2023-2024学年贵州省贵阳市白云第一高级中学高二（上）月考物理试卷（9月份）（含答案）
文档属性
| 名称 | 2023-2024学年贵州省贵阳市白云第一高级中学高二（上）月考物理试卷（9月份）（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 703.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-07 20:56:21 | ||
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文档简介
2023-2024学年度第一学期9月考试
高二 物理 试卷
（考试时间75分钟，总分100分）
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）
1．“爆竹声中一岁除”，将一个质量为m的爆竹竖直向上抛出，它到达最高点时爆炸成质量不等的两块，其中一块的质量为，速度大小为v，忽略质量损失，则另一块的速度大小是（ ）
A．v B． C． D．
2．关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A．由B=可知，B与F成正比，与IL成反比
B．由B=可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场
C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
D．磁感应强度的方向与该处电流的受力方向垂直
3．2022年卡塔尔世界杯于北京时间11月21日至12月18日举行。在葡萄牙对阵乌拉圭的比赛中，著名球星C罗接队友传中，跳起头球打门，为葡萄牙打进关键一球。设C罗的质量为m，从静止下蹲状态向上起跳，经时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，重力加速度大小为g，在此过程中（ ）
A．地面对他的冲量大小为 B．地面对他的冲量大小为
C．地面对他的冲量大小为mv D．地面对他的冲量大小为
4．显像管的工作原理如图所示，图中阴影区域没有磁场时，从电子枪发出的电子打在荧光屏正中央的O点。为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的OA区间，则对阴影区域所加的磁场，说法正确的是（ ）
A．方向竖直向上
B．方向垂直于纸面向里
C．磁场越强，偏离中心越远
D．磁场越弱，偏离中心越远
5．2023年6月20日，中国“天宫”空间站电推进发动机首次实现在轨“换气”，电推进发动机如图所示，其工作原理为先将氙气等惰性气体转化为带电离子，然后把这些离子加速并喷出，以产生推进力，进而完成航天器的姿态控制、轨道修正、轨道维持等任务。已知电推进发动机功率为100kW，能够产生5.0N的推力，忽略惰性气体质量减少对航天器的影响，以下说法正确的是（ ）
A．电推进发动机工作时系统的机械能是守恒的
B．电推进发动机工作时系统的动量不守恒
C．惰性气体离子被加速后的速度约为20km/s
D．电推进发动机需要每秒约喷射千克惰性气体离子
6．如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a、b与直流电源相连，并用轻绳将其竖直悬挂于垂直于线框平面的匀强磁场中，整个装置质量为0.4kg，若ab棒受到的安培力大小为2N，某时刻剪断轻绳（不计空气阻力，g取），求此时整个装置的加速度大小（ ）
A．10
B．6
C．5
D．4
7．如图所示，两倾角为θ的光滑平行导轨间距为L，质量为m的导体棒垂直导轨放置，整个空间存在垂直导体棒的匀强磁场，现在导体棒中通由a到b的恒定电流，导体棒始终静止在导轨上，已知磁感应强度大小为B，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．若磁场方向竖直向上，则所通电流大小为
B．若磁场方向垂直斜面向上，则所通电流大小为
C．若磁场方向水平向左，则所通电流大小为
D．若磁场方向水平向右，则所通电流大小为
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．劳伦斯曾设计出回旋加速器，其工作原理示意图如图所示。设置于真空中的D形金属盒底面半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略。磁感应强度大小为B的匀强磁场与盒底面垂直，加速电压为U。若A处粒子源产生的无初速度的质子质量为m、带电荷量为，质子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（ ）
A．狭缝间应加高频交流电
B．所加交流电的周期应为质子圆周运动周期的一半
C．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
D．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关
9．如图所示的装置中，木块B放在光滑的水平桌面上，子弹A以水平速度射入木块后(子弹与木块作用时间极短)，子弹立即停在木块内．然后将轻弹簧压缩到最短，已知本块B的质量为M，子弹的质量为m，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（ ）
A．系统的动量不守恒，机械能守恒
B．系统的动量守恒，机械能不守恒
C．系统损失的机械能为
D．弹簧最大的弹性势能小于
10．2022年6月17日，我国新一代战舰预计将会配备电磁轨道炮，其原理可简化为如图所示（俯视图）装置。两条平行的水平轨道被固定在水平面上，炮弹（安装于导体棒ab上）由静止向右做匀加速直线运动，到达轨道最右端刚好达到预定发射速度v，储能装置储存的能量恰好释放完毕。已知轨道宽度为d，长度为L，磁场方向竖直向下，炮弹和导体杆ab的总质量为m，运动过程中所受阻力为重力的k（）倍，储能装置输出的电流为I，重力加速度为g，不计一切电阻、忽略电路的自感。下列说法正确的是（ ）
A．电流方向由b到a
B．磁感应强度的大小为
C．整个过程通过ab的电荷量为
D．储能装置刚开始储存的能量为
三、实验题（本题共2小题，共15分）
11．如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度，每次实验导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角记为θ。
（1）下列说法正确的是： 。（2分）
A．该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响
B．该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响
C．如果想增大θ，可以把磁铁的N极和S极对调
D．如果相减小θ，可以把接入电路的导体棒从①，④两端换成②、③两端
（2）若把电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力记为F；则当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为： 。（3分）
12.如图甲所示，某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：小车a的前端粘有橡皮泥，推动小车a使之做匀速运动后与原来静止在前方的小车b相碰并粘合成一体，继续做匀速运动。在小车a后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为，长木板下垫着小木块以平衡摩擦力。
（1）若已测得打点的纸带如图乙所示，并测得各计数点的间距（已标在图上），A为运动的起点，则应选 段来计算a碰撞前的速度，应选 段来计算a和b碰后的共同速度。（以上两空均填“AB” “BC” “CD”或“DE”）。（每空2分）
（2）已测得小车a的质量，小车b的质量，则碰前 ；碰后 。（每空3分）
四、解答题（本题共3小题，共39分）
13．（10分）冰壶是冬奥会的热门比赛项目，有“冰上国际象棋”的美誉。如图所示，红壶静止在大本营圆心O处，蓝壶沿图中直线（虚线）向红壶滑去，一段距离后与红壶发生正碰（碰撞时间极短）。已知蓝壶经过P点时的速度大小v0=4m/s，碰撞前、后的速度大小分别为、。两壶的质量相等，与冰面间的动摩擦因数均为=0.02，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）P、O两点之间的距离L；（4分）
（2）红壶前进的距离。（6分）
14．（11分）如图所示，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从x轴上M点进入电场和磁场，射入时速度方向与x轴正方向夹角为，进入电场和磁场后恰能做匀速圆周运动，然后从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，M、N之间的距离为L，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）电场强度E的大小和方向。（4分）
（2）小球从M点进入时速度的大小。（7分）
15．（18分）如图所示，AB为竖直平面内、半径的四分之一光滑圆弧轨道，BC和DE均为光滑水平轨道，AB与BC相切于B点，DE足够长，停在DE上的小车的上表面与BC等高。质量为的物块甲从轨道最高点A由静止释放，进入水平面后与原来静止的、质量为的物块乙发生弹性正碰，碰后取走甲，乙向右滑上小车。已知小车的质量，小车长，乙与小车之间的动摩擦因数为，甲和乙均可视为质点，g取。求：
（1）甲运动到圆弧轨道B点时受到的支持力大小；（5分）
（2）甲与乙碰撞后瞬间，乙的速度大小；（5分）
（3）若，乙在小车上滑动过程中产生的热量Q可能是多少（计算结果可含有）。（8分）
参考答案：
1．B
【详解】以其中一块的速度方向为正方向，爆竹在最高点爆炸，由动量守恒，可得
因为是到达最高点时爆炸，所以
将数据代入原式可得
所以另一块的速度大小为，故B正确。
故选B。
2．D
【分析】在磁场中磁感应强度有强弱，则由磁感应强度来描述强弱．将通电导线垂直放入匀强磁场中，即确保电流方向与磁场方向相互垂直，则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比．但这属于比值定义法．即B与F、I、L均没有关系，它是由磁场的本身决定．
如果通电导体与磁场平行放置，则导体不受安培力．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与该处的电流的受力方向垂直．
【详解】AC．磁感应强度，是比值定义法定义的物理量，B与F不成正比，与IL也不成反比，B是由磁场本身性质决定的物理量．故AC错误．
B．如果一小段通电导体与磁场平行放置，则导体不受安培力，不能说明此处没有磁场．故B错误．
D．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与该处的电流的受力方向垂直，故D正确．
【点睛】磁感应强度的定义式采用比值定义法，可知磁感应强度与该点是否放通电导线无关，由磁场本身的特性决定．
3．B
【详解】设竖直向上为正方向，由动量定理可知
解得
故选B。
4．C
【详解】AB．为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，电子应向上偏转，电子在磁场中受到的洛伦兹力应向上，根据左手定则可知，阴影区域所加磁场的方向垂直于纸面向外，故AB错误；
CD．电子在磁场内受到的洛伦兹力为
对于电子枪发出的相同速度的电子，磁场越强，所受洛伦兹力越大，偏转越厉害，偏离中心越远，故C正确，D错误。
故选C。
5．D
【详解】AB．电推进发动机工作时，推进力对系统做正功，系统的机械能增加，但系统所受合外力为0，系统的动量守恒，故AB错误；
CD．设惰性气体离子被加速后的速度为，时间内喷射惰性气体离子的质量为，则有
根据动量定理可得
联立可得
解得
电推进发动机需要每秒喷射惰性气体离子的质量为
故C错误，D正确。
故选D。
6．D
【详解】设ab的电阻为R，由电阻定律可知afedcb的电阻为5R，若ab中的电流为I，则afedcb中的电流为，ab棒受到的安培力大小为
方向竖直向上，afedcb边框，其有效长度为L，受到的安培力大小为
方向竖直向上，则线框受到的安培力大小为
剪断轻绳后，绳子拉力为0，整个装置合力向下大小为1.6N，据牛顿第二定律可知，加速度大小为
故选D。
7．B
【详解】A．磁场竖直向上，则安培力水平向右，受力分析如图
由共点力平衡可得
解得
故A错误；
B．若磁场垂直斜面向上，则安培力沿斜面向上，由共点力平衡可得
解得
故B正确；
C．若磁场方向水平向左，则安培力竖直向上，即
解得
故C错误；
D．若磁场方向水平向右，则安培力竖直向下，导体棒不能平衡，故D错误。
故选B。
8．AD
【详解】AB．为了使得粒子每次经过狭缝处时都能被加速，则狭缝间应加高频交流电，且所加交流电的周期应等于质子圆周运动的周期，选项A正确，B错误；
CD．质子离开回旋加速器时的最大动能满足
则质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关，选项C错误，D正确。
故选AD。
9．CD
【详解】AB．由于子弹射入木块过程中，二者之间存在着摩擦，故此过程系统机械能不守恒，子弹与木块一起压缩弹簧的过程中，速度逐渐减小到零，所以此过程动量不守恒，故整个过程中，系统动量、机械能均不守恒，故AB错误；
C．对子弹和木块由动量守恒定律及能量守恒定功率
联立解得系统损失的机械能为，故C正确；
D．由于子弹和木块碰撞有机械能损失，所以最终弹簧弹性势能小于子弹最初的动能，故D正确。
故选CD。
10．BCD
【详解】A．导体杆ab向右做匀加速直线运动，受到的安培力向右，根据左手定则可知，流过导体杆的电流方向由a到b，故A错误；
B．导体杆ab向右做匀加速直线运动，根据运动学公式可得
根据牛顿第二定律可得
又
联立解得磁感应强度的大小为
故B正确；
C．整个过程的运动时间为
整个过程通过ab的电荷量为
故C正确；
D．由于不计一切电阻、忽略电路的自感，根据能量守恒可知，储能装置刚开始储存的能量为
故D正确。
故选BCD。
11． BC DE 0.420/0.42 0.417
【详解】（1）[1][2]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，之后在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，但共同运动的速度大小应小于小车碰撞前做匀速运动的速度，故应选DE段来计算碰后共同的速度。
（2）[3][4]由图可知
,
碰前小车的速度为
碰前的总动量为
碰后小车的共同速度为
碰后的动量为
12． D
【详解】（1）[1]AB．该实验探究了导体棒通电长度和电流大小对安培力的影响，故AB错误；
C．根据安培力大小公式
F=BIL
平衡时
可知把磁铁的N极和S极对调，不改变B的大小，故F不变，夹角θ不变，故C错误；
D．把接入电路的导体棒从①，④两端换成②、③两端，则L减小，故安培力减小，夹角θ减小，故D正确。
故选D。
（2）[2] 若把电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力记为F，则
F=BIL
当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为
13．（1）；（2）
【详解】（1）设冰壶的质量为m，根据动能定理有
（3分）
解得
（1分）
（2）两壶碰撞前、后动量守恒，设红壶被碰后速度大小为v，则有
（2分）
（2分）
解得
（2分）
14．（1），竖直向上；（2）
【详解】（1）小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，则电场力必与重力等大反向。根据力的平衡有
（2分）
得
（1分）
重力的方向竖直向下，电场力的方向竖直向上，由于小球带正电，故电场强度方向竖直向上。（1分）
（2）小球在复合场中做匀速圆周运动，设小球速率为v，轨道半径为r，如图所示。根据洛伦兹力提供向心力有
（2分）
根据几何关系有
（3分）
联解得
（2分）
15．（1）30N；（2）；（3）见解析
【详解】（1）甲从A到B，机械能守恒
（2分）
在B点对甲受力分析有
（2分）
解得
（1分）
（2）甲与乙发生相碰后速度分别为、，有
（2分）
（2分）
解得
（1分）
（3）当乙滑上小车后，设乙刚好到小车最右端时与小车共速，速度为v，有：
（2分）
根据能量守恒有
（2分）
解得
（1分）
当时，乙将从小车的右端滑离小车，产生的热量
（1分）
当时，乙和小车最终将一起运动，产生的热量
（2分）
高二 物理 试卷
（考试时间75分钟，总分100分）
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）
1．“爆竹声中一岁除”，将一个质量为m的爆竹竖直向上抛出，它到达最高点时爆炸成质量不等的两块，其中一块的质量为，速度大小为v，忽略质量损失，则另一块的速度大小是（ ）
A．v B． C． D．
2．关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A．由B=可知，B与F成正比，与IL成反比
B．由B=可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场
C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
D．磁感应强度的方向与该处电流的受力方向垂直
3．2022年卡塔尔世界杯于北京时间11月21日至12月18日举行。在葡萄牙对阵乌拉圭的比赛中，著名球星C罗接队友传中，跳起头球打门，为葡萄牙打进关键一球。设C罗的质量为m，从静止下蹲状态向上起跳，经时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，重力加速度大小为g，在此过程中（ ）
A．地面对他的冲量大小为 B．地面对他的冲量大小为
C．地面对他的冲量大小为mv D．地面对他的冲量大小为
4．显像管的工作原理如图所示，图中阴影区域没有磁场时，从电子枪发出的电子打在荧光屏正中央的O点。为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的OA区间，则对阴影区域所加的磁场，说法正确的是（ ）
A．方向竖直向上
B．方向垂直于纸面向里
C．磁场越强，偏离中心越远
D．磁场越弱，偏离中心越远
5．2023年6月20日，中国“天宫”空间站电推进发动机首次实现在轨“换气”，电推进发动机如图所示，其工作原理为先将氙气等惰性气体转化为带电离子，然后把这些离子加速并喷出，以产生推进力，进而完成航天器的姿态控制、轨道修正、轨道维持等任务。已知电推进发动机功率为100kW，能够产生5.0N的推力，忽略惰性气体质量减少对航天器的影响，以下说法正确的是（ ）
A．电推进发动机工作时系统的机械能是守恒的
B．电推进发动机工作时系统的动量不守恒
C．惰性气体离子被加速后的速度约为20km/s
D．电推进发动机需要每秒约喷射千克惰性气体离子
6．如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a、b与直流电源相连，并用轻绳将其竖直悬挂于垂直于线框平面的匀强磁场中，整个装置质量为0.4kg，若ab棒受到的安培力大小为2N，某时刻剪断轻绳（不计空气阻力，g取），求此时整个装置的加速度大小（ ）
A．10
B．6
C．5
D．4
7．如图所示，两倾角为θ的光滑平行导轨间距为L，质量为m的导体棒垂直导轨放置，整个空间存在垂直导体棒的匀强磁场，现在导体棒中通由a到b的恒定电流，导体棒始终静止在导轨上，已知磁感应强度大小为B，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．若磁场方向竖直向上，则所通电流大小为
B．若磁场方向垂直斜面向上，则所通电流大小为
C．若磁场方向水平向左，则所通电流大小为
D．若磁场方向水平向右，则所通电流大小为
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．劳伦斯曾设计出回旋加速器，其工作原理示意图如图所示。设置于真空中的D形金属盒底面半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略。磁感应强度大小为B的匀强磁场与盒底面垂直，加速电压为U。若A处粒子源产生的无初速度的质子质量为m、带电荷量为，质子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（ ）
A．狭缝间应加高频交流电
B．所加交流电的周期应为质子圆周运动周期的一半
C．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
D．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关
9．如图所示的装置中，木块B放在光滑的水平桌面上，子弹A以水平速度射入木块后(子弹与木块作用时间极短)，子弹立即停在木块内．然后将轻弹簧压缩到最短，已知本块B的质量为M，子弹的质量为m，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（ ）
A．系统的动量不守恒，机械能守恒
B．系统的动量守恒，机械能不守恒
C．系统损失的机械能为
D．弹簧最大的弹性势能小于
10．2022年6月17日，我国新一代战舰预计将会配备电磁轨道炮，其原理可简化为如图所示（俯视图）装置。两条平行的水平轨道被固定在水平面上，炮弹（安装于导体棒ab上）由静止向右做匀加速直线运动，到达轨道最右端刚好达到预定发射速度v，储能装置储存的能量恰好释放完毕。已知轨道宽度为d，长度为L，磁场方向竖直向下，炮弹和导体杆ab的总质量为m，运动过程中所受阻力为重力的k（）倍，储能装置输出的电流为I，重力加速度为g，不计一切电阻、忽略电路的自感。下列说法正确的是（ ）
A．电流方向由b到a
B．磁感应强度的大小为
C．整个过程通过ab的电荷量为
D．储能装置刚开始储存的能量为
三、实验题（本题共2小题，共15分）
11．如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度，每次实验导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角记为θ。
（1）下列说法正确的是： 。（2分）
A．该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响
B．该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响
C．如果想增大θ，可以把磁铁的N极和S极对调
D．如果相减小θ，可以把接入电路的导体棒从①，④两端换成②、③两端
（2）若把电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力记为F；则当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为： 。（3分）
12.如图甲所示，某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：小车a的前端粘有橡皮泥，推动小车a使之做匀速运动后与原来静止在前方的小车b相碰并粘合成一体，继续做匀速运动。在小车a后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为，长木板下垫着小木块以平衡摩擦力。
（1）若已测得打点的纸带如图乙所示，并测得各计数点的间距（已标在图上），A为运动的起点，则应选 段来计算a碰撞前的速度，应选 段来计算a和b碰后的共同速度。（以上两空均填“AB” “BC” “CD”或“DE”）。（每空2分）
（2）已测得小车a的质量，小车b的质量，则碰前 ；碰后 。（每空3分）
四、解答题（本题共3小题，共39分）
13．（10分）冰壶是冬奥会的热门比赛项目，有“冰上国际象棋”的美誉。如图所示，红壶静止在大本营圆心O处，蓝壶沿图中直线（虚线）向红壶滑去，一段距离后与红壶发生正碰（碰撞时间极短）。已知蓝壶经过P点时的速度大小v0=4m/s，碰撞前、后的速度大小分别为、。两壶的质量相等，与冰面间的动摩擦因数均为=0.02，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）P、O两点之间的距离L；（4分）
（2）红壶前进的距离。（6分）
14．（11分）如图所示，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从x轴上M点进入电场和磁场，射入时速度方向与x轴正方向夹角为，进入电场和磁场后恰能做匀速圆周运动，然后从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，M、N之间的距离为L，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）电场强度E的大小和方向。（4分）
（2）小球从M点进入时速度的大小。（7分）
15．（18分）如图所示，AB为竖直平面内、半径的四分之一光滑圆弧轨道，BC和DE均为光滑水平轨道，AB与BC相切于B点，DE足够长，停在DE上的小车的上表面与BC等高。质量为的物块甲从轨道最高点A由静止释放，进入水平面后与原来静止的、质量为的物块乙发生弹性正碰，碰后取走甲，乙向右滑上小车。已知小车的质量，小车长，乙与小车之间的动摩擦因数为，甲和乙均可视为质点，g取。求：
（1）甲运动到圆弧轨道B点时受到的支持力大小；（5分）
（2）甲与乙碰撞后瞬间，乙的速度大小；（5分）
（3）若，乙在小车上滑动过程中产生的热量Q可能是多少（计算结果可含有）。（8分）
参考答案：
1．B
【详解】以其中一块的速度方向为正方向，爆竹在最高点爆炸，由动量守恒，可得
因为是到达最高点时爆炸，所以
将数据代入原式可得
所以另一块的速度大小为，故B正确。
故选B。
2．D
【分析】在磁场中磁感应强度有强弱，则由磁感应强度来描述强弱．将通电导线垂直放入匀强磁场中，即确保电流方向与磁场方向相互垂直，则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比．但这属于比值定义法．即B与F、I、L均没有关系，它是由磁场的本身决定．
如果通电导体与磁场平行放置，则导体不受安培力．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与该处的电流的受力方向垂直．
【详解】AC．磁感应强度，是比值定义法定义的物理量，B与F不成正比，与IL也不成反比，B是由磁场本身性质决定的物理量．故AC错误．
B．如果一小段通电导体与磁场平行放置，则导体不受安培力，不能说明此处没有磁场．故B错误．
D．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与该处的电流的受力方向垂直，故D正确．
【点睛】磁感应强度的定义式采用比值定义法，可知磁感应强度与该点是否放通电导线无关，由磁场本身的特性决定．
3．B
【详解】设竖直向上为正方向，由动量定理可知
解得
故选B。
4．C
【详解】AB．为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，电子应向上偏转，电子在磁场中受到的洛伦兹力应向上，根据左手定则可知，阴影区域所加磁场的方向垂直于纸面向外，故AB错误；
CD．电子在磁场内受到的洛伦兹力为
对于电子枪发出的相同速度的电子，磁场越强，所受洛伦兹力越大，偏转越厉害，偏离中心越远，故C正确，D错误。
故选C。
5．D
【详解】AB．电推进发动机工作时，推进力对系统做正功，系统的机械能增加，但系统所受合外力为0，系统的动量守恒，故AB错误；
CD．设惰性气体离子被加速后的速度为，时间内喷射惰性气体离子的质量为，则有
根据动量定理可得
联立可得
解得
电推进发动机需要每秒喷射惰性气体离子的质量为
故C错误，D正确。
故选D。
6．D
【详解】设ab的电阻为R，由电阻定律可知afedcb的电阻为5R，若ab中的电流为I，则afedcb中的电流为，ab棒受到的安培力大小为
方向竖直向上，afedcb边框，其有效长度为L，受到的安培力大小为
方向竖直向上，则线框受到的安培力大小为
剪断轻绳后，绳子拉力为0，整个装置合力向下大小为1.6N，据牛顿第二定律可知，加速度大小为
故选D。
7．B
【详解】A．磁场竖直向上，则安培力水平向右，受力分析如图
由共点力平衡可得
解得
故A错误；
B．若磁场垂直斜面向上，则安培力沿斜面向上，由共点力平衡可得
解得
故B正确；
C．若磁场方向水平向左，则安培力竖直向上，即
解得
故C错误；
D．若磁场方向水平向右，则安培力竖直向下，导体棒不能平衡，故D错误。
故选B。
8．AD
【详解】AB．为了使得粒子每次经过狭缝处时都能被加速，则狭缝间应加高频交流电，且所加交流电的周期应等于质子圆周运动的周期，选项A正确，B错误；
CD．质子离开回旋加速器时的最大动能满足
则质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关，选项C错误，D正确。
故选AD。
9．CD
【详解】AB．由于子弹射入木块过程中，二者之间存在着摩擦，故此过程系统机械能不守恒，子弹与木块一起压缩弹簧的过程中，速度逐渐减小到零，所以此过程动量不守恒，故整个过程中，系统动量、机械能均不守恒，故AB错误；
C．对子弹和木块由动量守恒定律及能量守恒定功率
联立解得系统损失的机械能为，故C正确；
D．由于子弹和木块碰撞有机械能损失，所以最终弹簧弹性势能小于子弹最初的动能，故D正确。
故选CD。
10．BCD
【详解】A．导体杆ab向右做匀加速直线运动，受到的安培力向右，根据左手定则可知，流过导体杆的电流方向由a到b，故A错误；
B．导体杆ab向右做匀加速直线运动，根据运动学公式可得
根据牛顿第二定律可得
又
联立解得磁感应强度的大小为
故B正确；
C．整个过程的运动时间为
整个过程通过ab的电荷量为
故C正确；
D．由于不计一切电阻、忽略电路的自感，根据能量守恒可知，储能装置刚开始储存的能量为
故D正确。
故选BCD。
11． BC DE 0.420/0.42 0.417
【详解】（1）[1][2]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，之后在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，但共同运动的速度大小应小于小车碰撞前做匀速运动的速度，故应选DE段来计算碰后共同的速度。
（2）[3][4]由图可知
,
碰前小车的速度为
碰前的总动量为
碰后小车的共同速度为
碰后的动量为
12． D
【详解】（1）[1]AB．该实验探究了导体棒通电长度和电流大小对安培力的影响，故AB错误；
C．根据安培力大小公式
F=BIL
平衡时
可知把磁铁的N极和S极对调，不改变B的大小，故F不变，夹角θ不变，故C错误；
D．把接入电路的导体棒从①，④两端换成②、③两端，则L减小，故安培力减小，夹角θ减小，故D正确。
故选D。
（2）[2] 若把电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力记为F，则
F=BIL
当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为
13．（1）；（2）
【详解】（1）设冰壶的质量为m，根据动能定理有
（3分）
解得
（1分）
（2）两壶碰撞前、后动量守恒，设红壶被碰后速度大小为v，则有
（2分）
（2分）
解得
（2分）
14．（1），竖直向上；（2）
【详解】（1）小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，则电场力必与重力等大反向。根据力的平衡有
（2分）
得
（1分）
重力的方向竖直向下，电场力的方向竖直向上，由于小球带正电，故电场强度方向竖直向上。（1分）
（2）小球在复合场中做匀速圆周运动，设小球速率为v，轨道半径为r，如图所示。根据洛伦兹力提供向心力有
（2分）
根据几何关系有
（3分）
联解得
（2分）
15．（1）30N；（2）；（3）见解析
【详解】（1）甲从A到B，机械能守恒
（2分）
在B点对甲受力分析有
（2分）
解得
（1分）
（2）甲与乙发生相碰后速度分别为、，有
（2分）
（2分）
解得
（1分）
（3）当乙滑上小车后，设乙刚好到小车最右端时与小车共速，速度为v，有：
（2分）
根据能量守恒有
（2分）
解得
（1分）
当时，乙将从小车的右端滑离小车，产生的热量
（1分）
当时，乙和小车最终将一起运动，产生的热量
（2分）
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