精品解析：湖南省部分学校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试题

高一物理 考生注意： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 做曲线运动的物体所受合力一定是变力 C. 做圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心 D. 曲线运动的加速度一定变化 2. 下列应用与尖端放电现象无关的是（　　） A. 家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置 B. 高压设备中的导体表面尽量光滑，以减少高压设备上电能的损失 C. 超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服 D. 在高大建筑物屋顶安装一根尖锐的金属棒，用粗导线与接地装置连接以防止建筑物被雷击 3. 如图所示，轻杆一端固定在垂直于纸面的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 小球运动到最低点时，杆对球的作用力一定竖直向上 B. 小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下 C. 小球运动到左侧与圆心等高的A点时，杆对球的力沿杆向右 D. 在最低点和最高点，杆对球的弹力之差一定为2mg 4. 如图所示，光滑的矩形框ABCD处于竖直平面内，一根长为L的轻绳一端固定在A点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿在竖直边BC上。已知水平边AB边长为0.6L，AD、BC足够长，重力加速度为g。现使矩形框绕AD边匀速转动，则下列说法正确的是（　　） A. 若矩形框转动的角速度增大，则轻绳的拉力不变 B. BC边对小球的弹力随着矩形框转动角速度的增大而减小 C. 当BC边对小球的弹力大小为时，矩形框转动的角速度一定为 D. 当BC边对小球的弹力大小为mg时，矩形框转动的角速度一定为 5. 2024年3月20日8时31分，鹊桥二号中继星在我国文昌航天发射场成功发射升空，经过112小时的奔月飞行，鹊桥二号中继星经过近月制动，顺利进入近月200km，远月16000km的环月大椭圆轨道飞行。如图所示，轨道Ⅱ为环月大椭圆轨道，已知近月点到月球中心的距离为r1，远月点到月球中心的距离为r2，中继星在轨道Ⅱ上的环绕周期为T，轨道Ⅰ为近月轨道，月球半径为R，引力常量为G，由以上信息可求出（　　） A. 月球的质量为 B. 月球表面的重力加速度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球密度为 6. 如图所示，在正方形的四个顶点ABCD固定四个电荷量大小相等的点电荷，K、L、M、N分别为正方形四条边的中点，O为正方形的中心。已知A点处的点电荷为正电荷，L处场强方向垂直于BC向右，K点的场强方向沿KB方向指向B点，下列判断正确的是（ ） A. B点处的点电荷是正电荷 B. O点的电场强度为零 C. N点电场强度的方向垂直于AD边向左 D. K、L两点的场强之比为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个质量为m电荷量为+q且可视为质点的小球A。悬点O的正下方固定一体积较大的金属球B，其所带电荷量为+Q，小球A与金属球B的球心等高，两球心的距离为r，悬线与竖直方向的夹角为，已知静电力常量为k，重力加速度为g，B球半径相对于两球心距离r不可忽略，则（ ） A. 悬线对小球A的拉力大小为 B. 金属球B对小球A的库仑力大小为 C. 悬线对小球A的拉力大小为 D. 金属球B对小球A的库仑力大小为 8. 2024年2月10日新华网消息，国内天文团队利用清华大学—马化腾巡天望远镜，成功探测到一个距离地球2761光年的致密双星系统—TMTSJ0526。这一成果在线发表在国际权威天文学期刊《自然.天文学》上。如图所示，P、Q两颗星球组成的双量系统，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星质量分则为mp、mQ则（ ） A. P、Q轨道的半径之比为 B. P、Q的向心力之比为 C. P、Q的向心加速度之比为 D. P、Q的线速度之比为 9. 水平地面上有一质量为m的物体，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动。在0～6s内，F与时间t的关系及F的功率P与时间t的关系分别如图1、2所示，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ） A. 物体在0～6s内先做匀加速后做匀速运动 B. 物体在0～6s内的总位移大小为18m C. 物体的质量为2kg D. 在0～6s内克服摩擦力做功24J 10. 建筑装修中工人把建材吊运到楼上，为了避免建材与墙壁或窗户发生碰撞，静止站在地面上的工人将建材拉离墙面一定距离，上料机缓慢向上拉绳。距地面高度为9m的上料机A拉着质量为的建材B往高处运送，一质量为的工人C在地面上离墙9m处拉绳，在某一时刻，建材B距离上料机A竖直高度为2m，与墙面的距离为1m，人拉绳端离地面的高度为1m，情景简化如图所示。若绳子可视为轻质细绳，工人与地面没有相对滑动，重力加速度g取，取2.24。下列说法正确的是（ ） A. 轻绳AB的拉力大小为627.2N B. 轻绳BC的拉力大小为500N C. 人对地面的压力大小为510N D. 人与地面的摩擦力大小为280N 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某实验小组同学利用频闪相机研究小球的平抛运动，得到了小球做平抛运动时的频闪照片。已知相机的闪光频率为f，选A位置的球心为坐标原点，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向建立坐标系，B、C、D三点的球心坐标结合比例尺换算成的实际距离已经标出，如图所示，则可得到竖直方向的加速度大小为______，平抛物体的初速度大小为______，位置D的竖直坐标为______（用、表示）。 12. 某实验小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度为g，实验时完成了如下的操作： a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上的B处； b.测量出遮光条的宽度d； c.将滑块移至图示位置的A处，测出遮光条到光电门的距离l； d.将质量为m的钩码通过细线与滑块连接，调节滑轮的高度使细线水平； e.释放滑块，测量遮光条经过光电门时的挡光时间； f.改变遮光条到光电门的距离，测量滑块经过光电门时相应的挡光时间。 （1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量及符号______ （2）遮光条通过光电门时的速度大小为______. （3）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了______，系统的动能增加量为______。 （4）改变l，做多组实验，作出如图2所示以l为横坐标，以为纵坐标的图像。若机械能守恒定律成立，则图像斜率为______. （5）关于实验中的操作及要求，下列操作中不必要的是______.（填选项序号）。 A. 使细线与气垫导轨平行 B. 钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量 C. 使位置A与B间的距离适当大些 13. 一个小物块以初速度冲上足够长的粗糙斜面，斜面倾角，物块与斜面间的动摩擦因数为，小物块在斜面上运动的图像如图所示，重力加速度g取，求斜面倾角的正弦值及物块与斜面间的动摩擦因数。 14. 如图所示，AB为半径的光滑圆弧轨道，对应的圆心角为，AB与水平粗糙轨道BC相切于B点，BC长度为，CD为半径的竖直固定的光滑半圆轨道，CD与BC相切于C点。将质量为.可视为质点的滑块从图中的A点由静止释放，重力加速度g取，，。 （1）求滑块运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小； （2）若滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数，滑块停在距B多远处? （3）若滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数，滑块能否到达D点?若能到达，滑块经过D点时对轨道的压力多大? 15. 如图所示，距离水平地面6h高处有水平向右的匀强电场，电场的宽度为3h，长度足够长，在电场上边界的上方距离为h处，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度（未知）水平向右抛出，小球进入电场后开始做直线运动，运动方向与水平方向的夹角为37°，小球最终落至水平地面上。已知重力加速度为g，小球可视为质点，忽略空气阻力，，求： （1）匀强电场的电场强度大小E和初速度大小； （2）小球从水平抛出到落地过程的总时间t； （3）落地点到抛出点的水平距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理 考生注意： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 做曲线运动的物体所受合力一定是变力 C. 做圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心 D. 曲线运动的加速度一定变化 【答案】A 【解析】 【详解】A．曲线运动的速度方向一定改变，因此曲线运动一定是变速运动，故A正确； B．做曲线运动的物体所受合力可以是恒力，比如平抛运动，故B错误； C．做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心，非匀速圆周运动的物体所受合力不一定指向圆心，故C错误； D．做曲线运动的物体所受合力可以是恒力，加速度可以不变，故D错误。 故选A。 2. 下列应用与尖端放电现象无关的是（　　） A. 家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置 B. 高压设备中的导体表面尽量光滑，以减少高压设备上电能的损失 C. 超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服 D. 在高大建筑物屋顶安装一根尖锐的金属棒，用粗导线与接地装置连接以防止建筑物被雷击 【答案】C 【解析】 【详解】避雷针、家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置及高压设备中导体表面尽量光滑，都与尖端放电有关；超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服是利用静电屏蔽，与尖端放电无关。 故选C。 3. 如图所示，轻杆一端固定在垂直于纸面的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 小球运动到最低点时，杆对球的作用力一定竖直向上 B. 小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下 C. 小球运动到左侧与圆心等高的A点时，杆对球的力沿杆向右 D. 在最低点和最高点，杆对球的弹力之差一定为2mg 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球运动到最低点时，杆的拉力和重力的合力竖直向上提供向心力，重力竖直向下，故杆对球的作用力一定竖直向上，故A正确； B．设杆的长度为，若匀速转动时，速度大小等于，则在最高点 得 故小球运动到最高点时，杆对球的作用力不一定竖直向下，故B错误； C．如图所示 当杆运动到左侧与圆心等高的A点时，小球受重力和杆的弹力，合力提供向心力，所以杆的弹力方向斜向右上方，不是指向圆心，故C错误； D．设在最高点时，杆的弹力为，在最低点时，杆的弹力为，当杆转动的角速度为时，，此时重力提供向心力，即 解得 当杆转动的角速度时，则在最高点，有 在最低点，有 所以 当杆转动的角速度时，在最高点，有 最低点 解得 故D错误。 故选A。 4. 如图所示，光滑的矩形框ABCD处于竖直平面内，一根长为L的轻绳一端固定在A点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿在竖直边BC上。已知水平边AB边长为0.6L，AD、BC足够长，重力加速度为g。现使矩形框绕AD边匀速转动，则下列说法正确的是（　　） A. 若矩形框转动的角速度增大，则轻绳的拉力不变 B. BC边对小球的弹力随着矩形框转动角速度的增大而减小 C. 当BC边对小球的弹力大小为时，矩形框转动的角速度一定为 D. 当BC边对小球的弹力大小为mg时，矩形框转动的角速度一定为 【答案】A 【解析】 【详解】A．设轻绳对小球的拉力大小为F，与竖直方向的夹角为θ，竖直方向有 解得小球对轻绳的拉力大小 绳的拉力不随着矩形框转动的角速度增大而增大，故A正确； B．当小球和矩形框一起转动，当BC边对小球的弹力为0时，有 解得 当角速度时，BC边对小球的弹力向外，则有 则ω增大，FN减小； 当时，BC边对小球的弹力向内，有 则ω增大，FN增大，故B错误； D．当时，BC边对小球的弹力为 当时，小球绕AD边做匀速圆周运动，弹力只能向内，则 解得 故D错误； C．当时，弹力可能向内，可能向外，弹力向内时，有 解得 弹力向外时，有 解得 故C错误。 故选A。 5. 2024年3月20日8时31分，鹊桥二号中继星在我国文昌航天发射场成功发射升空，经过112小时的奔月飞行，鹊桥二号中继星经过近月制动，顺利进入近月200km，远月16000km的环月大椭圆轨道飞行。如图所示，轨道Ⅱ为环月大椭圆轨道，已知近月点到月球中心的距离为r1，远月点到月球中心的距离为r2，中继星在轨道Ⅱ上的环绕周期为T，轨道Ⅰ为近月轨道，月球半径为R，引力常量为G，由以上信息可求出（　　） A. 月球的质量为 B. 月球表面的重力加速度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球密度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．设近月轨道的周期为T1，由开普勒第三定律得 航天器在轨道Ⅰ上运行时，由万有引力提供向心力有 解得 故A错误； B．根据万有引力与重力的关系 可得 故B正确； C．根据万有引力提供向心力有 可得第一宇宙速度为 故C错误； D．月球密度为 故D错误。 故选B。 6. 如图所示，在正方形的四个顶点ABCD固定四个电荷量大小相等的点电荷，K、L、M、N分别为正方形四条边的中点，O为正方形的中心。已知A点处的点电荷为正电荷，L处场强方向垂直于BC向右，K点的场强方向沿KB方向指向B点，下列判断正确的是（ ） A. B点处的点电荷是正电荷 B. O点的电场强度为零 C. N点电场强度的方向垂直于AD边向左 D. K、L两点的场强之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．L处场强方向垂直于BC向右，可知D点的点电荷为正电荷，由K点的场强方向沿KB方向指向B点，可知C点的点电荷为负电荷，B点的点电荷也为负电荷，故A错误； B．O点的电场强度指向L点，不为零，故B错误； C．N点的场强垂直于AD向右，故C错误； D．设AB长为2l，则 其中 ， 可得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个质量为m电荷量为+q且可视为质点的小球A。悬点O的正下方固定一体积较大的金属球B，其所带电荷量为+Q，小球A与金属球B的球心等高，两球心的距离为r，悬线与竖直方向的夹角为，已知静电力常量为k，重力加速度为g，B球半径相对于两球心距离r不可忽略，则（ ） A. 悬线对小球A的拉力大小为 B. 金属球B对小球A的库仑力大小为 C. 悬线对小球A的拉力大小为 D. 金属球B对小球A的库仑力大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】BD．体积较大的金属球B上的正电荷在A球的正电荷的电场的作用下，电荷分布发生了重新排布，不能认为电荷集中于B的球心，因此，小球A受到的库仑力不等于，以小球为研究对象，受力分析如图所示 则 故B错误，D正确； AC．由受力平衡可得 得 故A正确，C错误。 故选AD。 8. 2024年2月10日新华网消息，国内天文团队利用清华大学—马化腾巡天望远镜，成功探测到一个距离地球2761光年的致密双星系统—TMTSJ0526。这一成果在线发表在国际权威天文学期刊《自然.天文学》上。如图所示，P、Q两颗星球组成的双量系统，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星质量分则为mp、mQ则（ ） A. P、Q轨道的半径之比为 B. P、Q的向心力之比为 C. P、Q的向心加速度之比为 D. P、Q的线速度之比为 【答案】CD 【解析】 【详解】B．两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，故两星的角速度、周期相等，两星之间的万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力，所以它们的向心力大小相等，故B错误； A．由 有 故A错误； CD．由于P、Q具有相同的角速度，根据 根据 故CD正确。 故选CD。 9. 水平地面上有一质量为m的物体，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动。在0～6s内，F与时间t的关系及F的功率P与时间t的关系分别如图1、2所示，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ） A. 物体在0～6s内先做匀加速后做匀速运动 B. 物体在0～6s内的总位移大小为18m C. 物体的质量为2kg D. 在0～6s内克服摩擦力做功24J 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．在0～2s内，由知v与t成正比，物体做匀加速直线运动，2s时，由 得 2s时，F由6N突变为2N，P变为8W，之后保持不变，说明物体做匀速直线运动，由此得摩擦力，由牛顿第二定律 知 故AC正确； B．前2s物体的位移 后4s物体的位移 整个过程中总位移 故B错误； D．整个过程中克服摩擦力做功 故D错误。 故选AC。 10. 建筑装修中工人把建材吊运到楼上，为了避免建材与墙壁或窗户发生碰撞，静止站在地面上的工人将建材拉离墙面一定距离，上料机缓慢向上拉绳。距地面高度为9m的上料机A拉着质量为的建材B往高处运送，一质量为的工人C在地面上离墙9m处拉绳，在某一时刻，建材B距离上料机A竖直高度为2m，与墙面的距离为1m，人拉绳端离地面的高度为1m，情景简化如图所示。若绳子可视为轻质细绳，工人与地面没有相对滑动，重力加速度g取，取2.24。下列说法正确的是（ ） A. 轻绳AB的拉力大小为627.2N B. 轻绳BC的拉力大小为500N C. 人对地面的压力大小为510N D. 人与地面的摩擦力大小为280N 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．选取悬挂的建材为研究对象，受力如图所示 由平衡条件，水平方向 竖直方向 ， 联立两式并代入数据得 ， 故A正确，B错误； CD．选取工人为研究对象，受力分析如图所示 由平衡条件，水平方向 竖直方向 联立两式并代入数据得 ， 故C错误，D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某实验小组同学利用频闪相机研究小球的平抛运动，得到了小球做平抛运动时的频闪照片。已知相机的闪光频率为f，选A位置的球心为坐标原点，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向建立坐标系，B、C、D三点的球心坐标结合比例尺换算成的实际距离已经标出，如图所示，则可得到竖直方向的加速度大小为______，平抛物体的初速度大小为______，位置D的竖直坐标为______（用、表示）。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]相机的曝光时间为 A、B、C、D两两相邻位置的时间间隔为 由，可得 而 [2]平抛物体的初速度为 [3]设位置D的竖直坐标为，由于相邻的相等时间内的位移之差是定值，则 得 12. 某实验小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度为g，实验时完成了如下的操作： a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上的B处； b.测量出遮光条的宽度d； c.将滑块移至图示位置的A处，测出遮光条到光电门的距离l； d.将质量为m的钩码通过细线与滑块连接，调节滑轮的高度使细线水平； e.释放滑块，测量遮光条经过光电门时的挡光时间； f.改变遮光条到光电门的距离，测量滑块经过光电门时相应的挡光时间。 （1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量及符号______ （2）遮光条通过光电门时的速度大小为______. （3）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了______，系统的动能增加量为______。 （4）改变l，做多组实验，作出如图2所示以l为横坐标，以为纵坐标的图像。若机械能守恒定律成立，则图像斜率为______. （5）关于实验中的操作及要求，下列操作中不必要的是______.（填选项序号）。 A. 使细线与气垫导轨平行 B. 钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量 C. 使位置A与B间的距离适当大些 【答案】（1）滑块及遮光条的总质量M （2） （3） ①. ②. （4） （5）B 【解析】 【小问1详解】 为验证以滑块和遮光条及砝码为系统的机械能守恒，还需要测量滑块及遮光条的总质量M； 【小问2详解】 遮光条通过光电门时的速度为 【小问3详解】 [1] 在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量为 [2] 系统的动能增加量为 【小问4详解】 若系统的机械能守恒，则有 斜率 【小问5详解】 A．为了使细线的拉力等于滑块的合外力，应使细线与气垫导轨平行，故A必要； B．本实验是以钩码和滑块组成的系统，验证机械能守恒定律，不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故B不必要，故B错误； C．为便于数据处理，应使位置A与B间的距离适当大些，故C必要。 选不必要的，故选B。 13. 一个小物块以初速度冲上足够长的粗糙斜面，斜面倾角，物块与斜面间的动摩擦因数为，小物块在斜面上运动的图像如图所示，重力加速度g取，求斜面倾角的正弦值及物块与斜面间的动摩擦因数。 【答案】， 【解析】 【详解】由图像的斜率表示加速度，第1秒内物块的加速度大小 第2，3秒内物块的加速度大小 第1秒内小物块沿斜面向上做匀减速运动，由牛顿第二定律得 第2，3秒内小物块沿斜面向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得 解得 ， 14. 如图所示，AB为半径的光滑圆弧轨道，对应的圆心角为，AB与水平粗糙轨道BC相切于B点，BC长度为，CD为半径的竖直固定的光滑半圆轨道，CD与BC相切于C点。将质量为.可视为质点的滑块从图中的A点由静止释放，重力加速度g取，，。 （1）求滑块运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小； （2）若滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数，滑块停在距B多远处? （3）若滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数，滑块能否到达D点?若能到达，滑块经过D点时对轨道的压力多大? 【答案】（1）9N；（2）；（3）2.5N 【解析】 【详解】（1）滑块从A到B运动过程中，机械能守恒，得 代入数据解得 在最低点有 解得 由作用力与反作用力的关系可知：滑块在最低点对轨道的压力为9N。 （2）滑块与粗糙水平面动摩擦因数，设滑块停在轨道BC上离B点距离为L 由能量守恒定律得 得 （3）滑块与粗糙水平面动摩擦因数，设恰好到达D点时速度为，有 则 设滑块经过最高点D时速度为v，由B到D，根据能量守恒定律得 解得 由于 故能经过D点。设轨道对滑块的压力为，则 代入数据解得 由作用力与反作用力的关系可知：滑块经过D点时对轨道的压力为2.5N。 15. 如图所示，距离水平地面6h高处有水平向右的匀强电场，电场的宽度为3h，长度足够长，在电场上边界的上方距离为h处，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度（未知）水平向右抛出，小球进入电场后开始做直线运动，运动方向与水平方向的夹角为37°，小球最终落至水平地面上。已知重力加速度为g，小球可视为质点，忽略空气阻力，，求： （1）匀强电场的电场强度大小E和初速度大小； （2）小球从水平抛出到落地过程的总时间t； （3）落地点到抛出点的水平距离x。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电小球进入电场时做直线运动，此时受重力和电场力，合力沿直线方向 解得 小球进入电场前做平抛运动，设进入电场时竖直方向的分速度为：，水平方向的分速度为，小球从平抛到进入电场时的时间为，由 解得 可得 （2）设小球在电场中做直线运动的时间为，小球在竖直方向上做匀加速直线运动 解得 设小球离开电场到落地所用时间为 可得 （3）小球进入电场前，在水平方向上运动的位移为 小球在电场中运动时，水平方向上 可得 小球离开电场后，在水平方向上运动的位移为， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $