精品解析：江苏省扬州市新华中学2023-2024学年高三上学期11月阶段性考试物理试题

高三物理 一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是(　　) A. 对自然现象进行总结归纳方法 B. 用科学实验进行探究的方法 C. 对自然现象进行总结归纳，并用实验进行验证的方法 D. 抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法 2. 如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知（　　） A. 火星轨道是椭圆，土星轨道是圆 B. 土星比火星的公转周期大 C. 火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 D. 相同时间内，土星与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积 3. 如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，不计空气对人的阻力，下列说法正确的是（　　） A. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零 B. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力 C. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力 D. 在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力 4. 拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子拉开拉力器使其比原长伸长了40cm，此时拉力大小为120N。假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（　　） A. 人对健身器材的拉力是由于弹性绳形变产生的 B. 若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大 C. 每根弹性绳的劲度系数为150N/m D. 若对拉力器的拉力减为60N，则弹性绳长度变为 5. 2016年8月23日，第七届中国国际超级电容器产业展览会在上海举行，作为中国最大超级电容器展，众多行业龙头踊跃参与.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，一带电油滴位于容器中的点且恰好处于平衡状态，在其他条件不变的情况下，现将平行板电容器的两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中 A. 电容器的电容C增大 B. 电容器所带电荷量Q减小 C. 油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向M D. 油滴静止不动，电流计中的电流从M流向N 6. 如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C。闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则（　　） A. 变化过程中ΔU和ΔI的比值变大 B. 电压表示数U和电流表示数I的比值不变 C. 电阻R0两端电压减小，减小量为ΔU D. 电容器的带电量增大，增加量为CΔU 7. 如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 电场力跟重力平衡 C. 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小 D. 小球在运动过程中机械能守恒 8. 如图甲所示，物体A以一定的初速度水平抛出并落在水平地面上，虚线表示物体A运动的轨迹。图乙中的曲线为竖直平面内一光滑固定轨道，轨道的形状与图甲中的虚线相同。让物体B从轨道顶端无初速下滑，且下滑过程中未脱离轨道。物体A、B都可以看做质点，则下列说法正确的是（　　） A A、B两物体都做平抛运动 B. A、B两物体在空中运动的时间相等 C. A、B两物体落地时速度大小相等 D. A、B两物体落地时速度方向相同 9. 如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行。甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况不可能的是（　　） A. 甲球速度为零，乙球速度不为零 B. 两球速度都向右 C. 乙球速度为零，甲球速度不为零 D. 两球都反向运动 10. 质量相等的两物体a、b静止在水平面上，分别施加水平推力F1、F2，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图像如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（　　） A. F1等于F2 B. F1小于F2 C. F1的冲量等于F2的冲量 D. F1的冲量小于F2的冲量 二、非选择题。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学利用图甲装置探究“系统的机械能守恒”，该系统由钩码与弹簧组成。实验步骤如下： （1）首先测量出遮光条的宽度d。 a.测遮光条的宽度需要用图乙中的_______（选填“C”或“D”）； b.