精品解析：福建省莆田市莆田第四中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试卷

2024-2025学年莆田四中高二上学期第一次月考考试卷 物理试题 一、单项选择题（共4题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。） 1. 如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且。以下说法正确的是（　　） A. B. 接近建筑物的雷雨云带负电 C. 电子在c点的加速度大于在a点的加速度 D. 将质子从图中d点由静止释放，质子可能沿电场线运动 2. 静电场中的x轴上有A、B两点，一个带负电粒子在A点由静止释放，仅在电场力作用下沿直线运动到B点，粒子的加速度先减小后增大，粒子的动能先增大后减小，则A、B两点间电势随x的变化关系、电场强度E随x的变化关系可能正确的是（电场强度正方向沿x轴负方向）（　　） A. B. C. D. 3. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉仓和清洁装置构成，工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀地布上一层负电荷。如图所示，我们可以用下面的模型模拟上述过程：电荷量均为的点电荷，对称均匀地分布在半径为R的圆周上，若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电荷量突变成，则圆心O点处的电场强度为（　　） A. ，方向沿半径指向P点 B. ，方向为由P点指向O点 C. ，方向沿半径指向P点 D. ，方向为由P点指向O点 4. 如图所示， 在直角坐标系xOy中有a、b、c、d四点， c点坐标为（-4cm，3cm）。现加上一方向平行于xOy 平面的匀强电场， b、c、d三点电势分别为9V、25V、16V， 将一电荷量为的点电荷从a点沿 abcd移动到d点，下列说法正确的是（　　） A. 坐标原点O的电势为7V B. 电场强度的大小为500 V/m C. 该点电荷在a点的电势能为2×10-4J D. 该点电荷从a点移动到d点的过程中，电场力做功为8×10-4J 二、双项选择题（共4小题，每小题6分，共24分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。） 5. 如图所示，一灯泡L和直流电动机M串联接入电压恒为10V的电路中，此时标有“3V 1.5W”字样的小灯泡L恰好正常发光，已知直流电动机的内阻。下列说法正确的是（　　） A. 电动机的输入功率为3.5W B. 电动机的输出功率为2.5W C. 整个电路消耗的功率为5W D. 电动机的效率约为83.3% 6. 真空中的某装置如图所示，现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点（已知质子、氘核和α粒子质量之比为1∶2∶4，电量之比为1∶1∶2，重力不计）。下列说法中正确的是（　　） A. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2 B. 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2∶1∶1 C. 三种粒子出偏转电场时的速度相同 D. 在荧光屏上将只出现1个亮点 7. 为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是某型号酒精测试仪，其工作原理如图乙所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻，且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，与未饮酒的驾驶员相比（　　） A. 电流表的示数较大 B. 电压表的示数较大 C. 电源的输出功率较大 D. 电源的总功率较小 8. 如图甲所示，直线加速器由一个金属圆板（序号为0）和多个横截面积相同的金属圆筒组成，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加．圆板和圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。若电压的绝对值为U，电子电量大小为e，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在t=0时刻，圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出，不考虑相对论效应，则（　　） A. 由于静电屏蔽作用，圆筒内不存在电场 B. 电子运动到第n个圆筒时动能为2neU C. 在t=时奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为负值 D. 第个和第n个圆筒的长度之比为∶ 三、填空题：本题共2小题，共8分。 9. 如图所示，电容器上极板A接电源正极、下极板B接电源负极，且将上极板接地，电源电压恒定，开关S始终闭合，一带电液滴恰静止在电容器内部P点。现将电容器下极板B向下平移一小段距离，则液滴将_______（填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”），P点电势将_________（填“升高”、“降低”、“不变”）。 10. 小明同学欲将满偏电流、内阻的电流计G改装成量程为的电流表，应并联一电阻R，电阻R的阻值应为_________（保留两位有效数字）：改装完成后，在某次测量中，电流表的指针指到图丙所示位置，则该电流为_________。 四、实验题：本题共2小题，第11题6分，第11题8分，共14分。 11. 某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。 （1）用8V的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示，根据图像可估算出1s到4s内曲线下包含的小格的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为____________C（结果保留两位有效数字）。 （2）根据前面的信息，计算出电容器的电容为___________F（结果保留一位有效数字） （3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-t曲线与横轴所围成的面积将__________（填“增大”“不变”或“变小”）。 12. 某物理探究小组的同学测量均匀金属实心圆柱体电阻的电阻率。 （1）使用螺旋测微器测定金属实心圆柱体直径d ，某次测量结果如图甲所示，读数为_________mm，然后用游标卡尺测量其长度L为22.7mm。 （2）用伏安法测圆柱体电阻Rx的阻值，提供如下器材： 电池组E：电动势3V，内阻不计； 电流表A1：量程0~15mA，内阻约100Ω； 电流表A2：量程0~300μA，内阻为1000Ω； 滑动变阻器R1：阻值范围0~10Ω，额定电流为2A； 电阻箱R2：阻值范围0~9999Ω，额定电流为1A； 待测电阻Rx（约180Ω）； 开关S，导线若干。 要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题： ①为了测量待测电阻两端的电压，将电流表_________（填写器材字母代号）与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到_______Ω，改装成一个量程为0~3.0V的电压表。 ②在方框中画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材字母代号_____。 五、计算题：本题共3小题，第14题8分，第15题14分，第16题16分，共38分。 13. 在如图所示的电路中R1=4Ω，R2=R3=8Ω，C=40μF。当开关S接1时，R2上消耗的电功率为8W，当开关S接2时，电压表示数为9V，试求： （1）开关S接1时，通过电源的电流和电源两端的电压； （2）电源的电动势和内阻； （3）开关S接3直到电路稳定时，通过R3的电荷量。 14. 如图所示，固定于同一条竖直线上的点电荷M、N相距为 2d，电荷量分别为和。EF是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，其质量为m、电荷量为+q，现将小球p从与点电荷M等高的E点由静止开始释放，小球p向下运动到距E点距离为d的O点时，速度为。已知MN与EF 之间的距离也为d、静电力常量为k，重力加速度大小为g，求： （1）小球p从E点到O点的过程中电场力对小球做的功及E、O点间的电势差 ； （2）小球p经过O点时的加速度大小； （3）小球 p 经过与点电荷N等高的F点时的速度大小。 15. 如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB放置于竖直平面内，与粗糙水平地面平滑连接于B点，空间存在水平向左的匀强电场．一质量为m、带电量为+q的滑块(可视为质点)从轨道上与圆心O等高的A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道下滑到B点后滑上水平面，在水平面上滑行的距离后速度减为零．已知滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.25，sin37°=0.6，cos37°=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求： (1)电场强度大小 (2)滑块在水平地面上滑行的总路程； (3)滑块运动过程中对圆弧轨道压力最大的位置D(图中未画出)及滑块在此处对轨道压力的最大值和最小值； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年莆田四中高二上学期第一次月考考试卷 物理试题 一、单项选择题（共4题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。） 1. 如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且。以下说法正确的是（　　） A. B. 接近建筑物的雷雨云带负电 C. 电子在c点的加速度大于在a点的加速度 D. 将质子从图中d点由静止释放，质子可能沿电场线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．电场线的疏密程度表示场强的大小，由图可知ab段的平均电场强度要大于bc段的电场强度，根据 U=Ed 可得 因为，所以 故A正确； B．由图乙可知避雷针带负电，避雷针带电是由于带电的雷雨云靠近避雷针发生静电感应现象产生的，因此可推知此时接近建筑物的雷雨云带正电，故B错误； C．电场线的疏密程度表示场强的大小，可知a点的场强大于c点的场强，所以电子在c点所受电场力小于在a点所受电场力，则电子在c点的加速度小于在a点的加速度，故C错误； D．由于d点所在的电场线是曲线，所以只在电场力作用下，由d点静止释放的质子不可能沿电场线运动，故D错误。 故选A。 2. 静电场中的x轴上有A、B两点，一个带负电粒子在A点由静止释放，仅在电场力作用下沿直线运动到B点，粒子的加速度先减小后增大，粒子的动能先增大后减小，则A、B两点间电势随x的变化关系、电场强度E随x的变化关系可能正确的是（电场强度正方向沿x轴负方向）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．该过程中动能先增大后减小，根据能量守恒可知，电势能应该先减小后增大。而由于粒子带负电，则电势的变化规律与电势能相反，电势则先增大后减小，B正确 A错误； CD．粒子动能先增大后减小，可知电场力先做正功，后做负功，则电场力先向右，后向左，粒子带负电，可知电场强度先向左，后向右，结合题意可知，电场强度先为正，后为负，因此CD错误。 故选B。 3. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉仓和清洁装置构成，工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀地布上一层负电荷。如图所示，我们可以用下面的模型模拟上述过程：电荷量均为的点电荷，对称均匀地分布在半径为R的圆周上，若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电荷量突变成，则圆心O点处的电场强度为（　　） A. ，方向沿半径指向P点 B. ，方向为由P点指向O点 C. ，方向沿半径指向P点 D. ，方向为由P点指向O点 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，当P点的电荷量为时，由对称性可得，在O点的电场强度为0，若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电荷量突变成，可看作和两个电荷，则此时圆心O点处的电场强度为 方向为由P点指向O点。 故选B。 4. 如图所示， 在直角坐标系xOy中有a、b、c、d四点， c点坐标为（-4cm，3cm）。现加上一方向平行于xOy 平面的匀强电场， b、c、d三点电势分别为9V、25V、16V， 将一电荷量为的点电荷从a点沿 abcd移动到d点，下列说法正确的是（　　） A. 坐标原点O的电势为7V B. 电场强度的大小为500 V/m C. 该点电荷在a点的电势能为2×10-4J D. 该点电荷从a点移动到d点的过程中，电场力做功为8×10-4J 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于该电场是匀强电场，故沿着同一个方向相同距离电势差相等，则有 解得 故A错误； B．该电场沿轴方向的分场强大小为 沿轴方向的分场强大小为 则该电场的电场强度的大小为 故B正确； C．因，则有 解得 该点电荷在a点的电势能为 故C错误； D．该点电荷从a点移到d点，电场力做功为 故D错误。 故选B。 二、双项选择题（共4小题，每小题6分，共24分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。） 5. 如图所示，一灯泡L和直流电动机M串联接入电压恒为10V的电路中，此时标有“3V 1.5W”字样的小灯泡L恰好正常发光，已知直流电动机的内阻。下列说法正确的是（　　） A. 电动机的输入功率为3.5W B. 电动机的输出功率为2.5W C. 整个电路消耗的功率为5W D. 电动机的效率约为83.3% 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小灯泡L恰好正常发光，其电压为额定电压3V，则电动机的电压为 小灯泡的额定电流是电动机的电流，有 则电动机的输入功率为 A正确； B．对电动机由能量守恒有 解得电动机的输出功率为 B错误； C．整个电路消耗的功率为 C正确； D．电动机的效率约为 D错误。 故选AC。 6. 真空中的某装置如图所示，现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点（已知质子、氘核和α粒子质量之比为1∶2∶4，电量之比为1∶1∶2，重力不计）。下列说法中正确的是（　　） A. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2 B. 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2∶1∶1 C. 三种粒子出偏转电场时的速度相同 D. 在荧光屏上将只出现1个亮点 【答案】AD 【解析】 【详解】B．设在加速电场中静止释放的粒子质量为m，电荷量为q，根据动能定理有 可得，粒子进入偏转电场的初速度为 设偏转电场的长度为L，两极板间距为d，则在偏转电场中，根据牛顿第二定律有 粒子在偏转电场中，做类平抛运动，则在平行OO′方向有 可得，粒子在偏转电场中运动时间为 由于三种粒子质量之比为1∶2∶4，电量之比为1∶1∶2，则三种粒子在偏转电场中运动时间之比为1∶∶，故B错误； A．而粒子在偏转电场中的偏转位移为 则偏转电场的电场力对粒子做功为 可知，偏转电场的电场力对三种粒子做功之比等于三种粒子的电量之比为1∶1∶2，故A正确； C．粒子从静止释放到离开偏转电场，根据动能定理有 可知，由于三种粒子的比荷不都相同，则三种粒子出偏转电场时的速度不都相同，故C错误； D．粒子离开偏转电场的竖直速度为 则粒子离开偏转电场时的速度偏转角的正切值为 因此，三种粒子离开偏转电场时的位置和速度方向都相同，则在荧光屏上将只出现1个亮点，故D正确。 故选AD。 7. 为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是某型号酒精测试仪，其工作原理如图乙所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻，且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，与未饮酒的驾驶员相比（　　） A. 电流表的示数较大 B. 电压表的示数较大 C. 电源的输出功率较大 D. 电源的总功率较小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R减小，根据闭合电路欧姆定律有 所以总电流I增大，则电流表的示数增大，故A正确； B．根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数为 当I增大时，U减小，故B错误； C．电源的输出功率为 根据数学知识可知，当时，P随R的减小而增大。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R减小，所以电源的输出功率变大，故C正确； D．电源的总功率为 当I增大时，增大，故D错误。 故选AC。 8. 如图甲所示，直线加速器由一个金属圆板（序号为0）和多个横截面积相同的金属圆筒组成，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加．圆板和圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。若电压的绝对值为U，电子电量大小为e，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在t=0时刻，圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出，不考虑相对论效应，则（　　） A. 由于静电屏蔽作用，圆筒内不存在电场 B. 电子运动到第n个圆筒时动能为2neU C. 在t=时奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为负值 D. 第个和第n个圆筒的长度之比为∶ 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于静电屏蔽作用，圆筒内不存在电场，A正确； B．电子每经过一个间隙，电场力做功eU，根据动能定理，电子运动到第n个圆筒时动能为 电子运动到第n个圆筒时动能为neU，B错误； C．因为 时圆筒1相对圆板的电势差为正值，同理，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，C错误； D．根据动能定理得 ，，， 得 电子在每个圆筒中做匀速运动，故第个和第n个圆筒的长度之比为 得 D正确。 故选AD。 三、填空题：本题共2小题，共8分。 9. 如图所示，电容器上极板A接电源正极、下极板B接电源负极，且将上极板接地，电源电压恒定，开关S始终闭合，一带电液滴恰静止在电容器内部P点。现将电容器下极板B向下平移一小段距离，则液滴将_______（填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”），P点电势将_________（填“升高”、“降低”、“不变”）。 【答案】 ①. 向下运动 ②. 升高 【解析】 【详解】[1][2]带电液滴处于平衡状态，两极板间电势差不变，下极板B向下平移一小段距离，由 可知，电场强度变小，则 液滴将向下运动。 A板接地，电势为零，则 不变，电场强度减小，P点电势为负电势，则P点电势将升高。 10. 小明同学欲将满偏电流、内阻的电流计G改装成量程为的电流表，应并联一电阻R，电阻R的阻值应为_________（保留两位有效数字）：改装完成后，在某次测量中，电流表的指针指到图丙所示位置，则该电流为_________。 【答案】 ①. 0.50 ②. 1.70 【解析】 【详解】[1]根据并联电路知识有 解得 [2]该电流为。 四、实验题：本题共2小题，第11题6分，第11题8分，共14分。 11. 某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。 （1）用8V的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示，根据图像可估算出1s到4s内曲线下包含的小格的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为____________C（结果保留两位有效数字）。 （2）根据前面的信息，计算出电容器的电容为___________F（结果保留一位有效数字） （3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-t曲线与横轴所围成的面积将__________（填“增大”“不变”或“变小”）。 【答案】（1）3.2 （2）4 （3）不变 【解析】 【小问1详解】 每个小格表示的电荷量 放电过程释放的总电荷量 【小问2详解】 由题可知，放电电压 则电容器的电容 【小问3详解】 如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则电容器放电时，电流增大，放电时间变短，但放电的电荷量不变，所以i-t曲线与横轴所围成的面积不变。 12. 某物理探究小组的同学测量均匀金属实心圆柱体电阻的电阻率。 （1）使用螺旋测微器测定金属实心圆柱体直径d ，某次测量结果如图甲所示，读数为_________mm，然后用游标卡尺测量其长度L为22.7mm。 （2）用伏安法测圆柱体电阻Rx的阻值，提供如下器材： 电池组E：电动势3V，内阻不计； 电流表A1：量程0~15mA，内阻约100Ω； 电流表A2：量程0~300μA，内阻为1000Ω； 滑动变阻器R1：阻值范围0~10Ω，额定电流为2A； 电阻箱R2：阻值范围0~9999Ω，额定电流为1A； 待测电阻Rx（约180Ω）； 开关S，导线若干。 要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题： ①为了测量待测电阻两端的电压，将电流表_________（填写器材字母代号）与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到_______Ω，改装成一个量程为0~3.0V的电压表。 ②在方框中画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材字母代号_____。 【答案】（1）7.520 （2） ①. A2 ②. 9000 ③. 【解析】 【小问1详解】 金属实心圆柱体直径 d=7.5mm+2.0×0.01mm=7.520mm； 【小问2详解】 [1][2][3]根据电表的改装原理可知，应将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为0~3.0V的电压表，根据欧姆定律有 =9000Ω。 因为改装电表内阻已知，电流表采用外接法，滑动变阻器最大阻值较小，采用分压式接法，如图 五、计算题：本题共3小题，第14题8分，第15题14分，第16题16分，共38分。 13. 在如图所示的电路中R1=4Ω，R2=R3=8Ω，C=40μF。当开关S接1时，R2上消耗的电功率为8W，当开关S接2时，电压表示数为9V，试求： （1）开关S接1时，通过电源的电流和电源两端的电压； （2）电源的电动势和内阻； （3）开关S接3直到电路稳定时，通过R3的电荷量。 【答案】（1）1A，8V；（2）12V，4Ω；（3）2.4×10-4C 【解析】 【详解】（1）开关S接1时，被短路，由 得通过电源的电流 电源两端的电压等于的两端电压 （2）由闭合电路欧姆定律可知，当开关S接1时，有 E=U+Ir 代入得 E=8+r 当开关S接2时，电压表示数为9V，有 E=9+0.75r 联立以上两式解得 E=12V，r=4Ω （3）当开关S接3时，和串联，电压 则电容器充电的电荷量 即通过的电荷量为。 14. 如图所示，固定于同一条竖直线上的点电荷M、N相距为 2d，电荷量分别为和。EF是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，其质量为m、电荷量为+q，现将小球p从与点电荷M等高的E点由静止开始释放，小球p向下运动到距E点距离为d的O点时，速度为。已知MN与EF 之间的距离也为d、静电力常量为k，重力加速度大小为g，求： （1）小球p从E点到O点的过程中电场力对小球做的功及E、O点间的电势差 ； （2）小球p经过O点时的加速度大小； （3）小球 p 经过与点电荷N等高的F点时的速度大小。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球p从E点到O点过程，根据动能定理可得 解得 根据 可得 （2）小球p在O点的受力如图所示 由牛顿第二定律可得 解得 （3）小球p从E点到F点过程，根据动能定理可得 又 联立解得 15. 如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB放置于竖直平面内，与粗糙水平地面平滑连接于B点，空间存在水平向左的匀强电场．一质量为m、带电量为+q的滑块(可视为质点)从轨道上与圆心O等高的A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道下滑到B点后滑上水平面，在水平面上滑行的距离后速度减为零．已知滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.25，sin37°=0.6，cos37°=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求： (1)电场强度大小 (2)滑块在水平地面上滑行的总路程； (3)滑块运动过程中对圆弧轨道压力最大的位置D(图中未画出)及滑块在此处对轨道压力的最大值和最小值； 【答案】(1)；(2)s=R；(3) 【解析】 【分析】（1）滑块从静止释放到水平面上第一次速度为零的过程，根据动能定理列式求解场强E；（2）通过分析物理过程确定滑块最终停止的位置，对全过程列动能定理求解总路程； （3）根据等效法确定电场力和重力的合力的平衡位置，根据动能定理结合牛顿第二定律求解最大压力和最小压力. 【详解】（1）滑块从静止释放到水平面上第一次速度为零的过程，根据动能定理： 解得 （2）设滑块在水平面上滑行的总路程为s；滑块由A运动到B,由B运动到水平面上停止，由于在水平面上电场力大于最大静摩擦力，滑块将原路返回到B点，再次返回圆轨道；滑块第二次由圆轨道运动到B点，由B运动到水平面上某一位置速度为零（运动路程较第一次渐短），再返回至圆轨道……如此反复，最终在以圆轨道上的D位置为中心宅BC间往复运动，其中每次运动到B、C两点速度均为零，如图所示： 对由A开始运动至B速度为零的整个过程中（此后滑块不再进入水平地面运动）由动能定理： 解得s=R （3）设滑块所受重力与电场力的合力为F，则： 设F与竖直方向的夹角为θ，则：，则θ=370； 当滑块运动到图中D点时，从释放滑块到滑块第一次过D点时速度最大，由动能定理： 此时由牛顿第二定律： 解得 由牛顿第三定律，在D点对轨道的压力最大值为 设滑块在BC点往复运动后过D点的速度为vDmin， 根据动能定理： 解得 此时由牛顿第二定律： 解得 由牛顿第三定律，在D点对轨道的压力最小值为 【点睛】此题是一个物体的多个运动过程问题，物理过程较复杂，关键是分清物体运动的过程，找到最终的状态；因电场力和重力都是恒力，则处理此类问题往往用等效力的方法. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $