内容正文:
潮阳中英文学校2024—2025学年上学期9月月考高二选择性考试物理试卷
命题人:周瑞恒
一、单选题(共7题,每题4分,共28分)
1. 关于以下场景的说法错误的是( )
A. 图甲为静电除尘原理的示意图,带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上
B. 如图乙所示,给汽车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的静电
C. 图丙中摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明,其工作原理为静电吸附
D. 如图丁所示,我们在户外遇到雷暴天气,可以停留在山顶或高大的树下躲避
2. 两个带异种电荷的导体周围的电场线分布如图所示,a、b、c和d是电场中的四个点,其中a、d在导体表面上。将带正电的粒子从a移动到b和从a移动到d过程中电场力做功分别为和,同一负点电荷在c和d两点的电势能分别为和,则下列说法中正确的是( )
A. 两导体表面电场线可能与表面不垂直
B. a、b、c、d四点中c点的电场强度最大,电势也最高
C.
D.
3. 将一电子从电场中A点由静止释放,沿电场线运动到B点,它运动的图像如图,不考虑电子重力的影响,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的( )
A B. C. D.
4. 某手机软件中运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图所示,电容器M极板固定,N极板可运动,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器的描述正确的是( )
A. 保持向前匀加速运动时,电路中存恒定电流
B. 静止时,电容器两极板不带电
C. 由静止突然向后加速,电流由a向b流过电流表
D. 向前匀速运动突然减速,电流由b向a流过电流表
5. 如图所示,带电荷量为+q和+2q 的P、Q两球,质量分别为m 和2m,通过两根长度均为l的不可伸长的绝缘细线悬挂。整个装置处于电场强度水平向右、大小为E 的匀强电场中。系统静止时,两根细线偏离竖直方向的角度分别为α和β,则( )
A. α=β B. α>β
C. α<β D. 无法确定
6. 如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,经过A、B、C三点,已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 电场在x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向
B. A点电势高于B点电势
C. A点电场强度小于B点电场强度
D. 电子从A运动到B静电力做的功大于从B运动到C静电力做的功
7. 质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝缘丝线相互连接,放置在光滑绝缘的水平面上,A球的电荷量为+q。在C球上施加一个水平向右的恒力F之后,三个小球一起向右运动,三根丝线刚好都伸直且没有弹力,F的作用线反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点,如图所示,已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. B球的电荷量可能为+2q
B. C球的电荷量为
C. 三个小球一起运动的加速度为
D. 恒力F的大小为
二、多选题(共3题,每题6分,共18分)
8. 如图所示,水平放置的平行板电容器上下极板分别带有等量异种电荷,电荷量大小均为,两极板间距为,质量为电荷量为的带负电微粒从上极板的边缘以初速度射入,恰好沿直线从下极板边缘射出,重力加速度为。则( )
A. 两极板间的电压
B. 微粒的机械能减小
C. 电容器的电容
D. 保持不变,仅将极板向下平移,微粒仍沿直线从极板间射出
9. 如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球A,将质量为m带电荷量为q的小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处,丝线BC长度为,AC两点间的距离为。当小球B静止时,丝线与竖直方向的夹角,带电小球A、B可视为质点,重力加速度为g。静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. 丝线对小球B的拉力为
B. 小球A的带电荷量为
C. 如果小球A漏电导致电量减少少许,则AB之间的库仑力减小
D. 如果小球A漏电导致电量减少少许,丝线拉力大小不变
10. 如图所示,A、B两个带电小球用长为L的绝缘细线连接,A球固定,B球悬吊,B球质量为m,重力加速度为g,两球带电荷量相等,剪断细线的一瞬间,B球加速度大小为0.6g,不计小球的大小,静电力常量为k,则( )
A A、B两球带异种电荷
B. 细线未断时,细线上拉力大小为
C. B球带电荷量大小为
D. 未剪断细线时释放A球,释放一瞬间,A球加速度大小为g
三、实验题(共两个大题,每空2分,共20分)
11. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。如图,两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。
(1)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有_______。
A. 油滴质量m B. 两板间的电压U C. 两板间的距离d D. 两板的长度L
(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量_______(已知重力加速度为g)。
(3)在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷。其值为_______C。(保留三位有效数字)
(4)关于元电荷下列说法正确的是( )
A. 油滴的电荷量可能是 B. 油滴的电荷量可能是
C. 元电荷就是电子 D. 任何带电体所带电荷量可取任意值
12. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素,其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地,电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。
(1)图甲当开关S接“1”达到稳定后,电容器上极板带__________(选填“正”或“负”)电。
(2)图甲开关S接“2”前,将电流传感器串联在左侧电路中,接着将开关S接“?”,与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图,丙所示,通过分析可知,图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是__________。不改变电路其他参数,只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将__________(选填“减小”、“不变”或“增大”)。
(3)已知电源电压为3V,通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA·s,则电容器的电容C=__________F(结果保留两位有效数字)。
(4)保持两极板所带的电荷量Q不变,极板间的正对面积S不变,让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d,发现静电计指针偏角变大,得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
四、解答题(3个试题,13题10分,14、15题每题12分,共34分)
13. 把带电荷量为的正点电荷从无限远处移到电场中的A点,要克服电场力做功,若把该电荷从电场中的A点移到B点,电场力做功,取无限远处电势为零。求:
(1)两点的电势差;
(2)点的电势;
(3)把的负电荷由点移到无限远处,电场力做的功。
14. 如图甲所示,倾角为30°的光滑绝缘斜面固定在水平面上,斜面底端固定一个带正电的小球A,另有一质量的带正电小球B静止在距离斜面底端10cm处,小球半径可以忽略,重力加速度取,静电常数。(结果保留一位有效数字)
(1)若小球B带电量为,求小球A所带电荷量;
(2)保持B的电荷量不变,若将A球撤去,加一水平方向的匀强电场,仍使B球静止在斜面上,如图乙所示,求匀强电场的电场强度大小及方向。(结果保留1位有效数字)
(3)若保持B的电荷量不变,将A球撤去,仍保证小球B在该位置平衡,场强最小为多少?电场的方向如何?
15. 如图所示,水平向右的匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行,a、b为轨道水平直径的两端。一电荷量为q(q>0)、质量为m的小球沿轨道内侧在竖直平面内运动,经过最低点c时速度大小为v。已知a、b两点间的电势差,重力加速度大小为g。求:
(1)小球运动到b点时对轨道的压力大小;
(2)小球运动过程中的最大速度。(结果可用根号表示)
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潮阳中英文学校2024—2025学年上学期9月月考高二选择性考试物理试卷
命题人:周瑞恒
一、单选题(共7题,每题4分,共28分)
1. 关于以下场景的说法错误的是( )
A. 图甲为静电除尘原理的示意图,带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上
B. 如图乙所示,给汽车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的静电
C. 图丙中摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明,其工作原理为静电吸附
D. 如图丁所示,我们在户外遇到雷暴天气,可以停留在山顶或高大的树下躲避
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图甲可知,极板A与电源正极链接,极板A带正电,带负电的尘埃受到指向极板A的电场力作用,带负电的尘埃被收集在带正电的极板A上,故A正确,不符合题意;
B.图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走人身上的静电,故B正确,不符合题意;
C.图丙中摇动起电机,电极之间形成电场,将气体电离,电子被吸附到烟雾颗粒上,使烟雾颗粒带负电,导致烟雾颗粒可以向正极移动,工作原理为静电吸附,故C正确,不符合题意;
D.我们在户外遇到雷暴天气,在山顶或高大的树下躲避容易引发尖端放电,造成人体伤害,故D错误,符合题意。
故选D。
2. 两个带异种电荷的导体周围的电场线分布如图所示,a、b、c和d是电场中的四个点,其中a、d在导体表面上。将带正电的粒子从a移动到b和从a移动到d过程中电场力做功分别为和,同一负点电荷在c和d两点的电势能分别为和,则下列说法中正确的是( )
A. 两导体表面的电场线可能与表面不垂直
B. a、b、c、d四点中c点的电场强度最大,电势也最高
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.导体的表面是等势面,导体表面的电场线与表面垂直,A错误;
B.电场线的疏密程度表示场强的大小,由图可知,c点处的电场线最密,则场强最大,沿电场线方向电势逐渐降低,则a点电势最高,B错误;
C.c点的电势高于d点的电势,负点电荷在电势高的位置电势能越小,则,C正确;
D.b点电势高于d点电势,则,电场力做功,则,D错误。
故选C。
3. 将一电子从电场中A点由静止释放,沿电场线运动到B点,它运动的图像如图,不考虑电子重力的影响,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的( )
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】图像中,图线切线的斜率表示加速度,由图像可知,图线斜率为正且逐渐减小,则电子的加速度沿运动方向,且逐渐减小,电子做加速度减小的加速运动,根据牛顿第二定律有
可知电场强度越来越小,电场线越来越稀疏,电子所受电场力方向与电场方向相反,电场方向由B指向A,A正确。
故选A
4. 某手机软件中运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图所示,电容器M极板固定,N极板可运动,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器的描述正确的是( )
A. 保持向前匀加速运动时,电路中存在恒定电流
B. 静止时,电容器两极板不带电
C. 由静止突然向后加速,电流由a向b流过电流表
D. 向前匀速运动突然减速,电流由b向a流过电流表
【答案】C
【解析】
【详解】A.保持向前匀加速运动时,加速度恒定不变,则N板在某位置不动,电容器电容不变,电容器保持与电源相连,电压不变,由知电容器所带的电荷量不变,电路中无电流,故A错误;
B.静止时,N板不动,电容器与电源保持相连,两极板带电,故B错误;
C.由静止突然向后加速,N板相对M板向前移动,则板间距离减小,根据平行板电容器电容的决定式
知电容C增大,由
知,电压不变,电容器所带的电荷量增大,电容器充电,电流由a向b流过电流表,故C正确;
D.向前匀速运动突然减速,N板相对M板向前移动,则板间距离减小,根据
知电容C增大,电压不变,由
知电容器所带的电荷量增大,电容器充电,电流由a向b流过电流表,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,带电荷量为+q和+2q 的P、Q两球,质量分别为m 和2m,通过两根长度均为l的不可伸长的绝缘细线悬挂。整个装置处于电场强度水平向右、大小为E 的匀强电场中。系统静止时,两根细线偏离竖直方向的角度分别为α和β,则( )
A. α=β B. α>β
C. α<β D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】对P、Q整体根据平衡条件得
对Q根据平衡条件得
解得
故选A。
6. 如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,经过A、B、C三点,已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 电场在x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向
B. A点电势高于B点电势
C. A点电场强度小于B点电场强度
D. 电子从A运动到B静电力做的功大于从B运动到C静电力做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A.电子从A到C电势能逐渐减小,可知电势逐渐升高,则电场在x坐标轴上电场强度方向沿x轴负方向,选项A错误;
B.沿电场方向电势逐渐降低,可知A点电势低于B点电势,选项B错误;
C.Ep-x图像斜率等于电场力,可知从A到B电子受电场力逐渐减小,场强逐渐减小,可知A点电场强度大于B点电场强度,选项C错误;
D.因从A到B的电场力大于从B到C的电场力,根据W=Fx可知,电子从A运动到B静电力做的功大于从B运动到C静电力做的功,选项D正确。
故选D。
7. 质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝缘丝线相互连接,放置在光滑绝缘的水平面上,A球的电荷量为+q。在C球上施加一个水平向右的恒力F之后,三个小球一起向右运动,三根丝线刚好都伸直且没有弹力,F的作用线反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点,如图所示,已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. B球的电荷量可能为+2q
B. C球的电荷量为
C. 三个小球一起运动的加速度为
D. 恒力F的大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据对称性可知,A球的电荷量和B球的电荷量相同,故A错误;
BCD.设C球的电荷量为qC,以A球为研究对象,B球对A球的库仑斥力为
C球对A球的库仑引力为
由题意可得一起运动的加速度方向与F的作用线平行,则有
解得
且C球带负电,则
故C正确,BD错误。
故选C。
二、多选题(共3题,每题6分,共18分)
8. 如图所示,水平放置的平行板电容器上下极板分别带有等量异种电荷,电荷量大小均为,两极板间距为,质量为电荷量为的带负电微粒从上极板的边缘以初速度射入,恰好沿直线从下极板边缘射出,重力加速度为。则( )
A. 两极板间的电压
B. 微粒的机械能减小
C. 电容器的电容
D. 保持不变,仅将极板向下平移,微粒仍沿直线从极板间射出
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.因为带电微粒做直线运动,则微粒受力平衡,根据平衡条件有
得
负电荷受电场力方向向上,所以电场方向竖直向下,则
所以
故A错误;
B.重力做功mgd,微粒的重力势能减小,由于微粒做匀速直线运动,动能不变,根据能量守恒定律得知,微粒的重力势能减小了,故B正确;
C.电容器的电容
故C正确;
D.在不变时,仅将极板向下平移,由
知电场强度不变,微粒仍受力平衡,微粒仍沿直线从极板间射出,故D正确。
故选BCD。
9. 如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球A,将质量为m带电荷量为q的小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处,丝线BC长度为,AC两点间的距离为。当小球B静止时,丝线与竖直方向的夹角,带电小球A、B可视为质点,重力加速度为g。静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. 丝线对小球B的拉力为
B. 小球A的带电荷量为
C. 如果小球A漏电导致电量减少少许,则AB之间的库仑力减小
D. 如果小球A漏电导致电量减少少许,丝线拉力大小不变
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由题意可知
所以AB与BC垂直,两小球之间的距离为
对小球B进行受力分析如图
由平衡条件得,丝线对小球B的拉力为
两小球之间的库仑斥力为
解得
故AB错误;
CD.由相似三角形可知
若A缓慢漏电,根据题意可知不变,由库仑定律可知两球间的库仑力减小,距离减小,但比值不变;如果小球A漏电导致电量减少少许,不变,则丝线的拉力大小不变,故CD正确。
故选CD。
10. 如图所示,A、B两个带电小球用长为L的绝缘细线连接,A球固定,B球悬吊,B球质量为m,重力加速度为g,两球带电荷量相等,剪断细线的一瞬间,B球加速度大小为0.6g,不计小球的大小,静电力常量为k,则( )
A. A、B两球带异种电荷
B. 细线未断时,细线上拉力大小为
C. B球带电荷量大小为
D. 未剪断细线时释放A球,释放的一瞬间,A球加速度大小为g
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由于剪断细线的一瞬间,B球加速度大小为0.6g,小于重力加速度g,说明两球相互吸引,所以带异种电荷,根据牛顿第二定律,有
解得
故A正确;
B.细线未断时,对B球,根据平衡条件,有
可得细线上拉力大小
故B错误;
C.由
解得
故C正确;
D.未剪断细线时释放A球,释放的一瞬间,A球受到向下的重力、库仑力,因此A球加速度大小大于g,故D错误。
故选AC。
三、实验题(共两个大题,每空2分,共20分)
11. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。如图,两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。
(1)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有_______。
A. 油滴质量m B. 两板间的电压U C. 两板间的距离d D. 两板的长度L
(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量_______(已知重力加速度为g)。
(3)在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷。其值为_______C。(保留三位有效数字)
(4)关于元电荷下列说法正确的是( )
A. 油滴的电荷量可能是 B. 油滴的电荷量可能是
C. 元电荷就电子 D. 任何带电体所带电荷量可取任意值
【答案】(1)ABC (2)
(3) (4)B
【解析】
【小问1详解】
平行金属板板间存在匀强电场,液滴恰好处于静止状态,电场力与重力平衡,则有
可得
所以要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有油滴质量m,两板间的电压U,两板间的距离d。
故选ABC。
【小问2详解】
根据(1)问分析可知,该油滴的电荷量为
【小问3详解】
在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷。其值为
【小问4详解】
AB.油滴的电荷量只能是元电荷的整数倍,根据
,
故A错误,B正确;
CD.元电荷不是电子,只是在数值上等于电子或质子的带电量;任何带电体所带电荷量都只能是元电荷的整数倍,故CD错误。
故选B。
12. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素,其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地,电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。
(1)图甲当开关S接“1”达到稳定后,电容器上极板带__________(选填“正”或“负”)电。
(2)图甲开关S接“2”前,将电流传感器串联在左侧电路中,接着将开关S接“?”,与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图,丙所示,通过分析可知,图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是__________。不改变电路其他参数,只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将__________(选填“减小”、“不变”或“增大”)。
(3)已知电源电压为3V,通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA·s,则电容器的电容C=__________F(结果保留两位有效数字)。
(4)保持两极板所带的电荷量Q不变,极板间的正对面积S不变,让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d,发现静电计指针偏角变大,得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)正 (2) ①. 电荷量 ②. 不变
(3)
(4)减小
【解析】
【小问1详解】
当开关S接“1”后,电源给电容器充电,根据充电电流方向可知,电容器上极板带正电,下极板带负电。
【小问2详解】
[1]当开关S接“2”,电容器进行放电,I-t图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量;
[2]只增大电阻R的阻值,只是使得放电过程变慢,而放电的电荷量不变,则I-t曲线与横轴围成的面积将不变。
【小问3详解】
根据电容的定义式可得
【小问4详解】
静电计指针偏角变大,则电压变大,根据
可知,电容变小,得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而减小。
四、解答题(3个试题,13题10分,14、15题每题12分,共34分)
13. 把带电荷量为的正点电荷从无限远处移到电场中的A点,要克服电场力做功,若把该电荷从电场中的A点移到B点,电场力做功,取无限远处电势为零。求:
(1)两点的电势差;
(2)点的电势;
(3)把的负电荷由点移到无限远处,电场力做的功。
【答案】(1)150V
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
两点的电势差
【小问2详解】
A点与无限远处电势差
取无限远处电势为零,则A点电势
点的电势
【小问3详解】
B点与无限远处电势差
把的负电荷由点移到无限远处,电场力做的功
14. 如图甲所示,倾角为30°的光滑绝缘斜面固定在水平面上,斜面底端固定一个带正电的小球A,另有一质量的带正电小球B静止在距离斜面底端10cm处,小球半径可以忽略,重力加速度取,静电常数。(结果保留一位有效数字)
(1)若小球B带电量为,求小球A所带电荷量;
(2)保持B的电荷量不变,若将A球撤去,加一水平方向的匀强电场,仍使B球静止在斜面上,如图乙所示,求匀强电场的电场强度大小及方向。(结果保留1位有效数字)
(3)若保持B的电荷量不变,将A球撤去,仍保证小球B在该位置平衡,场强最小为多少?电场的方向如何?
【答案】(1)
(2),水平向右
(3),方向沿斜面向上
【解析】
【小问1详解】
对B球受力分析有,沿斜面方向有
解得
【小问2详解】
对B球受力分析,B球处于平衡状态,所以电场力水平向右,又因为B球带正电,所以该匀强电场方向水平向右。沿斜面方向平衡
解得
【小问3详解】
当电场力方向与斜面平行时,电场力最小,则场强最小,此时
解得
方向沿斜面向上。
15. 如图所示,水平向右的匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行,a、b为轨道水平直径的两端。一电荷量为q(q>0)、质量为m的小球沿轨道内侧在竖直平面内运动,经过最低点c时速度大小为v。已知a、b两点间的电势差,重力加速度大小为g。求:
(1)小球运动到b点时对轨道的压力大小;
(2)小球运动过程中的最大速度。(结果可用根号表示)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
从c点到b点,由动能定理得
在b点,由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律知,小球运动到b点时对轨道的压力大小为
【小问2详解】
由于
所以小球的平衡位置在bc中点,可知小球运动到中间位置时,速度最大,从c点到中间位置的过程,由动能定理得
解得
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