某同学用卡尺把遮光条夹紧后直接进行读数，如图丙所示读数为_______cm； c.上一步骤中该同学漏掉的操作是_______。 （2）按图竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条上边缘的位置。 （3）用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，钩码静止时，测出弹簧的伸长量x，并按图所示将光电门的中心线调至与遮光条上边缘同一高度。 （4）用手缓慢的将钩码向上托起，直至遮光条上边缘恰好回到指针标示位置。保持细线竖直，将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间。 （5）多次改变钩码个数，重复步骤（3）（4），得到多组数据，通过查找资料，得知弹簧的弹性势能表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），以x为纵坐标，以_______为横坐标，可作出线性关系图像。 A．B．C．D． 已知当地重力加速度为g，则图线斜率等于_______（用d和g表示）时可得系统的机械能是守恒的。 （6）实验中钩码的速度实际上_______（选填“大于”、“等于”或“小于”），请简要说明理由_______。 12. 如图所示，倾角为θ雪面AB长x1=80m，水平雪面BC长x2=15m。滑雪运动员从A点由静止开始沿直线下滑，滑到BC水平雪面后减速滑行，可以通过滑板和雪杖改变加速度的大小。为了安全，整个赛道限速16m/s，雪道终点C点的速度不允许超过1m/s。运动员经过B点时无机械能损失，g=10m/s2. （1）若运动员以最大安全速度通过B点，则在BC段减速滑行的加速度a大小至少要多大 （2）若运动员在雪面AB上的最大加速度为，求运动员从A到B的最短时间 13. 如图所示，轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端自由伸长到A点，OA之间的水平面光滑，固定曲面在B处与水平面平滑连接。AB之间的距离s = 1m，质量m = 0.2kg的小物块开始时静置于水平面上的B点，物块与水平面间的动摩擦因数μ = 0.4，现给物块一个水平向左的初速度v0 = 5m/s，g取10m/s2。 （1）求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep； （2）求物块返回B点时的速度大小； （3）若物块能冲上曲面的最大高度h = 0.2m，求物块沿曲面上滑过程所产生的热量。 14. 如图所示，小车和球静止在光滑水平面上，小明站在小车上用力向右推球，球离开手后以6m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直挡板碰撞后原速率反弹，反弹回来后被小明接住。已知球的质量为10kg，小明与车的总质量为30kg。求： （1）推出球后小明和小车一起运动的速度大小v1 （2）小明接住球后三者一起运动，接球过程中系统损失的机械能△E 15. 如图所示，在竖直平面内的平面直角坐标系xOy中，x轴上方有水平向右的匀强电场，x轴下方存在竖直向上、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于。先有一质量为m、电荷量为+q的带电绝缘小球，从y轴上的P（0，L）点由静止开始释放，运动至x轴上的B（L，0）点时，恰好无碰撞地沿切线方向进入固定在x轴下方竖直放置的四分之一圆弧形光滑绝缘细管，BC=2L。小球第3次经过x轴时与x轴交于D点（图中D点未画出），细管内径略大于小球外径，小球直径远小于细管轨道的半径，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）匀强电场场强E1的大小； （2）小球从P点至D点时间； （3）D点的位置坐标； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高三物理 一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是(　　) A. 对自然现象进行总结归纳的方法 B. 用科学实验进行探究的方法 C. 对自然现象进行总结归纳，并用实验进行验证的方法 D. 抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法 【答案】D 【解析】 【详解】伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推。所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法。 故选D。 2. 如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知（　　） A. 火星轨道是椭圆，土星轨道是圆 B. 土星比火星的公转周期大 C. 火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 D. 相同时间内，土星与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知，行星轨道都是椭圆，故A错误； B．根据开普勒第三定律 可知，土星比火星的公转周期大，故B正确； C．根据开普勒第二定律可知，火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故C错误； D．开普勒第二定律是指同一个行星，在相同时间内与太阳的连线扫过的面积相等，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，不计空气对人的阻力，下列说法正确的是（　　） A. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零 B. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力 C. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力 D. 在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，BC错误； D．降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有 FT-mg=ma 整理得 FT=mg+ma>mg D错误。 故选A。 4. 拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子拉开拉力器使其比原长伸长了40cm，此时拉力大小为120N。假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（　　） A. 人对健身器材的拉力是由于弹性绳形变产生的 B. 若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大 C. 每根弹性绳的劲度系数为150N/m D. 若对拉力器的拉力减为60N，则弹性绳长度变为 【答案】C 【解析】 【详解】A．人对健身器材的拉力是由于人自身形变产生的，A错误； B．弹性绳的劲度系数是弹性绳固有的属性，对拉力器的拉力增大时，其劲度系数还是不变，B错误； C．根据胡克定律得 代入数据解得每根弹性绳的劲度系数为 C正确； D．根据胡克定律，可得若对拉力器的拉力减为60N，则有 代入数据，解得 故弹性绳的形变量为20cm，D错误。 故选C。 5. 2016年8月23日，第七届中国国际超级电容器产业展览会在上海举行，作为中国最大超级电容器展，众多行业龙头踊跃参与.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，一带电油滴位于容器中的点且恰好处于平衡状态，在其他条件不变的情况下，现将平行板电容器的两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中 A. 电容器的电容C增大 B. 电容器所带的电荷量Q减小 C. 油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向M D. 油滴静止不动，电流计中的电流从M流向N 【答案】B 【解析】 【详解】A、将两板缓慢地错开一些,两板正对面积减小,根据电容的决定式得知，电容减小，故A错误； B、根据Q=CU，由于电容器电容减小，因两板间电压U不变，那么极板的电荷量会减小，故B正确； C、将平行板电容器的两极非常缓慢地水平错开一些,由于电容器两板间电压不变,根据E=U/d，得知板间场强不变，油滴所受的电场力不变，则油滴将静止不动；再由C=Q/U知，电容器带电荷量减小，电容器处于放电状态，电路中产生顺时针方向的电流，则电流计中有N→M的电流．故C错误，D错误． 故选B． 【名师点睛】 带电油滴原来处于静止状态，电场力与重力平衡，将两板缓慢地错开一些后，分析板间场强有无变化，判断油滴是否仍保持静止；根据电容的决定式分析电容如何变化，由电容的定义式分析电荷量的变化，确定电路中电流的方向． 6. 如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C。闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则（　　） A. 变化过程中ΔU和ΔI的比值变大 B. 电压表示数U和电流表示数I的比值不变 C. 电阻R0两端电压减小，减小量为ΔU D. 电容器的带电量增大，增加量为CΔU 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得 可得 可知变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变，故A错误； B．对可变电阻R，根据欧姆定律可得 由于R增大，则电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大，故B错误； C．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻R0两端的电压减小，R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R0两端的电压减小量小于ΔU，故C错误； D．电容器两极板间的电压等于R两端的电压，可知电容器板间电压增大，根据 可知电容器的带电量增大，增加量为CΔU，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 电场力跟重力平衡 C. 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小 D. 小球在运动过程中机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动，所以重力与电场力的合力为0，电场力方向竖直向上，小球带正电，故A错误，B正确； C．从，电场力做负功，电势能增大，故C错误； D．由于小球运动过程中有电场力做功，小球机械能不守恒，故D错误。 故选B。 8. 如图甲所示，物体A以一定的初速度水平抛出并落在水平地面上，虚线表示物体A运动的轨迹。图乙中的曲线为竖直平面内一光滑固定轨道，轨道的形状与图甲中的虚线相同。让物体B从轨道顶端无初速下滑，且下滑过程中未脱离轨道。物体A、B都可以看做质点，则下列说法正确的是（　　） A. A、B两物体都做平抛运动 B. A、B两物体在空中运动的时间相等 C A、B两物体落地时速度大小相等 D. A、B两物体落地时速度方向相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．以一定的初速度将物体抛出，物体只受重力作用，这个运动叫平抛运动，物体B的运动不是平抛运动，A错误； B．物体A做平抛运动，运动时间为竖直方向的自由落体运动时间 物体B沿斜轨道下滑，下滑的加速度小于重力加速度g，下滑的路程大于竖直方向的高度h，所以B物体在空中运动的时间要大于A物体运动时间，B错误； C．由机械能守恒定律可知，对A物体有 同理对B物体有 A、B两物体落地时速度大小不相等，C错误； D．速度方向沿轨迹的切线方向，由于A、B两物体的运动轨迹相同，两物体落地时速度方向相同，D正确。 故选D。 9. 如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行。甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况不可能的是（　　） A. 甲球速度为零，乙球速度不为零 B. 两球速度都向右 C. 乙球速度零，甲球速度不为零 D. 两球都反向运动 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由动能与动量得到动能与动量的关系 由于两球的动能相等，而甲球质量m甲大于乙球质量m乙，所以P甲>P乙，所以碰撞前总动量向右，由动量守恒定律可知，碰撞后若甲球速度是零，则乙球向右，速度不是零，总动量向右，A正确，不符合题意； B．由动量守恒定律可知，碰撞后若甲、乙两球速度均不是零，合为一整体向右，则总动量也向右，B正确，不符合题意； C．由动量守恒定律可知，碰撞后若乙球速度是零，则甲球一定向左运动，则总动量向左，与动量守恒不相符，C错误，符合题意； D．由于甲球质量m甲大于乙球质量m乙，P甲>P乙，由于总动量向右，由动量守恒定律可知，碰撞后两球都沿甲球原运动方向运动，甲球不反向运动，乙球反向运动，D错误，符合题意。 故选CD。 10. 质量相等的两物体a、b静止在水平面上，分别施加水平推力F1、F2，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图像如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（　　） A. F1等于F2 B. F1小于F2 C. F1的冲量等于F2的冲量 D. F1的冲量小于F2的冲量 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据图像可得AB和CD段为撤去推力后的图线，因为AB∥CD，所以可得撤去推力后两物体运动的加速度相等，根据牛顿第二定律可得 由于两物体a、b的质量相等，可知a、b两物体受到的摩擦力大小相等，对于图像中两物体加速阶段OA和OC段，可知物体a加速阶段的加速度大于物体b加速阶段的加速度，则有 可得 故AB错误； CD．对物体运动的全过程，由动量定理可得 由于两物体受到的摩擦力大小相等，由图像可知物体a的运动时间较小，则物体a受到的摩擦力冲量较小，可得F1的冲量小于F2的冲量，故C错误，D正确。 故选D。 二、非选择题。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学利用图甲装置探究“系统的机械能守恒”，该系统由钩码与弹簧组成。实验步骤如下： （1）首先测量出遮光条的宽度d。 a.测遮光条的宽度需要用图乙中的_______（选填“C”或“D”）； b.某同学用卡尺把遮光条夹紧后直接进行读数，如图丙所示读数为_______cm； c.上一步骤中该同学漏掉的操作是_______。 （2）按图竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条上边缘的位置。 （3）用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，钩码静止时，测出弹簧的伸长量x，并按图所示将光电门的中心线调至与遮光条上边缘同一高度。 （4）用手缓慢的将钩码向上托起，直至遮光条上边缘恰好回到指针标示位置。保持细线竖直，将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间。 （5）多次改变钩码个数，重复步骤（3）（4），得到多组数据，通过查找资料，得知弹簧的弹性势能表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），以x为纵坐标，以_______为横坐标，可作出线性关系图像。 A．B．C．D． 已知当地重力加速度为g，则图线斜率等于_______（用d和g表示）时可得系统的机械能是守恒的。 （6）实验中钩码的速度实际上_______（选填“大于”、“等于”或“小于”），请简要说明理由_______。 【答案】 ①. C ②. 0.230 ③. 拧紧紧固螺丝 ④. D ⑤. ⑥. 大于 ⑦. 测量值是遮光条平均速度，小于遮光条上边缘通过光电门时的瞬时速度（即经过平衡位置时，钩码速度最大） 【解析】 【详解】解：（1）a. [1]测遮光条的宽度需要用图乙中游标卡尺的C外测量爪。 b [2]游标卡尺的主尺读数是0.2cm，游标尺的第6条刻度线与主尺的某刻度线对齐，读数是6×0.05mm=0.30mm=0.030cm，游标卡尺的读数为0.2cm+0.030cm=0.230cm。 c [3]上一步骤中该同学漏掉的操作是拧紧紧固螺钉，再读数。 （5）[4]由题意可知，遮光条经过光电门的时的速度即为钩码的速度，由机械能守恒可得 由力的平衡有 mg=kx 由以上两式可得 因此图象是一条倾斜的直线，所以以x为纵坐标，以为横坐标，ABC错误，D正确。 故选D。 [5]已知当地重力加速度为g，则图线斜率等于时可得系统的机械能是守恒的。 （6）[6] 实验中钩码的速度实际上大于。 [7] 是遮光条的平均速度，小于遮光条上边缘通过光电门时的瞬时速度（即经过平衡位置时，钩码速度最大）。 12. 如图所示，倾角为θ的雪面AB长x1=80m，水平雪面BC长x2=15m。滑雪运动员从A点由静止开始沿直线下滑，滑到BC水平雪面后减速滑行，可以通过滑板和雪杖改变加速度的大小。为了安全，整个赛道限速16m/s，雪道终点C点的速度不允许超过1m/s。运动员经过B点时无机械能损失，g=10m/s2. （1）若运动员以最大安全速度通过B点，则在BC段减速滑行的加速度a大小至少要多大 （2）若运动员在雪面AB上的最大加速度为，求运动员从A到B的最短时间 【答案】（1）；（2）9s 【解析】 详解】（1）运动员从B运动到C做匀减速直线运动，有 可得 所以运动员减速滑行的加速度大小至少要； （2）匀加速直线运动的时间 此过程的位移 随后匀速运动的时间   则从A到B的最短时间 13. 如图所示，轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端自由伸长到A点，OA之间的水平面光滑，固定曲面在B处与水平面平滑连接。AB之间的距离s = 1m，质量m = 0.2kg的小物块开始时静置于水平面上的B点，物块与水平面间的动摩擦因数μ = 0.4，现给物块一个水平向左的初速度v0 = 5m/s，g取10m/s2。 （1）求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep； （2）求物块返回B点时的速度大小； （3）若物块能冲上曲面的最大高度h = 0.2m，求物块沿曲面上滑过程所产生的热量。 【答案】（1）17J；（2）3m/s；（3）0.5J 【解析】 【详解】（1）从向左经过B到将弹簧压到最短过程，根据动能定理有 代入数据解得 （2）从向左经过B开始到向右返回B过程，根据动能定理有 代入数据解得 v1 = 3m/s （3）对从向右经过B到最高点过程，根据能量守恒定律有 解得 14. 如图所示，小车和球静止在光滑水平面上，小明站在小车上用力向右推球，球离开手后以6m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直挡板碰撞后原速率反弹，反弹回来后被小明接住。已知球的质量为10kg，小明与车的总质量为30kg。求： （1）推出球后小明和小车一起运动的速度大小v1 （2）小明接住球后三者一起运动，接球过程中系统损失的机械能△E 【答案】（1）；（2）60J 【解析】 【详解】（1）设人车总质量为m1，推出后速度大小为v1，球质量为m2，推出后速度大小为v2，根据动量守恒定律 解得 （2）小明接球过程动量守恒，设最终共同速度为v3，根据动量守恒定律 接球过程损失的机械能为 15. 如图所示，在竖直平面内的平面直角坐标系xOy中，x轴上方有水平向右的匀强电场，x轴下方存在竖直向上、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于。先有一质量为m、电荷量为+q的带电绝缘小球，从y轴上的P（0，L）点由静止开始释放，运动至x轴上的B（L，0）点时，恰好无碰撞地沿切线方向进入固定在x轴下方竖直放置的四分之一圆弧形光滑绝缘细管，BC=2L。小球第3次经过x轴时与x轴交于D点（图中D点未画出），细管内径略大于小球外径，小球直径远小于细管轨道的半径，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）匀强电场场强E1的大小； （2）小球从P点至D点的时间； （3）D点的位置坐标； 【答案】（1）；（2）；（3）（11L，0） 【解析】 【详解】（1）小球由静止释放后在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动，小球从P点沿切线方向进入，根据几何关系，此时速度方向与竖直方向的夹角为45°，即加速度方向与竖直方向的夹角为45°，则有 解得 （2）从P到B过程中，小球做匀加速直线运动，根据动能定理得 根据位移的表达式有 解得 ， 从B到C的过程中，由于 qE2=mg 即电场力与重力平衡，则小球做匀速圆周运动，根据几何关系有 从B到C的过程中经历的时间 解得 小球从C点抛出时的速度 求CD的运动时间方法一： 从C到D的过程中，小球做类平抛运动，沿着合力方向初速度为0的匀加速直线运动，沿着垂直合力方向上做匀速直线运动，落到x轴时，位移和合力方向的夹角 其中 解得 求CD的运动时间方法二：将小球运动分解到水平方向和竖直方向，分别为匀加速直线运动，在竖直方向上 则从C到D的过程中，运动时间 则小球从P点至D点的时间 t= t1+ t2+ t3 解得 （3）求CD的运动位移方法一：由（2）分析可得，从C到D的过程中，小球做类平抛运动，垂直合力方向上 运动位移即 可得D点的位置坐标为（11L,0）。 求CD的运动位移方法二：将小球运动分解到水平方向和竖直方向，分别为匀加速直线运动，在水平方向上 小球水平方向的加速度大小 水平方向最匀加速直线运动，水平方向有 解得 则D点距离O点的长度 则D点的位置坐标为（11L，0）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$