精品解析：贵州省黔东南苗族侗族自治州凯里市第一中学2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题

凯里市第一中学2025-2026学年高二上学期期中检测物理试卷 注意事项∶ 1．答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上，如有条形码，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。 2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案的标号；非选择题答案使用0.5毫米黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 4．保持卷面及答题卡清洁，不折叠，不破损，不准使用涂改液等。 一、单选题：本大题共7小题，共29分。 1. 如图所示，在点电荷形成的电场中有一个带电粒子通过，其运动轨迹如图中实线所示，虚线表示电场的两个等势面，则（　　） A. 等势面电势，粒子动能 B. 等势面电势，粒子动能 C. 等势面电势，粒子动能 D. 等势面电势，粒子动能 2. 将面积为1.0×10﹣3m2的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为30°，如图所示。若穿过该圆面的磁通量为3.0×10﹣5Wb，则此匀强磁场的磁感应强度B等于（ ） A. 1.5×10﹣2T B. 3.0×10﹣2T C. 6.0×10﹣2T D. 3.46×10﹣2T 3. 如图所示，半径为的圆形光滑绝缘轨道固定在水平地面上，在轨道所在平面加一竖直向上的场强为的匀强电场。、两点分别为轨道的最低点和最高点，在点有一质量为，电量为的带正电的小球，现给小球一初速度，不计空气阻力，重力加速度为，则有关下列说法正确的是（　　） A. 小球通过点时对轨道一定有压力 B. 小球通过点时的速率可能大于通过点时的速率 C. 从到点的过程中，小球的机械能可能减小 D. 若，则小球一定能在竖直平面内做圆周运动 4. 分析电流走向、找到电路中的等势点可以帮助解决复杂电路问题。在图示的电路中，已用箭头正确标出部分电阻上的电流方向。已知电路中每个电阻大小都是R，关于a、b、c、d、e点的电势，MN之间的总电阻R总，下列说法正确的是（　　） A. b、e、d三点电势相等，R总=R B. b、e、d三点电势相等，R总=R C. a、e、c三点电势相等，R总=R D. a、e、c三点电势相等，R总=R 5. 如图所示电路中R1=R2=R3=3Ω，若在a、c两点之间加上U=9V的电压，则理想电流表的读数为（　　） A. 0 B. 1A C. 2A D. 3A 6. 两个点电荷在真空中所产生的电场的电场（方向未标出）如图所示。图中C点为两个点电荷连线的中点，为两个点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于左右对称。则下列说法正确的是（　　） A. 这两个点电荷是不等量的异种电荷 B. C点的电场强度比D点的电场强度小 C. C点的电势比D点的电势高 D. 将这两个点电荷互换位置后，C、D两点场强都将发生变化 7. 如图，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，半径OC与OB成60°角，质子甲以速率v从A点沿直径AB方向射入磁场，从C点射出．质子乙以速率v/3从B点沿BA方向射入磁场，从D点射出磁场，不计质子重力，则C、D两点间的距离为 A. R B. 2R C. 2R D. R 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 8. 两只完全相同的灵敏电流表改装成量程不同的电压表和，若将改装后的两表串联起来去测某一电路的电压，则两表（　　） A 读数相同 B. 指针偏转角度相同 C. 量程大的电压表读数大 D. 量程小的电压表读数大 9. 如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（　　） A. 小球运动过程中机械能守恒 B. 小球经过环的最低点时速度最大 C. 在最低点时球对环的压力为（mg+qE） D. 在最低点时球对环的压力为3（mg+qE） 10. 的物理意义是（　　） ①导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 ②导体的电阻越大，则电流越大 ③加在导体两端的电压越大，则电流越大 ④导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值 A. ① B. ② C. ③ D. ④ 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某同学在做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验时发现铭牌上标有小灯泡的额定电压为3 V，但额定功率不清晰。 (1)该同学使用多用电表粗测小灯泡的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图所示，则其电阻为______Ω（保留3位有效数字）； (2)除了导线、开关和电动势为6 V的直流电源外，有以下一些器材可供选择： 电流表：A1（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； A2（量程3 A，内阻约.2 Ω）； 电压表：V （量程3V，内阻约10 kΩ）； 滑动变阻器：R1（阻值范围~10 Ω）； R2（阻值范围0~1 kΩ）； 为了让灯泡两端电压从零调节，以及测量更准确，实验时电流表应选择______，滑动变阻器应选择______；（均填字母代号） (3)将实物图中还未完成的部分用笔代替导线补充完整；______ (4)利用实验数据绘出小灯泡的部分伏安特性曲线如图所示。如果将两个这种小灯泡串联后，再接在电动势是3 V，内阻是2 Ω的电源上，则此时每个小灯泡的功率约为______W （结果保留2位有效数字）。 12. 如图所示为“探究影响平行板电容器电容因素”的实验装置，两块相互靠近的等大、正对平行金属板A、组成电容器，板A固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相连，板和静电计的金属壳都通过导线接地，板上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板的位置。给电容器充上一定的电荷，静电计指针张开一定角度。 （1）实验装置中，静电计的张角大小反映了平行板电容器___________的大小。 （2）仅将板向左移动一些，发现静电计指针的偏角变大，说明电容器的电容___________（填“变大”“不变”或“变小”），则电容器的电容与两板间距离可能是___________（填“正比”或“反比”）关系。 四、简答题：本大题共1小题，共12分。 13. 如图所示，质量为m=1.0×10-2kg的小球通过长度L=1.80m的轻绳跨过光滑轻质小定滑轮与小铁盒相连，铁盒放置于滑轮正下方的光滑水平地面上A点，它与滑轮之间相距，铁盒左侧中央有一个小孔，小孔直径略大于小球直径。A点右侧有一个半R未知的光滑圆弧轨道AB，圆弧的圆心O在A点正上方，B点与圆心等高。先用另一根轻绳向左拉小球，小球处于静止状态时，拉小球的两轻绳与竖直方向的夹角均为=60°。某一时刻剪断左侧轻绳，当小球下摆至最低点时，铁盒对地面的压力刚好为零，此刻拉绳瞬间断裂，小球瞬间射入铁盒后与铁盒不分离，此后铁盒持续受到F=0.10N、方向水平向左的恒力作用。不计空气阻力及铁盒大小对运动的影响，取g=10m/s2，求： （1）水平绳刚剪断瞬间小球加速度大小； （2）小球射入铁盒瞬间铁盒与小球的共同速度大小； （3）请通过计算判断出，铁盒有无可能从B点滑出圆弧并正好落在水平面上A点。 五、计算题：本大题共2小题，共26分。 14. 如图所示，空间中存在电场强度N/C的水平向右的匀强电场，在电场中有轨道ADQ。其中AD段为竖直平面内的轨道，DQ段为水平面内的轨道。AB长为m，是倾角的倾斜直轨道。BCD是竖直平面内的圆轨道，与AB相切于B点，其半径m，C、D均为该圆轨道的最低点且略微错开。DF为水平直轨道，长度为m；FP为半径m半圆形水平弯道；PQ也为水平直轨道，长度与DF相同。A点固定一轻弹簧（弹簧长度相对于L可忽略不计），一绝缘带正电小球（可视为质点）在外力作用下先挤压弹簧，然后由静止释放，弹簧的弹性势能全部转化成小球的动能。已知小球的质量kg，电荷量C，小球与DF、PQ的动摩擦因数均为，其他轨道对小球的阻力可忽略不计，重力加速度m/s2，，。求： （1）若J，小球第一次运动到B点的速度有多大？ （2）若小球恰能通过圆轨道BCD，则小球受到该圆轨道的最大弹力是多少？ （3）要使小球能沿轨道到达Q处，弹簧的弹性势能至少多大？ 15. 如图所示，两根固定的光滑金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨间距为L＝0.5 m，导轨的倾斜部分与水平面夹角为θ＝53°。导轨的倾斜部分顶部连接有一个阻值为R＝0.8 Ω的电阻，中部某范围内有一个长度也为L的匀强磁场区域abcd，磁感强度大小为B＝2 T，磁场方向垂直于轨道面向上、现有一质量为m＝0.5 kg，电阻为r＝0.2 Ω，长度略大于L的导体棒MN，从倾斜导轨上某处由静止释放，在刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动（取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8）。求： （1）导体棒MN释放时和磁场边界ab间的距离s； （2）若在水平轨道上某段铺设导电的粗糙材料，发现导体棒滑上该材料后的第一秒内位移为4 m，第三秒内位移为0.25 m，求该材料与导体棒间的动摩擦因数μ及导体棒滑上该材料前的速度v。 （3）若在铺设该粗糙材料同时在材料区间加上竖直向上的匀强磁场，磁感强度大小也为B＝2 T，发现导体棒滑上该材料后只需t0＝1 s即可停下、求导体棒从静止释放到最后停下的整个过程中，导体棒上产生的焦耳热Qr。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 凯里市第一中学2025-2026学年高二上学期期中检测物理试卷 注意事项∶ 1．答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上，如有条形码，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。 2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案的标号；非选择题答案使用0.5毫米黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 4．保持卷面及答题卡清洁，不折叠，不破损，不准使用涂改液等。 一、单选题：本大题共7小题，共29分。 1. 如图所示，在点电荷形成的电场中有一个带电粒子通过，其运动轨迹如图中实线所示，虚线表示电场的两个等势面，则（　　） A. 等势面电势，粒子动能 B. 等势面电势，粒子动能 C. 等势面电势，粒子动能 D. 等势面电势，粒子动能 【答案】A 【解析】 【详解】正点电荷的电场线，从正电荷出发指向无穷远处，沿着电场线方向电势降低，则知等势面电势 从带电粒子的运动轨迹可以看出粒子受到点电荷的排斥力作用，从到的过程，电场力对粒子做负功，根据动能定理，动能减小，则有。 故选A。 2. 将面积为1.0×10﹣3m2的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为30°，如图所示。若穿过该圆面的磁通量为3.0×10﹣5Wb，则此匀强磁场的磁感应强度B等于（ ） A. 1.5×10﹣2T B. 3.0×10﹣2T C. 6.0×10﹣2T D. 3.46×10﹣2T 【答案】C 【解析】 【分析】磁通量 【详解】根据 则 故选C。 3. 如图所示，半径为的圆形光滑绝缘轨道固定在水平地面上，在轨道所在平面加一竖直向上的场强为的匀强电场。、两点分别为轨道的最低点和最高点，在点有一质量为，电量为的带正电的小球，现给小球一初速度，不计空气阻力，重力加速度为，则有关下列说法正确的是（　　） A. 小球通过点时对轨道一定有压力 B. 小球通过点时的速率可能大于通过点时的速率 C. 从到点的过程中，小球的机械能可能减小 D. 若，则小球一定能在竖直平面内做圆周运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．通过受力分析，当电场力和重力的合力刚好提供所需向心力时，对轨道无压力，故A错误； B．当电场力小于重力时，它们的等效重力向下，有；当电场力大于重力时，它们的等效重力向上，有，故B正确； C．从到点的过程中，电场力做正功，故机械能一定增加，故C错误； D．当重力大于电场力时，由动能定理可知 解得 要使小球能在竖直平面内做圆周运动，则有 解得 显然由于本题没有具体数值，无法判断到达点的速度是否大于或等于上述计算的点的速度，故D错误。 故选B。 4. 分析电流走向、找到电路中的等势点可以帮助解决复杂电路问题。在图示的电路中，已用箭头正确标出部分电阻上的电流方向。已知电路中每个电阻大小都是R，关于a、b、c、d、e点的电势，MN之间的总电阻R总，下列说法正确的是（　　） A. b、e、d三点电势相等，R总=R B. b、e、d三点电势相等，R总=R C. a、e、c三点电势相等，R总=R D. a、e、c三点电势相等，R总=R 【答案】B 【解析】 【详解】根据电路中流入节点的电流等于流出节点的电流，并结合对称知识可知，在ed之间的电阻上不会有电流流过，即ed两点电势相等，可视为用导线连接的两点；同理可知be两点电势相等，可视为用导线连接的两点，则电路等效为 可计算出MN之间的总电阻为 故选B。 5. 如图所示电路中R1=R2=R3=3Ω，若在a、c两点之间加上U=9V的电压，则理想电流表的读数为（　　） A. 0 B. 1A C. 2A D. 3A 【答案】B 【解析】 【详解】根据电路连接方式可知R2和R3并联后再与R1串联接在电源两端，电流表测通过R2电流，则电路总电阻为 总电流为 根据并联电路分流规律可知电流表的示数为 故选B。 6. 两个点电荷在真空中所产生电场的电场（方向未标出）如图所示。图中C点为两个点电荷连线的中点，为两个点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于左右对称。则下列说法正确的是（　　） A. 这两个点电荷是不等量的异种电荷 B. C点的电场强度比D点的电场强度小 C. C点的电势比D点的电势高 D. 将这两个点电荷互换位置后，C、D两点场强都将发生变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量异种电荷。故A错误； B．在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，所以C点的电场强度比D点的电场强度大，故B错误； C．根据平行四边形定则，对中垂线上的场强进行合成，可知中垂线上每点的电场方向都与中垂线垂直，所以中垂线为等势线，则C点的电势等于D点的电势，故C错误； D．若将这两个点电荷互换位置后，C、D两点场强大小不变，而方向都将发生变化，故D正确。 故选D。 7. 如图，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，半径OC与OB成60°角，质子甲以速率v从A点沿直径AB方向射入磁场，从C点射出．质子乙以速率v/3从B点沿BA方向射入磁场，从D点射出磁场，不计质子重力，则C、D两点间的距离为 A. R B. 2R C. 2R D. R 【答案】D 【解析】 【详解】洛伦兹力提供向心力，，由几何关系求得，由于质子乙的速度是，其轨道半径，它们在磁场的偏转角分别为60°和120°根据几何知识可得，所以，D正确． 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 8. 两只完全相同的灵敏电流表改装成量程不同的电压表和，若将改装后的两表串联起来去测某一电路的电压，则两表（　　） A. 读数相同 B. 指针偏转角度相同 C. 量程大的电压表读数大 D. 量程小的电压表读数大 【答案】BC 【解析】 【详解】把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，两只完全相同的灵敏电流表改装成量程不同的电压表，量程大的电压表内阻大，改装后两电压表串联，流过两电压表的电流相等，指针偏转角度相同，由于两电压表内阻不同，两电压表两端电压不同，即电压表读数不同，量程大的电压表内阻大电压表读数大，量程小的电压表内阻小，电压表两端电压小，电压表读数小。 故选BC。 9. 如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（　　） A. 小球运动过程中机械能守恒 B. 小球经过环的最低点时速度最大 C. 在最低点时球对环的压力为（mg+qE） D. 在最低点时球对环的压力为3（mg+qE） 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球运动过程中电场力和重力都做正功，小球机械能不守恒，A错误； B．小球从开始运动到经过环的最低点过程中电场力和重力始终做正功，从最低点向上运动时电场力和重力做负功，由此可知，小球经过环的最低点时速度最大，B正确； CD．小球经过最低点的速度大小为，根据动能定理则有 最低点处环对小球的支持力为，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，在最低点时球对环的压力为 C错误，D正确。 故选BD。 10. 的物理意义是（　　） ①导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 ②导体的电阻越大，则电流越大 ③加在导体两端的电压越大，则电流越大 ④导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值 A. ① B. ② C. ③ D. ④ 【答案】CD 【解析】 【详解】公式是定义式，电阻是导体本身的性质，与电压和电流无关；故错误； 由欧姆定律可知，电压一定时，电阻越大电流越小，故错误； 电阻可用欧姆定律定义，即导体的电阻等于导体两端的电压与通过的电流的比值，加在导体两端的电压越大，则电流越大，故正确，正确。 故选CD 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某同学在做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验时发现铭牌上标有小灯泡的额定电压为3 V，但额定功率不清晰。 (1)该同学使用多用电表粗测小灯泡的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图所示，则其电阻为______Ω（保留3位有效数字）； (2)除了导线、开关和电动势为6 V的直流电源外，有以下一些器材可供选择： 电流表：A1（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； A2（量程3 A，内阻约.2 Ω）； 电压表：V （量程3V，内阻约10 kΩ）； 滑动变阻器：R1（阻值范围~10 Ω）； R2（阻值范围0~1 kΩ）； 为了让灯泡两端电压从零调节，以及测量更准确，实验时电流表应选择______，滑动变阻器应选择______；（均填字母代号） (3)将实物图中还未完成的部分用笔代替导线补充完整；______ (4)利用实验数据绘出小灯泡的部分伏安特性曲线如图所示。如果将两个这种小灯泡串联后，再接在电动势是3 V，内阻是2 Ω的电源上，则此时每个小灯泡的功率约为______W （结果保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 10.0 ②. A1 ③. R1 ④. 连线图见解析 ⑤. 0.27 【解析】 【详解】(1)[1]由图中可得读数为10.0Ω； (2)[2]小灯泡的额定电压为3V，故小灯泡中的额定电流约为 故电流表选择A1，由于该实验要用分压电路，故滑动变阻器选择阻值小的R1。 (3)[3]电路图和实物连线如图所示 (4)[4]将两个这种小灯泡串联后，则 2U=E-Ir 即 U=1.5-I 画出电源的U-I图像，如图中所示，两图像的交点即通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，由图可知I=0.21A，U=1.3V，故 12. 如图所示为“探究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，两块相互靠近的等大、正对平行金属板A、组成电容器，板A固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相连，板和静电计的金属壳都通过导线接地，板上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板的位置。给电容器充上一定的电荷，静电计指针张开一定角度。 （1）实验装置中，静电计的张角大小反映了平行板电容器___________的大小。 （2）仅将板向左移动一些，发现静电计指针的偏角变大，说明电容器的电容___________（填“变大”“不变”或“变小”），则电容器的电容与两板间距离可能是___________（填“正比”或“反比”）关系。 【答案】 ①. 两极板间电压 ②. 变小 ③. 反比 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]静电计是测量平行板电容器两极板间电压的仪器，电压越大，指针偏角越大。 (2)[2][3]将板向左移动一些，增大了电容器两极板间的距离，静电计指针的偏角变大，说明两板间电压变大，根据及不变的前提，可知电容变小，则电容器的电容与两板间距离d可能是反比关系。 四、简答题：本大题共1小题，共12分。 13. 如图所示，质量为m=1.0×10-2kg的小球通过长度L=1.80m的轻绳跨过光滑轻质小定滑轮与小铁盒相连，铁盒放置于滑轮正下方的光滑水平地面上A点，它与滑轮之间相距，铁盒左侧中央有一个小孔，小孔直径略大于小球直径。A点右侧有一个半R未知的光滑圆弧轨道AB，圆弧的圆心O在A点正上方，B点与圆心等高。先用另一根轻绳向左拉小球，小球处于静止状态时，拉小球的两轻绳与竖直方向的夹角均为=60°。某一时刻剪断左侧轻绳，当小球下摆至最低点时，铁盒对地面的压力刚好为零，此刻拉绳瞬间断裂，小球瞬间射入铁盒后与铁盒不分离，此后铁盒持续受到F=0.10N、方向水平向左的恒力作用。不计空气阻力及铁盒大小对运动的影响，取g=10m/s2，求： （1）水平绳刚剪断瞬间小球的加速度大小； （2）小球射入铁盒瞬间铁盒与小球的共同速度大小； （3）请通过计算判断出，铁盒有无可能从B点滑出圆弧并正好落在水平面上A点。 【答案】（1）8.7m/s2；（2）1.0m/s；（3）见解析 【解析】 【详解】水平绳刚剪断瞬间，小球做圆周运动，小球所受合力沿圆周切线方向，即 解得 （2）设小球运动至最低点时的速度大小为v1，由机械能恒定律可得 设此刻绳子的拉力为T，则有 设铁盒质量为M，则有 拉绳断裂、小球射入铁盒瞬间，满足动量守恒定律，则有 解得：铁盒与小球的共同速度大小 （3）设铁盒从B点滑出时的速度为v3，由动能定理可得 铁盒从B点飞出后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速运动，若正好落在A点，则有：竖直方向 水平方向 解得 当铁盒经过圆弧上B点时，设轨道对铁盒的弹力为FN，由圆周运动知识可得 解得 由此判断出，当圆弧半径R=3.0×10-2m时，铁盒能通过B点，并正好落在水平面上A点 （其它判断方法正确也得分，但一定要说明两点：铁盒经过B点时，轨道对铁盒的弹力FN≥0，铁盒滑B点后，再由运动分解方法求出正好落在A点的半径R）。 五、计算题：本大题共2小题，共26分。 14. 如图所示，空间中存在电场强度N/C的水平向右的匀强电场，在电场中有轨道ADQ。其中AD段为竖直平面内的轨道，DQ段为水平面内的轨道。AB长为m，是倾角的倾斜直轨道。BCD是竖直平面内的圆轨道，与AB相切于B点，其半径m，C、D均为该圆轨道的最低点且略微错开。DF为水平直轨道，长度为m；FP为半径m半圆形水平弯道；PQ也为水平直轨道，长度与DF相同。A点固定一轻弹簧（弹簧长度相对于L可忽略不计），一绝缘带正电小球（可视为质点）在外力作用下先挤压弹簧，然后由静止释放，弹簧的弹性势能全部转化成小球的动能。已知小球的质量kg，电荷量C，小球与DF、PQ的动摩擦因数均为，其他轨道对小球的阻力可忽略不计，重力加速度m/s2，，。求： （1）若J，小球第一次运动到B点的速度有多大？ （2）若小球恰能通过圆轨道BCD，则小球受到该圆轨道的最大弹力是多少？ （3）要使小球能沿轨道到达Q处，弹簧的弹性势能至少多大？ 【答案】（1）4m/s （2）150N （3）395J 【解析】 【小问1详解】 将小球的重力和电场力合成为等效重力 解得等效重力方向垂直于AB斜面向下，小球下滑运动过程中等效重力不做功，根据动能定理得 解得B点速度 小问2详解】 小球需要通过圆轨道就需要通过圆轨道的等效最高点记为M点，与B点、圆轨道BCD圆心在同一条直径上，在最高点处等效重力提供向心力 解得能够通过等效最高点M点处的最小速度为m/s 由B到M点过程动能定理可知 解得能够通过最高点的B点速度为m/s 圆轨道的最大弹力处位于B点，小球经过B点时支持力和合外力的方向提供指向圆心的向心力，则 解得N 【小问3详解】 PF轨道在水平面内小球在运动过程中重力与水平面支持力平衡，水平方向向右只受电场力的作用，令FP轨道最左侧为N点，为水平方向运动的等效最高点 解得能够通过等效最高点N点处的最小速度为m/s 小球经过圆轨道BCD和水平轨道DF到达N点处，全过程动能定理得 证明过N点后就能到达Q点，在PQ段 且由（1）可知B点动能大小等于弹簧弹性势能，至少为J。 15. 如图所示，两根固定的光滑金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨间距为L＝0.5 m，导轨的倾斜部分与水平面夹角为θ＝53°。导轨的倾斜部分顶部连接有一个阻值为R＝0.8 Ω的电阻，中部某范围内有一个长度也为L的匀强磁场区域abcd，磁感强度大小为B＝2 T，磁场方向垂直于轨道面向上、现有一质量为m＝0.5 kg，电阻为r＝0.2 Ω，长度略大于L的导体棒MN，从倾斜导轨上某处由静止释放，在刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动（取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8）。求： （1）导体棒MN释放时和磁场边界ab间的距离s； （2）若在水平轨道上某段铺设导电的粗糙材料，发现导体棒滑上该材料后的第一秒内位移为4 m，第三秒内位移为0.25 m，求该材料与导体棒间的动摩擦因数μ及导体棒滑上该材料前的速度v。 （3）若在铺设该粗糙材料的同时在材料区间加上竖直向上的匀强磁场，磁感强度大小也为B＝2 T，发现导体棒滑上该材料后只需t0＝1 s即可停下、求导体棒从静止释放到最后停下的整个过程中，导体棒上产生的焦耳热Qr。 【答案】（1）1m；（2）0.2，5m/s；（3）1.35J 【解析】 【分析】 【详解】（1）导体棒从释放到进入磁场，机械能守恒，有 导体棒在磁场中匀速运动，有 可得 s=1m （2）由题意可得 可知，导体棒在第三秒内已停 设t=1s，第三秒内运动时间为tx，有 解得 tx=0.5s a=2m/s2 由 a=μg 可得 μ=0.2 可得导体棒滑上材料的初速度为 （3）导体棒滑上该材料后，由动量定理 可得导体棒运动的位移 导体棒经过倾斜轨道，系统焦耳热为 Q1=mgLsinθ=2J 在水平轨道上，由功能关系，有 可得水平轨道上系统焦耳热为 Q2=4.75J 因此，全程导体棒产生焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $