精品解析：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 1. 保龄球运动既可以锻炼身体，又可以缓解心理压力。某同学设想了如下过程来模拟一次保龄球的投掷、运行、撞击的训练过程。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。 2. 如图所示，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，e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L。质量为m、带电量为的粒子从a点以初速度垂直电场线射入电场中，经电场偏转后从e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e点时速度v的大小及其方向与边的夹角； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小及方向； （3）粒子从a点运动到接收屏的时间t。 3. 如图所示，光滑绝缘水平面上PQ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B，质量为m、电阻为R的单匝直角梯形金属线框ACDE放在水平面上，ED边长为L，。现给线框施加一个水平向右的推力，使线框以速度v匀速进入磁场，当A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CD边始终与PQ垂直。求： （1）A点刚进磁场时线框中的电流I大小和刚进磁场时撤去推力线框的加速度a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Q； （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q及AE边的长度L′。 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）。一金属棒垂直导轨放置，与的距离也为，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 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 1. 保龄球运动既可以锻炼身体，又可以缓解心理压力。某同学设想了如下过程来模拟一次保龄球的投掷、运行、撞击的训练过程。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。 【答案】（1）33.6J （2）0.05 （3）是弹性碰撞 【解析】 【小问1详解】 对保龄球从到的过程，由动能定理可得 解得运动员对保龄球做的功 【小问2详解】 对保龄球从到的过程，由动能定理可得 解得 【小问3详解】 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 解得 碰撞中损失的机械能 解得 因此保龄球与球瓶之间的碰撞是弹性碰撞。 2. 如图所示，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，e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L。质量为m、带电量为的粒子从a点以初速度垂直电场线射入电场中，经电场偏转后从e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e点时速度v的大小及其方向与边的夹角； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小及方向； （3）粒子从a点运动到接收屏的时间t。 【答案】（1）2v0，方向与边的夹角 （2），方向垂直纸面向外； （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做平抛运动，竖直方向的加速度 到达e点时的竖直速度 则e点的速度大小 方向与边的夹角为，可得 【小问2详解】 粒子从e点到f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，粒子在磁场中做圆周运动的半径 则由 可得 【小问3详解】 粒子在电场中运动的时间 在磁场中运动的时间 粒子从磁场射出时的速度方向垂直于接收屏，则从f到接收屏的时间为 则总时间为 3. 如图所示，光滑绝缘水平面上PQ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B，质量为m、电阻为R的单匝直角梯形金属线框ACDE放在水平面上，ED边长为L，。现给线框施加一个水平向右的推力，使线框以速度v匀速进入磁场，当A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CD边始终与PQ垂直。求： （1）A点刚进磁场时线框中的电流I大小和刚进磁场时撤去推力线框的加速度a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Q； （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q及AE边的长度L′。 【答案】（1）， （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 当A点刚进磁场时，感应电动势为 线框中的电流大小 线框的加速度为 【小问2详解】 根据能量守恒定律可得，线框产生的焦耳热为 【小问3详解】 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， 所以 又 所以 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）。一金属棒垂直导轨放置，与的距离也为，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，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。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为 由得​ 代入得 由闭合电路欧姆定律可得，回路感应电流 时，磁感应强度 安培力大小 由楞次定律，可得导体棒中电流从到，由左手定则可得安培力沿导轨向上，金属棒受力平衡 联立解得 【小问2详解】 磁感应强度不变后，速度为时电动势为 感应电流 安培力大小 拉力功率 速度最大时加速度为0，受力平衡​​ 代入已知量整理得 解得 【小问3详解】 根据能量守恒 代入解得总焦耳热 与串联，焦耳热按电阻分配，故 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $