天津市第四十二中学2026-2027学年高三上学期开学测物理试卷

物理河西四十二中26秋高三开学考 27届高三物理开学检测 （25分）1．保龄球的训练过程如图所示，将一质量为的保龄球从点开始由静止向前掷出，球沿曲线运动。在点时，保龄球的下沿距离球道表面的高度为；脱手后，在点以的速度切入水平球道。球做直线运动，在球道上运动后以的速度在点与质量为球瓶发生正碰。碰后保龄球的速度。取，忽略空气阻力，忽略保龄球的滚动，球与球瓶均可看成质点。求： （1）运动员在掷球过程中对保龄球做的功； （2）保龄球与球道间的动摩擦因数； （3）通过计算判断保龄球与球瓶碰撞是否为弹性碰撞。 （25分）2．纸面内的矩形区域内有平行于向上的匀强电场，电场强度为，边长为，为边中点。正三角形区域内有垂直纸面的匀强磁场，其右侧有一个平行于的粒子接收屏，到接收屏的垂直距离为。质量为、带电量为的粒子从点以初速度垂直电场线射入电场中，经电场偏转后从点进入匀强磁场，随后从点射出磁场并打在接收屏上。粒子重力不计，忽略边缘效应。求： （1）粒子经过点时速度的大小及其方向与边的夹角； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小及方向； （3）粒子从点运动到接收屏的时间。 （25分）3．光滑绝缘水平面上右侧有垂直水平面向上的匀强磁场（磁场区域足够大），磁场的磁感应强度大小为，质量为、电阻为的单匝直角梯形金属线框放在水平面上边长为，，。现给线框施加一个水平向右的推力，使线框以速度匀速进入磁场，当点刚进磁场时撤去推力，线框恰能全部进入磁场，线框运动过程中边始终与垂直。求： （1）点刚进磁场时线框中的电流大小和刚进磁场时撤去推力线框的加速度的大小； （2）从撤去推力至线框全部进入磁场的过程，线框产生的焦耳热； （3）从撤去推力至线框全部进入磁场的过程，通过线框横截面的电荷量及边的长度。 （25分）4．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，、两端接有的电阻（体积不计）。一金属棒ab垂直导轨放置，与的距离也为，ab两端与导轨始终有良好接触，已知ab的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度按的规律开始变化，同时在平行于导轨方向的拉力作用下，处于静止状态，重力加速度。求： （1）时，拉力的大小； （2）时，磁感应强度开始保持不变，同时导体棒换用另一平行于导轨斜向上的拉力，在此拉力作用下由静止沿导轨向上运动，拉力的功率恒为，求ab棒获得的最大速度； （3）在（2）条件下，导体棒的速度从增加到，经过的时间，导体棒通过的位移为，求此过程中电阻上产生的焦耳热。 学科网（北京）股份有限公司 $《27届高三物理开学检测》参考答案 1.(1)33.6J(2)0.05(3)是弹性碰撞 1 W+mgh=。m哈-0 【详解】(1)对保龄球从A到B的过程，由动能定理可得 解得运动员对保龄球做的功W=33.6J 1 21 （②)对保龄球从B到C的过程，由动能定理可得m8=24-2m 21 解得1=0.05 (3)设碰后球瓶速度为，取保龄球碰撞前运动方向为正方向，碰撞过程动量守恒，根据动量守恒定律 有m4=m+my 解得=6m/s △E=m-m-m, ,21 碰撞中损失的机械能 2 2 解得△E=0 因此保龄球与球瓶之间的碰撞是弹性碰撞。 2.(1)2%,方向与ec边的夹角30° B= 43mvo (2) 3qL，方向垂直纸面向外： 18+3元)Z (3) 12v0 a=9E-5 【详解】(1)粒子在电场中做平抛运动，竖直方向的加速度m Vy= 2a- 3L=3v0 到达e点时的竖直速度 则e点的速度大小=V+(V5%)广=2y tano=业=1 方向与ec边的夹角 y,5,可得0=30 (2)粒子从点到于点做匀速圆周运动，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外；由几何关系，粒 r= 子在磁场中做圆周运动的半径2 %B=m是 则由 B=43m6 可得 3gL a IM E b (3)粒子在电场中运动的时间 a vo 60°2πr√3πL 在磁扬中运动的时间2360°y2 L = 粒子从磁场射出时的速度方向垂直于接收屏，则从到接收屏的时间为 2 18+3元)L t=t,+t2+t3= 则总时间为 12vo BLv B2Lv 3.(1)R,mR 2)3m2 1 mv mvR (3)BL,B2L2 【详解】(1)当A点刚进磁场时，感应电动势为E=BLv E BLv I= 线框中的电流大小R一R BIL B2Lv a= 线框的加速度为mmR 1 (2)根据能量守恒定律可得，线框产生的焦耳热为之)少 O= (3)线框恰能全部进磁场，即线框全部进入磁场时，速度为0，根据动量定理有-BIL△t=0-v, 9=I·△t mv 所以9=BL 又9=74=E r=4Φ、BL R L'=mvR 所以B2L2 4.(1)F=0.75N (2)Vm=2m/s (3)2=0.03J △B =S AB 【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为 △t △B =0.5T/s 由B=2-0.5t得△t 代入得E=0.5V 1=E=05A=0.25A 由闭合电路欧姆定律可得，回路感应电流R+r1+1 1=2s时，磁感应强度B=(2-0.5×2)T=1T 安培力大小F安=BL=0.25N 由楞次定律，可得导体棒中电流从b到，由左手定则可得安培力沿导轨向上，金属棒受力平衡 F+F安=mg sin8 联立解得F=0.75N (2)磁感应强度不变后，速度为V时电动势为E'=BLv 感应电流 R+r B2Lv 安培力大小 F安R+7 拉力功率P=Fv P -=mg sin0+ B2Lvm 速度最大时加速度为0，受力平衡Vm R+r 代入已知量整理得+2n-8=0 解得m=2m/s P= (3)根据能量守 代入解得总焦耳热a=0.06J R=0.03J R与r串联，焦耳热按电阻分配，故 2=08'R+