精品解析：江西九江市匡庐星瀚高级中学2025-2026学年度下学期3月高二物理试卷

江西省九江市匡庐星瀚高级中学2025-2026学年度下学期3月高二物理试卷 （考试时间75分钟，试卷满分100分） 一、选择题∶（本题共8小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-4题，只有一项是符合题目要求的每小题4分，第5-8题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。） 一、单选题 1. 质量为600g的篮球从0.8m高处由静止释放，落到水平地面后，反弹上升的最大高度为0.2m，若篮球与地面的接触时间为0.2s重力加速度取10m/s2，不计空气阻力，则篮球对地面的平均冲击力大小为（　　） A. 6N B. 12N C. 18N D. 24N 2. 如图为电吉他中电拾音器的基本结构。磁体附近的金属弦被磁化，在弦振动过程中线圈会产生感应电流，经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是（　　） A. 拾音器的工作原理是利用了电流的磁效应现象 B. 取走磁体，电吉他也能正常工作 C. 减少线圈匝数，可减小线圈中的感应电动势 D. 弦振动过程中，线圈中的电流方向不变 3. 如图所示，AB是固定在竖直平面内的光滑绝缘细杆，A、B两点恰好位于圆周上，杆上套有质量为m、电荷量为+q的小球(可看成点电荷)，第一次在圆心O处放一点电荷+Q，让小球从A点沿杆由静止开始下落，通过B点时的速度为，加速度为a1；第二次去掉点电荷，在圆周平面加上磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，让小球仍从A点沿杆由静止开始下落，经过B点时速度为，加速度为a2，则（ ） A. ＜ B. ＞ C. a1＜ a2 D. a1＞ a2 4. 如图，直角坐标xOy平面内，有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里，边界与x、y轴分别相切于a、b两点。一质量为m，电荷量为q的带电粒子从b点沿平行于x轴正方向进入磁场区域，离开磁场后做直线运动，经过x轴时速度方向与x轴正方向的夹角为60°，下列判断正确的是( ) A. 粒子带正电 B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为R C. 粒子运动的速率为 D. 粒子在磁场中运动的时间为 二、多选题 5. 海水中含有大量的正负离子，并在某些区域具有固定的流动方向，有人据此设计并研制出“海流发电机”，可用作无污染的电源，对海洋航标灯持续供电。“海流发电机”的工作原理如图所示，用绝缘防腐材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道上、下两个表面装有防腐导电板M、N，板长为a、宽为b（未标出），两板间距为d，将管道沿着海水流动方向固定于海水中，将航标灯L与两导电板M和N连接，加上垂直于管道前后面向后的匀强磁场，磁感应强度大小为B，海水流动方向向右，海水流动速率为v，已知海水的电阻率为，航标灯电阻不变且为R．则下列说法正确的是（　　） A. “海流发电机”对航标灯L供电的电流方向是 B. “海流发电机”产生感应电动势的大小是 C. 通过航标灯L电流的大小是 D. “海流发电机”发电的总功率为 6. 如图所示，在水平向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，以O点为圆心在竖直平面内的圆周上有M、N、P、Q四个点把圆周四等分，其中M、N与圆心等高，P、Q分别位于圆周的最高点和最低点。现将两根完全相同的长直导线垂直于纸面分别放在M、N处，并通入相同的电流，测得Q点处磁感应强度大小为B，则（ ） A. P点磁感应强度大小也为B B. P点磁感应强度大小为3B C. M处长直导线所受安培力方向水平向右 D. M处长直导线所受安培力方向斜向右下方 7. 回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在匀强磁场中，带电粒子经过回旋加速器加速后可以获得很大的动能。利用同一回旋加速器，仅改变高频交流电源的频率就可以实现对不同种类的粒子加速。用同一加速器先后加速质子和α粒子（α粒子的电荷数为2，质量数为4），不考虑粒子在D型盒狭缝中电场里的运动时间，下列说法正确的是（ ） A. 加速α粒子时所用的交流电源的频率是加速质子的2倍 B. 质子和α粒子最终获得的最大动能相等 C. 质子和α粒子在回旋加速器中加速的次数相等 D. 质子和α粒子在回旋加速器中运动的时间相等 8. 如图所示，在光滑绝缘倾角为的长斜面上有一个带电荷量为、质量为m的带电小滑块正在沿斜面向下滑动，某时刻速度为，此时加上平行斜面垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，从此时开始（　　） A. 小滑块经过时间离开斜面 B. 小滑块经过时间离开斜面 C. 小滑块在斜面上运动的位移大小为 D. 小滑块在斜面上运动的位移大小为 三、填空题（每空2分，共16分） 9. 如图所示，电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4Ω，线框放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，cd间的长度L=0.4m，运动的速度v=10m/s，线框的电阻不计。 （1）电路abcd中导体棒ab相当于电源，___________（a端或b端）相当于电源的正极。 （2）电源的电动势即产生的感应电动势E=__________V，电路abcd中的电流I=___________A。 （3）导体ab所受安培力的大小F=___________N，方向是___________。 10. 太阳磁暴产生的高能质子流可能撞击处在高轨道的卫星，导致一些卫星器件失效。该场景简化模型如图所示：在赤道平面内有质子流平行射向地球，假设在赤道上空的地磁场为环形区域匀强磁场，磁感应强度为B，方向与赤道平面垂直。已知地球半径为R，同步静止卫星轨道半径，有效磁场半径，质子电荷量为q，质量为m，不考虑质子间的相互作用及地球公转。则 （1）在图中，进入地磁场的质子将向__________偏转。（选填“左”、“右”、“垂直纸面向里”或者“垂直纸面向外”） （2）质子的速度至少为__________才可能撞击同步静止轨道上的卫星。 11. 将这只电流表接入图所示电路，在闭合开关S的瞬间，电流表指针向左偏，则电源的________端为正极（选填“A”、“B”） 四、实验题（每空2分，共20分） 12. 某实验小组的同学通过实验测量某电源的电动势和内阻。实验室提供的器材有： A.待测电源E（电动势约为4.5V，内阻r约为1Ω） B.滑动变阻器（0~20Ω） C.滑动变阻器（0~500Ω） D.电流表A（量程0.6A，内电阻约为1Ω） E.电压表V（量程2V，内电阻为1kΩ） F.定值电阻（阻值为2000Ω） G.定值电阻（阻值为200Ω） H.开关S一个、导线若干。 （1）为方便操作和减小误差，滑动变阻器应选________，定值电阻应选_______。（填表示器材前符号） （2）在方框内设计电路图，并注明各元件的符号_______。 （3）闭合开关，实验中发现电流表坏了，于是该同学在上面电路中不再使用电流表，同时用一电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连好电路后继续实验。若电阻箱的电阻为R，电压表的示数为U，则以为纵轴、为横轴，根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。（不考虑电表内阻对实验的影响）若直线的斜率为k，纵截距为b，则该电源的电动势________，内阻________（用k和b表示） 13. 如图所示的实验装置可以用来验证动量守恒定律。实验中用到质量分别为mA和mB的钢球A和B。（重力加速度取g） （1）主要实验步骤有： ①按图所示安装好实验装置，并使斜槽末端___________，在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸。在白纸上记下重垂线所指的位置O、。 ②先不放被碰小球B，让入射小球A球从斜槽上从同一位置C释放，重复多次，找到平均落地点P。 ③把B球放在支柱上，让入射小球A从同一位置C释放，使它们发生碰撞，重复多次，找到入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N。 ④测量并记录M、P到O点和N到的距离，分别用、表示。 （2）要求A、B两球的质量mA_______mB。（填>、<、=） （3）要求A、B两球半径相等，是为了保证A、B两球能发生___________。 （4）若斜槽末端距地面的高度为h，则A、B两球碰撞前，球A的速度大小___________。（用表示） （5）如果在误差允许范围内A、B两球的质量之比___________，则表明碰撞前后动量守恒。（用、表示） 五、解答题（每题8分，共24分） 14. 质量m1=10kg的小球在光滑的水平桌面上以v1=30m/s的速率向右运动，恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球，第二个小球的质量为m2=50kg，速率v2=10m/s．碰撞后，小球m2恰好停止，那么，碰撞后小球m1的速度是多大，方向如何？ 15. 如图所示的xOy平面直角坐标系内，在x≤a的区域内，存在着垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，位于坐标原点O的粒子源在xOy平面内沿各个方向发射速率相同的同种带正电的粒子．已知沿y轴正方向发射的粒子经时间t0恰好从磁场的右边界P(a，a)射出磁场．不计粒子的重力与相互作用力，求： (1)粒子的比荷； (2)磁场右边界有粒子射出区域的长度。 16. 如图所示，平面直角坐标系内，x轴上方有垂直坐标系平面向里、半径为R的圆形匀强磁场（大小未知），圆心为。x轴下方有一平行x轴的虚线MN，在其下方有磁感应强度方向垂直坐标系平面向外、大小为的矩形匀强磁场，磁场上边界与MN重合。在MN与x轴之间有平行与y轴、场强大小为的匀强电场（图中未画出），且MN与x轴相距（大小未知）。现有两相同带电粒子a、b以平行x轴的速度分别正对点、A点射入圆形磁场，经偏转后都经过坐标原点O进入x轴下方电场。已知粒子质量为m、电荷量大小为q，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。 （1）求磁感应强度的大小； （2）若电场沿y轴负方向，欲使带电粒子a不能到达MN，求的最小值； （3）若电场沿y轴正方向，，欲使带电粒子b能到达x轴上且距原点O距离最远，求矩形磁场区域的最小面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西省九江市匡庐星瀚高级中学2025-2026学年度下学期3月高二物理试卷 （考试时间75分钟，试卷满分100分） 一、选择题∶（本题共8小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-4题，只有一项是符合题目要求的每小题4分，第5-8题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。） 一、单选题 1. 质量为600g的篮球从0.8m高处由静止释放，落到水平地面后，反弹上升的最大高度为0.2m，若篮球与地面的接触时间为0.2s重力加速度取10m/s2，不计空气阻力，则篮球对地面的平均冲击力大小为（　　） A. 6N B. 12N C. 18N D. 24N 【答案】D 【解析】 【详解】根据运动学公式可知篮球和水平面碰撞前后篮球的速度大小分别为 v1， v22m/s， 令向下为正方向，根据动量定理有： Ft+mgt＝﹣mv1﹣mv2 代入数据： F×0.2+6×0.2＝﹣0.6×2﹣0.6×4 解得： F＝﹣24N A. 6N与分析不相符，故A项与题意不相符； B. 12N与分析不相符，故B项与题意不相符； C. 18N与分析不相符，故C项与题意不相符； D. 24N与分析相符，故C项与题意相符． 2. 如图为电吉他中电拾音器的基本结构。磁体附近的金属弦被磁化，在弦振动过程中线圈会产生感应电流，经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是（　　） A. 拾音器的工作原理是利用了电流的磁效应现象 B. 取走磁体，电吉他也能正常工作 C. 减少线圈匝数，可减小线圈中的感应电动势 D. 弦振动过程中，线圈中的电流方向不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．电吉他的拾音器由磁铁和线圈组成，钢弦被磁化，弹动钢弦，相当于线圈做切割磁感线运动，在线圈中就会产生对应的音频电流，利用了电磁感应的原理，故A错误； B．取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律，减少线圈的匝数可以减小线圈中的感应电动势，故C正确； D．弦振动过程中，螺线管磁通量有增加过程，有减小过程，所以线圈中电流方向变化，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，AB是固定在竖直平面内的光滑绝缘细杆，A、B两点恰好位于圆周上，杆上套有质量为m、电荷量为+q的小球(可看成点电荷)，第一次在圆心O处放一点电荷+Q，让小球从A点沿杆由静止开始下落，通过B点时的速度为，加速度为a1；第二次去掉点电荷，在圆周平面加上磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，让小球仍从A点沿杆由静止开始下落，经过B点时速度为，加速度为a2，则（ ） A. ＜ B. ＞ C. a1＜ a2 D. a1＞ a2 【答案】D 【解析】 【详解】AB．A点和B点在同一个等势面上，第一次小球从A点由静止运动到B点的过程中，库仑力对小球做功的代数和为零，根据动能定理，得 第二次小球从A点由静止运动到B点的过程中，洛伦兹力不做功，根据动能定理，得 所以 ，故AB错误； CD．小球第一次经过B点时，库仑力有竖直向下的分量，小球受的竖直方向的合力F1>mg ，由牛顿第二定律可知，小球经过B点时的加速度a1>g，小球第二次经过B点时，由左手定则可知，洛伦兹力始终与杆垂直向右，同时杆对小球产生水平向左的弹力，水平方向受力平衡。竖直方向只受重力作用，由牛顿第二定律可知，小球经过B点时的加速度a2=g ，所以a1>a2 ，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图，直角坐标xOy平面内，有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里，边界与x、y轴分别相切于a、b两点。一质量为m，电荷量为q的带电粒子从b点沿平行于x轴正方向进入磁场区域，离开磁场后做直线运动，经过x轴时速度方向与x轴正方向的夹角为60°，下列判断正确的是( ) A. 粒子带正电 B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为R C. 粒子运动的速率为 D. 粒子在磁场中运动的时间为 【答案】C 【解析】 【详解】粒子的轨迹如图所示，向下偏转，所以粒子带负电，根据几何知识可得 解得 故根据 可得粒子运动的速率为 从图中可知粒子轨迹所对圆心角为60°，故粒子在磁场中运动的时间为 故选C。 二、多选题 5. 海水中含有大量的正负离子，并在某些区域具有固定的流动方向，有人据此设计并研制出“海流发电机”，可用作无污染的电源，对海洋航标灯持续供电。“海流发电机”的工作原理如图所示，用绝缘防腐材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道上、下两个表面装有防腐导电板M、N，板长为a、宽为b（未标出），两板间距为d，将管道沿着海水流动方向固定于海水中，将航标灯L与两导电板M和N连接，加上垂直于管道前后面向后的匀强磁场，磁感应强度大小为B，海水流动方向向右，海水流动速率为v，已知海水的电阻率为，航标灯电阻不变且为R．则下列说法正确的是（　　） A. “海流发电机”对航标灯L供电的电流方向是 B. “海流发电机”产生感应电动势的大小是 C. 通过航标灯L电流的大小是 D. “海流发电机”发电的总功率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，海水中正、负离子受洛伦兹力的方向分别指向M板和N板，则M板带正电，N板带负电，发电机对航标灯提供电流方向是，胡A正确； B．在M、N两板间形成稳定的电场后，其中的正、负离子受电场力和洛伦兹力作用而平衡，在两板间形成稳定电压，则有 解得“海流发电机”产生感应电动势的大小为 故B错误； C．海水的电阻为 由闭合电路欧姆定律可得，通过航标灯的电流为 故C正确； D．“海流发电机”发电的总功率为 故D错误。 故选AC。 6. 如图所示，在水平向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，以O点为圆心在竖直平面内的圆周上有M、N、P、Q四个点把圆周四等分，其中M、N与圆心等高，P、Q分别位于圆周的最高点和最低点。现将两根完全相同的长直导线垂直于纸面分别放在M、N处，并通入相同的电流，测得Q点处磁感应强度大小为B，则（ ） A. P点磁感应强度大小也为B B. P点磁感应强度大小为3B C. M处长直导线所受安培力方向水平向右 D. M处长直导线所受安培力方向斜向右下方 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．Q点磁感应强度大小为B，则M、N处的导线在Q点产生的合磁场大小为2B，方向水平向左，根据对称性可知，M、N处的导线在P点产生的合磁场与在Q点产生的合磁场等大反向，即M、N处的导线在P点产生的合磁场大小为2B，方向水平向右，所以P点磁感应强度大小为3B，方向水平向右，故A错误，B正确； CD．根据右手螺旋定则可知，N处的导线在M处产生的磁场方向竖直向上，则M处磁场方向斜向右上方，根据左手定则，M处导线受安培力方向斜向右下方，故C错误，D正确。 故选BD。 7. 回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在匀强磁场中，带电粒子经过回旋加速器加速后可以获得很大的动能。利用同一回旋加速器，仅改变高频交流电源的频率就可以实现对不同种类的粒子加速。用同一加速器先后加速质子和α粒子（α粒子的电荷数为2，质量数为4），不考虑粒子在D型盒狭缝中电场里的运动时间，下列说法正确的是（ ） A. 加速α粒子时所用的交流电源的频率是加速质子的2倍 B. 质子和α粒子最终获得的最大动能相等 C. 质子和α粒子在回旋加速器中加速的次数相等 D. 质子和α粒子在回旋加速器中运动的时间相等 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带电粒子每个运动周期内被加速两次，交流电源每个周期方向改变两次，所以交流电源的周期等于粒子的运动周期T，根据牛顿第二定律有 解得 加速α粒子和质子时所用的交流电源的频率之比为 即加速质子时所用的交流电源的频率是加速α粒子的2倍，故A错误； B．设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子获得的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有 解得 粒子的最大动能为 质子和α粒子最终获得的最大动能之比为 即质子和α粒子最终获得的最大动能相等，故B正确； C．设粒子在回旋加速器中加速的次数为n，根据动能定理有 解得 质子和α粒子在回旋加速器中加速的次数之比为 即质子和α粒子在回旋加速器中加速的次数不相等，故C错误； D．粒子在回旋加速器中运动的时间为 即t与粒子比荷无关，所以质子和α粒子在回旋加速器中运动的时间相等，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，在光滑绝缘倾角为的长斜面上有一个带电荷量为、质量为m的带电小滑块正在沿斜面向下滑动，某时刻速度为，此时加上平行斜面垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，从此时开始（　　） A. 小滑块经过时间离开斜面 B. 小滑块经过时间离开斜面 C. 小滑块在斜面上运动的位移大小为 D. 小滑块在斜面上运动的位移大小为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB．小滑块受到斜面支持力为0，是小滑块离开斜面的临界条件，此时速度设为v，则有 应用速度公式可知经过的时间 故A错误，B正确； CD．运动的位移大小为 故C错误，D正确。 故选BD。 三、填空题（每空2分，共16分） 9. 如图所示，电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4Ω，线框放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，cd间的长度L=0.4m，运动的速度v=10m/s，线框的电阻不计。 （1）电路abcd中导体棒ab相当于电源，___________（a端或b端）相当于电源的正极。 （2）电源的电动势即产生的感应电动势E=__________V，电路abcd中的电流I=___________A。 （3）导体ab所受安培力的大小F=___________N，方向是___________。 【答案】 ①. a端 ②. ③. ④. ⑤. 水平向左 【解析】 【详解】（1）[1]根据右手定则导体棒ab中的电流方向从b到a，所以a端相当于电源的正极。 （2）[2][3]产生的感应电动势为 电路中的电流为 （3）[4][5]根据左手定则导体ab所受安培力的方向为水平向左，大小为 10. 太阳磁暴产生的高能质子流可能撞击处在高轨道的卫星，导致一些卫星器件失效。该场景简化模型如图所示：在赤道平面内有质子流平行射向地球，假设在赤道上空的地磁场为环形区域匀强磁场，磁感应强度为B，方向与赤道平面垂直。已知地球半径为R，同步静止卫星轨道半径，有效磁场半径，质子电荷量为q，质量为m，不考虑质子间的相互作用及地球公转。则 （1）在图中，进入地磁场的质子将向__________偏转。（选填“左”、“右”、“垂直纸面向里”或者“垂直纸面向外”） （2）质子的速度至少为__________才可能撞击同步静止轨道上的卫星。 【答案】（1）右 （2） 【解析】 【小问1详解】 由左手定则，进入地磁场的质子将向右偏转。 【小问2详解】 轨迹恰好和同步轨道外切时，如图所示，此时为能撞击同步静止轨道上的卫星最小半径，对应的质子速度最小； 可知轨迹半径为 由洛伦兹力提供向心力 解得质子的速度至少为 11. 将这只电流表接入图所示电路，在闭合开关S的瞬间，电流表指针向左偏，则电源的________端为正极（选填“A”、“B”） 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】[1]电流表左偏则说明电流由左端流入，开关闭合说明电流增大，则由楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，说明原磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，电流由上端流入；故A端为正极； 四、实验题（每空2分，共20分） 12. 某实验小组的同学通过实验测量某电源的电动势和内阻。实验室提供的器材有： A.待测电源E（电动势约为4.5V，内阻r约为1Ω） B.滑动变阻器（0~20Ω） C.滑动变阻器（0~500Ω） D.电流表A（量程0.6A，内电阻约为1Ω） E.电压表V（量程2V，内电阻为1kΩ） F.定值电阻（阻值为2000Ω） G.定值电阻（阻值为200Ω） H.开关S一个、导线若干。 （1）为方便操作和减小误差，滑动变阻器应选________，定值电阻应选_______。（填表示器材前符号） （2）在方框内设计电路图，并注明各元件的符号_______。 （3）闭合开关，实验中发现电流表坏了，于是该同学在上面电路中不再使用电流表，同时用一电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连好电路后继续实验。若电阻箱的电阻为R，电压表的示数为U，则以为纵轴、为横轴，根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。（不考虑电表内阻对实验的影响）若直线的斜率为k，纵截距为b，则该电源的电动势________，内阻________（用k和b表示） 【答案】（1） ①. B ②. F （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2] 为方便实验操作，滑动变阻器应选B；电压表量程较小，根据电压表改装可知应选阻值较大的定值电阻，可改装为 V 【小问2详解】 电路如图： 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律有 解得 根据图像的斜率与截距可知 ， 解得 ， 13. 如图所示的实验装置可以用来验证动量守恒定律。实验中用到质量分别为mA和mB的钢球A和B。（重力加速度取g） （1）主要实验步骤有： ①按图所示安装好实验装置，并使斜槽末端___________，在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸。在白纸上记下重垂线所指的位置O、。 ②先不放被碰小球B，让入射小球A球从斜槽上从同一位置C释放，重复多次，找到平均落地点P。 ③把B球放在支柱上，让入射小球A从同一位置C释放，使它们发生碰撞，重复多次，找到入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N。 ④测量并记录M、P到O点和N到的距离，分别用、表示。 （2）要求A、B两球的质量mA_______mB。（填>、<、=） （3）要求A、B两球半径相等，是为了保证A、B两球能发生___________。 （4）若斜槽末端距地面的高度为h，则A、B两球碰撞前，球A的速度大小___________。（用表示） （5）如果在误差允许范围内A、B两球的质量之比___________，则表明碰撞前后动量守恒。（用、表示） 【答案】（1）必须水平 （2） （3）对心正碰 （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 本实验是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，所以要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平。 【小问2详解】 为了保证碰撞后A不反弹，要求A、B两球的质量。 【小问3详解】 要求A、B两球的半径相等，是为了保证A、B两球能发生对心正碰。 【小问4详解】 根据题意可知，A球做平抛运动，则有， 解得。 【小问5详解】 设碰后A、B球的速度分别为、，由动量守恒定律有 由于小球在空中下落的高度相同，在空中的运动时间相同，则有 可得 解得 五、解答题（每题8分，共24分） 14. 质量m1=10kg的小球在光滑的水平桌面上以v1=30m/s的速率向右运动，恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球，第二个小球的质量为m2=50kg，速率v2=10m/s．碰撞后，小球m2恰好停止，那么，碰撞后小球m1的速度是多大，方向如何？ 【答案】20cm/s，方向向左 【解析】 【分析】本题考查了动量守恒定律 【详解】设向右的方向为正方向，动量守恒定律 碰撞后球m1的速度大小为20cm/s，方向向左。 15. 如图所示的xOy平面直角坐标系内，在x≤a的区域内，存在着垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，位于坐标原点O的粒子源在xOy平面内沿各个方向发射速率相同的同种带正电的粒子．已知沿y轴正方向发射的粒子经时间t0恰好从磁场的右边界P(a，a)射出磁场．不计粒子的重力与相互作用力，求： (1)粒子的比荷； (2)磁场右边界有粒子射出区域的长度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】（1）所有粒子在磁场中做运速圆周运动的半径r相同，对沿y轴正方向发射的粒子，从P点射出磁场。其运动的轨迹如图1所示. 由几何知识得 可得 可知 =60° 故此粒子在磁场中运动的轨迹圆弧对应的圆心角为120°，运动的时间为圆周运动周期的，即 可得 （2）如图2所示，当粒于轨迹圆直径的另一端点落在磁场的右边界上时，即为粒子从磁场右边界射出的最高点， 则 得 当粒子轨迹圆与磁场的右边界相切时.即为粒子从磁场布边界射出的最低点。则 得 故粒子从磁场右边界射出的区域长度为 . 16. 如图所示，平面直角坐标系内，x轴上方有垂直坐标系平面向里、半径为R的圆形匀强磁场（大小未知），圆心为。x轴下方有一平行x轴的虚线MN，在其下方有磁感应强度方向垂直坐标系平面向外、大小为的矩形匀强磁场，磁场上边界与MN重合。在MN与x轴之间有平行与y轴、场强大小为的匀强电场（图中未画出），且MN与x轴相距（大小未知）。现有两相同带电粒子a、b以平行x轴的速度分别正对点、A点射入圆形磁场，经偏转后都经过坐标原点O进入x轴下方电场。已知粒子质量为m、电荷量大小为q，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。 （1）求磁感应强度的大小； （2）若电场沿y轴负方向，欲使带电粒子a不能到达MN，求的最小值； （3）若电场沿y轴正方向，，欲使带电粒子b能到达x轴上且距原点O距离最远，求矩形磁场区域的最小面积。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）a、b平行进入圆形磁场，均进过原点O，则根据“磁聚焦”可知，粒子做圆周运动的半径大小与磁场区域半径大小相等，即 又 解得 （2）带电粒子a从O点沿y轴负方向进入电场后做减速运动，则由动能定理可得 解得 （3）若匀强电场沿y轴正方向，则粒子b从原点O沿x轴负向进入电场，做类平抛运动，设粒子b经电场加速度后的速度大小为v，在MN下方磁场做匀速圆周运动的轨道半径为，粒子b离开电场进入磁场时速度方向与水平方向夹角为，如图甲所示 则有 解得 又 则 在电场中 ， 在磁场中有 解得 如图乙所示，由几何关系可知，在矩形磁场中运动的圆心在y轴上，当粒子从矩形磁场右边界射出，且方向与x轴正方向夹角为时，粒子能够到达x轴，距离原点O最远。 则最小矩形区域水平边长为 竖直边长为 则最小面积为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $