精品解析：湖南省雅礼七校2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

2023-2024学年湖南省雅礼七校高一（下）期末考试物理试卷 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、建立物理模型法、类比法和科学假设法等。下列关于物理学史和物理学方法的叙述错误的是（ ） A. 法拉第引入了电场线，以便形象直观地描述场强的大小和方向 B. 卡文迪什巧妙地运用放大法，通过扭秤实验验证库仑定律 C. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证 D. 伽利略在研究自由落体运动过程中，把科学实验和逻辑推理结合起来 2. 如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间（已知重力加速度为g）（　　） A. A球加速度为g，B球加速度为0 B. A球加速度为0，B球加速度为g C. A球加速度为2g，B球加速度为0 D. A球加速度为0，B球加速度为2g 3. 图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上做匀速圆周运动，下列关于这个现象的说法正确的是（ ） A. 地面对车的摩擦力提供了向心力 B. 支持力和摩擦力的合力提供了向心力 C. 地面对汽车的支持力大于汽车的重力 D. 汽车受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 4. 如图为我国高速铁路使用的“复兴号”动车组，假设动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以120km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。 当动车以速度240km/h匀速行驶，则发动机的功率为（　　） A. P B. 2P C. 4P D. 8P 5. 如图所示，在直角三角形中，，。A、两点各固定有点电荷，带电荷量分别为、，以点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为。已知静电力常量为，球壳表面的感应电荷在球心处产生的电场强度（ ） A. 为零 B. 大小为，方向沿方向 C. 大小为，方向与方向夹角为 D. 大小为，方向沿平分线 6. 如图甲所示，真空中水平放置两块长度为的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自时刻开始连续释放初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（ ） A. 在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为 B. 粒子的电荷量为 C. 在时刻进入的粒子恰好从Q板右端离开离开电场 D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 7. 如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O．人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是 A. OA绳中的拉力逐渐增大 B. OB绳中的拉力逐渐减小 C. 人对地面的压力逐渐减小 D. 地面给人的摩擦力逐渐增大 8. 已知月球的半径为 R，月球表面的重力加速度为 g，引力常量为 G，“嫦娥四号”离月球中心的距 离为 r，绕月周期为 T。根据以上信息可求出（　　） A. “嫦娥四号”绕月运行的速度为 B. “嫦娥四号”绕月运行的速度为 C. 月球的平均密度为 D. 月球的平均密度为 9. a、b、c、d为某一电场中的等差等势线。一不计重力的带负电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点运动（如图），下列说法正确的是（　　） A. M点处的电场强度大于N点处的电场强度 B. 带电粒子在N点的速度比在M点处的速度大 C. 带电粒子在N点处的电势能比在M点处的电势能大 D. 四个等势线的电势关系为 10. 如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=1kg的带负电小滑块(可视为质点)在x=1m处以v0=2m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。在x=0 及x=5m处有两个电性未知，电荷量分别为 的点电荷场源，滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1m处的切线，下列说法正确的选项是（ ） A. 滑块在x=3m处所受合外力小于 0.5N B. 两场源电荷均带负电，且|Q1|>|Q2| C. 滑块向右运动过程中，速度始终减小 D. 滑块向右一定可以经过x=4m处的位置 三、填空题：本大题共1小题，共4分。 11. 电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，显示出电流随时间变化的图像。利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图甲所示，其中电源两端电压。S是单刀双掷开关，C为平行板电容器。先使开关S与2相连，电容器充电结束后把开关S掷向1，电容器通过电阻 R放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流 I随时间t变化的曲线如图乙所示。 （1）其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知图中所围的面积约为40个方格，每一小格，可算出电容器的电容为__________F。 （2）若将电容器上板A接正极，下板 B接负极，且将上极板接地，如图丙所示。有一带电液滴静止在电容器内部 P点，闭合开关 S，现将电容器下极板 B向下平移一小段距离，则液滴__________填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”，电容器中P点电势__________填“升高”、“降低”、“不变”。 四、实验题：本大题共1小题，共9分。 12. 某同学利用下面方法间接测量物体质量M，并利用此装置验证系统机械能守恒。装置如图甲所示，一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q质量均为m=200g，在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度为g=9.8m/s2。 （1）某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带，其中s1=4.47cm，s2=5.34cm，s3=6.21cm，s4=7.10cm，s5=7.98cm，s6=8.86cm。则系统运动的加速度a=_____________m/s2，5点的速度v5=_________m/s（保留三位有效数字）； （2）忽略各类阻力，求出物块Z质量的测量值为M=____________kg(保留三位有效数字)； （3）利用纸带还可以验证系统机械能守恒，测量纸带得出1点到5点的距离为h，求出1点速度为v1，5点的速度为v5，根据以上数据，可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于________，系统动能的增加量等于_______，通过数据可得出在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则系统机械能守恒(表达式用题中M、m、v1、v5、g、h字母表示)。 五、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 2024年3月20日上午8时31分，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。已知月球质量 M，月球半径 R，引力常量 G，忽略月球自转影响。 （1）求月球表面的重力加速度。 （2）查阅资料知，地表加速度约为月表加速度的6倍，若地面上某位同学以一定初速度竖直起跳，能上升的最大高度是 h，这位同学如果在月球表面以同样的初速度竖直起跳，他能跳多高? 14. 如图所示，为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场，两平行金属板板长l，两极板相距d，两板间所加电压为)，然后从板间飞出射到距板的荧光屏上(不计重力，荧光屏中点在两板间的中央线上，电子质量m，电量)。求： (1)电子进入偏转电场的速度v大小？ (2)电子速度偏转角度的正切值？ (3)电子在荧光屏上的偏移量Y？ 15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g。 （1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，滑块到达B点时速度为多大； （2）在（1）的情况下，求滑块到达C点时轨道受到的作用力； （3）为使滑块始终沿轨道滑行，求滑块在水平轨道上距B点距离s的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年湖南省雅礼七校高一（下）期末考试物理试卷 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、建立物理模型法、类比法和科学假设法等。下列关于物理学史和物理学方法的叙述错误的是（ ） A. 法拉第引入了电场线，以便形象直观地描述场强的大小和方向 B. 卡文迪什巧妙地运用放大法，通过扭秤实验验证库仑定律 C. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证 D. 伽利略在研究自由落体运动过程中，把科学实验和逻辑推理结合起来 【答案】B 【解析】 【详解】A．法拉第引入了电场线，以便形象直观地描述场强的大小和方向，选项A正确； B．卡文迪什巧妙地运用放大法，通过扭秤实验测得了万有引力常数，选项B错误； C．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，选项C正确； D．伽利略在研究自由落体运动过程中，把科学实验和逻辑推理结合起来，选项D正确。 此题选择错误的，故选B。 2. 如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间（已知重力加速度为g）（　　） A. A球加速度为g，B球加速度为0 B. A球加速度为0，B球加速度为g C. A球加速度为2g，B球加速度为0 D. A球加速度为0，B球加速度为2g 【答案】C 【解析】 【详解】剪断悬线前绳上的拉力为，弹簧拉力为。对A、B分别进行受力分析，有 ， 剪断细线后的瞬间，拉力突变为0，弹簧弹力不突变，B球依旧受力平衡。因为A、B球质量相等，所以在剪断悬线瞬间B球和A球加速度分别为 ， 故选C。 3. 图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上做匀速圆周运动，下列关于这个现象的说法正确的是（ ） A. 地面对车的摩擦力提供了向心力 B. 支持力和摩擦力的合力提供了向心力 C. 地面对汽车的支持力大于汽车的重力 D. 汽车受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 【答案】A 【解析】 【详解】A B C．汽车受到重力、支持力、摩擦力作用，重力与支持力平衡，合力等于摩擦力提供向心力，故A正确，BC错误； D．汽车受到重力、支持力、摩擦力，向心力是效果力，受力分析时不能分析，故D错误。 故选A。 4. 如图为我国高速铁路使用的“复兴号”动车组，假设动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以120km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。 当动车以速度240km/h匀速行驶，则发动机的功率为（　　） A. P B. 2P C. 4P D. 8P 【答案】D 【解析】 【详解】动车匀速行驶时，牵引力等于阻力，有 则发动机的功率为 依题意，动车两次行驶速度之比为 联立，可得 故选D。 5. 如图所示，在直角三角形中，，。A、两点各固定有点电荷，带电荷量分别为、，以点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为。已知静电力常量为，球壳表面的感应电荷在球心处产生的电场强度（ ） A. 为零 B. 大小为，方向沿方向 C. 大小为，方向与方向夹角为 D. 大小为，方向沿平分线 【答案】C 【解析】 【详解】处点电荷在点产生的电场强度沿方向，大小为 处点电荷在点产生的电场强度沿方向，大小为 、两处点电荷分别在点产生的电场强度方向互成，大小相等，所以合电场强度大小为 方向与方向夹角为； 由于金属球壳内部电场强度处处为零，感应电荷在球心处产生的电场强度大小为 方向与方向夹角为。 故选C。 6. 如图甲所示，真空中水平放置两块长度为的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自时刻开始连续释放初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（ ） A. 在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为 B. 粒子的电荷量为 C. 在时刻进入的粒子恰好从Q板右端离开离开电场 D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场 【答案】D 【解析】 【详解】由题意得粒子在电场中的运动时间 可得在垂直于极板方向上，先做的初速度为0的匀加速，再做的匀减速。由图乙可知，垂直极板方向上加速和减速的加速度大小均为 A B．有运动学的特点可知，加速垂直于极板方向上的速度 再减速垂直于极板方向上的速度 所以在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为沿极板方向的速度。 由运动学知识可得 将、代入解得粒子的电荷量 故AB错误； C．由题意可分析，在时刻进入的粒子，在垂直于极板方向上，先加速，又减速，再反向加速，最后反向减速。粒子在垂直于极板方向上所走的位移大小 将、、、代入整理可得 故C错误； D．由题意可分析，在时刻进入的粒子，在垂直于极板方向上，先加速，又减速，再反向加速，最后反向减速。粒子在垂直于极板方向上所走的位移大小 即在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场，故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 7. 如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O．人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是 A. OA绳中的拉力逐渐增大 B. OB绳中的拉力逐渐减小 C. 人对地面的压力逐渐减小 D. 地面给人的摩擦力逐渐增大 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB．将重物的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，则OA与竖直方向夹角变大，OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力逐渐变大；故A正确，B错误； CD．OA拉力变大，则绳子拉力水平方向分力变大，根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大；人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变；故D正确，C错误； 故选AD。 8. 已知月球的半径为 R，月球表面的重力加速度为 g，引力常量为 G，“嫦娥四号”离月球中心的距 离为 r，绕月周期为 T。根据以上信息可求出（　　） A. “嫦娥四号”绕月运行的速度为 B. “嫦娥四号”绕月运行的速度为 C. 月球的平均密度为 D. 月球的平均密度为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据 则有 GM＝R2g “嫦娥四号”绕月运行时 解得 联立解得 故A错误，B正确； CD．“嫦娥四号”绕月运行时有 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 9. a、b、c、d为某一电场中的等差等势线。一不计重力的带负电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点运动（如图），下列说法正确的是（　　） A. M点处的电场强度大于N点处的电场强度 B. 带电粒子在N点的速度比在M点处的速度大 C. 带电粒子在N点处的电势能比在M点处的电势能大 D. 四个等势线的电势关系为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据 可知等差等势线越密集的地方场强越大，则M点处的电场强度大于N点处的电场强度，故A正确； D．根据曲线运动的合力方向位移轨迹的凹侧，且电场方向与等势线垂直，粒子又带负电，则粒子在电场中的受力和场强方向如图所示 根据沿电场方向电势降低可知四个等势线的电势关系为 故D错误； BC．根据 由于N点的电势小于M点的电势，且粒子带负电，所以带电粒子在N点处的电势能比在M点处的电势能大；由于粒子只受电场力作用，电势能和动能之和保持不变，则带电粒子在N点的动能在M点处的速度小，带电粒子在N点的速度比在M点处的速度小，故B错误，C正确。 故选AC。 10. 如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=1kg的带负电小滑块(可视为质点)在x=1m处以v0=2m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。在x=0 及x=5m处有两个电性未知，电荷量分别为 的点电荷场源，滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1m处的切线，下列说法正确的选项是（ ） A. 滑块在x=3m处所受合外力小于 0.5N B. 两场源电荷均带负电，且|Q1|>|Q2| C. 滑块向右运动过程中，速度始终减小 D. 滑块向右一定可以经过x=4m处的位置 【答案】BD 【解析】 【详解】A．Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，滑块在 x=3m处所受电场力为0，所受合外力 故A错误； B．在x=3m处电场力为0，电场强度为0，则 由于，所以 滑块在x=3m处电势能最低，因为滑块带负电，所以x=3m处的电势最高，两场源电荷均带负电，故B正确； C．滑块在x=1m处所受电场力大小为 所以在处，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，电场力大于摩擦力，则滑块加速运动，故C错误； D．滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等，根据能量守恒定律，若滑块能够经过x=4m处，则应满足 由 ， 根据题中数据可知实际情况并满足上式，所以滑块一定可以经过x=4m处的位置，故D正确。 故选BD。 三、填空题：本大题共1小题，共4分。 11. 电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，显示出电流随时间变化的图像。利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图甲所示，其中电源两端电压。S是单刀双掷开关，C为平行板电容器。先使开关S与2相连，电容器充电结束后把开关S掷向1，电容器通过电阻 R放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流 I随时间t变化的曲线如图乙所示。 （1）其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知图中所围的面积约为40个方格，每一小格，可算出电容器的电容为__________F。 （2）若将电容器上板A接正极，下板 B接负极，且将上极板接地，如图丙所示。有一带电液滴静止在电容器内部 P点，闭合开关 S，现将电容器下极板 B向下平移一小段距离，则液滴__________填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”，电容器中P点电势__________填“升高”、“降低”、“不变”。 【答案】（1） （2） ①. 向下运动 ②. 升高 【解析】 【小问1详解】 根据，图像与时间轴围成的面积表示电量，由题可知 电容器的电容 【小问2详解】 [1]电容器的电压不变，而将电容器下极板B向下平移一小段距离，d增大，根据，则电场强度要减小，电场力将小于重力，故液滴要向下运动； [2]闭合开关S，电容器与电源相连，则电容器两极板的电压U不变，将电容器下极板 B向下平移一小段距离，则电容器两板间距d增大，由，可知电容器两极板间的电场强度减小；P点距离上极板的距离不变，而电场强度减小，由可知上极板（零电势点）与P点之间的电势差减小，由 可知P点的电势升高。 四、实验题：本大题共1小题，共9分。 12. 某同学利用下面方法间接测量物体质量M，并利用此装置验证系统机械能守恒。装置如图甲所示，一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q质量均为m=200g，在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度为g=9.8m/s2。 （1）某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带，其中s1=4.47cm，s2=5.34cm，s3=6.21cm，s4=7.10cm，s5=7.98cm，s6=8.86cm。则系统运动的加速度a=_____________m/s2，5点的速度v5=_________m/s（保留三位有效数字）； （2）忽略各类阻力，求出物块Z质量的测量值为M=____________kg(保留三位有效数字)； （3）利用纸带还可以验证系统机械能守恒，测量纸带得出1点到5点的距离为h，求出1点速度为v1，5点的速度为v5，根据以上数据，可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于________，系统动能的增加量等于_______，通过数据可得出在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则系统机械能守恒(表达式用题中M、m、v1、v5、g、h字母表示)。 【答案】 ①. 5.50 ②. 2.11 ③. 0.512 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]由题图可知，相邻计数点间的时间间隔为 根据逐差公式可得，系统运动的加速度为 [2]打5点时的速度为 （2）[3]对Q、Z整体分析，根据牛顿第二定律有 对P分析，根据牛顿第二定律有 联立解得，物块Z质量的测量值为 （3）[4]重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于 [5]系统动能的增加量等于 五、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 2024年3月20日上午8时31分，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。已知月球质量 M，月球半径 R，引力常量 G，忽略月球自转影响。 （1）求月球表面的重力加速度。 （2）查阅资料知，地表加速度约为月表加速度的6倍，若地面上某位同学以一定初速度竖直起跳，能上升的最大高度是 h，这位同学如果在月球表面以同样的初速度竖直起跳，他能跳多高? 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）月球表面物体受重力等于万有引力 得 （2）人在地面上，有 人在月球表面上，有 又 联立得到 14. 如图所示，为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场，两平行金属板板长l，两极板相距d，两板间所加电压为)，然后从板间飞出射到距板的荧光屏上(不计重力，荧光屏中点在两板间的中央线上，电子质量m，电量)。求： (1)电子进入偏转电场的速度v大小？ (2)电子速度偏转角度的正切值？ (3)电子在荧光屏上的偏移量Y？ 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)设电子经电压Ul加速后的速度为v0，由动能定理得 解得 (2)电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t，加速度为a，电子离开偏转电场时的侧移量为y，由牛顿第二定律和运动学公式得 则 电子速度偏转角度的正切值 (3)设电子离开电场到达荧光屏上的时间为，则 电子在荧光屏上的偏移量 15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g。 （1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，滑块到达B点时速度为多大； （2）在（1）的情况下，求滑块到达C点时轨道受到的作用力； （3）为使滑块始终沿轨道滑行，求滑块在水平轨道上距B点距离s的范围。 【答案】（1）；（2），方向水平向左；（3） 【解析】 【详解】（1）设滑块到达B点时的速度为v，由动能定理有 而 联立解得 （2）设滑块到达C点的速度为，由动能定理得 解得 水平方向的合力提供向心力，有 解得 ，方向水平向右。 根据牛顿第三定律可知，滑块到达C点时轨道受到的作用力大小为,方向水平向左。 （3）要使滑块始终沿轨道滑行，如图所示 讨论一：若滑块恰好能通过圆轨道的等效重力场的最高点M，由牛顿第二定律得 解得 滑块起始位置到M点，由动能定理得 解得 讨论二：若滑块恰好滑到N点（垂直于），从起始位置到N点，由动能定理得 解得 综上所述，s的大小范围为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $