精品解析：四川省巴中市南江县实验中学2024-2025学年高二上学期期中物理试题

南江县实验中学2024年秋学期期中测试 高二物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、选择题（1-7小题，每题只有一个选项符合题意，每题4分：8-10小题，每题有两个或 两个以上的选项符合题意，选对得4分，选对不全得2分，选错或不选得0分，共40分） 1. 关于物理学史，下列说法正确的是（　　） A. 正电荷和负电荷最早是由科学家富兰克林命名的 B. 元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的 C. 物理学家特斯拉最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场 D. 库仑利用扭秤装置得出了库仑定律，但静电力常量是由卡文迪什最先测量的 2. 如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔张开，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A. 两金属箔上带异种电荷 B. 两金属箔上均带负电荷 C. 金属箔上有电子转移到玻璃棒上 D. 若将玻璃棒移走，则金属箔会立即合在一起 3. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器组成，它们中一个是电压表，另一个是电流表，那么以下结论中正确的是（　　） A. 甲表是电压表，增大时量程增大 B. 甲表是电流表，增大时量程减小 C. 乙表是电压表，增大时量程减小 D. 乙表是电流表，增大时量程增大 4. 在图甲所示的x轴上固定一个带负电的点电荷Q（图甲中未画出），A、B为x轴上的两点，在A、B两点分别放置不同的试探电荷，以x轴的正方向为电场力的正方向，放在A、B两点的试探电荷所带电荷量与其受到的电场力的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. A点的电场强度大小为 B. A点的电场强度大于B点的电场强度 C. 点电荷Q在A、B之间 D. 点电荷Q在B点右侧 5. 用于医学成像的X射线是由电子加速后轰击重金属靶产生的。图（a）中M、N是电子被电场加速过程中一条电场线上的两点。电子在电场力的作用下从M点运动到N点，其运动的图像如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A. M点的电场强度大于N点的电场强度 B. M点的电势高于N点的电势 C. 电子从M点运动到N点电场力做负功 D. 电子在M点的电势能小于N点的电势能 6. 某款手机部分说明书如下。 手机类型 智能折叠手机、5G 屏幕分辨率 2480×2200 电池容量 4600mAh 标准电压（电动势） 5V 电池类型 不可拆卸电池 待机时间 24d 工作时间 20h 关于该手机的说法正确的是（  ） A. 该电池的容量为4.6C B. 该手机工作时的电流为0.23A C. 该电池储存的电能为 D. 该电池通过静电力做功将其他形式的能转化为电能 7. 某学校正创建绿色校园，如图1为新装的一批节能路灯，电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，如图2为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度减小时，其电阻值增大）。光照强度减小时，（　　） A. 路端电压变小 B. 电源的总功率不变 C. 电阻的消耗功率变小 D. 灯变暗、灯变亮 8. 电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两组点，则（ ） A. A、D两点电场强度相同 B. E、F两点电场强度不同 C. B、O、C三点中，O点电场强度最大 D. 电子从E点向O点运动过程，所受电场力逐渐增大 9. 如图，电路接通后平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，电源内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表读数增大 B. 带电质点P向下运动 C. 电阻R1消耗的功率增大 D. 电源的输出功率变小 10. A，B两个粒子都带正电，B的电荷量是A的3倍，B的质量是A的2倍。A以大小为v的速度向静止的B飞去，由于静电力，它们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开，最终各自以新的速度做匀速直线运动。设作用前后它们的轨迹都在同一直线上，只考虑静电力的作用，当两个粒子间的距离趋于无限远时，静电力可忽略，A的质量为m。下列说法正确的是（　　） A. A、B组成的系统动量守恒 B. A、B距离最近时，A的速度大小为 C. 从开始运动到二者距离最近时，A、B组成的系统损失的机械能为 D. A、B最终做匀速直线运动时的速度大小相等 二、实验题（共15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. 某中学实验室新进了一批金属丝，每卷长度L=8m，阻值约为200Ω，某物理学习小组想尽量准确地测出其电阻率。先用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，然后找来了下列器材： ①待测金属丝1卷； ②电源E（电动势4.5V，内阻r≈0.5） ③电流表A₁（量程10mA，内阻 ④电流表（量程30mA，内阻 ⑤滑动变阻器R₁（最大阻值为20Ω）； ⑥滑动变阻器R₂（最大阻值为6000Ω） ⑦定值电阻 ⑧定值电阻。 ⑨开关一个、导线若干 （1）用如下图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋转___________（选填“①”“②”或“③”），直到听见“喀喀”的声音为止。 （2）滑动变阻器应选用___________，定值电阻应选用___________（填所选器材的字母符号）； （3）为了精确的测量金属丝的电阻率，请在方框中画出实验电路图___________； （4）连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器，并记录下多组电流表A₁的示数I₁、电流表A₂的示数I₂，以I₁为横坐标，I₂为纵坐标，描点作图并测得图像的斜率为k，则金属丝的电阻率可以表示为___________（用题中给出的字母符号表示）。 （5）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的选项是___________。 A. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 B. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 C. 用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 D. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 E. 测电阻率时，为了提高精度，通过导线的电流要足够大，且要等到稳定一段时间后才可读数 三、解答题（共45分） 13. 如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，∠B=30°。现在A、B两点放置两个点电荷，A点放置的点电荷电荷量绝对值为q。AC两点间距离为L，静电力常量为k，测得C点场强方向与AB平行且水平向左。求： （1）A、B两点放置的两个点电荷电性； （2）C点电场强度的大小； （3）B点放置的点电荷的电荷量。 14. 如图所示，电源的电动势，电阻，已知电流表A的示数为。电表均为理想电表，求： （1）流过电阻和的电流是多大？ （2）流过的电流是多大？ （3）电压表和的示数各是多少？ （4）电源的内电阻r是多大？ 15. 如图，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为，圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为，竖直虚线CD的左侧有场强大小为、水平向左的匀强电场，竖直虚线CD的右侧有场强大小为（大小未知）、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁EF到竖直虚线CD的距离为，墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接，墙壁EF的高度也为。现将一电荷量为、质量为的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，，，。求： （1）滑块到达圆弧轨道AB的B点时，圆弧轨道AB对滑块的支持力大小； （2）滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间； （3）要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南江县实验中学2024年秋学期期中测试 高二物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、选择题（1-7小题，每题只有一个选项符合题意，每题4分：8-10小题，每题有两个或 两个以上的选项符合题意，选对得4分，选对不全得2分，选错或不选得0分，共40分） 1. 关于物理学史，下列说法正确的是（　　） A. 正电荷和负电荷最早是由科学家富兰克林命名的 B. 元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的 C. 物理学家特斯拉最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场 D. 库仑利用扭秤装置得出了库仑定律，但静电力常量是由卡文迪什最先测量的 【答案】A 【解析】 【详解】A．正电荷和负电荷最早是由美国科学家富兰克林命名的，故A正确； B．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故B错误； C．英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场，故C错误； D．库仑利用扭秤装置得出了库仑定律，静电力常量不是通过实验直接测量得到的，而是通过麦克斯韦的相关理论计算出来的，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔张开，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A. 两金属箔上带异种电荷 B. 两金属箔上均带负电荷 C. 金属箔上有电子转移到玻璃棒上 D. 若将玻璃棒移走，则金属箔会立即合在一起 【答案】C 【解析】 【详解】AB．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，和验电器的金属球接触后，两金属箔上带同种正电荷，由于相互排斥而张开，故AB错误； C．因金属箔带上了正电，则金属箔上有电子转移到玻璃棒上，故C正确； D．移走金属棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器组成，它们中一个是电压表，另一个是电流表，那么以下结论中正确的是（　　） A. 甲表是电压表，增大时量程增大 B. 甲表是电流表，增大时量程减小 C. 乙表是电压表，增大时量程减小 D. 乙表是电流表，增大时量程增大 【答案】B 【解析】 【详解】灵敏电流计G改装电压表需串联大电阻分压，改装成电流表需并联小电阻分流，设灵敏电流计G的满偏电流为，内阻为。 AB．根据图可知，甲表是电流表，甲表的量程为 可知增大时，甲表的量程减小，故A错误，B正确； CD．根据图可知，乙表是电压表，乙表的量程为 可知增大时，乙表的量程增大，故CD错误。 故选B。 4. 在图甲所示的x轴上固定一个带负电的点电荷Q（图甲中未画出），A、B为x轴上的两点，在A、B两点分别放置不同的试探电荷，以x轴的正方向为电场力的正方向，放在A、B两点的试探电荷所带电荷量与其受到的电场力的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. A点的电场强度大小为 B. A点的电场强度大于B点的电场强度 C. 点电荷Q在A、B之间 D. 点电荷Q在B点右侧 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据 变形得 即乙图的斜率表示，由乙图可得A、B图线的斜率分别为 ， 解得 ， 可知A点的电场强度小于B点的电场强度，故AB错误； CD．由乙图可知，两点电荷受到的电场力方向相同，都向x轴正方向，因两试探电荷都为正电荷，故点电荷Q在B点右侧，故C错误，D正确。 故选D。 5. 用于医学成像的X射线是由电子加速后轰击重金属靶产生的。图（a）中M、N是电子被电场加速过程中一条电场线上的两点。电子在电场力的作用下从M点运动到N点，其运动的图像如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A. M点的电场强度大于N点的电场强度 B. M点的电势高于N点的电势 C. 电子从M点运动到N点电场力做负功 D. 电子在M点的电势能小于N点的电势能 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图像的斜率表示电子的加速度可知，M点的加速度大于N的加速度，即 结合牛顿第二定律可得 解得 故M点的电场强度大于N点的电场强度，A正确； BCD．由（b）图可知，从M到N点，电子的速度增大，动能增大，电场力做正功，电势能减小，故M点的电势能高于N点的电势能；由于电子带负电，故M点的电势低于N点的电势，因此，BCD错误。 故选A。 6. 某款手机部分说明书如下。 手机类型 智能折叠手机、5G 屏幕分辨率 2480×2200 电池容量 4600mAh 标准电压（电动势） 5V 电池类型 不可拆卸电池 待机时间 24d 工作时间 20h 关于该手机的说法正确的是（  ） A. 该电池的容量为4.6C B. 该手机工作时的电流为0.23A C. 该电池储存的电能为 D. 该电池通过静电力做功将其他形式的能转化为电能 【答案】B 【解析】 【详解】A．电池容量是指电池存储的电荷量，或电池能输出的总电荷量的多少，根据电荷量与电流关系得 故A错误； B．该手机工作时的电流为 故B正确； C．电池储存的电能 故C错误； D．该电池是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能，故D错误。 故选B。 7. 某学校正创建绿色校园，如图1为新装的一批节能路灯，电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，如图2为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度减小时，其电阻值增大）。光照强度减小时，（　　） A. 路端电压变小 B. 电源的总功率不变 C. 电阻的消耗功率变小 D. 灯变暗、灯变亮 【答案】C 【解析】 【详解】A．光照强度减小时光敏电阻的阻值增大，外电路的总阻值变大，根据闭合电路的欧姆定律可知 干路的电流减小，又因为 可知，路端电压增大，A错误； B．根据上述分析，结合功率 可知电源的总功率减小，B错误； CD．由于路端电压增大，故A灯所在支路的电流增大，故A灯变亮，结合上述分析可知，干路电流减小，A灯所在支路电流增大，所以所在支路的电流减小，根据 可知，的消耗功率变小，此时B灯两端的电压增大，故B灯变亮，C正确，D错误。 故选C。 8. 电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两组点，则（ ） A. A、D两点电场强度相同 B. E、F两点电场强度不同 C. B、O、C三点中，O点电场强度最大 D. 电子从E点向O点运动过程，所受电场力逐渐增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据对称性可知，A、D两点处电场线疏密程度相同，则A、D两点电场强度大小相等，由题图甲看出，A、D两点电场强度方向相同，故A正确； B．等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线， 电场强度方向与等势线垂直，因此E、 F两点电场强度方向相同，由于E、 F是连线中垂线上关于O对称的两点，则其电场强度大小也相等，故B错误； C．由题图甲看出，B、O、C三点比较，O点处的电场线最稀疏，电场强度最小，故C错误； D．O点是中垂线上场强最大的点，E点向O点电场强度逐渐变大，所以电子从E点向O点运动过程，所受电场力也逐渐增大，故D正确。 故选AD。 9. 如图，电路接通后平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，电源内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表读数增大 B. 带电质点P向下运动 C. 电阻R1消耗的功率增大 D. 电源的输出功率变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当滑动变阻器的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，外电阻变小，干路电流增大，根据闭合电路欧姆定律有 则上的电压变小，电压表读数减小，A错误； B．电容器两端电压与两端电压相等，则电容器两端电压变小，则根据两极板间的电场强度变小，电场力减小，重力大于电场力，质点P将向下运动，B正确； C．电阻R1消耗的功率，干路电流增大，则功率增大，C正确； D．由于不知内外电阻的关系，无法确定电源的输出功率的变化情况，D错误。 故选BC。 10. A，B两个粒子都带正电，B的电荷量是A的3倍，B的质量是A的2倍。A以大小为v的速度向静止的B飞去，由于静电力，它们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开，最终各自以新的速度做匀速直线运动。设作用前后它们的轨迹都在同一直线上，只考虑静电力的作用，当两个粒子间的距离趋于无限远时，静电力可忽略，A的质量为m。下列说法正确的是（　　） A. A、B组成的系统动量守恒 B. A、B距离最近时，A的速度大小为 C. 从开始运动到二者距离最近时，A、B组成的系统损失的机械能为 D. A、B最终做匀速直线运动时的速度大小相等 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由于只考虑静电力的作用，A、B组成的系统所受外力的合力为0，则A、B组成的系统动量守恒，故A正确； B．在静电力作用下，A做减速运动，B做加速运动，当二者共速时，距离最近，根据动量守恒有 解得 故B正确； C．结合上述，根据能量守恒可知，系统损失的机械能 故C正确； D．设A、B最终做匀速直线运动时的速度分别为vA和vB，以A的初速度方向为正方向，根据动量守恒和能量守恒有 ， 解得 ， 故D错误。 故选ABC。 二、实验题（共15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. 某中学实验室新进了一批金属丝，每卷长度L=8m，阻值约为200Ω，某物理学习小组想尽量准确地测出其电阻率。先用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，然后找来了下列器材： ①待测金属丝1卷； ②电源E（电动势4.5V，内阻r≈0.5） ③电流表A₁（量程10mA，内阻 ④电流表（量程30mA，内阻 ⑤滑动变阻器R₁（最大阻值为20Ω）； ⑥滑动变阻器R₂（最大阻值为6000Ω） ⑦定值电阻 ⑧定值电阻。 ⑨开关一个、导线若干 （1）用如下图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋转___________（选填“①”“②”或“③”），直到听见“喀喀”的声音为止。 （2）滑动变阻器应选用___________，定值电阻应选用___________（填所选器材的字母符号）； （3）为了精确的测量金属丝的电阻率，请在方框中画出实验电路图___________； （4）连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器，并记录下多组电流表A₁的示数I₁、电流表A₂的示数I₂，以I₁为横坐标，I₂为纵坐标，描点作图并测得图像的斜率为k，则金属丝的电阻率可以表示为___________（用题中给出的字母符号表示）。 （5）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的选项是___________。 A. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 B. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 C. 用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 D. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 E. 测电阻率时，为了提高精度，通过导线的电流要足够大，且要等到稳定一段时间后才可读数 【答案】（1）③ （2） ①. ②. （3） （4） （5）CD 【解析】 【小问1详解】 将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，旋转旋钮②，当测微螺杆快靠近电阻丝时，停止使用②，改用微调旋钮③，听到“喀喀”的声时停止。 【小问2详解】 [1][2] 为了调节方便滑动变阻器选用，电路中没有电压表，而电流表A1的内阻已知，可以把A1改装成电压表，由于电源电动势为4.5V，因此改装成的电压表量程约为4.5V，因此串联的电阻 因此定值电阻选用。 【小问3详解】 如图 【小问4详解】 由电路可知 整理得 因此 根据电阻定律 整理可得 【小问5详解】 A．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故A错误； B．螺旋测微器测金属丝的长度，读数产生的误差不可避免，属于偶然误差，故B错误； C．采用U—I图线法求金属丝电阻，可以减小偶然误差，但并不能减小系统误差，故C正确； D．若将电流表和电压表的内阻计算在内，根据欧姆定律可以消除由测量仪表引起的系统误差，故D正确； E．金属丝发热会导致金属丝电阻变化，会产生误差，故E错误。 故选CD。 三、解答题（共45分） 13. 如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，∠B=30°。现在A、B两点放置两个点电荷，A点放置的点电荷电荷量绝对值为q。AC两点间距离为L，静电力常量为k，测得C点场强方向与AB平行且水平向左。求： （1）A、B两点放置的两个点电荷电性； （2）C点电场强度的大小； （3）B点放置的点电荷的电荷量。 【答案】（1）A点放置的点电荷带负电，B点放置的点电荷带正电 （2） （3） 【解析】 【详解】（1）放在A点和B点的点电荷在C处产生的场强方向在AC和BC的连线上，因C点场强方向与AB方向平行，故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的场强方向只能由C→A和由B→C，故A点放置的点电荷带负电，B点放置的点电荷带正电； （2）A点放置的点电荷在C点场强大小 由场强的合成可知 联立解得 （3）B点放置的点电荷在C点场强大小 且 解得 14. 如图所示，电源的电动势，电阻，已知电流表A的示数为。电表均为理想电表，求： （1）流过电阻和的电流是多大？ （2）流过的电流是多大？ （3）电压表和的示数各是多少？ （4）电源的内电阻r是多大？ 【答案】（1）0.15A；（2）0.45A；（3）0.9V；3.9V；（4）0.22Ω 【解析】 【详解】（1）根据电路的结构，则电阻两端的电压等于电阻和两端电压之和，则 解得流过电阻和的电流 I23=0.15A （2）流过的电流是 （3）电压表的示数 电压表读数 （4）电源的内电阻r是 15. 如图，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为，圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为，竖直虚线CD的左侧有场强大小为、水平向左的匀强电场，竖直虚线CD的右侧有场强大小为（大小未知）、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁EF到竖直虚线CD的距离为，墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接，墙壁EF的高度也为。现将一电荷量为、质量为的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，，，。求： （1）滑块到达圆弧轨道AB的B点时，圆弧轨道AB对滑块的支持力大小； （2）滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间； （3）要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求的取值范围。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理有 滑块在圆弧轨道AB的B点时，有 解得 （2）滑块从B点运动到竖直虚线CD的过程中，由牛顿第二定律有 解得 （3）当较小时，滑块刚好与竖直墙壁底端E点碰撞，有 解得 当较大时，滑块刚好与竖直墙壁顶端F点碰撞，从C点到F点做类平抛运动 水平方向有 竖直方向有 解得 综上，的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $