精品解析:江西省部分学校2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题
2024-11-09
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内容正文:
江西省赣州市十八县(市、区)二十四校2024-2025学年高二上学期11月期中联考物理试题
试卷共6页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.考查范围:必修三第十章至第十二章。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项是符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 荷兰莱顿大学的卡末林—昂内斯意外发现,将汞冷却到-268.98℃时,其电阻会突然消失,从此人类进入超导体研究时代,如今在电力运输、超导磁体、超导计算机、磁悬浮列车等各个领域都有超导体的运用,当电流流经超导体时( )
A. 超导体电阻为零,电阻率不为零 B. 不会有电流的热效应现象
C. 超导体两端电压不为零 D. 电流会有一定的损耗
2. 某品牌推出了手机快充技术,其中66W快充的参数如图,当充电器与手机连接时,手机将启动66W快充模式充电,即充电器输出电压为11V,输出电流为6A。若用该充电模式对容量为4500mAh的电池充电(初始电量为零),要把电池充满,理论上充电的时间约为( )
A. 15分钟 B. 30分钟 C. 45分钟 D. 60分钟
3. 某同学家里照明进户线选用的是横截面积为2.5mm2的铜线,该铜线内自由电子的密度为个/m3,某段时间该铜线中通过的电流为9.6A,,则该铜线中自由电子定向移动的平均速率为( )
A. B. C. D.
4. LED灯是新型绿色环保光源之一,其光电转化效率为100%。一只“36 V 20 W”的LED灯正常发光与一只“220 V 100 W”的白炽灯正常发光,产生的照明效果相同。某房间安有1只“220 V 100 W”的白炽灯,若每天使用2.5小时,则一个月(30天)相对于使用LED灯,多消耗的电能为( )
A. 6.00 × 105 J B. 4.32 × 106 J C. 5.40 × 106 J D. 2.16 × 107 J
5. 如图为阴极射线管的简化图,在阴极射线管的阴极和阳极两端连接电压为的高压电源,阴极、阳极间距离为d且两极间的电场视为匀强电场,对于阴极释放的某个电子(初速度为零),从阴极运动到阳极所用时间t的平方( )
A. 与成正比,与U成反比 B. 与U成正比,与成反比
C. 与d成正比,与成反比 D. 与成正比,与d成反比
6. 某同学要把一只量程为0.6A的电流表改装成量程为3A的大量程电流表,但是电流表的内阻未知,若把电流表与一只电阻箱R并联后接入如图电路中,当通入电流,R的阻值调节为0.4Ω时,电流表的示数为0.2A,由此可得电流表的内阻为( )
A. 1.2Ω B. 1.6Ω C. 2.0Ω D. 2.4Ω
7. 如图,匀强电场内有一半径为R的圆,圆内有一平行四边形,过圆心O,边长度为R,电场强度的方向与圆平面平行,把一电荷量为的粒子从A点分别移到B点和D点,电场力做功分别为3W和,若取D点电势为零,下列说法正确的是( )
A. B. C点电势为
C. 电场强度的大小为 D. 电场强度的方向由D指向B
8. 静电除尘是工业生产中处理烟尘的常用方法之一。如图甲,除尘装置工作时,中心的金属导线B带负电,金属管A接地,A、B之间产生如图乙所示的强电场,e、f是电场中两点。导线B附近的气体分子被强电场电离,电子在向正极A运动的过程中,使烟尘中的颗粒带上负电,烟尘颗粒在静电力作用下,被吸附到正极A上。不计烟尘颗粒的重力,除尘装置工作过程中,下列说法正确的是( )
A. e点的电场强度大小大于f点的电场强度大小
B. e点的电势高于f点的电势
C. 带电的烟尘颗粒向A运动的过程中,电势能减小
D. 带电的烟尘颗粒向A运动的过程中,做匀加速直线运动
9. 如图甲为在“测电源电动势和内阻实验”中获取的某电源U-I图线,图乙为某小灯泡的U-I图线,下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为1.5V B. 电源的内阻为5Ω
C. 小灯泡的电阻随着电流的增大而减小 D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3W
10. 如图所示电路,电源内阻为r,三只相同灯泡L1、L2和L3电阻均为R,r=0.1R,电表均为理想电表。闭合S、S1,把滑动变阻器R0的滑片P向上滑动的过程中,电压表V1示数变化量绝对值为∆U1,电流表A示数变化量绝对值为∆I,下列说法正确的是( )
A. 电源输出功率逐渐增大
B. 灯泡L1、L2变亮,L3变暗
C. 不变,V2表的示数变小
D. 保持滑片P的位置不动,断开S1,电流表A的示数变大
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 电容器是最基本的电路元件之一,运用非常广泛,下面从两个角度研究电容器的特征,请根据要求完成实验内容。
(1)在探究平行板电容器的电容由哪些因素决定的实验中,采用的实验研究方法是( )
A. 极限思维法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 等效替代法
(2)在研究电容器充、放电实验中,电路图如图甲所示,通过电流传感器显示充、放电电流随时间变化的图线,已知电源电压为8V,图乙为电容器充满电后,把开关拨到______(选填“1”或“2”),得到电容器放电的图线,图线与坐标轴围成的图形中有42个小方格,则放电过程中,该电容器释放的电荷量______C(结果保留3位有效数字)。
12. “问天”实验小组欲测量一段合金金属丝的电阻率,操作步骤如下。
(1)用欧姆表粗测该金属丝的电阻。小组同学第一次选择“×10”倍率的挡位,把红、黑表笔接在金属丝两端,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,为了能获得更准确的测量数据,第二次他们应该将倍率调到______(选填“×1”或“×100”)的挡位,选择合适挡位后,按照正确步骤操作,表针指示如图甲,则金属丝的电阻为______Ω。
(2)测量金属丝的电阻率。实验室给出的器材有:电源(E = 3 V,内阻可以忽略),电流表A(量程0 ~ 0.6 A,内阻约为1 Ω),电压表V(量程0 ~ 3 V,内阻约为3000 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值1000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω),刻度尺,螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径,算出金属丝的横截面积S = 6.5 × 10−8 m2。
(3)两个同学设计了如图乙、丙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图______(选填“乙”或“丙”)更合理,采用该电路图进行实验,则金属丝电阻的测量值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相等”),滑动变阻器需要选择______(选填“R1”或“R2”)。
(4)按选择的合适电路图连接好实物,实验时多次改变金属丝接入电路的长度l(用刻度尺测量),调节滑动变阻器的滑片在合适位置,读出电流表的示数I和电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,从图像上得到图线的斜率k = 16 Ω/m,则合金金属丝的电阻率为______Ω·m(结果保留3位有效数字)。
13. 如图甲为某款玩具小车,其内部电路图如图乙所示,电源电动势,内阻,指示灯L的规格为“5V 1W”,电动机内阻。现闭合开关S,指示灯和电动机均正常工作。求:
(1)电源的输出功率;
(2)电动机的输出功率。
14. 某款电荷控制式喷墨打印机打印头的结构简图如图所示。墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,微粒经过带电室带上负电后,飘入竖直放置的平行板电容器(初速度可视为零),加速后,该微粒以一定的水平初速度从虚线M上的a点垂直射入竖直向下的偏转电场,b、c为轨迹上的两点,再经偏转后打到纸上,显示出字符。已知平行板电容器带电荷量为Q,电容为C,微粒是质量为m、电荷量为的点电荷(q远小于Q)。微粒经过b、c两点时的速度方向与水平方向的夹角分别为30°、60°,b、c两点间竖直距离为d,不计微粒的重力,,。求:
(1)微粒经过a点时的速度大小;
(2)微粒从b点运动到c点电势能的变化量;
(3)b、c两点间的水平距离。
15. 如图,水平粗糙轨道与半径为R的竖直光滑圆形轨道在C点处平滑连接,圆环最低点处略有错开,水平轨道上过B点的竖直虚线左侧空间存在一匀强电场,电场强度的方向与水平方向的夹角为37°,水平轨道上A、B两点间距离为,B、C两点间距离为,圆形轨道区域内存在另一竖直向上的匀强电场(未画出)。一质量为m、电荷量为q的小滑块(视为点电荷)从A点由静止出发,经过B点后,从竖直轨道的最低点C进入圆轨道。已知重力加速度大小为g,小滑块经过B点时的速度大小为,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,D为圆轨道的最高点,假设小滑块运动过程中电荷量保持不变,,,求:
(1)小滑块在A、B两点间运动的时间;
(2)小滑块从A点运动到B点的过程中,电场力做的功;
(3)若要求小滑块能在圆轨道中做完整的圆周运动,则圆形轨道区域匀强电场的电场强度大小应满足什么条件?
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江西省赣州市十八县(市、区)二十四校2024-2025学年高二上学期11月期中联考物理试题
试卷共6页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.考查范围:必修三第十章至第十二章。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项是符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 荷兰莱顿大学的卡末林—昂内斯意外发现,将汞冷却到-268.98℃时,其电阻会突然消失,从此人类进入超导体研究时代,如今在电力运输、超导磁体、超导计算机、磁悬浮列车等各个领域都有超导体的运用,当电流流经超导体时( )
A. 超导体电阻为零,电阻率不为零 B. 不会有电流的热效应现象
C. 超导体两端电压不为零 D. 电流会有一定的损耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电阻定律可得,超导体电阻为零,电阻率为零,故A错误;
B.电流流经超导体时,由于没有电阻,根据焦耳定律可得不会有热能产生,故无电流的热效应现象,故B正确;
C.电流流经超导体时,由于没有电阻,根据欧姆定律可得超导体两端电压为零,故C错误;
D.电流将无损耗的持续下去,故D错误。
故选B。
2. 某品牌推出了手机快充技术,其中66W快充的参数如图,当充电器与手机连接时,手机将启动66W快充模式充电,即充电器输出电压为11V,输出电流为6A。若用该充电模式对容量为4500mAh的电池充电(初始电量为零),要把电池充满,理论上充电的时间约为( )
A. 15分钟 B. 30分钟 C. 45分钟 D. 60分钟
【答案】C
【解析】
【详解】电池充满后的容量为
故选C。
3. 某同学家里照明进户线选用的是横截面积为2.5mm2的铜线,该铜线内自由电子的密度为个/m3,某段时间该铜线中通过的电流为9.6A,,则该铜线中自由电子定向移动的平均速率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据电流的微观表达式,可得该铜线中自由电子定向移动的平均速率为
故选C。
4. LED灯是新型绿色环保光源之一,其光电转化效率为100%。一只“36 V 20 W”的LED灯正常发光与一只“220 V 100 W”的白炽灯正常发光,产生的照明效果相同。某房间安有1只“220 V 100 W”的白炽灯,若每天使用2.5小时,则一个月(30天)相对于使用LED灯,多消耗的电能为( )
A. 6.00 × 105 J B. 4.32 × 106 J C. 5.40 × 106 J D. 2.16 × 107 J
【答案】D
【解析】
【详解】相同照明效果说明转化的光能相等,有
解得
一个月相对于使用LED灯,多消耗的电能为
解得
故选D。
5. 如图为阴极射线管的简化图,在阴极射线管的阴极和阳极两端连接电压为的高压电源,阴极、阳极间距离为d且两极间的电场视为匀强电场,对于阴极释放的某个电子(初速度为零),从阴极运动到阳极所用时间t的平方( )
A. 与成正比,与U成反比 B. 与U成正比,与成反比
C. 与d成正比,与成反比 D. 与成正比,与d成反比
【答案】A
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律有
由运动学公式有
解得
可得
与成正比,与U成反比。
故选A。
6. 某同学要把一只量程为0.6A的电流表改装成量程为3A的大量程电流表,但是电流表的内阻未知,若把电流表与一只电阻箱R并联后接入如图电路中,当通入电流,R的阻值调节为0.4Ω时,电流表的示数为0.2A,由此可得电流表的内阻为( )
A. 1.2Ω B. 1.6Ω C. 2.0Ω D. 2.4Ω
【答案】B
【解析】
【详解】当通入电流时,电流表的示数为
又
设电流表的内阻为,可得
解得
故选B。
7. 如图,匀强电场内有一半径为R的圆,圆内有一平行四边形,过圆心O,边长度为R,电场强度的方向与圆平面平行,把一电荷量为的粒子从A点分别移到B点和D点,电场力做功分别为3W和,若取D点电势为零,下列说法正确的是( )
A. B. C点电势为
C. 电场强度的大小为 D. 电场强度的方向由D指向B
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可得
,
,,
解得
,,
故A错误;
B.由几何关系可得平行四边形为一矩形,根据匀强电场的特点,有
解得
故B错误;
CD.由于垂直于,沿方向,有
沿方向,有
可得
故电场强度的方向沿方向
故C正确,D错误。
故选C。
8. 静电除尘是工业生产中处理烟尘的常用方法之一。如图甲,除尘装置工作时,中心的金属导线B带负电,金属管A接地,A、B之间产生如图乙所示的强电场,e、f是电场中两点。导线B附近的气体分子被强电场电离,电子在向正极A运动的过程中,使烟尘中的颗粒带上负电,烟尘颗粒在静电力作用下,被吸附到正极A上。不计烟尘颗粒的重力,除尘装置工作过程中,下列说法正确的是( )
A. e点的电场强度大小大于f点的电场强度大小
B. e点的电势高于f点的电势
C. 带电的烟尘颗粒向A运动的过程中,电势能减小
D. 带电的烟尘颗粒向A运动的过程中,做匀加速直线运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,e点处电场线分布比f点电场线分布稀疏,e点的电场强度大小小于f点的电场强度大小,故A错误;
B.根据沿电场线方向电势降低可知,e点的电势高于f点的电势,故B正确;
C.带电的烟尘颗粒向A运动的过程,电场力做正功,速度增加,电势能减小,故C正确;
D.由于电场不是匀强电场,越靠近A电场强度越小,根据牛顿第二定律,带电的烟尘颗粒向A运动的过程,加速度逐渐减小,做加速度减小的加速运动,故D错误。
故选BC。
9. 如图甲为在“测电源电动势和内阻实验”中获取的某电源U-I图线,图乙为某小灯泡的U-I图线,下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为1.5V B. 电源的内阻为5Ω
C. 小灯泡的电阻随着电流的增大而减小 D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3W
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据闭合电路欧姆定律可得
可得图像与纵轴的交点表示电动势,图像斜率的绝对值表示内阻,结合图像可得电动势为
内阻为
故A正确,B错误;
C.根据
可知,乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻,所以小灯泡的电阻随着电流的增大而增大,故C错误;
D.把电源和小灯泡组成闭合回路,在乙中作该电源对应的U-I图像,如图
两U-I曲线的交点即小灯泡的电压、电流,根据图像读数可得
,
所以小灯泡的功率为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示电路,电源内阻为r,三只相同灯泡L1、L2和L3电阻均为R,r=0.1R,电表均为理想电表。闭合S、S1,把滑动变阻器R0的滑片P向上滑动的过程中,电压表V1示数变化量绝对值为∆U1,电流表A示数变化量绝对值为∆I,下列说法正确的是( )
A. 电源输出功率逐渐增大
B. 灯泡L1、L2变亮,L3变暗
C. 不变,V2表的示数变小
D. 保持滑片P的位置不动,断开S1,电流表A的示数变大
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由电路图可知,把滑动变阻器滑片P向上滑动,外电阻逐渐减小,根据电源输出功率随外电阻的变化规律可得,电源输出功率逐渐增大,故A正确;
BC.根据闭合电路欧姆定律可得,外电阻逐渐减小,回路总电阻减小,总电流变大,电流表示数变大,内电压变大,外电压变小,电压表V1示数变小,L1中电流变大,L1灯变亮,L2、L3并联电压减小,L3中电流变小,亮度变暗,而L2中电流变大,L2两端电压变大,亮度变亮,R0两端电压变小,V2表示数变小,根据闭合电路欧姆定律可得
可得
故BC正确;
D.保持滑片P的位置不动,断开S1,外电阻增大,则总电流变小,电流表示数变小,故D错误。
故选ABC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 电容器是最基本的电路元件之一,运用非常广泛,下面从两个角度研究电容器的特征,请根据要求完成实验内容。
(1)在探究平行板电容器的电容由哪些因素决定的实验中,采用的实验研究方法是( )
A. 极限思维法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 等效替代法
(2)在研究电容器充、放电实验中,电路图如图甲所示,通过电流传感器显示充、放电电流随时间变化的图线,已知电源电压为8V,图乙为电容器充满电后,把开关拨到______(选填“1”或“2”),得到电容器放电的图线,图线与坐标轴围成的图形中有42个小方格,则放电过程中,该电容器释放的电荷量______C(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. 2 ②.
【解析】
【小问1详解】
由于平行板电容器的电容与多个因素有关,需要采用控制变量法进行实验研究。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]把开关拨到2,电容器放电,其放电的图线与坐标轴围成的面积表示放出的电荷量,图中一小格表示的电荷量为
该电容器释放的电荷量
12. “问天”实验小组欲测量一段合金金属丝的电阻率,操作步骤如下。
(1)用欧姆表粗测该金属丝的电阻。小组同学第一次选择“×10”倍率的挡位,把红、黑表笔接在金属丝两端,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,为了能获得更准确的测量数据,第二次他们应该将倍率调到______(选填“×1”或“×100”)的挡位,选择合适挡位后,按照正确步骤操作,表针指示如图甲,则金属丝的电阻为______Ω。
(2)测量金属丝的电阻率。实验室给出的器材有:电源(E = 3 V,内阻可以忽略),电流表A(量程0 ~ 0.6 A,内阻约为1 Ω),电压表V(量程0 ~ 3 V,内阻约为3000 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值1000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω),刻度尺,螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径,算出金属丝的横截面积S = 6.5 × 10−8 m2。
(3)两个同学设计了如图乙、丙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图______(选填“乙”或“丙”)更合理,采用该电路图进行实验,则金属丝电阻的测量值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相等”),滑动变阻器需要选择______(选填“R1”或“R2”)。
(4)按选择的合适电路图连接好实物,实验时多次改变金属丝接入电路的长度l(用刻度尺测量),调节滑动变阻器的滑片在合适位置,读出电流表的示数I和电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,从图像上得到图线的斜率k = 16 Ω/m,则合金金属丝的电阻率为______Ω·m(结果保留3位有效数字)。
【答案】 ①. ×1 ②. 5.8##5.9##6.0##6.1##6.2 ③. 丙 ④. 偏小 ⑤. R2 ⑥. 1.04 × 10−6
【解析】
【详解】(1)[1][2]选择“×10”倍率的挡位,发现表针偏转角度很大,说明被测电阻示数较小,选择的挡位偏大,故需要选择“×1”挡位,金属丝的电阻为6.0 Ω。
(3)[3][4][5]由于电压表的内阻约为金属丝的电阻的500倍,而金属丝的电阻是电流表内阻的6倍,故认为被测电阻远小于电压表的内阻,采用电流表外接误差小,选择图丙,电阻的测量值偏小,金属丝的电阻约为6 Ω,为了电表有明显的示数变化,滑动变阻器需要选择R2。
(4)[6]根据,可得,图像的图线斜率为
变形得
解得
13. 如图甲为某款玩具小车,其内部电路图如图乙所示,电源电动势,内阻,指示灯L的规格为“5V 1W”,电动机内阻。现闭合开关S,指示灯和电动机均正常工作。求:
(1)电源的输出功率;
(2)电动机的输出功率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S,指示灯和电动机均正常工作,说明电源的输出电压为
根据闭合电路欧姆定律,有
电源的输出功率
联立解得
【小问2详解】
对于指示灯,有
电动机中的电流
电动机的输出功率
联立解得
14. 某款电荷控制式喷墨打印机打印头的结构简图如图所示。墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,微粒经过带电室带上负电后,飘入竖直放置的平行板电容器(初速度可视为零),加速后,该微粒以一定的水平初速度从虚线M上的a点垂直射入竖直向下的偏转电场,b、c为轨迹上的两点,再经偏转后打到纸上,显示出字符。已知平行板电容器带电荷量为Q,电容为C,微粒是质量为m、电荷量为的点电荷(q远小于Q)。微粒经过b、c两点时的速度方向与水平方向的夹角分别为30°、60°,b、c两点间竖直距离为d,不计微粒的重力,,。求:
(1)微粒经过a点时的速度大小;
(2)微粒从b点运动到c点电势能的变化量;
(3)b、c两点间的水平距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电容器两板间电压
微粒在电容器间加速,根据动能定理有
联立解得
【小问2详解】
微粒在b点的速度为
微粒在c点的速度为
微粒从b点运动到c点的过程,有
微粒从b点运动到c点电势能的变化量
【小问3详解】
微粒在b点沿竖直方向的速度为
微粒在c点沿竖直方向的速度为
微粒从b点运动到c点的过程,有
,
b、c两点间的水平距离
解得
15. 如图,水平粗糙轨道与半径为R的竖直光滑圆形轨道在C点处平滑连接,圆环最低点处略有错开,水平轨道上过B点的竖直虚线左侧空间存在一匀强电场,电场强度的方向与水平方向的夹角为37°,水平轨道上A、B两点间距离为,B、C两点间距离为,圆形轨道区域内存在另一竖直向上的匀强电场(未画出)。一质量为m、电荷量为q的小滑块(视为点电荷)从A点由静止出发,经过B点后,从竖直轨道的最低点C进入圆轨道。已知重力加速度大小为g,小滑块经过B点时的速度大小为,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,D为圆轨道的最高点,假设小滑块运动过程中电荷量保持不变,,,求:
(1)小滑块在A、B两点间运动的时间;
(2)小滑块从A点运动到B点的过程中,电场力做的功;
(3)若要求小滑块能在圆轨道中做完整的圆周运动,则圆形轨道区域匀强电场的电场强度大小应满足什么条件?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小滑块在间做匀加速直线运动,根据运动学公式有
解得
【小问2详解】
小滑块在间运动,根据牛顿第二定律有
联立解得
【小问3详解】
小滑块从B点运动到C点的过程,根据动能定理有
解得
小滑块在圆形轨道中运动,若电场强度较大,从C点运动到D点的过程中,小滑块在C点容易脱离轨道,设电场强度为时,滑块刚好能够过C点,根据牛顿运动定律,有
解得
小滑块在圆形轨道中运动,若电场强度较小,从C点运动到D点的过程中,小滑块在D点容易脱离轨道,设电场强度为时,滑块刚好能够过D点,根据动能定理有
根据牛顿运动定律,有
解得
满足题意的电场强度为
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