精品解析:河北省邯郸市魏县六校2025-2026学年高二上学期12月联考物理试卷
2026-08-31
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内容正文:
高二年级12月联考
物 理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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--并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修第一册,选择性必修第二册第一章。
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. 下列对于安培力和电场力的说法正确的是( )
A. 试探电荷受到的电场力方向一定与电场强度方向相同
B. 通电导线在磁场中受到的安培力方向一定与磁场方向相同
C. 试探电荷在电场中电场强度不为0处受到的电场力一定不为0
D. 通电导线在磁场中磁感应强度不为0处受到的安培力一定不为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.试探电荷受到的电场力方向取决于电荷的正负:若,则电场力方向与电场方向同向;若,则反向。故A错误;
B.由左手定则可知,通电导线在磁场中受到的安培力方向一定与磁场方向垂直。故B错误;
C.根据电场的性质可知,试探电荷在电场中电场强度不为0处受到的电场力一定不为0。故C正确;
D.安培力公式为,若,但当电流方向与磁场方向平行(或)时,,则。因此,安培力可能为零,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,小球通过轻质弹性绳悬挂在水平天花板上,小球静止时位于O点。将小球拉至A点由静止释放,小球在A、B点间做简谐运动。下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能在运动过程中保持不变
B. 小球经过B点时处于失重状态
C. 小球经过O点时的加速度最大
D. 小球经过A点时的加速度为0
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球在运动过程中,除重力做功外还有轻质弹性绳做功,故小球机械能在变化,故A错误;
B.小球经过B点时加速度向下,故处于失重状态,故B正确;
C.O点为小球做简谐运动的平衡位置,所受合力为零,小球经过O点时的加速度为零,故C错误;
D.小球经过A点时的加速度竖直向上,不为0,故D错误。
故选B。
3. 垂直于纸面向里的匀强磁场中,质量相同的粒子a、b以沿虚线方向的相同速度从O点开始运动,运动轨迹如图所示,不计粒子间的作用力及粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子a的加速度小于粒子b的加速度
B. 粒子a的电荷量比粒子b的电荷量多
C. 相同时间内粒子a通过的路程大于粒子b通过的路程
D. 粒子a带负电
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据洛伦兹力提供向心力有
解得
粒子a、b质量相同,速度相同,可得电荷量越大,半径越小,可得粒子a的电荷量比粒子b的电荷量少。根据
可得粒子a的加速度小于粒子b的加速度,故A正确,B错误;
C.洛伦兹力始终与速度方向垂直,可知洛伦兹力不做功,可得粒子速度大小不变,则相同时间内粒子a通过的路程等于粒子b通过的路程,故C错误;
D.根据左手定则可知粒子a带正电,故D错误。
故选A。
4. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播,t=0时刻的波形图如图所示,已知乙波的频率为0.5Hz,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙波的传播速度之比为1:2
B. 甲、乙波的周期之比为1:2
C. 甲、乙波相遇时会发生干涉现象
D. 在甲波传播过程中遇到长度为2m的障碍物时,不会出现明显的衍射现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.两列横波在同一个均匀介质中传播,而波速由介质决定,因此甲乙波速相等,速度之比为,A错误;
B.乙的频率为,根据周期公式
解得
甲乙两列波波速相等有
根据速度公式
其中甲的波长,解得
因此甲乙周期之比为,B正确;
C.发生干涉现象的条件之一是两列波频率相同,而
所以两列波不会发生干涉现象,C错误;
D.甲的波长为,当障碍物尺寸与波长差不多时,发生明显衍射,因此在甲传播过程中,遇到长度为的障碍物时,会出现明显衍射。D错误。
故选B。
5. 如图所示,通过水平轻质弹簧连接着的小球甲、乙静止在光滑水平地面上。某时刻给小球甲一个瞬时冲量,使小球甲以水平向右、大小为6m/s的初速度开始运动。已知小球甲、乙的质量之比为1:2,则在弹簧第一次被压缩至最短前,小球乙的速度大小可能为( )
A. 1m/s B. 2.5m/s C. 3m/s D. 4m/s
【答案】A
【解析】
【详解】设小球甲的质量为,则小球乙的质量为,在弹簧第一次被压缩至最短时,两球恰好达到共速,根据动量守恒定律可得
代入数据解得
由于整个压缩过程,弹簧的弹力对小球做正功,小球乙做加速运动,因此在弹簧第一次被压缩至最短前,小球乙的速度大小应小于。
故选A。
6. 如图所示,一透明柱状的均匀介质的横截面是以圆心为O、半径为R的四分之一圆,AO、CO分别为圆的竖直、水平半径,B点为AO边的中点。某单色光从B点垂直于AO边射入介质中,恰好在圆弧面 AC上发生全反射。已知光在真空中的传播速度大小为c,不计光在介质中的多次反射,则光从B点传播到CO边所用的时间为( )
A. Rc B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示,光线射到圆弧面 AC上的点,经全反射后射到CO边上的点
得
光线恰好在圆弧面 AC上发生全反射,则
得
光在该介质中的传播速度为
由几何关系得
得
光从B点传播到CO边所用的时间为
故选D。
7. 如图所示,半径为R的竖直绝缘圆筒中有竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为点电荷)从圆筒顶端边缘某点以水平切线初速度开始运动,小球贴着筒壁运动时对筒壁的压力为0,小球运动至圆筒底端时的速度大小为初速度大小的2倍。已知重力加速度大小为g,则圆筒的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球一方面沿圆筒内部做匀速圆周运动,一方面在竖直方向在重力作用下向下做自由落体运动,合运动为螺旋运动。小球贴着筒壁运动时对筒壁的压力为0,根据洛伦兹力提供向心力有
小球运动至圆筒底端时的速度大小为初速度大小的2倍,已知小球竖直方向的速度与做圆周运动的速度方向垂直,可得竖直方向的速度为,有
可得
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. 2025年11月9日,在第十五届全国运动会开幕式现场,3个人形机器人代表粤港澳三地敲响青铜句鑃(gōu diào),带来一场跨越千年的梦幻对话。下列说法正确的是( )
A. 同一青铜句鑃被不同力度敲击后,自发振动的频率不同
B. 大小不一的青铜句鑃被相同力度敲击后,自发振动的频率不同
C. 观察者在接近产生声音的青铜句鑃的过程中,听到的声音的频率减小
D. 大小不一的青铜句鑃振动时产生的声音在空气中的传播速度大小相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A.同一青铜句鑃被不同力度敲击后,振动的幅度不同,但振动的频率相同,故A错误;
B.大小不一的青铜句鑃被相同力度敲击后,固有频率不同,自发振动的频率不同,故B正确;
C.观察者在接近产生声音的青铜句鑃的过程中,听到的声音的频率增大,故C错误;
D.声音传播的速度由与介质的种类有关,因此大小不一的青铜句鑃振动时产生的声音在空气中的传播速度大小相等,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,绝缘水平地面上固定有金属棒甲、乙(直径均可忽略),金属棒的长度均为L,且两棒间的距离为d,两金属棒中均通有垂直于纸面向外的电流I。已知通有电流I的金属棒周围某点的磁感应强度大小B满足关系式(d为该点到金属棒的距离,k为已知常量),则金属棒甲对金属棒乙的作用力( )
A. 方向水平向右 B. 方向水平向左
C. 大小为 D. 大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.两金属棒中均通有垂直于纸面向外的电流I,根据右手螺旋定则可得金属棒乙处的磁场竖直向上,根据左手定则可得金属棒甲对金属棒乙的作用力水平向左,故A错误,B正确;
CD.金属棒甲在金属棒乙处产生磁场大小为
根据可得金属棒甲对金属棒乙的作用力大小,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 我国科学家利用超重元素研究加速器装置首次合成了新核素䋯210。质谱仪可以用来测量新核素的比荷。某质谱仪的示意图如图所示,速度选择器内存在相互垂直的匀强磁场(未画出)和匀强电场,磁感应强度大小为B,电场强度大小为E。某带电粒子经加速电场加速后进入速度选择器。粒子沿直线通过速度选择器后垂直通过直线边界S由P点进入磁感应强度大小为2B、垂直于纸面向外的匀强磁场中,并打在胶片上的M点处。已知P、M两点的距离为d,不计带电粒子的重力。下列说法正确的是( )
A. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外
B. 该粒子带负电
C. 粒子在速度选择器中运动的速度大小为EB
D. 粒子的比荷为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由图可知,粒子通过狭缝P后向左偏转,所受洛伦兹力方向向左,根据左手定则可知,四指指向与粒子速度方向相同,则粒子带正电,因此粒子在速度选择器中受到的电场力水平向右,结合题意可知,粒子在速度选择器中受到的洛伦兹力水平向左,,根据左手定则可知,速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外,故A正确,B错误;
C.由于粒子在速度选择器中做直线运动,电场力与洛伦兹力平衡,则有
解得粒子在速度选择器中的速度大小为,故C错误;
D.由题可知,粒子在偏转磁场中圆周运动的半径为
洛伦兹力提供粒子圆周运动的向心力,则有
结合上述分析可知
联立解得粒子的比荷为,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:共54分。
11. 某同学利用图甲所示的装置来完成“用双缝干涉测量光的波长”实验。
(1)当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心时;测量头上的读数为0.770mm;当分划板中心刻线对齐第6条亮条纹中心时,测量头上的示数如图乙所示,此时读数为_______mm。由此可得相邻两亮条纹间的距离=_______mm。
(2)实验时测得双缝的间距为d,双缝到屏的距离为L,结合前面测得的,可知形成此干涉图样的单色光的波长λ=_______(用给定的物理量符号表示)。
(3)若将黄色滤光片更换为红色滤光片,则实验时相邻两亮条纹间的距离将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 13.870##13.871##13.869 ②. 2.620##2.62
(2)
(3)变大
【解析】
【分析】
【小问1详解】
[1]固定刻度露出,可动刻度对齐格,因此读数为
[2]从第1条到第6条亮条纹,共有个间隔,因此相邻亮条纹间距
【小问2详解】
根据双缝干涉相邻亮条纹间距公式
变形得波长
【小问3详解】
红光波长大于黄光波长,根据,、不变时,变大,相邻亮条纹间距变大。
【点睛】
12. 某实验小组采用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。半径相同、材料不同的小球a、b通过长均为L的轻质细线分别与水平天花板上的力传感器1、2连接,两小球静止时紧挨着,且两球球心在同一水平线上。用天平测得小球a、b的质量分别为m1、m2,已知当地重力加速度大小为g。
(1)将小球a向左拉至适当高度(细线绷直)由静止释放,为确保小球a、b碰撞后小球a不会反向弹回,选用的两小球质量关系为m1_______(填“>”“<”或“=”)m2。
(2)在满足第(1)问条件的情况下,某次实验时碰撞前瞬间力传感器1的示数为,碰撞后瞬间力传感器1、2的示数分别为F1、F2,则碰撞前瞬间小球a、b构成的系统动量大小_________,碰撞后瞬间小球a、b构成的系统动量大小_________,若两者在误差允许范围内相等,则可证明小球a、b碰撞过程中动量守恒。若关系式_________在误差允许范围内成立,则说明两小球发生的是弹性碰撞。(均用给定的物理量符号表示)
【答案】(1)> (2) ①. ②. ③.
【解析】
【分析】
【小问1详解】
为防止碰撞后入射小球反弹,根据碰撞规律,要求入射小球质量大于被碰小球质量,即
【小问2详解】
[1]对最低点的小球,由向心力公式
整理可得
碰撞前,静止,只有运动,因此系统总动量
[2]碰撞后,速度为,速度为,系统总动量为二者动量之和,即
[3]若为弹性碰撞,动能守恒
即
代入
即
约去整理得
【点睛】
13. 2025年11月14日,我国076两栖攻击舰首舰四川舰从上海沪东中华造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验。四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。某同学猜想的电磁弹射原理如图所示,间距为d的平行金属导轨固定在垂直于纸面向里的匀强磁场中,搭载有无人机的金属弹射体(可简化为导体棒)的总质量为m,弹射体垂直于导轨放置且始终与导轨接触良好。当弹射体中通有恒定电流I时,弹射体由静止开始做匀加速直线运动,在时间t内速度大小增至v。已知弹射体受到的阻力大小恒为f。求:
(1)磁场的磁感应强度大小B;
(2)时间t内安培力对弹射体做的功W。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
弹射体由静止开始做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动速度公式
得加速度
对弹射体受力分析,安培力大小为
根据牛顿第二定律
联立解得
【小问2详解】
匀加速直线运动中,时间内弹射体的位移为
安培力为恒力,根据动能定理
代入整理得
【点睛】
14. 如图所示,光滑水平地面与圆心为、半径R=7.5m的光滑固定圆槽在O点处相切。水平轻质弹簧左端固定在竖直挡板上,右端连接有物块,弹簧处于原长时物块静止于O点。将小球从圆槽上的P点由静止释放,小球运动到O点时与物块发生弹性碰撞(碰撞时间极短),物块第一次返回O点时恰好与小球第二次发生弹性碰撞。已知小球、物块的质量分别为m=10kg、M=30kg,小球、物块均可视为质点,且 ,重力加速度大小,弹簧始终处于弹性限度内。
(1)求第一次碰撞前瞬间小球的速度大小;
(2)求在小球与物块第一、二次碰撞期间弹簧的最大弹性势能E;
(3)已知质量为M的物块与劲度系数为k(未知)的弹簧构成弹簧振子,振子的振动周期公式,求弹簧的劲度系数k。
【答案】(1)
(2)1.35J (3)40N/m
【解析】
【小问1详解】
小球第一次碰撞前根据动能定理有
解得
【小问2详解】
小球与物块第一次发生弹性碰撞,有根据动量守恒有
能量守恒有
代入数据解得,
当物块速度第一次减为0时,弹簧的弹性势能最大,有
解得E=1.35J
【小问3详解】
由于,可知第一、二次碰撞期间可将小球视为在做摆长为R的单摆运动,周期
第一、二次碰撞期间物块做简谐运动的周期
小球与物块第一、二次碰撞的时间间隔
联立解得k=40 N/m
15. 在如图所示的直角坐标系中,一圆形区域内存在着垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场I,圆形区域的半径为R、圆心A点的坐标为;长均为2R的平行金属板M、N平行于x轴且左边缘均落在y轴上,两金属板间的距离也为2R;两金属板间存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场II。坐标为的P点有一粒子源,粒子源朝坐标系所在平面内的各个方向(与x轴正方向的夹角的取值范围为0~180°)均匀地发射大量速率均为v的同种带正电粒子(不计重力)。不计粒子间的相互作用和边缘效应。平行于y轴正方向入射的粒子恰能过坐标原点,并在金属板间沿x轴运动。若仅撤去匀强磁场II,则平行于y轴正方向入射的粒子恰能过金属板N的右边缘。
(1)求粒子的电荷量与质量的比值k;
(2)求磁场II的磁感应强度大小B';
(3)若将匀强磁场II的磁感应强度大小调整为原来的且撤去金属板间的电场,求能打在金属板M上的粒子占粒子源发射粒子的比例。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
平行于y轴正方向入射的粒子恰能过坐标原点,说明粒子在磁场I中的轨道半径
粒子在磁场I中运动时有
解得
【小问2详解】
粒子在金属板间能沿x轴运动,则有
仅撤去匀强磁场II,粒子在金属板间做类平抛运动,平行于x轴方向上有
平行于y轴方向上有
其中
解得
【小问3详解】
若将匀强磁场II的磁感应强度大小调整为原来的且撤去金属板间的电场,则粒子在金属板间做圆周运动,有
解得
结合前面分析可知,所有粒子都将以平行于x轴方向的速度射入金属板间设从P点以与x轴正方向的夹角为θ的方向射入磁场I的粒子,恰能从金属板M的右边缘飞出,粒子在金属板间做圆周运动的圆心角为α,轨迹如图所示,则有
粒子在金属板间运动时竖直方向上的位移大小
由几何关系有
解得
由此可知,能打在金属板M上的粒子占粒子源发射粒子的比例为
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高二年级12月联考
物 理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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--并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修第一册,选择性必修第二册第一章。
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. 下列对于安培力和电场力的说法正确的是( )
A. 试探电荷受到的电场力方向一定与电场强度方向相同
B. 通电导线在磁场中受到的安培力方向一定与磁场方向相同
C. 试探电荷在电场中电场强度不为0处受到的电场力一定不为0
D. 通电导线在磁场中磁感应强度不为0处受到的安培力一定不为0
2. 如图所示,小球通过轻质弹性绳悬挂在水平天花板上,小球静止时位于O点。将小球拉至A点由静止释放,小球在A、B点间做简谐运动。下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能在运动过程中保持不变
B. 小球经过B点时处于失重状态
C. 小球经过O点时的加速度最大
D. 小球经过A点时的加速度为0
3. 垂直于纸面向里的匀强磁场中,质量相同的粒子a、b以沿虚线方向的相同速度从O点开始运动,运动轨迹如图所示,不计粒子间的作用力及粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子a的加速度小于粒子b的加速度
B. 粒子a的电荷量比粒子b的电荷量多
C. 相同时间内粒子a通过的路程大于粒子b通过的路程
D. 粒子a带负电
4. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播,t=0时刻的波形图如图所示,已知乙波的频率为0.5Hz,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙波的传播速度之比为1:2
B. 甲、乙波的周期之比为1:2
C. 甲、乙波相遇时会发生干涉现象
D. 在甲波传播过程中遇到长度为2m的障碍物时,不会出现明显的衍射现象
5. 如图所示,通过水平轻质弹簧连接着的小球甲、乙静止在光滑水平地面上。某时刻给小球甲一个瞬时冲量,使小球甲以水平向右、大小为6m/s的初速度开始运动。已知小球甲、乙的质量之比为1:2,则在弹簧第一次被压缩至最短前,小球乙的速度大小可能为( )
A. 1m/s B. 2.5m/s C. 3m/s D. 4m/s
6. 如图所示,一透明柱状的均匀介质的横截面是以圆心为O、半径为R的四分之一圆,AO、CO分别为圆的竖直、水平半径,B点为AO边的中点。某单色光从B点垂直于AO边射入介质中,恰好在圆弧面 AC上发生全反射。已知光在真空中的传播速度大小为c,不计光在介质中的多次反射,则光从B点传播到CO边所用的时间为( )
A. Rc B. C. D.
7. 如图所示,半径为R的竖直绝缘圆筒中有竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为点电荷)从圆筒顶端边缘某点以水平切线初速度开始运动,小球贴着筒壁运动时对筒壁的压力为0,小球运动至圆筒底端时的速度大小为初速度大小的2倍。已知重力加速度大小为g,则圆筒的高度为( )
A. B. C. D.
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. 2025年11月9日,在第十五届全国运动会开幕式现场,3个人形机器人代表粤港澳三地敲响青铜句鑃(gōu diào),带来一场跨越千年的梦幻对话。下列说法正确的是( )
A. 同一青铜句鑃被不同力度敲击后,自发振动的频率不同
B. 大小不一的青铜句鑃被相同力度敲击后,自发振动的频率不同
C. 观察者在接近产生声音的青铜句鑃的过程中,听到的声音的频率减小
D. 大小不一的青铜句鑃振动时产生的声音在空气中的传播速度大小相等
9. 如图所示,绝缘水平地面上固定有金属棒甲、乙(直径均可忽略),金属棒的长度均为L,且两棒间的距离为d,两金属棒中均通有垂直于纸面向外的电流I。已知通有电流I的金属棒周围某点的磁感应强度大小B满足关系式(d为该点到金属棒的距离,k为已知常量),则金属棒甲对金属棒乙的作用力( )
A. 方向水平向右 B. 方向水平向左
C. 大小为 D. 大小为
10. 我国科学家利用超重元素研究加速器装置首次合成了新核素䋯210。质谱仪可以用来测量新核素的比荷。某质谱仪的示意图如图所示,速度选择器内存在相互垂直的匀强磁场(未画出)和匀强电场,磁感应强度大小为B,电场强度大小为E。某带电粒子经加速电场加速后进入速度选择器。粒子沿直线通过速度选择器后垂直通过直线边界S由P点进入磁感应强度大小为2B、垂直于纸面向外的匀强磁场中,并打在胶片上的M点处。已知P、M两点的距离为d,不计带电粒子的重力。下列说法正确的是( )
A. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外
B. 该粒子带负电
C. 粒子在速度选择器中运动的速度大小为EB
D. 粒子的比荷为
三、非选择题:共54分。
11. 某同学利用图甲所示的装置来完成“用双缝干涉测量光的波长”实验。
(1)当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心时;测量头上的读数为0.770mm;当分划板中心刻线对齐第6条亮条纹中心时,测量头上的示数如图乙所示,此时读数为_______mm。由此可得相邻两亮条纹间的距离=_______mm。
(2)实验时测得双缝的间距为d,双缝到屏的距离为L,结合前面测得的,可知形成此干涉图样的单色光的波长λ=_______(用给定的物理量符号表示)。
(3)若将黄色滤光片更换为红色滤光片,则实验时相邻两亮条纹间的距离将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 某实验小组采用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。半径相同、材料不同的小球a、b通过长均为L的轻质细线分别与水平天花板上的力传感器1、2连接,两小球静止时紧挨着,且两球球心在同一水平线上。用天平测得小球a、b的质量分别为m1、m2,已知当地重力加速度大小为g。
(1)将小球a向左拉至适当高度(细线绷直)由静止释放,为确保小球a、b碰撞后小球a不会反向弹回,选用的两小球质量关系为m1_______(填“>”“<”或“=”)m2。
(2)在满足第(1)问条件的情况下,某次实验时碰撞前瞬间力传感器1的示数为,碰撞后瞬间力传感器1、2的示数分别为F1、F2,则碰撞前瞬间小球a、b构成的系统动量大小_________,碰撞后瞬间小球a、b构成的系统动量大小_________,若两者在误差允许范围内相等,则可证明小球a、b碰撞过程中动量守恒。若关系式_________在误差允许范围内成立,则说明两小球发生的是弹性碰撞。(均用给定的物理量符号表示)
13. 2025年11月14日,我国076两栖攻击舰首舰四川舰从上海沪东中华造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验。四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。某同学猜想的电磁弹射原理如图所示,间距为d的平行金属导轨固定在垂直于纸面向里的匀强磁场中,搭载有无人机的金属弹射体(可简化为导体棒)的总质量为m,弹射体垂直于导轨放置且始终与导轨接触良好。当弹射体中通有恒定电流I时,弹射体由静止开始做匀加速直线运动,在时间t内速度大小增至v。已知弹射体受到的阻力大小恒为f。求:
(1)磁场的磁感应强度大小B;
(2)时间t内安培力对弹射体做的功W。
14. 如图所示,光滑水平地面与圆心为、半径R=7.5m的光滑固定圆槽在O点处相切。水平轻质弹簧左端固定在竖直挡板上,右端连接有物块,弹簧处于原长时物块静止于O点。将小球从圆槽上的P点由静止释放,小球运动到O点时与物块发生弹性碰撞(碰撞时间极短),物块第一次返回O点时恰好与小球第二次发生弹性碰撞。已知小球、物块的质量分别为m=10kg、M=30kg,小球、物块均可视为质点,且 ,重力加速度大小,弹簧始终处于弹性限度内。
(1)求第一次碰撞前瞬间小球的速度大小;
(2)求在小球与物块第一、二次碰撞期间弹簧的最大弹性势能E;
(3)已知质量为M的物块与劲度系数为k(未知)的弹簧构成弹簧振子,振子的振动周期公式,求弹簧的劲度系数k。
15. 在如图所示的直角坐标系中,一圆形区域内存在着垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场I,圆形区域的半径为R、圆心A点的坐标为;长均为2R的平行金属板M、N平行于x轴且左边缘均落在y轴上,两金属板间的距离也为2R;两金属板间存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场II。坐标为的P点有一粒子源,粒子源朝坐标系所在平面内的各个方向(与x轴正方向的夹角的取值范围为0~180°)均匀地发射大量速率均为v的同种带正电粒子(不计重力)。不计粒子间的相互作用和边缘效应。平行于y轴正方向入射的粒子恰能过坐标原点,并在金属板间沿x轴运动。若仅撤去匀强磁场II,则平行于y轴正方向入射的粒子恰能过金属板N的右边缘。
(1)求粒子的电荷量与质量的比值k;
(2)求磁场II的磁感应强度大小B';
(3)若将匀强磁场II的磁感应强度大小调整为原来的且撤去金属板间的电场,求能打在金属板M上的粒子占粒子源发射粒子的比例。
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