精品解析：江苏省天一中学2022-2023学年高一下学期强化班期末模考物理试卷

江苏省天一中学2022-2023学年春学期高一阶段性测试 高一物理学科（强化班） 一、单项选择题（本题共10小题。每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选错或不答的得0分。） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中静电除尘装置两极板间存在匀强电场 B. 图乙中验电器能够直接检测出带电物体的电性 C. 图丙中话筒线使用金属网状编织层包裹着导线是为了减少信号衰减 D. 图丁中人用手接触起电机的金属球时头发竖起来，人体的电势与金属球相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中静电除尘装置两极板间存在非匀强电场，故A错误； B．图乙中验电器能够直接检测出物体是否带电，不能直接检测出带电物体的电性，故B错误； C．图丙中话筒线使用金属网状编织层包裹着导线为了屏蔽外界干扰，实现高保真信号传输，故C错误； D．图丁中人的手与静电球接触，在刚接触的瞬间人的电势与静电球的电势不相等，在人与静电球的接触面中会有电子的转移，直到两者电势相等，故D正确。 故选D。 2. 如图所示是电阻和的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把和并联在电路中，消耗的电功率分别为和，并联总电阻设为。下列关于和的大小关系及的伏安特性曲线应该在的区域判断正确的是（　　） A. 特性曲线在Ⅰ区， B. 特性曲线在Ⅲ区， C. 特性曲线在Ⅰ区， D. 特性曲线在Ⅲ区， 【答案】C 【解析】 【详解】根据欧姆定律可知，图像的斜率表示电阻的倒数；把和并联在电路中，并联后的总电阻比和都小，则对应的伏安特性曲线斜率大于和的伏安特性曲线的斜率，则对应的伏安特性曲线在Ⅰ区；和并联在电路中，两端电压相等，由题图可知流过电阻的电流较大，则有。 故选C。 3. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据，可得 则该过程中跨膜电流的平均值为 故选A。 4. 如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有（　　） A. 电场E中A点电势高于B点 B. 转动中两小球的电势能始终相等 C. 该过程静电力对两小球均做负功 D. 该过程两小球的总电势能增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．沿着电场线方向，电势降低，故电场E中A点电势低于B点电势，A错误； B．由于O点的电势为0，根据匀强电场的对称性，电势 又根据 ， 所以电势能 B正确； CD．A、B位置的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，绝缘轻杆顺时针旋转，两小球受到的静电力对两小球均做正功，电场力做正功，电势能减少，CD错误。 故选B。 5. 如图所示，电荷均匀分布的半球，在中心O处的电场强度的大小为E0，现沿图示方向过球心O从半球上切下一瓣，夹角为α=60°，则切下的一瓣在O点的电场强度为（　　） A. E0 B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】将半球面看作是无数点电荷的集合，根据对称性可知O点只具有竖直平面内的场强分量，且切下的一瓣在O点的场强与水平方向夹角为斜向右下，剩余的一瓣在O点的场强与水平方向夹角为斜向左下，如图所示，根据矢量的运算法则及几何关系可知切下的一瓣在O点的电场强度为 故选B。 6. 电容器是一种重要电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 阴影部分的面积和肯定不相等 B. 阻值大于 C. 计算机测得，则该电容器的电容约为0.15F D. 图像阴影为图像与对应时间轴所围成的面积表示电容器的能量 【答案】C 【解析】 【详解】AD．根据可知，图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电容器所带电荷量；表示电容器充电后所带电荷量，表示电容器放电的电荷量，所以，故AD错误； B．由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大，且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等，则有 可得，故B错误； C．计算机测得，则该电容器的电容为，故C正确。 故选C。 7. 如图所示，固定的点电荷正下方有一足够大的接地金属板，在金属板的上表面外侧和内侧各取一点A、B，可认为A、B两点到点电荷的距离均为d，静电力常量为，关于此静电感应现象判断正确的是（　　） A. 金属板的下表面一定带正电 B. B点场强大小等于 C. 金属板上感应电荷在B点场强大小等于0 D. 若金属板表面光滑，则带正电的小球可在其上表面匀速运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属板接地，大地为远端，所以金属板下表面无电荷。故A错误； BC．金属板达到静电平衡时，导体内合场强处处为零，所以感应电荷在B点的场强与点电荷在B点的场强等大反向，为 故BC错误； D．金属板上表面合场强方向垂直于金属板向下，所以带正电小球所受电场力竖直向下，水平方向不受力的作用，可在其上表面匀速运动。故D正确。 故选D。 8. 如图所示，带电绝缘体球的球心为O，用r表示球内、外各点到球心的距离，其中A、B、C位置离球心的距离分别为、、，用表示球内、外各点电势，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该绝缘体球带负电 B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. B点的电场强度大小为 D. 负点电荷在B点的电势能比在C点的电势能小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像可知，离绝缘体球球心越远，电势越低，可知该绝缘体球带正电，故A错误； B．根据图像的切线斜率绝对值表示电场强度大小，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误； C．根据图像的切线斜率绝对值表示电场强度大小，可知B点的电场强度大小应满足 故C错误； D．由图像可知B点的电势大于C点的电势，根据 可知负点电荷在B点的电势能比在C点的电势能小，故D正确。 故选D。 9. 恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变，如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P向右移动时，下列说法中正确的是（　　） A. R0上的电压变小 B. R2上的电压变大 C. R1上的电压变小 D. R1上电压变化量大于R0上的电压变化量 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．当滑动变阻器滑动触头P由图示位置向右移动时，滑动变阻器R0接入电路的电阻减小，则总电阻也减小，而电源输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分电压减小，所以R2上的电压变小，R2是定值电阻，所以通过R2的电流减小，总电流不变，则通过R1电流增大，所以R1的电压变大，则R0上的电压变小，故选项A正确，B、C错误； D．R1的电压变大，R0上的电压变小，R1和R0的电压之和减小，则R1上电压变化量小于R0上的电压变化量，选项D错误。 故选A。 10. 两个点电荷，电性未知、电荷量大小分别为和q，其电场线如图所示（未标明方向，且未画出对称轴附近的电场线），A、B、C、D为对称轴上的四个点，且满足，则（ ） A. A、D两点的场强方向一定相反 B. 从D点向左至无穷远，场强不断减小 C. 若电荷量为的点电荷为负电荷，则电子从A向B移动的过程中，电势能减小 D. 若电荷量为的点电荷为负电荷，则A点电势低于D点电势 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图中电场线分布情况可知，两点电荷为异种电荷，且B处电荷量为，C处电荷量为，设电荷量为的点电荷为负电荷，则电荷量为的点电荷为正电荷，，则A点的场强大小为 （方向指向负电荷的） D点的场强大小为 由于D点场强大小为零，可知从D点向左至无穷远，场强先增大后减小，故AB错误； C．若电荷量为的点电荷为负电荷，由以上分析可知，电子从A向B移动的过程中，场强方向由A指向B，电场力与运动方向相反，电场力对电子做负功，电势能增加，故C错误； D．若电荷量为的点电荷为负电荷，则B处为负电荷，C处为正电荷，根据离正点电荷越近电势越高，离负点电荷越近电势越低，可知点电荷在A点的电势低于D点电势，点电荷在A点的电势低于D点电势，则A点电势低于D点电势，故D正确。 故选D。 三、实验题（本题1小题，每空2分，共14分） 11. 现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。 （1）由图读得圆柱体的直径为___________mm，长度为___________cm。若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=___________。 （2）该合金圆柱体的额定电压为3V（阻值大约为10Ω）。为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材： A．电流表A1（量程300mA，内阻为1Ω） B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω） C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ） D．电压表V2（量程15.0V，内阻约15kΩ） E．滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω） F．滑动变阻器R2（最大阻值为100Ω） G．电源E（电动势4V，内阻可忽略） H．开关、导线若干 要求电表调节范围尽可能大一点，尽可能减小误差，操作方便，应选择的器材为（只需填器材前面的字母即可）： 电流表___________，电压表___________，滑动变阻器___________，并在上面的图框中画出电路图___________。 【答案】 ①. 1.050 ②. 4.270 ③. ④. A ⑤. C ⑥. E ⑦. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器读数为固定刻度与可动刻度之和，所以圆柱体的直径为 [2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以圆柱体的长度为 [3]由欧姆定律可知，圆柱体电阻为 根据电阻定律，有 解得 （2）[4]流过圆柱体的最大电流为 故电流表选择A； [5]圆柱体的额定电压为3V，故电压表选择C； [6]要使电表调节范围尽可能大一点，故滑动变阻器应采用分压接法，且滑动变阻器应选用电阻值较小的，故滑动变阻器选择E； [7]根据题意，滑动变阻器应采用分压式接法，电流表内阻已知，故电流表内接，实验电路图如图所示 三、计算题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。） 12. 如右图所示电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1=3.0V，求： （1）通过电动机的电流； （2）电动机消耗的电功率，将电能转化为机械能的功率； （3）电源的输出功率和效率。 【答案】（1）；（2），；（3）， 【解析】 【详解】（1）根据欧姆定律，电路电流为 可知通过电动机的电流为。 （2）设电动机两端电压为，则有 电动机消耗的电功率为 电动机的热功率为 电动机将电能转化为机械能的功率为 （3）电源的输出功率为 电源的总功率为 电源的效率为 13. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长，两板间的距离，电源电动势，内电阻，电阻，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电量，质量为，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从A板右边缘射出（取）。求 （1）滑动变阻器接入电路的阻值为多少？ （2）此时电流表、电压表的示数分别为多少？ （3）此时电源的效率是多少？ 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从A板边缘飞出用时为 小球从A板上边缘飞出，则所受电场力向上，设A、B两板电势差为，则有， 联立解得 电容器与滑动变阻器并联，则滑动变阻器两端电压为24V，由闭合电路欧姆定律可得 解得 则滑动变阻器接入电路的阻值为 【小问2详解】 由（1）可得此时电流表的示数为 电压表测路端电压，则有 【小问3详解】 此时电源的效率为 14. 如图甲所示，A和B是真空中正对面积很大的平行金属板，O是一个可以连续产生粒子的粒子源，O到A、B的距离都是l.现在A、B之间加上电压，电压UAB随时间变化的规律如图乙所示．已知粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产生300个粒子，粒子质量为m、电荷量为－q.这种粒子产生后，在电场力作用下从静止开始运动．设粒子一旦碰到金属板，它就附在金属板上不再运动，且电荷量同时消失，不影响A、B板电势．不计粒子的重力，不考虑粒子之间的相互作用力．已知上述物理量l＝0.6m，U0＝1.2×103 V，T＝1.2×10－2 s，m＝5×10－10 kg，q＝1.0×10－7C. (1)在t＝0时刻产生的粒子，会在什么时刻到达哪个极板？ (2)在t＝0到t＝这段时间内哪个时刻产生的粒子刚好不能到达A板？ (3)在t＝0到t＝这段时间内产生的粒子有多少个可到达A板？ 【答案】(1)×10－3 s　A极板　(2)4×10－3 s(3)100个 【解析】 【详解】(1)根据图乙可知，从t＝0时刻开始，A板电势高于B板电势，粒子向A板运动．因为 x＝＝3.6m＞l 所以粒子从t＝0时刻开始，一直加速到达A板．设粒子到达A板的时间为t，则 l＝t2 解得 t＝×10－3 s. (2)在0～时间内，粒子的加速度大小为 a1＝＝2×105 m/s2 在～T时间内，粒子的加速度大小为 a2＝＝4×105 m/s2 可知a2＝2a1，若粒子在0～时间内加速Δt，再在～T时间内减速刚好不能到达A板，则 l＝a1Δt·Δt 解得 Δt＝2×10－3 s 因为＝6×10－3 s，所以在0～时间里4×10－3 s时刻产生的粒子刚好不能到达A板． (3)因为粒子源在一个周期内可以产生300个粒子，而在0～时间内的前时间内产生的粒子可以到达A板，所以到达A板的粒子数为 n＝300××＝100(个)． 15. 如图所示，水平细杆MN、CD，长度均为L，两杆间距离也为L，M、C两端与半圆形细杆相连，半圆形细杆与MN、CD在同一竖直平面内，且MN、CD恰为半圆弧在M、C两点处的切线。质量为m的带正电的小球P，电荷量为q，穿在细杆上，已知小球P与两水平细杆间的动摩擦因数μ=0.5，且与半圆形细杆之间的摩擦不计，小球P与细杆之间相互绝缘。若整个装置处在水平向右，场强大小为的匀强电场中，如图甲所示。 （1）小球P以大小为的水平向左的初速度从D端出发，求它沿杆滑到半圆形轨道最低点C时受到杆对它弹力的大小。 （2）要使得小球能沿半圆形细杆滑到MN水平杆上，则小球P从D端出发的初速度大小至少多大。 （3）撤去题中所述的电场，改为在MD、NC连线的交点O处固定一电荷量为Q的负电荷，如图乙所示，使小球P从D端出发沿杆滑动，滑到N点时速度恰好为零。（已知小球所受库仑力始终小于重力），求小球P从D端出发时的初速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】1）小球由D到C的过程中，由动能定理 在C点由向心力公式 得 （2）通过条件为在半圆形轨道斜向左上方的位置处速度大于等于零，从D点到该位置的过程，由动能定理得 mgL=0- 解得 （3）利用对称性及微元法 所以 又因为小球P在D点和N点电势能相等，所以从D到N 由能量守恒 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省天一中学2022-2023学年春学期高一阶段性测试 高一物理学科（强化班） 一、单项选择题（本题共10小题。每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选错或不答的得0分。） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中静电除尘装置两极板间存匀强电场 B. 图乙中验电器能够直接检测出带电物体电性 C. 图丙中话筒线使用金属网状编织层包裹着导线是为了减少信号衰减 D. 图丁中人用手接触起电机的金属球时头发竖起来，人体的电势与金属球相同 2. 如图所示是电阻和的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把和并联在电路中，消耗的电功率分别为和，并联总电阻设为。下列关于和的大小关系及的伏安特性曲线应该在的区域判断正确的是（　　） A. 特性曲线在Ⅰ区， B. 特性曲线在Ⅲ区， C. 特性曲线在Ⅰ区， D. 特性曲线在Ⅲ区， 3. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有（　　） A. 电场E中A点电势高于B点 B. 转动中两小球的电势能始终相等 C. 该过程静电力对两小球均做负功 D. 该过程两小球的总电势能增加 5. 如图所示，电荷均匀分布的半球，在中心O处的电场强度的大小为E0，现沿图示方向过球心O从半球上切下一瓣，夹角为α=60°，则切下的一瓣在O点的电场强度为（　　） A. E0 B. C. D. 6. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 阴影部分的面积和肯定不相等 B. 阻值大于 C. 计算机测得，则该电容器的电容约为0.15F D. 图像阴影为图像与对应时间轴所围成的面积表示电容器的能量 7. 如图所示，固定的点电荷正下方有一足够大的接地金属板，在金属板的上表面外侧和内侧各取一点A、B，可认为A、B两点到点电荷的距离均为d，静电力常量为，关于此静电感应现象判断正确的是（　　） A. 金属板的下表面一定带正电 B. B点场强大小等于 C. 金属板上感应电荷在B点场强大小等于0 D. 若金属板表面光滑，则带正电的小球可在其上表面匀速运动 8. 如图所示，带电绝缘体球的球心为O，用r表示球内、外各点到球心的距离，其中A、B、C位置离球心的距离分别为、、，用表示球内、外各点电势，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该绝缘体球带负电 B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. B点的电场强度大小为 D. 负点电荷在B点的电势能比在C点的电势能小 9. 恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变，如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P向右移动时，下列说法中正确的是（　　） A. R0上的电压变小 B. R2上的电压变大 C. R1上的电压变小 D. R1上电压变化量大于R0上的电压变化量 10. 两个点电荷，电性未知、电荷量大小分别为和q，其电场线如图所示（未标明方向，且未画出对称轴附近电场线），A、B、C、D为对称轴上的四个点，且满足，则（ ） A. A、D两点场强方向一定相反 B. 从D点向左至无穷远，场强不断减小 C. 若电荷量为的点电荷为负电荷，则电子从A向B移动的过程中，电势能减小 D. 若电荷量为的点电荷为负电荷，则A点电势低于D点电势 三、实验题（本题1小题，每空2分，共14分） 11. 现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。 （1）由图读得圆柱体的直径为___________mm，长度为___________cm。若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=___________。 （2）该合金圆柱体的额定电压为3V（阻值大约为10Ω）。为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材： A．电流表A1（量程300mA，内阻为1Ω） B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω） C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ） D．电压表V2（量程15.0V，内阻约15kΩ） E．滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω） F．滑动变阻器R2（最大阻值为100Ω） G．电源E（电动势4V，内阻可忽略） H．开关、导线若干 要求电表调节范围尽可能大一点，尽可能减小误差，操作方便，应选择的器材为（只需填器材前面的字母即可）： 电流表___________，电压表___________，滑动变阻器___________，并在上面的图框中画出电路图___________。 三、计算题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。） 12. 如右图所示电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1=3.0V，求： （1）通过电动机的电流； （2）电动机消耗的电功率，将电能转化为机械能的功率； （3）电源的输出功率和效率。 13. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长，两板间的距离，电源电动势，内电阻，电阻，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电量，质量为，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从A板右边缘射出（取）。求 （1）滑动变阻器接入电路的阻值为多少？ （2）此时电流表、电压表的示数分别为多少？ （3）此时电源的效率是多少？ 14. 如图甲所示，A和B是真空中正对面积很大的平行金属板，O是一个可以连续产生粒子的粒子源，O到A、B的距离都是l.现在A、B之间加上电压，电压UAB随时间变化的规律如图乙所示．已知粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产生300个粒子，粒子质量为m、电荷量为－q.这种粒子产生后，在电场力作用下从静止开始运动．设粒子一旦碰到金属板，它就附在金属板上不再运动，且电荷量同时消失，不影响A、B板电势．不计粒子的重力，不考虑粒子之间的相互作用力．已知上述物理量l＝0.6m，U0＝1.2×103 V，T＝1.2×10－2 s，m＝5×10－10 kg，q＝1.0×10－7C. (1)在t＝0时刻产生的粒子，会在什么时刻到达哪个极板？ (2)在t＝0到t＝这段时间内哪个时刻产生的粒子刚好不能到达A板？ (3)在t＝0到t＝这段时间内产生的粒子有多少个可到达A板？ 15. 如图所示，水平细杆MN、CD，长度均为L，两杆间距离也为L，M、C两端与半圆形细杆相连，半圆形细杆与MN、CD在同一竖直平面内，且MN、CD恰为半圆弧在M、C两点处切线。质量为m的带正电的小球P，电荷量为q，穿在细杆上，已知小球P与两水平细杆间的动摩擦因数μ=0.5，且与半圆形细杆之间的摩擦不计，小球P与细杆之间相互绝缘。若整个装置处在水平向右，场强大小为的匀强电场中，如图甲所示。 （1）小球P以大小为的水平向左的初速度从D端出发，求它沿杆滑到半圆形轨道最低点C时受到杆对它弹力的大小。 （2）要使得小球能沿半圆形细杆滑到MN水平杆上，则小球P从D端出发的初速度大小至少多大。 （3）撤去题中所述的电场，改为在MD、NC连线的交点O处固定一电荷量为Q的负电荷，如图乙所示，使小球P从D端出发沿杆滑动，滑到N点时速度恰好为零。（已知小球所受库仑力始终小于重力），求小球P从D端出发时的初速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $