内容正文:
1
2025
物理试卷
命题人:张前顺 审题人:贾永峰 刘帅帅汪阳春 刘 磊
时间:75 分钟 分值:100 分
一、单项选择题(本题共 8 小题,每小题 4 分,共 32 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.我国女子短道速滑队曾在世锦赛上实现女子 3000m接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员
甲提前站在“交捧”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使
甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与
冰面间在水平方向上的相互作用,下列说法正确的是( )
A.甲的动量变化量与乙的动量变化量相同
B.甲、乙运动员组成的系统机械能守恒
C.若推出后甲比乙动量大,则甲也一定比乙动能大
D.甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小
2.如图所示,半径为 R的半球形容器固定在水平转台上,转台可绕过容器球心O的竖直轴线匀
速转动,物块(可视为质点)随容器转动且相对器壁静止。当物块与O点的连线和竖直方向
的夹角 为 60°,且转台的角速度大小为 0 时,物块受到的摩擦力恰好为零。重力加速度大
小为 g,物块的质量为m,下列说法正确的是( )
A.若转台的角速度由 0 缓慢增大,则 一定增大
B.角速度 0
2g
R
C.物块对容器壁的压力大小为 mg
3
32
D.若转台的角速度由 0 缓慢增大,则物块的摩擦力方向沿容器壁向上
3.北京时间 2024年 5月 3日 17时 27分,长征五号遥五运载火箭在
我国文昌航天发射场点火升空,嫦娥六号顺利发射。如图所示,嫦
娥六号探测器进行多次变轨修正之后,“着陆器、上升器组合体”降
落月球表面,下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是( )
A.在轨道 2上运行时经过 Q点时的速度大于经过轨道 1上的运行
速度
B.在轨道 1与轨道 2上经过 P点时,速度相同
C.在轨道 1与轨道 2上经过 P点时,机械能相同
D.在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度
4.如图所示,小车静止在光滑水平面上,小车 AB段是半径为 R的四分之一光滑圆弧轨道,从 B
到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道,在右端固定一轻弹簧,弹簧处于自然状态,自
由端在 C点。一质量为 m、可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点 A由静止滑下,而后滑入
水平轨道,小车(含挡板)质量为2m,重力加速度为 g。
下列说法正确的是( )
A.滑块到达 B点时的速度大小为 2gR
B.当弹簧压缩到最短时,滑块和小车具有向右的共同速度
C.弹簧获得的最大弹性势能为mgR
D.滑块从 A点运动到 B点的过程中,小车运动的位移大小为
2
3
R
5.如图所示,平面内直线 AB和MN垂直相交于О点,A、B关于О点对称。M、N关于О点对称,
C是 AO的中点,D是 OB的中点,则下列说法正确的是( )
A.若将电荷量为+Q的点电荷放置在О点,则 C、M、D、N
四点的电场强度相同
B.若将电荷量为+Q和-Q的点电荷分别放置在 A点和 B点,
则 C、D两点电场强度方向相反
C.若在 C点和 D点分别放置等量同种点电荷,一电子从О点
沿直线运动到 N点的过程中,所受静电力一定一直增大
D.若在 C点和 D点分别放置等量正点电荷,一电子从M点由静止释放,电子将在M、N间
做往返运动
6.今年 3月,顺丰在深圳及附近城市推出无人机物流产品,其自主研发的垂直起降无人机在物
流运输、应急救援等场景都适用。某次工作时,无人机自身总质量为 m,负重质量为M。在
垂直起飞过程中受到的空气阻力的大小始终是速度大小的 k倍,该无人机垂直地面静止起飞,
若电动机的牵引力恒为 F,上升高度 H时恰好达到最大速度,此工作过程中电动机未超过额
定功率。重力加速度为 g。则( )
A.速度最大时的阻力为 ( )M m g
B.最大速率为
k
gmMv )(m
C.速度最大时牵引力的功率为 F
k
gmMF )(
D.上升高度 H的过程中,阻力做功为 2
1 ( )( )[ ] ( )
2
F M m gFH M m M m gH
k
2
7.如图所示,在竖直平面内有一半径为 R的四分之一圆弧轨道 BC,与竖直轨道 AB和水平轨道
CD相切,轨道均光滑。现有长也为 R的轻杆,两端固定质量均为 m
的相同小球 a、b(可视为质点),用某装置控制住小球 a,使轻杆竖直
且小球 b与 B点等高,然后由静止释放,杆将沿轨道下滑。设小球始
终与轨道接触,重力加速度为 g。则( )
A.下滑过程中 a球机械能增大
B.下滑过程中 b球机械能守恒
C.a球到达水平面时,b球的速度小于 2gR
D.从开始释放至 a球运动到 C点的过程中,轻杆对 b球做正功为
2
mgR
8.如图甲,某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风,圆形出风口与托盘距离较近且风速恒
定,吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开,简化图如图乙。当电吹风设置在某挡
位(吹风功率一定)垂直向托盘吹风时,电子秤示数与放上一质量为 m的砝码时一致,出风
口半径为 r,空气密度为 ,重力加速度大小为 g。下列说法正确的是( )
A.设出风口的风速为 v,则单位时间内出风口吹出气体的质量为 2 2r v
B.电吹风出风口的风速为 2
mg
r
C.电吹风吹风的平均功率为 2
mgmg
r
D.使用出风口面积越大的电吹风,电子秤示数一定
也越小
二、多项选择题(本题共 2 小题,每小题 5 分,共 10 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。)
9.如图所示为一缓冲模拟装置。质量分别为 m、2m的物体 A、B
通过细绳及轻质弹簧连接在轻质定滑轮两侧,开始时用手托着
物体 A在距地面高 h处静止,此时细绳恰伸直无弹力,弹簧轴
线沿竖直方向,物体 B静止在地面上,放手后经时间 t物体 A
下落至地面,落地前瞬间物体 A的速度为零,此时物体 B对地
面恰好无压力,不计一切摩擦及空气阻力,两物体均可视为质
点,弹簧始终处于弹性限度内,弹簧的弹性势能
2
p
1
2
E kx ,k为劲度系数,x为形变量,重力
加速度大小为 g,则下列说法中正确的是( )
A.物体 A在下落过程中其机械能减小
B.弹簧的劲度系数为
mg
h
C.物体 A从静止下落到落地的 t时间内,地面对物体 B的冲量大小为mgt
D.将物体A的质量改为1.5m,再将物体A从原位置释放,物体A下落过程的最大速度为 2
3
gh
10.如图所示,倾角为 30°的斜面体固定在水平面上,一横截面半径为 R的半圆柱体丙放在水平
面上,可视为质点的光滑小球乙质量为 m,用轻绳拴接置于半圆柱上;质量为 2m的物块甲
用轻绳拴接放在斜面体上,拴接小球乙与拴接物块甲的轻绳与竖直的轻绳系于 O点,且 O
点位于半圆柱圆心的正上方。已知O点到水平面的高度为 2R,拴接小球乙的轻绳长度为 3R,
整个装置处于静止状态,重力加速度为 g。则下列说法正确的是( )
A.小球乙对半圆柱体的压力大小为 mg
B.拴接物块甲的轻绳拉力大小为
1
2
mg
C.物块甲所受的摩擦力大小为 3
2
mg
D.半圆柱体所受的摩擦力大小为 mg
4
3
三、填空题(每空 2 分,共 14 分)
11.某小组利用下图所示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度 d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离 l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间 t
E.秤出托盘和砝码总质量 m、滑块(含遮光条)的质量M
已知当地重力加速度为 g,回答以下问题(用题中所给的字母表示):
(1)本实验中 (选填“需要”或“不需要”)满足 m远小于M;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统动能增加了 ;若系统机械能守恒,
应满足 。
3
12.某科学兴趣小组同学用如图甲所示的装置验证“动量守恒定律”。
实验步骤如下:
①用绳子将大小相同、质量分别为 Am 和 Bm 的小球 A和 B悬挂在天花板上;
②在 A、B两球之间放入少量炸药,引爆炸药,两球反方向摆起,用量角器记录两球偏离
竖直方向的最大夹角分别为 、β;回答下列问题:
(1)实验中所用两绳长度应 (填“相等”或“不相等”)。
(2)若两球动量守恒,应满足的表达式为 (用 mA、mB、α、β表示)。
另一小组同学用该实验装置想验证两小球间的碰撞是弹性碰撞,实验步骤如下:
①小球 B竖直静止,将小球 A拉起一定角度α,从静止释放;
②小球 A和小球 B发生正碰之后,小球 A被弹回,用量角器测出小球 B能摆起的与竖直方
向的最大角度β;
③多次改变初始α的值,使得小球 B摆起的最大角度发生变化,记录多组α、β值,以1 cos
为纵轴,1 cos 为横轴,绘制 ( )1 ( )1cos cos 图像,如图乙所示
(3)该小组实验中需保证两小球的质量满足 Am Bm (选填“ ”、“ ”或“=”)。
(4)图乙中 ( )1 ( )1cos cos 图像的斜率为 k,则 A、B两球的质量之比为 。
三、计算题
13.(15分)如图甲所示,物块 A、B的质量分别是 A 4.0kgm 和 B 3.0kgm ,用轻弹簧栓接相连
放在光滑的水平地面上,物块 B右侧与竖直墙相接触。另有一物块 C从 0t 时以一定速度
向右运动,在 4st 时与物块 A相碰,并立即与 A粘在一起不再分开。物块 C的 v t 图像如
图乙所示。求:
(1)物块 C的质量 mC;
(2)弹簧对物块 A、C的弹力在 4s到 12s的时间内冲量 I的大小和方向;
(3)在 B离开墙壁之后的运动过程中,物块 AC整体的最小速度大小。
14.(13分)如图所示,一轻质弹簧竖直固定,其原长位置恰好位于竖直固定的
1
4
圆管型轨道底
端,圆管轨道顶端切线水平,内部光滑,半径 1mR ,在其右侧某位置有一倾角 37 的倾
斜传送带,传送带长度 17.5mL ,以 0 5m / sv 的速度逆时针方向转动。现将质量 1kgm 的
小物块放在弹簧上,用外力继续向下压缩至某一位置,然后由静止释放物块,物块飞离圆管
时,对圆管顶部的压力 N 10NF ,最后恰好
从传动带上端沿切线方向滑上传送带。物块
与传送带间的动摩擦因数 0.5 ,重力加速
度 g取 210m / s , sin37 0.6 ,cos37 0.8 ,
物块可看做质点,圆管内径很小忽略不计,
求:
(1)物块进入圆管轨道时的动能 kE ;
(2)物块在传送带上运动过程中,因摩擦产生的热量Q。
15.(16分)如图所示,真空中,与水平面成 37°角的固定绝缘长细杆,垂直穿过一固定均匀带
正电圆环的圆心 O,套在细杆上的带正电小球从杆上的 a点以某一初速度沿杆向上运动,恰
好能运动到杆上 d点,已知圆环半径为 R,电荷量为 Q,小球质量为 m、电荷量为 q,小球
半径远小于 R, q Q ,ab bO Oc cd R ,静电力常量为 k,重力加速度大小为 g,绝
缘细杆与小球间的动摩擦因数
3
4
,sin 37 0.6° , cos37 0.8° 。求:
(1)小球在 c点受到的电场力的大小;
(2)小球在 b点的加速度大小;
(3)小球在 a点的动能。
4
5
2025
物理试卷参考答案
1.【答案】D【详解】A.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,相互作
用的过程中甲与乙组成的系统满足动量守恒定律,甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反,A错
误。B.由于乙推甲的过程中,要消耗体内的化学能转化为系统的机械能,所以系统的机械能增加,
故 B错误 C.由
2
k 2
pE
m
由于不知道甲乙的质量关系,则不能确定甲的和乙动能大小的关系,故 C
错误;D.根据牛顿第三定律可知,在乙推甲的过程中甲对乙的作用力大小等于乙对甲的作用力大
小,作用时间相等,根据 I Ft 可知,甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量等大反向,故 D正确;
2.【答案】B【详解】水平方向根据牛顿第二定律可得 20tan sinmg m R 得 0 co
2
s
g
R
g
R
,
转台的角速度大小为 0 时,物块受到的摩擦力恰好为零,此时竖直方向根据受力平衡可得
cosN mg 解得 2N mg ,可知此时物块对容器壁的压力大小为 2mg;故 C错误,B正确;
AD.若转台的角速度由 0 缓慢增大,则物块所需的向心力增大,重力和支持力的合力不足以提供
所需的向心力,物块有沿容器壁向上运动的趋势,所以物块受到的摩擦力方向沿容器壁向下,当
摩擦力未到达最大值时,物块与器壁仍相对静止, 角不变,故 AD错误。
3.【答案】A【详解】A.通过引入过 Q的辅助圆轨道可知,在轨道 2上运行时经过 Q点时的速度大
于经过辅助圆轨道速度,二辅助圆轨道又大于圆轨道 1上的运行速度,选项 A正确。BC.嫦娥六
号从轨道 1到轨道 2经过 P点时,要减速做向心运动,机械能减小,选项 BC错误;D.嫦娥六号
没有脱离地球的引力范围,则在地球上的发射速度小于第二宇宙速度,选项 D错误;
4.【答案】C【详解】A.滑块从 A滑到 B时,满足水平方向动量守恒,机械能守恒,则有 1 22mv mv
2 2
1 2
1 1 2
2 2
mgR mv mv 解得 1
4
3
v gR 2
1
3
v gR 故 A错误;BC.弹簧弹性势能最大时滑
块与小车共速,设共速时的速度大小为 v,则有0 ( 2 )m m v ;即弹簧弹性势能最大时,两者速度
均为零,则根据能量守恒可知 maxpE mgR ,故 B错误、C正确;D.从 A到 B滑下的过程,由人
船模型 1 22mx mx 1 2x x R ,解得小车的位移是 2 3
Rx ,故 D错误。故选 C。
5.【答案】D【详解】A.若将电荷量为+Q的点电荷放置在 O点则 C、M、D、N四点的电场强度方
向不同,A错误;B.若将电荷量为+Q和-Q的点电荷分别放置在 A点和 B点,由等量异种点电
荷电场中电场线分布的对称性可知,C、D两点的电场强度大小相等,方向均由 A指向 B,B错误;
C.若在 C点和 D点分别放置等量同种的点电荷,则 O点的电场强度是零,从 O点沿 CD的中垂
线经过 N点到无限远处,电场强度大小从零先增大,再减小到零,则电子从 O点沿直线运动到 N
点的过程中,具体可定量求解出场强最大值的位置在 OC之间,从而电场力满足先增后减,C错
误;D.若在 C点和 D点分别放置等量正点电荷,则 CD连线的中垂线上,关于 O点对称的两点电
场强度等大反向,所以电子在 MO间与 ON间受力具有对称性,都指向 O点所以将一电子从 M点
由静止释放,电子将在 M、N间做往返运动。
6.【答案】C 【详解】A.当无人机速度达到最大时,合力为零,阻力最大,则 mM m g f F 解
得速度最大时的阻力为 mf F M m g ,故 A错误;B.空气阻力的大小始终是速度大小的 k
倍,则 m mf kv ,解得最大速率为
m
F M m g
v
k
,故 B错误;C.速度最大时牵引力的功率
为
m
F M m g
P Fv F
k
,故 C正确;D.上升高度 H的过程中,对无人机由动能定理得
2f m
1 0
2
FH M m gH W mv ;解得阻力做的功为
2
f
1 ( )( )[ ] ( )
2
F M m gW M m M m gH FH
k
,故 D错误。
7.【答案】D【详解】D.最终 a、b都滑至水平轨道时(即小球 a滑过 C点后,)速度相等,设为 v,
下滑过程中只有重力对 a、b组成的系统做功,则根据机械能守恒定律有 2
12 2
2
mg R mgR mv
解得 3v gR ,设从释放至 a球到滑过 C点的过程中,轻杆对 b球做功为 W,对 b根据动能定理
有
21
2
W mgR mv 解得
1
2
W mgR ,故 D正确;AB.根据前面分析可知,系统机械能守恒,下
滑过程中,杆对 b球做正功,对 a球做负功,所以 a球机械能减少,b球机械能增加,故 AB错误;
C.a球到达水平面时,b球的速度大于 2gR,选项 C错误。 故选 D。
8.【答案】B【详解】A.单位时间内出风口吹出气体的质量 2m Sv r v 故 A错误;B.根据
题意可知,风与托盘间的相互作用力大小 F mg , 根据动量定理 2 2 2F t mv Sv t r v t
解得 2v
mg
r
故 B正确;C.根据 WP
t
有
21
2
mv
P
t
32
2
1 vr 解得 22
mg mgP
r
,
故 C错误;D.当电吹风设置在某挡位垂直向托盘吹风时,功率相同,对于 t 时间内吹出的风,
21
2
P t mv 与托盘作用过程,根据动量定理 F t mv 解得
2PF
v
;又因 32
2
1 vrP ,
则在 P一定时,r越大,v越小,则 F越大,故 D错误;
9.【答案】AC【详解】A.物体 A在下落过程中,除了重力做功之外,绳的拉力对物体 A做负功,
故机械能减小,故 A正确;B.由题意可知,初始状态弹簧无弹力,物体 A落地前瞬间,弹簧的
形变量等于 h,弹簧与 A组成的系统机械能守恒,有 2
1
2
mgh kh ;可得
2mgk
h
,故 B错误;C.设
整个过程中,绳子对 A的冲量大小为 1I ,则绳子对 B和弹簧的冲量大小也为 1I ,对 A由动量定理
得 1 0mgt I 对 B和弹簧由动量定理得 2 12 0mgt I I ,可得物体 A从静止下落到落地的 t
时间内,地面对 B物体的冲量大小为 2I mgt ,故 C正确;D.将 A物体质量改为 1.5m,当弹簧
弹力恰好等于 1.5mg时,A受力平衡,加速度为零,速度最大,此时弹簧形变量
1.5 3
4
mgx h
k
对 A和弹簧的系统,根据机械能守恒 2 2
1 11.5 1.5
2 2
mgx kx mv 解得 3
4
v gh ;故 D错误。故
选 AC。
10.【答案】BD【详解】A.对小球乙受力分析如图所示
由相似三角形知识得 2 3
mg N T
R R R
解得拴接小球乙的轻绳拉力大小为
3
2
T mg
小球乙受到的支持力大小为
1
2
N mg ,根据牛顿第三定律可知,小球乙对半圆柱体的压力大小为
6
1
2
mg,故 A错误;B.设拴接小球乙的轻绳与竖直方向的夹角为α,由几何关系可知
2 2 2(2 ) ( 3 )R R R ,所以连接乙球的轻绳与半圆柱体相切,且
1sin
2 2
R
R
解得 30 ,以结点 O为研究对象,对其受力分析如图所示
拉力 T和 F2的合力与 F1等大反向,由平衡条件得 2 tanF T
代入数据解得 2
1
2
F mg ,故 B正确;C.物块甲的重力沿斜面向下的分力大小为
2
12 sin 30
2
mg mg F mg ;则物块甲所受的摩擦力沿斜面向上,大小为
2
12 sin30
2
f mg F mg 甲 ;故 C错误;D.以小球乙和半圆柱体丙整体为研究对象,由平衡条
件可知,半圆柱体丙所受的摩擦力方向水平向左,大小等于拉力 T沿水平向右方向的分力,即
3sin
4
f T mg ;故 D正确。
11.【答案】(1)不需要 (2)
21 ( )
2 Δ
dM m
t
21 ( )
2 Δ
dmgl M m
t
【详解】
(1)本实验以钩码、滑块、遮光条组成的系统为研究对象,实验中不需要满足钩码重力等于绳子的
拉力,则不需要满足遮光条和滑块的总质量 M远大于钩码质量 m,故填不需要。
(2)[1] 挡光条通过光电门的速度为
dv
t
;遮光条由静止运动至光电门的过程,系统动能增加了
2
2
k
1 ( )
2
1
2
mE M d
t
v Mm
( ) ;[2] 根据题意,钩码、滑块、遮光条等组成的系统减小
的重力势能为 p E mgl;则为了验证该系统机械能守恒,需满足的关系为
21 ( )
2 Δ
dmgl M m
t
12.【答案】 相等 A B1 cos 1 cosm m
1
2 1k
【详解】(1)[1]实验需要两小球发生碰撞,则两小球绳长必须相同。
(2)[2]设绳长为 L,对 A、B球爆炸后由动能定理得 2A A 1
1cos 0
2
m g L L m v ,
2B B 2
1cos 0
2
m g L L m v ; 由动量守恒定律得 A 1 B 2m v m v ;联立解得
A B1 cos 1 cosm m
(3)[3] 小球 A和小球 B发生正碰之后,小球 A被弹回,则 A的质量小于 B的质量,A才会反弹。
[4]小球 A与 B碰撞前根据动能定理可得 2A A 0
1( cos )
2
m g L L m v
小球 A和小球 B发生正碰,则 A 0 A 1 B 2m v m v m v 2 2 2A 0 A 1 B 2
1 1 1
2 2 2
m v m v m v
B上升到最大高度,此过程中根据动能定理可得 2B B 2
1( cos )
2
m g L L m v
解得
A
2 0
A B
2mv v
m m
整理可得
A
A B
22 (1 cos ) 2 (1 cos )mgL gL
m m
则 A、B两球的质量之比为 A
B
1
2 1
m
m k
13.【答案】(1) C 2kgm (2) 大小 36N s ,方向向左 (3)1m/s
【详解】(1)由图知,C与 A碰前速度为 9m / sv ,碰后速度为 2 3m / sv ,C与 A碰撞过程根
据动量守恒可得 C A C 2m v m m v 解得 C 2kgm ………………………4分
(2)由图知,12s末 A和 C的速度为 3 3m / sv ,4s到 12s的时间内,根据动量定理可知,弹
簧对物块 A、C的冲量为 A C 3 A C 2I m m v m m v
解得 36N sI ,可知冲量大小为 36N s ,方向向左 …………………5分
(3)此后运动过程中,弹簧第一次恢复原长时,物块 AC整体的速度最小,则
BBACCACA vmvmmvmm )()( 3
222
3 2
1)(
2
1)(
2
1
BBACCACA vmvmmvmm 联立解得 vAC=-1m/s
即 AC整体速度最小值为 1m/s………………………6分
14.【答案】(1) k 20JE (2) 90JQ
【详解】(1)在圆管最高点有
2
1
N
mvF mg
R
由圆管底端到顶端过程有
2
1 k
1
2
mgR mv E 解得 k 20JE ………………4分
(2)设物块滑上传送带的速度为 2v ,则 2 1cos37v v
物块滑到底端的过程有 sin37 cos37mg mg ma 22
1
2
L v t at
这段时间内传动带运动的位移为 1 0x v t 相对位移为 1x x L
产生的热量为 cos37Q mgx 解得 90JQ ………………9分
15.【答案】(1)
2
2
4c
kQqF
R
(2)
2
3 3 2
5 4
g kQqa
mR
(3)
k
4 3 3
5
mgR
E
【详解】(1)将圆环等分为 n段小圆弧,每段小圆弧均可视为电荷量为 0q 的点电荷,有
0Q nq 在 c点,由库仑定律, 0q 对小球的电场力
0
0 2
c
kqqF
r
由几何关系 2 22cr R
在 c点,整个圆环对小球的电场力设为 cF ,有 0 sin 45cF nF 、
联立解得
2
2
4c
kQqF
R
…………………………6分
(2)由对称性,小球在 b点所受的电场力与在 c点所受的电场力方向相反,大小相等,有
b cF F 在 b点,对小球,由牛顿第二定律,有 sin 37 cos37 bmg mg F ma
联立,解得
2
3 3 2
5 4
g kQqa
mR
…………………………5分
(3)小球从 a到 d,由对称性,电场力做功 0adW
对小球,由动能定理,有 kad ERmgRmgW 0437cos437sin
联立,解得
k
4 3 3
5
mgR
E
…………………………5分