动量守恒定律，需验证的表达式为 代入速度得 三、解答题 17. 如图所示，质量为、电荷量为的带电粒子，以速度沿垂直磁场方向射入磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场，不计带电粒子所受重力，求： （1）粒子在磁场中运动的轨迹半径； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求该电场的电场强度。 【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向下 【解析】 【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力可得 解得粒子在磁场中运动的轨迹半径为 （2）粒子在磁场中运动的周期为 粒子在磁场中运动的时间为 （3）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，可知电场力与洛伦兹力平衡，则有 解得 该电场的电场强度大小为，方向竖直向下。 18. 如图所示，质量为的小球从距地面高处自由下落，与地面碰撞后竖直弹起的最大高度为。重力如速度为，不计空气阻力，求： （1）小球与地面碰撞前瞬间的速度； （2）小球与地面碰撞过程损失的机械能； （3）若小球与地面碰撞时间为，小球重力不可忽略，碰撞过程地面对小球平均作用力的大小。 【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球做自由落体运动，则有 解得小球与地面碰撞前瞬间的速度为 方向竖直向下。 （2）小球与地面碰撞过程损失的机械能为 （3）小球与地面碰撞后，由机械能守恒 则小球与地面碰撞后瞬间速度为 方向竖直向上，规定竖直向上为正方向，由动量定理 解得碰撞过程地面对小球平均作用力的大小为 19. 如图所示，在水平面上有两个根相距足够长的光滑平面金属导轨、。它们的电阻可忽略不计，在和之间接有阻值为的定值电阻，与俩导轨垂直放置的导体棒的质量，电阻.与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。现用的拉力使导体棒向右做加速直线运动。求： （1）中的感应电流方向； （2）当时，两端的电势差； （3）当速度达到最大后，撤去拉力，导体棒在减速至静止过程中，电阻上产生的焦耳热。 【答案】（1）由流向；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据右手定则可知，导体棒中的感应电流方向由流向。 （2）当时，导体棒产生的电动势为 回路中的电流为 两端的电势差即为外电压，则有 （3）当速度达到最大时，导体棒受力平衡，则有 又 ，， 联立解得 撤去拉力，导体棒在减速至静止过程中，根据能量守恒可得回路中产生的总焦耳热为 电阻上产生的焦耳热为 20. 在物理学的研究过程中，对变速运动的研究是从最简单的变速直线运动开始的。最简单的变速直线运动，速度应该是均匀变化的。速度随时间均匀变化的直线运动叫做匀变速直线运动，加速度为一定值。若某种变速运动的速度v是随位移x均匀变化的，请解答以下问题： （1）类比速度随时间均匀变化的运动中加速度a的定义，写出速度随位移均匀变化的运动中加速度的定义式，使也为定值； （2）如图所示，质量为m的金属棒放在宽度为L的光滑导轨上，导轨左侧连接阻值为R的电阻，金属棒和导轨电阻均不计。整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中。给金属棒一个水平向右的初速度，运动过程中金属棒始终与导轨垂直。 ①证明金属棒运动的速度v随位移x是均匀变化的，加速度为定值； ②a．请从牛顿运动定律的角度分析金属棒的加速度的变化情况； b．请从不变的角度分析金属棒的加速度的变化情况。 【答案】（1）；（2）a见解析，b见解析 【解析】 【详解】（1）类比匀加速直线运动中加速度a的定义，可知 （2）①在导体棒速度从v0变为v的过程中取一极小时间∆t，设在这一段时间内，导体棒的速度从vi变为vit，因为时间极短，可认为这一段时间内安培力为一定值，根据动量定理可得 -BIL∆t=mvit-mvi 电路中电流为 联立可得 整理，得 因此导体棒的运动速度v随位移x均匀变化。 ②a根据牛顿第二定律 所以 所以随着速度的逐渐减小，加速度a也逐渐减小。 b根据加速度定义式，有 为定值，且以相同的，相同，变小，变大，所以随着速度的逐渐减小，加速度a也逐渐减小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $