精品解析：浙江杭州市第十四中学等校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试卷

浙江省杭州市第十四中学2026-2027学年 高二上学期10月月考物理试卷 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分） 1. 电势单位“伏特”用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 牛顿曾说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”下列关于若干物理科学家及其所做科学贡献的叙述中，正确的是（　　） A. 牛顿提出了万有引力定律并成功算出了地球的质量 B. 库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用 C. 奥斯特发现了磁场对电流的作用力 D. 伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点 3. 如图所示的各电场中，A点电势比B点高，但场强比B点小的是（ ） A. B. C. D. 4. 以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是（ ） A. 图甲中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向外 B. 图乙中地磁场垂直于地面的磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下 C. 图丙中电风扇吹风是利用了反冲原理 D. 图丁中手接篮球时，手往往向后缩一下，是为了减小冲量 5. 如图所示，一物块在固定斜面上匀速下滑，不计空气阻力。物块在下滑过程中（ ） A. 所受合力的冲量为零 B. 所受支持力的冲量为零 C. 所受重力与摩擦力的合力做正功 D. 机械能守恒 6. 月球上的宇航员用测力计测得质量为的钩码重力为。已知月球绕地球做圆周运动的速度大小、月球半径、光速、引力常量。下列说法正确的是（ ） A. 月球的质量为 B. 月球的第一宇宙速度为 C. 月球上测力计弹簧的劲度系数是地球上的 D. 宇航员将激光射向地球，地球上测得激光速度大小为 7. 将直流电源、电阻、平行板电容器与开关连接成如图所示的电路。闭合开关，电路达到稳定状态。下列说法正确的是（ ） A. 此过程电源输出的能量等于电容器存储的电场能 B. 若增大电容器两极板间距离，有从到的电流流过电阻 C. 若断开开关，减小电容器两极板间距离，极板间电场强度增大 D. 若断开开关，在电容器两极板间插入电介质后，两极板间电势差增大 8. 一带正电粒子仅受静电力作用，从静止开始沿直线运动，0 ~ 4t0时间内，其速度v随时间t的变化图像是如图所示的三条线段。t0时刻、1.5t0时刻、3.5t0时刻粒子所在位置分别为a点、b点、c点。下列说法正确的是（ ） A. b点的电势比a点的高 B. b点的电场强度比a点的大 C. 粒子在a、c两点的电势能相等 D. 粒子在a、c两点受到的电场力大小相等 9. 如图所示，在直角三角形abc区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，ac＝2ab，边长bc＝L，一个粒子源在a点将质量为3m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，关于在磁场中运动时间最长的粒子，下列说法正确的是（ ） A. 粒子运动时间为 B. 入射点与出射点的最大间距为L C. 粒子运动速度的最大值为 D. 粒子轨迹上各点与ac边的最大距离为 10. 在建筑工地上的某次打桩过程中，质量为的重锤，从时刻开始由某一高度静止下落，时刻与质量为的桩发生撞击，随后一起运动，时刻桩静止于软土中。不计空气阻力，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，锤对桩的平均作用力大小为 B. 时间内，软土对桩的平均阻力大小为 C. 时间内，软土对桩做的功等于锤和桩的机械能损失 D. 时间内，锤的重力冲量值大于桩对锤作用力的冲量值 二、不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分） 11. 图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为E、磁感应强度为B）、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，B板电势高 B. 图乙中，、从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近P的粒子是 C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度 D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 12. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（　　） A. 车灯的电流变小 B. 路端电压变小 C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大 13. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将某霍尔元件置于两块完全相同、N极正对放置的磁体的间隙中。建立如图乙所示坐标系，当霍尔元件沿x方向移动时，由于不同位置的磁感应强度不同，在其上、下表面间产生的霍尔电压U不同（可用电压表测量）。当霍尔元件处于中间位置时，霍尔电压为0，将该点作为位移的零点；在中间位置附近，磁感应强度的大小与位移的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。已知该霍尔元件长、宽、厚分别为a、b、c，沿y方向的电流I保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 该仪表的刻度是均匀的 B. 该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向 C. 若霍尔元件的载流子为电子，当时，上表面的电势比下表面低 D. 要使该仪表测量更加灵敏（即越大），可以减小厚度c 三、实验题 14. “探究碰撞中的不变量”的实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。 （1）若A球质量为，半径为；B球质量为，半径为。A球与B球发生碰撞后，均向前水平飞出，则______。 A. ， B. ， C. ， D. ， （2）关于本实验，下列说法正确的是______（多选）； A. 小球每次都必须从斜槽上的同一位置由静止释放 B. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 C. 实验中需要用到铅垂线 D. 斜槽必须足够光滑且末端保持水平 （3）选取小题（1）中的两个小球完成实验后，用刻度尺测量、、与点的距离、，，若两球发生弹性碰撞，则下列式子成立的是______； A. B. C. 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。 （1）在测量一段长为的金属丝的电阻率实验中： ①用螺旋测微器测量金属丝的直径，此时示数如图1-甲所示，则直径_____mm。 ②利用多用电表粗测该金属丝的电阻：选用欧姆挡“×10”挡进行测量时，发现多用电表指针的偏转角度过大，因此需重新选择_____（选填“×1”或“×100”）挡，并需重新欧姆调零后，再次进行测量，若此时多用电表的指针如图1-乙所示，则测量结果为_____。 ③用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量该金属丝的电阻值，为了尽量提高测量精度，应该选择的测量电路图是图1中的_____（选填“丙”或“丁”）。 ④则该金属丝的电阻率_____（用题中相关字母、、表示）。 （2）在测定电池组，（两节干电池组成）的电动势和内阻实验中，某同学设计了如图2-甲所示的原理图并进行实验。其中定值电阻，毫安表量程为，内阻。 ①电阻箱的取值如图2-乙所示，将图2-甲中虚线框内电路视为电流表，其量程为_____mA。 ②将滑动变阻器的滑片移到端，闭合开关S；改变滑片位置，记下多组电压表的示数和毫安表的示数；根据实验所测数据描绘出如图2-丙所示的图线。根据图线求得电池组的电动势_____V，内阻_____。（结果均保留两位有效数字） 四、解答题 16. 如图甲所示，质量为m = 0.1 kg、电阻为R = 0.9 Ω、长为L = 1 m的导体棒MN，通过两根等长、质量不计的导电轻绳连在等高的两个固定点P、Q，固定点间距也为L。固定点间连接电动势未知、内阻为r = 0.1 Ω的直流电源。导体棒、导电轻绳以及电源构成闭合导体回路。导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B = 0.2 T的匀强磁场。导体棒静止时，轻绳与竖直方向的夹角θ = 37°，与导体棒垂直的截面如图乙所示，不计其他电阻，重力加速度为g = 10 m/s2。求： （1）导体棒所受安培力的方向，在图乙中______（选填“水平向右”或“水平向左”）； （2）导体棒所受安培力的大小； （3）直流电源的电动势 （4）若磁感应强度方向未知，磁感应强度最小值的大小。 17. 如图所示，长为的水平传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动，传送带的上表面与水平面相平，传送带的两端与光滑水平面平滑连接，轻弹簧左端连接在固定挡板上，质量为1 kg的物块A放在水平面上，质量均为3 kg的物块B和光滑圆弧体C静止在光滑水平面上，圆弧所对的圆心角为90°，圆弧的半径为R = 0.2 m，用力将物块A向左压缩轻弹簧至某一位置，由静止释放物块A，物块A刚好能匀减速滑过传送带，并与物块B发生弹性碰撞，物块A与传送带间的动摩擦因数，不计物块的大小，g取，，，求： （1）轻弹簧开始被压缩时具有的弹性势能； （2）物块A第二次在传送带上运动，因摩擦产生的内能为多少； （3）物块B滑离圆弧体C后，还能上升的高度为多少（B滑离C前，A未滑上圆弧体C） 18. 如图，有两个电性相同且质量分别为m、的粒子A、B，初始时刻相距，粒子A以速度沿两粒子连线向速度为0的粒子B运动，此时A、B两粒子系统的电势能等于。粒子B到达P点，此时两粒子相距最近，同时开始给粒子B施加一恒力，方向与速度方向相同。当粒子B的速度为时，粒子A恰好运动至P点且速度为0，A、B粒子间距离恢复为，这时撤去恒力。已知任意两带电粒子系统的电势能与其距离成反比，忽略两粒子所受重力。求：（m、、、均为已知量） （1）粒子B到达P点时的速度大小； （2）两粒子相距最近时的距离； （3）恒力作用的时间。 19. 如图所示，空间直角坐标系Oxyz中有一与xOz平面平行且边长为的正方形接收屏M，接收屏M的中心O'坐标为（0，l，0）。在O点存在一粒子源，可沿z轴负方向发射电荷量为＋q、质量为m的粒子，粒子速度大小在范围内均匀分布。已知整个空间存在沿x轴负方向的匀强磁场，沿z轴负方向发射速度为的粒子，恰好垂直打在接收屏上。若不计粒子重力及粒子间的相互作用，落在接收屏上的粒子不影响空间电、磁场，不考虑相对论效应。求： （1）磁感应强度大小； （2）速度为的粒子打击的位置坐标； （3）粒子从原点O射出后运动到接收屏M的时间取值范围； （4）若在整个空间再加一个沿x轴负方向、场强大小的匀强电场（图中未画出），求打到接收屏上粒子数占总粒子数的比例。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 浙江省杭州市第十四中学2026-2027学年 高二上学期10月月考物理试卷 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分） 1. 电势单位“伏特”用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由，， 可得 故选C。 2. 牛顿曾说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”下列关于若干物理科学家及其所做科学贡献的叙述中，正确的是（　　） A. 牛顿提出了万有引力定律并成功算出了地球的质量 B. 库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用 C. 奥斯特发现了磁场对电流的作用力 D. 伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点 【答案】D 【解析】 【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验并成功算出了地球的质量，故A错误； B．法拉第引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用，故B错误； C．奥斯特发现电流的磁效应，安培发现了磁场对电流的作用力，故C错误； D．伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点，故D正确。 故选D。 3. 如图所示的各电场中，A点电势比B点高，但场强比B点小的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．图中为正点电荷的电场，电场线由正电荷指向无穷远处，沿电场线方向电势降低，故；电场线越密场强越大，A点处电场线较密，故，故A错误； B．图中为等量异种电荷的电场，A、B两点位于两电荷连线的中垂线上，中垂线为等势线，故，故B错误； C．图中为匀强电场，场强处处相等，故；沿电场线方向电势降低，故，故C错误； D．图中沿电场线方向电势降低，故；电场线越密场强越大，B点处电场线较密，故，故D正确。 故选D。 4. 以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是（ ） A. 图甲中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向外 B. 图乙中地磁场垂直于地面的磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下 C. 图丙中电风扇吹风是利用了反冲原理 D. 图丁中手接篮球时，手往往向后缩一下，是为了减小冲量 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲为绕有线圈的铁环，根据右手螺旋定则，由环形螺线管的磁场分布规律可知，磁场被封闭在铁环内部并沿环的圆周方向闭合，铁环中心点的磁感应强度为零，故A错误； B．地磁场的极在地理南极附近、极在地理北极附近，地球外部磁感线由地理南极附近发出、回到地理北极附近，与图乙所示一致，故地磁场垂直于地面的分量在南半球竖直向上、北半球竖直向下，故B正确； C．电风扇吹风是电机带动扇叶旋转、扇叶对空气施力推动空气流动，并非依靠向后方喷出自身物质而获得反冲力，不属于反冲原理，故C错误； D．手接篮球时，篮球动量的变化量一定，由动量定理可知手对球的冲量不变，手向后缩是为了延长作用时间，再由可知可减小平均作用力，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，一物块在固定斜面上匀速下滑，不计空气阻力。物块在下滑过程中（ ） A. 所受合力的冲量为零 B. 所受支持力的冲量为零 C. 所受重力与摩擦力的合力做正功 D. 机械能守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．合外力冲量等于物块动量变化，匀速运动速度不变、动量变化量为0，因此物块所受合力的冲量为零，A正确； B．支持力大小不为零，物块下滑过程的作用时间不为零，根据冲量定义，支持力的冲量不为零，B错误； C．物块三力平衡，重力、支持力、摩擦力的总合力为0，因此重力与摩擦力的合力与支持力等大反向，方向垂直斜面向下，而物块位移沿斜面向下，该合力与位移方向垂直，做功为0，C错误； D．物块在下滑过程中，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，D错误。 故选 A。 6. 月球上的宇航员用测力计测得质量为的钩码重力为。已知月球绕地球做圆周运动的速度大小、月球半径、光速、引力常量。下列说法正确的是（ ） A. 月球的质量为 B. 月球的第一宇宙速度为 C. 月球上测力计弹簧的劲度系数是地球上的 D. 宇航员将激光射向地球，地球上测得激光速度大小为 【答案】A 【解析】 【详解】A． 钩码在月球表面的重力等于月球对它的万有引力，即  整理可得月球质量 ，故A正确； B． 月球的第一宇宙速度是近月卫星的环绕速度，满足  代入可得，故B错误； C．弹簧的劲度系数是弹簧本身的固有属性，由弹簧的材料、匝数、粗细等自身因素决定，和所处的星球环境无关，在地球和月球上劲度系数完全相同，故C错误； D． 根据狭义相对论的光速不变原理，任何惯性参考系中测得的真空中光速都为，不会因为月球的运动发生叠加，故D错误。 故选A 。 7. 将直流电源、电阻、平行板电容器与开关连接成如图所示的电路。闭合开关，电路达到稳定状态。下列说法正确的是（ ） A. 此过程电源输出的能量等于电容器存储的电场能 B. 若增大电容器两极板间距离，有从到的电流流过电阻 C. 若断开开关，减小电容器两极板间距离，极板间电场强度增大 D. 若断开开关，在电容器两极板间插入电介质后，两极板间电势差增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．闭合开关给电容器充电的过程中，有一部分能量在充电过程中通过电阻转化为焦耳热耗散，因此电源输出能量大于电容器存储的电场能，A错误； B．闭合开关稳定后，电容器两端电压等于电源电动势保持不变。若增大极板间距，由电容决定式可知减小，根据，电容器带电量减小，电容器放电，即存在从到的电流，B正确； C．断开开关后，电容器带电量保持不变。推导极板间场强： 可见场强和极板间距无关，因此减小极板间距时电场强度不变，C错误； D．断开开关不变，插入电介质后增大，由​可知电容增大，根据​，两极板间电势差会减小，D错误。 故选 B。 8. 一带正电粒子仅受静电力作用，从静止开始沿直线运动，0 ~ 4t0时间内，其速度v随时间t的变化图像是如图所示的三条线段。t0时刻、1.5t0时刻、3.5t0时刻粒子所在位置分别为a点、b点、c点。下列说法正确的是（ ） A. b点的电势比a点的高 B. b点的电场强度比a点的大 C. 粒子在a、c两点的电势能相等 D. 粒子在a、c两点受到的电场力大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．在0 ~ 2t0内，粒子做匀加速运动，加速度，电场方向与运动方向相同。沿电场线方向电势降低，则点电势比点低，故A错误。 B．在内加速度恒定，点与点电场强度大小相等，故B错误。 C．在时刻，速度 在时刻，处于的匀减速阶段，加速度 速度 则a、c两点动能相等，由能量守恒知电势能相等，故C正确。 D．设粒子质量为m，则点电场力大小 点电场力大小，两者不相等，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，在直角三角形abc区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，ac＝2ab，边长bc＝L，一个粒子源在a点将质量为3m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，关于在磁场中运动时间最长的粒子，下列说法正确的是（ ） A. 粒子运动时间为 B. 入射点与出射点的最大间距为L C. 粒子运动速度的最大值为 D. 粒子轨迹上各点与ac边的最大距离为 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意可知，粒子沿ab边界方向射入磁场，从ac边射出磁场时轨迹对应的圆心角最大，粒子在磁场中的运动时间最长，粒子速度最大时运动轨迹与bc相切 粒子运动轨迹如图所示 由几何关系可得∠a＝60°，∠b＝90°，bc＝L，则ab＝L 因为四边形abdO是正方形，所以粒子做圆周运动的半径r＝L 由几何关系可知∠aOe＝120° 粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvmB＝ 解得vm＝，故C错误； 则粒子在磁场中运动的最长时间为t＝T＝，故A错误； 入射点与出射点的最大间距为d＝r＝L，故B错误 粒子轨迹上各点与ac边的最大距离为d2＝r－r sin 30°＝，故D正确。 故选D。 10. 在建筑工地上的某次打桩过程中，质量为的重锤，从时刻开始由某一高度静止下落，时刻与质量为的桩发生撞击，随后一起运动，时刻桩静止于软土中。不计空气阻力，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，锤对桩的平均作用力大小为 B. 时间内，软土对桩的平均阻力大小为 C. 时间内，软土对桩做的功等于锤和桩的机械能损失 D. 时间内，锤的重力冲量值大于桩对锤作用力的冲量值 【答案】B 【解析】 【详解】AB．在时间内，重锤做自由落体运动，时刻重锤的速度大小为 重锤与桩发生撞击过程，根据动量守恒可得 解得撞击后瞬间的共同速度为 在时间内，以向上为正方向，以锤为对象，根据动量定理可得 代入数据解得桩对锤的平均作用力大小为 根据牛顿第三定律可知，锤对桩的平均作用力大小为； 以重锤和桩为整体，根据动量定理可得 代入数据解得软土对桩的平均阻力大小为，故A错误，B正确； C．在时间内，除了软土对桩做负功，碰撞过程也存在机械能损失，因此锤和桩的总机械能损失等于软土阻力做功的绝对值加上碰撞过程的机械能损失，故C错误； D．在时间内，由于锤的初、末速度均为0，锤的动量变化量为0，根据动量定理可知，锤的重力冲量值大小等于桩对锤作用力的冲量值大小，故D错误。 故选B。 二、不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分） 11. 图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为E、磁感应强度为B）、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，B板电势高 B. 图乙中，、从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近P的粒子是 C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度 D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图甲中磁场由N极指向S极即水平向右，等离子体沿图中箭头方向水平向里喷入，由左手定则可知正离子所受洛伦兹力竖直向下指向B板，正电荷在B板聚集、负电荷在A板聚集，故B板电势高，A正确； B．图乙中粒子经加速电场由静止加速，由动能定理 得 进入磁场后由洛伦兹力提供向心力 得轨道半径 与的电荷量相同，加速电压与磁感应强度也相同，的质量小则半径小，打在胶片上靠近P的位置，故B正确； C．图丙中粒子能沿直线匀速通过速度选择器时电场力与洛伦兹力平衡，即 解得，故C错误； D．图丁中回旋加速器交变电流的频率必须等于粒子在D形盒中做圆周运动的频率 该频率由、、决定，与粒子速度无关，故随速度增大频率保持不变，D错误。 故选AB。 12. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（　　） A. 车灯的电流变小 B. 路端电压变小 C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流变小，A正确； B．电路的路端电压为 变小，路端电压变小，B正确； C．总电流即干路电流为 减小，干路电流增大，C错误； D．电源总功率为 增大，总功率变大，D正确。 故选ABD。 13. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将某霍尔元件置于两块完全相同、N极正对放置的磁体的间隙中。建立如图乙所示坐标系，当霍尔元件沿x方向移动时，由于不同位置的磁感应强度不同，在其上、下表面间产生的霍尔电压U不同（可用电压表测量）。当霍尔元件处于中间位置时，霍尔电压为0，将该点作为位移的零点；在中间位置附近，磁感应强度的大小与位移的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。已知该霍尔元件长、宽、厚分别为a、b、c，沿y方向的电流I保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 该仪表的刻度是均匀的 B. 该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向 C. 若霍尔元件的载流子为电子，当时，上表面的电势比下表面低 D. 要使该仪表测量更加灵敏（即越大），可以减小厚度c 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 且 解得霍尔电压公式 以及在中间位置附近磁感应强度的大小与位移的大小成正比，可知，电压与位移成线性关系，故该仪表的刻度是均匀的，故A正确； B．当霍尔元件向轴正方向或负方向移动时，磁场的方向相反（时沿方向，时沿方向），导致霍尔电压的正负不同，因此可以通过电压的正负确定位移的方向，故B错误； C．当时，霍尔元件位于左侧磁体附近，合磁场方向沿方向，电流沿方向，若载流子为电子，电子定向移动方向沿方向，根据左手定则，电子受到的洛伦兹力沿方向（向下），电子聚集在下表面，下表面电势低，上表面电势高，故C错误； D．根据 得 减小厚度可以增大灵敏度，故D正确。 故选AD。 三、实验题 14. “探究碰撞中的不变量”的实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。 （1）若A球质量为，半径为；B球质量为，半径为。A球与B球发生碰撞后，均向前水平飞出，则______。 A. ， B. ， C. ， D. ， （2）关于本实验，下列说法正确的是______（多选）； A. 小球每次都必须从斜槽上的同一位置由静止释放 B. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 C. 实验中需要用到铅垂线 D. 斜槽必须足够光滑且末端保持水平 （3）选取小题（1）中的两个小球完成实验后，用刻度尺测量、、与点的距离、，，若两球发生弹性碰撞，则下列式子成立的是______； A. B. C. 【答案】（1）C （2）AC （3）A 【解析】 【小问1详解】 碰撞后两球均向前飞出，则入射球质量大于被碰球质量，即 同时为了实现两球对心正碰，两球的半径必须相等，即 故选C。 【小问2详解】 A．为保证每次碰撞前入射小球的速度相同，入射小球每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放，故A正确； B．由于两小球每次都是从同一位置开始做平抛运动，小球的水平射程能够反映小球的速度大小，所以实验中不用测量斜槽末端到水平地面的高度。故B错误； C．测量小球的水平射程时，要从斜槽末端的正下方测量，所以要用到重垂线，故C正确； D．斜槽末端一定要水平，只要入射小球每次释放的位置相同，就能使得每次碰撞前的速度相同，与斜槽是否光滑无关，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 若两球发生弹性碰撞，根据动量守恒及能量守恒有， 其中，， 整理得 故选A。 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。 （1）在测量一段长为的金属丝的电阻率实验中： ①用螺旋测微器测量金属丝的直径，此时示数如图1-甲所示，则直径_____mm。 ②利用多用电表粗测该金属丝的电阻：选用欧姆挡“×10”挡进行测量时，发现多用电表指针的偏转角度过大，因此需重新选择_____（选填“×1”或“×100”）挡，并需重新欧姆调零后，再次进行测量，若此时多用电表的指针如图1-乙所示，则测量结果为_____。 ③用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量该金属丝的电阻值，为了尽量提高测量精度，应该选择的测量电路图是图1中的_____（选填“丙”或“丁”）。 ④则该金属丝的电阻率_____（用题中相关字母、、表示）。 （2）在测定电池组，（两节干电池组成）的电动势和内阻实验中，某同学设计了如图2-甲所示的原理图并进行实验。其中定值电阻，毫安表量程为，内阻。 ①电阻箱的取值如图2-乙所示，将图2-甲中虚线框内电路视为电流表，其量程为_____mA。 ②将滑动变阻器的滑片移到端，闭合开关S；改变滑片位置，记下多组电压表的示数和毫安表的示数；根据实验所测数据描绘出如图2-丙所示的图线。根据图线求得电池组的电动势_____V，内阻_____。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 0.607##0.608##0.609 ②. ③. 19 ④. 丙 ⑤. （2） ①. 300 ②. 3.1 ③. 0.96 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器精度为0.01mm，故直径 [2]电表指针的偏转角度过大，说明待测电阻偏小，应选小倍率“”挡进行测量； [3]欧姆挡测电阻，阻值等于倍率乘以指针刻度数，结合图乙可知，测量结果 [4]因为待测电阻为19Ω，由 可知为了减小误差应采用电流表外接法，即选图丙； [5]根据 整理得到电阻率 【小问2详解】 [1]图乙可知电阻箱阻值，则改装后电流表量程为 代入题中数据得 [2][3]根据闭合电流欧姆定律得 整理得 结合图丙可知电动势为 图像斜率绝对值为 代入题中数据解得 四、解答题 16. 如图甲所示，质量为m = 0.1 kg、电阻为R = 0.9 Ω、长为L = 1 m的导体棒MN，通过两根等长、质量不计的导电轻绳连在等高的两个固定点P、Q，固定点间距也为L。固定点间连接电动势未知、内阻为r = 0.1 Ω的直流电源。导体棒、导电轻绳以及电源构成闭合导体回路。导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B = 0.2 T的匀强磁场。导体棒静止时，轻绳与竖直方向的夹角θ = 37°，与导体棒垂直的截面如图乙所示，不计其他电阻，重力加速度为g = 10 m/s2。求： （1）导体棒所受安培力的方向，在图乙中______（选填“水平向右”或“水平向左”）； （2）导体棒所受安培力的大小； （3）直流电源的电动势 （4）若磁感应强度方向未知，磁感应强度最小值的大小。 【答案】（1）水平向右 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，导体棒中电流方向垂直纸面向里，磁感应强度竖直向上。由左手定则可知，安培力方向水平向右。 【小问2详解】 以导体棒为研究对象，在垂直于棒的截面（图乙）内受三个力：重力、沿轻绳方向的拉力、水平向右的安培力。棒静止，由平衡条件，水平方向有 竖直方向有 代入数据联立解得 【小问3详解】 由安培力公式 可得棒中电流 回路中只有棒电阻与电源内阻，由闭合电路欧姆定律得电源电动势 【小问4详解】 磁感应强度方向未知时，棒仍静止于位置，电路中电流仍为 此时棒受力如图 由矢量三角形可知，当安培力与轻绳垂直时最小，最小值为 又安培力大小满足 故磁感应强度最小值为 17. 如图所示，长为的水平传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动，传送带的上表面与水平面相平，传送带的两端与光滑水平面平滑连接，轻弹簧左端连接在固定挡板上，质量为1 kg的物块A放在水平面上，质量均为3 kg的物块B和光滑圆弧体C静止在光滑水平面上，圆弧所对的圆心角为90°，圆弧的半径为R = 0.2 m，用力将物块A向左压缩轻弹簧至某一位置，由静止释放物块A，物块A刚好能匀减速滑过传送带，并与物块B发生弹性碰撞，物块A与传送带间的动摩擦因数，不计物块的大小，g取，，，求： （1）轻弹簧开始被压缩时具有的弹性势能； （2）物块A第二次在传送带上运动，因摩擦产生的内能为多少； （3）物块B滑离圆弧体C后，还能上升的高度为多少（B滑离C前，A未滑上圆弧体C） 【答案】（1）47J （2）64J （3）0.2m 【解析】 【小问1详解】 由图可知传送带上表面以的速度向右运动。物块被释放后先在光滑水平面上加速，再滑上传送带。物块能在传送带上匀减速滑动，说明物块的速度大于传送带，所受摩擦力沿带面向后，由牛顿第二定律 得 “刚好能匀减速滑过传送带”表明物块到达传送带右端时速度恰好减到与带速相同，即。设滑上传送带时速度为，由匀变速直线运动公式 代入数据得 左侧水平面光滑，由能量守恒，弹簧开始压缩时的弹性势能全部转化为物块离开弹簧时的动能，即 【小问2详解】 物块以滑离传送带后与物块发生弹性碰撞。取向右为正，由动量守恒和机械能守恒， 联立解得， 即碰后物块以向左返回，第二次滑上传送带。物块在带上向左滑动时，带面向右运动，物块所受摩擦力向右，大小 加速度大小仍为。物块先向左匀减速到零：所用时间 向左位移大小 此间传送带向右位移 故两者相对滑动路程 随后物块由静止向右匀加速，因其速度始终小于带速而一直相对滑动，向右返回到达右端时速度 所用时间 传送带位移 相对滑动路程 摩擦产生的内能等于滑动摩擦力乘以相对滑动路程，即 【小问3详解】 物块以滑上圆弧体后，圆弧面与水平面均光滑，、系统水平方向动量守恒。由图可知圆弧所对圆心角为，顶端切线沿竖直方向，故物块滑离时相对的速度沿切线即竖直方向，此时与水平速度相同，设为。由水平方向动量守恒 解得 设滑离时的竖直分速度为，此过程在上升高。由系统机械能守恒 代入数据解得 物块离开圆弧体后做抛体运动，水平方向以匀速，竖直方向以做竖直上抛，故还能上升的高度 18. 如图，有两个电性相同且质量分别为m、的粒子A、B，初始时刻相距，粒子A以速度沿两粒子连线向速度为0的粒子B运动，此时A、B两粒子系统的电势能等于。粒子B到达P点，此时两粒子相距最近，同时开始给粒子B施加一恒力，方向与速度方向相同。当粒子B的速度为时，粒子A恰好运动至P点且速度为0，A、B粒子间距离恢复为，这时撤去恒力。已知任意两带电粒子系统的电势能与其距离成反比，忽略两粒子所受重力。求：（m、、、均为已知量） （1）粒子B到达P点时的速度大小； （2）两粒子相距最近时的距离； （3）恒力作用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从初始时刻到粒子B到达点的过程，忽略重力，系统只受A、B之间的库仑力，合外力为零，系统动量守恒。两粒子相距最近时相对速度为零，即二者速度相同，均为。以方向为正方向，由动量守恒定律得 解得 【小问2详解】 由题意电势能与距离成反比，设，为常量。初始时相距，电势能 得 从初始到相距最近的过程只有库仑力做功，系统动能与电势能之和守恒，有 代入，解得 设最近距离为，由 得 【小问3详解】 恒力作用阶段：开始时B在点、A在点左侧处，二者速度均为；结束时A恰好运动至点且速度为0，两粒子距离恢复为，故B在点右侧处、速度为。由此得该阶段B的位移，A的位移 对系统用动量定理，库仑力为内力，外力只有恒力，有 对系统用功能关系，恒力做功 且恒力做功等于系统动能增量与电势能增量之和，且， 故 解得 联立解得 19. 如图所示，空间直角坐标系Oxyz中有一与xOz平面平行且边长为的正方形接收屏M，接收屏M的中心O'坐标为（0，l，0）。在O点存在一粒子源，可沿z轴负方向发射电荷量为＋q、质量为m的粒子，粒子速度大小在范围内均匀分布。已知整个空间存在沿x轴负方向的匀强磁场，沿z轴负方向发射速度为的粒子，恰好垂直打在接收屏上。若不计粒子重力及粒子间的相互作用，落在接收屏上的粒子不影响空间电、磁场，不考虑相对论效应。求： （1）磁感应强度大小； （2）速度为的粒子打击的位置坐标； （3）粒子从原点O射出后运动到接收屏M的时间取值范围； （4）若在整个空间再加一个沿x轴负方向、场强大小的匀强电场（图中未画出），求打到接收屏上粒子数占总粒子数的比例。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 磁场沿轴负方向，粒子初速度沿轴负方向，由左手定则可判断正电荷所受洛伦兹力沿轴正方向，且洛伦兹力始终与速度垂直，故粒子在平面内做匀速圆周运动，圆心在轴上。“垂直打在接收屏上”指打屏时速度垂直于屏面、即沿轴方向，故粒子恰好转过圆周，打屏点坐标等于半径；屏位于平面，故 由洛伦兹力提供向心力 解得 【小问2详解】 由半径公式 代入与得 设粒子转过圆心角时到达屏面，由几何关系 即 解得， 打屏点 因洛伦兹力无分量且初速度无分量，运动始终在平面内，故打屏位置坐标为 【小问3详解】 圆周运动角速度 所以角速度与速度大小无关，速度为的粒子半径 粒子能打到屏上需满足两个条件：一是轨迹能到达，即，得 二是打屏点坐标在屏范围内，由 得 解得 即 运动时间 当、时、，得 当、时、，得 因随增大而增大，及随增大而单调减小，故时间取值范围为 【小问4详解】 加电场后电场力沿轴负方向，方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度 由于磁场与电场都沿方向，平面内的圆周运动不受影响，故各粒子到达屏面的时间与第(3)问相同。打到屏上还需方向位移大小不超过屏的半边长，即 代入得 解得 由知，即，，对应 再结合第(3)问上限，得能打到屏上的粒子速度范围为 速度在内均匀分布，故打到屏上粒子数占总粒子数的比例为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $