精品解析：河北曲周县第一中学等学校2025-2026学年高二上学期期末学情自测物理试题

高二物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔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，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：人教版选择性必修第一册，选择性必修第二册第一章至第三章。 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. 关于简谐运动，下列说法正确的是（　　） A. 振子在平衡位置加速度最大 B. 振子在最大位移位置速度最大 C. 振子运动过程中在同一位置速度相同 D. 振子的加速度方向总是与位移方向相反 2. 图甲是直流门铃的原理图，闭合开关门铃响。图乙为“自发电”门铃原理图，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列关于两种门铃工作时的说法正确的是（　　） A. 图甲中，闭合开关电流通过电磁铁时端为S极 B. 图甲中，小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 C. 图乙中，松开按钮过程，螺线管端电势比端电势高 D. 图乙中，按住按钮不动，螺线管相当于直流电源对门铃供电 3. 以下四幅图片中：图甲是手机无线充电技术；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是研究自感现象的实验电路图，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，手机无线充电技术是利用自感现象制成的 B. 图乙中，真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 C. 图丙中，闭合线框中b点的电势高于c点的电势 D. 图丁中，电路开关断开瞬间，灯泡A会立即熄灭 4. 如图所示是某玻璃砖的截面图，四边形是正方形，是以点为圆心的圆弧，圆弧半径和正方形边长都为，一束光从点沿着半径方向射到点，恰好发生全反射打到点，光在真空中的传播速度是，则这束光从进入玻璃砖到射出玻璃砖运动的时间为（　　） A. B. C. D. 5. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成，线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是（　　） A. 时刻线框平面与中性面重合 B. 线框的感应电动势最大值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为 6. 篮球是中学生最喜爱的运动项目之一。如图所示，队友传球给小明，小明双手接球并收回，若该过程篮球可视为水平方向的匀减速直线运动，小明接球时篮球的速度大小为v0=6m/s，篮球运动距离为s0=0.2m，已知篮球质量为m=500g，重力加速度g取10m/s2，则接球过程中，小明双手对篮球的平均作用力F的水平分力大小为（　　） A. 54N B. 60N C. D. 45N 7. 、为两个振动情况完全一样的波源，它们在介质中产生干涉现象，、在空间形成的7个振动加强区域（包含、两个点）如图中实线所示，、是振动加强区域中的点，、之间的距离为60cm。下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波长都为20cm B. 产生的波传播速度大 C. 点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱 D. 点始终处于波峰状态 8. 如图所示，理想变压器的原线圈、副线圈匝数比为，电阻，电压表为理想交流电压表，原线圈的交流电压瞬时值表达式为，下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为 B. 原线圈中的电流有效值为0.2A C. 交流电的频率为 10 Hz D. 电阻R 的电功率为20 W 9. 如图所示，空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为，磁场方向垂直于纸面向里，一电荷量为的小球，在与磁场垂直的平面内沿直线运动，该直线与电场方向夹角为，、（图中未标出）为直线轨迹上的两点，两点间距离为。已知重力加速度为，小球在点的速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球质量为 B. 磁感应强度大小为 C. 小球由运动到的时间为 D. 小球由运动到的过程中电场力做功的大小为 10. 如图所示是回旋加速器的核心构件，其中D形盒的半径为R，所加竖直向下的匀强磁场的磁感应强度大小为B。在两D形盒之间接上交变电压，交变电压大小恒为U，用于加速质量为m、电荷量为e的质子。质子从D形盒中央由静止开始，经若干次加速后，质子从D形盒边缘被引出。忽略质子的加速时间，不考虑相对论效应和重力作用。下列说法正确的是（　　） A. 每个周期，质子被加速一次 B. 交变电压的频率为 C. 质子获得的最大动能为 D. 质子在回旋加速器中运动的总时间为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小王想利用自己所学单摆知识来测量家乡最高山顶的重力加速度，他用细线拴住一块不规则的小石块将其做成一个简易单摆，如图甲所示，利用手机距离传感器测量出细线的长度，利用光传感器测量摆动时间（光传感器未画出，它放在图甲中的位置，当正通过它时，测得的光照强度最弱）。 （1）拉动小石块使悬线偏离竖直方向一个较小角度（小于），将小石块由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图乙所示，根据图像判断单摆的周期______（用表示）。 （2）小王改变、间细线的长度，多次实验，并记录相应的和，接着以为纵轴，、间细线的长度为横轴，利用实验数据绘制的图像应为图丙中的______（填“”“”或“”），通过图丙中图像的斜率求出的重力加速度______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 12. 利用如图甲所示的双缝干涉实验仪测量光的波长。 （1）关于本实验中单缝的操作，下列说法正确的是__________（填正确选项的字母）。 A. 单缝必须调节到与双缝平行 B. 每一次实验中，单缝到双缝的距离必须相等 C. 去掉单缝后，也可以在光屏上观察到清晰的亮暗相间的条纹 （2）将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会__________（填“增多”或“减少”）。 （3）若将光源改为激光，实验时用不到的元件有__________（填正确选项的字母）。 A. 滤光片 B. 单缝 C. 双缝 （4）用“双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，若测量头中观察到的图样如图乙所示，则在此情况下，波长的测量值__________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 13. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时平衡位置为xQ=1.8m的质点Q恰好起振，经过1s后，Q点的振动情况传播到x=2.1m处的P点（图中未画出），此时在x=4.2m处有相同频率的横波沿x轴负方向传播，波源的起振方向向下，两列波的振幅均为0.5m。求： （1）波的传播速度； （2）t=10s时，x=3.0m处质点的位移。 14. 如图所示，间距为L的两倾斜且平行的金属导轨与水平面之间的夹角为，电阻不计，空间存在垂直于金属导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨上端接有阻值为R的定值电阻。质量为m的导体棒ab从金属导轨上某处由静止释放，一段时间后速度大小为v，且此过程通过定值电阻R的电荷量为q。已知金属导轨光滑，导体棒接入导轨的电阻为2R，与金属导轨始终垂直且接触良好，重力加速度为g，求： （1）刚释放瞬间，导体棒的加速度； （2）从释放导体棒到其速度为v的过程中，导体棒运动的位移； （3）从释放导体棒到其速度为v的过程中，定值电阻R上产生的热量。 15. 如图甲所示，某一固定在竖直面内的光滑轨道由两个半圆轨道Ⅰ、Ⅱ和直轨道Ⅲ拼接而成，两个半圆轨道的半径分别为，。轨道最高点P的切线恰好水平，轨道量Ⅲ和轨道Ⅱ相切。轨道Ⅰ左侧有一个弹性水平发射装置，质量为的小球A被弹出后恰好可从O点沿两个圆弧轨道运动（即不发生脱轨）。小车B置于光滑水平面上，其质量也为100g，质量的小球C用细绳悬挂在小车上的门形支架1上（支架侧视为L形，正视为门形），细绳长，门形支架可以避免小球与支架间的碰撞。小球A在轨道中运动时，小车B在水平面上以的速度向右匀速运动。如图乙所示，当小球A恰好要滑离轨道Ⅲ右端点Q时，小车左端正好运动到轨道Ⅲ的右侧，并瞬间弹出一个带有凹槽的支架2。小球A和小车B撞击后留在支架2内，撞击时间极短。小球A、C均可视为质点，重力加速度g取，求： （1）小球A刚到达轨道Ⅰ的顶端，即将进入轨道2时，轨道Ⅰ对小球的压力大小。 （2）若不计机械能损失，小球A被弹射的过程中，发射装置释放的弹性势能。 （3）细绳对小球C的最大拉力值。 （4）小球C上升高度的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔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，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：人教版选择性必修第一册，选择性必修第二册第一章至第三章。 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. 关于简谐运动，下列说法正确的是（　　） A. 振子在平衡位置加速度最大 B. 振子在最大位移位置速度最大 C. 振子运动过程中在同一位置速度相同 D. 振子的加速度方向总是与位移方向相反 【答案】D 【解析】 【详解】A．振子做简谐运动的回复力 由牛顿第二定律，可得振子的加速度 在平衡位置，位移x=0，得加速度a=0，故振子在平衡位置加速度最小，故A错误； B．在最大位移位置，速度为0，故速度最小，不是最大。故B错误； C．振子在同一位置时，速度大小相同，但速度是矢量，振子可能向平衡位置运动或远离平衡位置运动，方向不同，因此速度不相同，故C错误； D．由简谐运动的加速度可知，加速度方向始终与位移方向相反，故D正确。 故选D。 2. 图甲是直流门铃的原理图，闭合开关门铃响。图乙为“自发电”门铃原理图，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列关于两种门铃工作时的说法正确的是（　　） A. 图甲中，闭合开关电流通过电磁铁时端为S极 B. 图甲中，小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 C. 图乙中，松开按钮过程，螺线管端电势比端电势高 D. 图乙中，按住按钮不动，螺线管相当于直流电源对门铃供电 【答案】C 【解析】 【详解】A．电流通过电磁铁时，由安培定则可得，电磁铁有磁性且端为极，选项A错误。 B．电磁铁通电时具有磁性，吸引小锤，断电时没有磁性，放开小锤，小锤击打铃碗时，电路断开，电磁铁没有磁性，选项B错误。 C．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从端流入，从端流出，螺线管充当电源，则端电势较高，选项C正确。 D．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，选项D错误。 故选C。 3. 以下四幅图片中：图甲是手机无线充电技术；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是研究自感现象的实验电路图，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，手机无线充电技术是利用自感现象制成的 B. 图乙中，真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 C. 图丙中，闭合线框中b点的电势高于c点的电势 D. 图丁中，电路开关断开瞬间，灯泡A会立即熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，无线充电利用电磁感应原理，当充电底座的发射线圈中通有交变电流时，发射线圈产生交变的磁场，根据电磁感应原理，在接收线圈中产生感应电流，实现对接收充电设备的充电，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“互感现象”，选项A错误； B．图乙中，真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，选项B正确； C．图丙中，根据右手定则可以判断点的电势高于点的电势，选项C错误； D．图丁中，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流，电路开关断开瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，则线圈相当于电源，与灯泡组成新的回路，则灯泡A会先闪亮再缓慢熄灭，选项D错误。 故选B。 4. 如图所示是某玻璃砖的截面图，四边形是正方形，是以点为圆心的圆弧，圆弧半径和正方形边长都为，一束光从点沿着半径方向射到点，恰好发生全反射打到点，光在真空中的传播速度是，则这束光从进入玻璃砖到射出玻璃砖运动的时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】光在玻璃砖中的传播路线如图所示 由图可知，又恰好发生全反射，则 解得 又 解得 由几何关系，可得光在玻璃砖中的传播距离 运动时间 故选C。 5. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成，线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是（　　） A. 时刻线框平面与中性面重合 B. 线框的感应电动势最大值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，时刻穿过线圈的磁通量为零，线框处于与中性面垂直的平面，故A错误； B．线框的感应电动势最大值为 故B错误； C．线框的感应电动势有效值为 根据功能关系可知，线框转一周外力所做的功为 故C正确； D．从到过程中，线框的平均感应电动势为零，故D错误。 故选C。 6. 篮球是中学生最喜爱的运动项目之一。如图所示，队友传球给小明，小明双手接球并收回，若该过程篮球可视为水平方向的匀减速直线运动，小明接球时篮球的速度大小为v0=6m/s，篮球运动距离为s0=0.2m，已知篮球质量为m=500g，重力加速度g取10m/s2，则接球过程中，小明双手对篮球的平均作用力F的水平分力大小为（　　） A. 54N B. 60N C. D. 45N 【答案】D 【解析】 【详解】令小明双手对篮球的平均作用力F的水平分力大小为Fx，根据牛顿第二定律有 篮球水平方向做匀减速直线运动，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有 解得 故选D。 7. 、为两个振动情况完全一样的波源，它们在介质中产生干涉现象，、在空间形成的7个振动加强区域（包含、两个点）如图中实线所示，、是振动加强区域中的点，、之间的距离为60cm。下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波长都为20cm B. 产生的波传播速度大 C. 点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱 D. 点始终处于波峰状态 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据叠加原理有 其中，解得，故A正确； B．两列波在同一介质中传播，则传播速度相等，故B错误； C．点此时刻振动最强，因为、为两个振动情况完全一样的波源，点振动始终加强，所以过半个周期后，振动仍然加强，故C错误； D．加强点不是振幅一直最大，也会经过平衡位置，故D错误。 故选A。 8. 如图所示，理想变压器的原线圈、副线圈匝数比为，电阻，电压表为理想交流电压表，原线圈的交流电压瞬时值表达式为，下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为 B. 原线圈中的电流有效值为0.2A C. 交流电的频率为 10 Hz D. 电阻R 的电功率为20 W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由可知，原线圈两端电压最大值为 则有效值为 根据电压与匝数比的关系，则有 解得副线圈两端的电压有效值为 因电压表显示的示数是有效值，故电压表的示数为20 V，A错误； B．副线圈的电流 根据 代入数据解得 B正确； C．根据 解得5 Hz C错误； D．根据电功率公式有 D正确。 故选BD。 9. 如图所示，空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为，磁场方向垂直于纸面向里，一电荷量为的小球，在与磁场垂直的平面内沿直线运动，该直线与电场方向夹角为，、（图中未标出）为直线轨迹上的两点，两点间距离为。已知重力加速度为，小球在点的速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球质量为 B. 磁感应强度大小为 C. 小球由运动到的时间为 D. 小球由运动到的过程中电场力做功的大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．带电小球做直线运动，合力方向沿直线或合力为零，洛伦兹力与速度方向垂直，大小与速度成正比，重力及电场力均恒定，若速度大小变化必为曲线运动，所以小球只能做匀速直线运动，受力情况如图所示 由平衡条件有， 解得， 故A正确，B错误； C．小球由a运动到b的时间为 故C正确； D．电场力方向与电场方向相同，小球一定带正电，根据左手定则可知，小球一定斜向右上方运动，由a到b的过程中，电场力做正功 故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示是回旋加速器的核心构件，其中D形盒的半径为R，所加竖直向下的匀强磁场的磁感应强度大小为B。在两D形盒之间接上交变电压，交变电压大小恒为U，用于加速质量为m、电荷量为e的质子。质子从D形盒中央由静止开始，经若干次加速后，质子从D形盒边缘被引出。忽略质子的加速时间，不考虑相对论效应和重力作用。下列说法正确的是（　　） A. 每个周期，质子被加速一次 B. 交变电压的频率为 C. 质子获得的最大动能为 D. 质子在回旋加速器中运动的总时间为 【答案】CD 【解析】 【详解】B．回旋加速器工作时交变电压的频率等于质子在磁场中做圆周运动的频率，设质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，则有 又 解得，故B错误； C．当质子在磁场中运动的轨道半径为D形盒的半径时，质子的速度最大，动能最大，设最大速度为，则有 又 解得，故C正确； AD．设质子在电场中被加速的次数为，质子在磁场中运动一周被加速两次，则有 又 解得，故A错误，D正确。 故选CD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小王想利用自己所学单摆知识来测量家乡最高山顶的重力加速度，他用细线拴住一块不规则的小石块将其做成一个简易单摆，如图甲所示，利用手机距离传感器测量出细线的长度，利用光传感器测量摆动时间（光传感器未画出，它放在图甲中的位置，当正通过它时，测得的光照强度最弱）。 （1）拉动小石块使悬线偏离竖直方向一个较小角度（小于），将小石块由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图乙所示，根据图像判断单摆的周期______（用表示）。 （2）小王改变、间细线的长度，多次实验，并记录相应的和，接着以为纵轴，、间细线的长度为横轴，利用实验数据绘制的图像应为图丙中的______（填“”“”或“”），通过图丙中图像的斜率求出的重力加速度______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） （2） ①. ②. 等于 【解析】 【小问1详解】 根据图乙判断单摆的周期 【小问2详解】 [1]设点到石块重心的距离为，根据单摆周期公式可得 整理可得 则图像具有正的纵截距，则利用实验数据绘制的图像应为图丙中的； [2]忽略偶然误差，由于图像斜率与无关，所以通过图丙中图像的斜率求出的重力加速度等于真实值。 12. 利用如图甲所示的双缝干涉实验仪测量光的波长。 （1）关于本实验中单缝的操作，下列说法正确的是__________（填正确选项的字母）。 A. 单缝必须调节到与双缝平行 B. 每一次实验中，单缝到双缝的距离必须相等 C. 去掉单缝后，也可以在光屏上观察到清晰的亮暗相间的条纹 （2）将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会__________（填“增多”或“减少”）。 （3）若将光源改为激光，实验时用不到的元件有__________（填正确选项的字母）。 A. 滤光片 B. 单缝 C. 双缝 （4）用“双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，若测量头中观察到的图样如图乙所示，则在此情况下，波长的测量值__________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1）A （2）增多 （3）A （4）大于 【解析】 【分析】 【小问1详解】 实验中，单缝和双缝必须平行，而每次实验中单缝到双缝的距离不一定要相等；没有单缝就没有相干光源，则无法在光屏上观测到清晰的干涉条纹。故选A。 【小问2详解】 蓝色光的波长比红色光波长更短，则相邻亮条纹中心的间距会变小，光屏上的条纹数会增多。 【小问3详解】 为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片；激光本身是单色光，不需要放置滤光片。 【小问4详解】 此情形将造成条纹间距的测量值偏大，根据双缝干涉的条纹间距公式可知波长的测量值将偏大。 【点睛】 13. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时平衡位置为xQ=1.8m的质点Q恰好起振，经过1s后，Q点的振动情况传播到x=2.1m处的P点（图中未画出），此时在x=4.2m处有相同频率的横波沿x轴负方向传播，波源的起振方向向下，两列波的振幅均为0.5m。求： （1）波的传播速度； （2）t=10s时，x=3.0m处质点的位移。 【答案】（1）v=0.3m/s （2）−0.5m 【解析】 【小问1详解】 波的传播速度 【小问2详解】 由图可知波的波长λ=1.2m，周期满足λ=vT 解得T=4s Q点情况传播到x=3.0m需要的时间 剩下6s，该质点振动1.5T，即该质点回到平衡位置处，所以位移为0；另一列波传播到x=3.0m需要的时间 剩下5s，该质点振动1.25T，即该质点到达波谷处，所以位移为−0.5m，两列波叠加的位移为−0.5m。 14. 如图所示，间距为L的两倾斜且平行的金属导轨与水平面之间的夹角为，电阻不计，空间存在垂直于金属导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨上端接有阻值为R的定值电阻。质量为m的导体棒ab从金属导轨上某处由静止释放，一段时间后速度大小为v，且此过程通过定值电阻R的电荷量为q。已知金属导轨光滑，导体棒接入导轨的电阻为2R，与金属导轨始终垂直且接触良好，重力加速度为g，求： （1）刚释放瞬间，导体棒的加速度； （2）从释放导体棒到其速度为v的过程中，导体棒运动的位移； （3）从释放导体棒到其速度为v的过程中，定值电阻R上产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒ab刚释放瞬间，根据牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 根据电荷量的计算公式可得 解得 【小问3详解】 根据能量守恒定律可得 联立可得 15. 如图甲所示，某一固定在竖直面内的光滑轨道由两个半圆轨道Ⅰ、Ⅱ和直轨道Ⅲ拼接而成，两个半圆轨道的半径分别为，。轨道最高点P的切线恰好水平，轨道量Ⅲ和轨道Ⅱ相切。轨道Ⅰ左侧有一个弹性水平发射装置，质量为的小球A被弹出后恰好可从O点沿两个圆弧轨道运动（即不发生脱轨）。小车B置于光滑水平面上，其质量也为100g，质量的小球C用细绳悬挂在小车上的门形支架1上（支架侧视为L形，正视为门形），细绳长，门形支架可以避免小球与支架间的碰撞。小球A在轨道中运动时，小车B在水平面上以的速度向右匀速运动。如图乙所示，当小球A恰好要滑离轨道Ⅲ右端点Q时，小车左端正好运动到轨道Ⅲ的右侧，并瞬间弹出一个带有凹槽的支架2。小球A和小车B撞击后留在支架2内，撞击时间极短。小球A、C均可视为质点，重力加速度g取，求： （1）小球A刚到达轨道Ⅰ的顶端，即将进入轨道2时，轨道Ⅰ对小球的压力大小。 （2）若不计机械能损失，小球A被弹射的过程中，发射装置释放的弹性势能。 （3）细绳对小球C的最大拉力值。 （4）小球C上升高度的最大值。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 小球恰好可从点沿两个圆弧轨道运动，则在轨道II上的点，有 在轨道I上的点，有 联立解得 【小问2详解】 根据能量守恒定律，从小球被弹射到到达轨道顶端的过程有 解得 【小问3详解】 根据机械能守恒定律，过程，有 解得 和碰撞过程，有 解得 以小车为参考系，小球将以大小为的初速度做圆周运动，在最低点绳子拉力最大，有 解得 【小问4详解】 小球到达最大高度时，、和具有共同的水平速度，根据动量守恒定律有 解得 碰撞后系统机械能守恒，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $