精品解析：江苏省苏州中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷

**基本信息** 立足高一物理核心内容，融合物理学史（如密立根实验）、科技前沿（太空电梯）与实验探究（机械能守恒实验），通过真实情境考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/40分|力学（圆周运动、万有引力）、电磁学（电场强度、感应电荷）、物理学史|第2题摩天轮运动结合运动与相互作用观念，第8题太空电梯联系天体运动规律| |非选择题|5题/60分|实验探究（光电门测速）、综合计算（电场力做功、弹簧系统机械能）|第11题实验设计体现科学探究，第15题斜面-圆弧系统综合考查科学推理与模型建构|

江苏省苏州中学2025-2026学年度第二学期期中考试 高一物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。所有答案均写在答题纸上。 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、单项选择题：共10题，每题4分，共计40分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 在科学发展过程中，许多科学家作出了巨大贡献，以下说法正确的是（　　 ） A. 元电荷e的数值最早是密立根通过扭秤实验测得的 B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点并首先用电场线描述电场 C. 牛顿进行了著名的“月-地检验”并通过实验测出了引力常量 D. 第谷通过观测的天文数据提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆 2. 摩天轮在竖直平面内匀速转动，游客放在观光舱地板上的背包与舱相对静止，可视为质点。观光舱从位置A（最高点）顺时针运动到位置B（圆心等高点）的过程中，下列关于背包的受力说法正确的是（　　） A. 支持力先变小后变大 B. 摩擦力先变小后变大 C. 支持力的功率一直变大 D. 摩擦力的功率一直变大 3. 如图所示是卡文迪什测量引力常量所用的扭秤装置，已知反射光线在刻度尺上移动的距离与小球m、间的引力大小成正比。现将小球的质量增加为原来的两倍，m、间的距离减小为原来的一半，则反射光线在刻度尺上移动的距离将变为原来的（ ） A. 8倍 B. 4倍 C. 2倍 D. 倍 4. 如图所示，用细绳悬挂两个质量为，电荷量分别为的小球。现在该装置所在区域施加一斜向右上方的匀强电场，平衡后小球位置可能为（　　） A. B. C. D. 5. 物理课上，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球内位于球心左侧一点。当老师把跟丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近金属球壳但未接触的过程中，可判定（　　） A. 整个球壳将带上正电 B. A点的电场强度逐渐增大 C. 球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大 D. 沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量 6. 如图，三个相同的绝缘均匀带电半球壳A、B、C，底面直径构成等边三角形，O为三角形中心。当A、B带电量均为，C带电量为时，O点场强大小为E；现保持A、B带电量不变，将C球带电量变为，O点的场强大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场）从左端以v滑上金属板的上表面，向右运动到右端，在此过程中（　　） A. 小球受到的电场力做正功 B. 小球先减速运动，后加速运动 C. 小球受到的电场力方向始终沿两电荷连线斜向下 D. 小球做匀速直线运动 8. 太空电梯的设想屡屡出现在近年的科幻大片中，其基本原理简化如图所示。假设有一太空电梯轨道连接地球赤道上的固定基地与同步空间站A，空间站A相对地球静止，地球质量为。某时刻质量为的电梯停靠在距离地球球心为的电梯轨道上，卫星B与同步空间站A的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间后，A、B第一次相距最远。已知地球自转周期为，则下列说法正确的是（　　） A. 太空电梯内的宇航员乘客处于完全失重状态 B. 电梯轨道外部某物体脱落仍沿原轨道做匀速圆周运动 C. 电梯轨道对电梯的作用力大小为，方向沿电梯轨道背离地心 D. 卫星B绕地球做圆周运动的周期为 9. 如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则（　　） A. a落地前，轻杆对b一直做正功 B. a落地时速度大小为 C. a下落过程中，其加速度大小始终不大于g D. a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg 10. 传送带经常用于分拣货物。如图（a）为倾斜传送带输送机简化模型图，传送带顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放上货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像（以点所在水平面为零势能面）如图（b）所示。货物视为质点，关于货物从点运动到点的过程说法正确的是（　　） A. 该过程中货物受到的摩擦力不变 B. 货物与传送带间相对滑动产生的热量为 C. 货物对传送带做的功为 D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某科创小组利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置，用以探究机械能守恒定律，以及加速度与力、质量的关系。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平，在导轨左侧处固定一光电门，将轻绳一端固定在点，另一端与滑块相连，滑块上安装遮光条，并且可以增加砝码以改变其质量，在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵，将滑块从导轨右侧处由静止释放，记录遮光条通过光电门的时间以及和之间的距离。已知重物的质量为m，遮光条的宽度为d，重力加速度为g，滑块、遮光条以及砝码的总质量用M表示，遮光条通过光电门的时间用t表示，和之间的距离用L表示。 （1）若某次实验中遮光条挡光时间为，此时滑块的速度为________。 （2）该小组探究系统机械能守恒定律时，使滑块总质量保持为不变，改变L进行若干次实验，根据实验数据画出的图线是图乙中的________（选填“A”或“B”），图线斜率________（用所给的字母表示）。 （3）该小组探究加速度与力、质量的关系时，保持L不变，改变滑块M进行了若干次实验，根据实验数据画出了如图丙所示的一条过坐标原点的直线，其纵轴为滑块M的加速度a，经测量其斜率恰为重力加速度g，则该图线的横轴为________（用所给的字母表示），若气垫导轨未调整水平，滑块M加速度的测量值________________。 12. 某人在地球表面完成了如下实验：长为L的轻绳，一端固定在O点，另一端系一小球，在最高点给小球一初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。已知地球的半径为R，引力常量为G。忽略地球自转。求： （1）地球的第一宇宙速度大小？ （2）地球的平均密度为多大？ 13. 如图，两异种点电荷的电荷量均为，竖直绝缘粗糙平面过两点电荷连线的中点且与连线垂直，平面上、、三点位于同一竖直线上，，点电荷到点的距离也为。现有电荷量为、质量为的小物块（可视为质点），从点以初速度向滑动，到达点时速度恰好减为零。已知静电力常量为，求： （1）点的电场强度的大小和方向； （2）物块通过点的速度大小。 14. 如图所示，底端固定在水平面上的轻弹簧竖直放置，物块A、B叠放在弹簧上，物块间相互绝缘但粘在一起，且质量均为1.0kg，A带正电且电荷量为C，B不带电。开始A、B处于静止状态，此时弹簧压缩了10cm。若突然施加竖直方向的匀强电场，此瞬间A对B的压力大小变为5N，g=10m/s2，求： （1）所施加电场的电场强度大小和方向； （2）A、B运动到最高点时，弹簧弹力为多大； （3）施加电场后系统机械能的最大增加量。 15. 如图所示，倾角为30°的斜面和半径为R的半圆弧连接，圆心O在斜面的延长线上，连接点M处有一轻质定滑轮，N为圆弧最低点且，斜面的底端固定一挡板P。物块B、C间由一轻质弹簧拴接置于斜面上（弹簧平行于斜面），其中C紧靠在挡板P处，B用跨过滑轮的不可伸长的轻绳与小球A相连，开始时将小球A锁定在M处，此时轻绳与斜面平行，且恰好伸直但无张力，B、C处于静止状态。某时刻解锁小球A，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知小球A的质量为5m，物块B、C的质量均为2m，重力加速度为g，小球与物块均可视为质点，不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，则 （1）弹簧的劲度系数； （2）小球A到达N点时，物块B的速度大小， （3）小球A从M到N的过程中，绳子对小球A做功多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省苏州中学2025-2026学年度第二学期期中考试 高一物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。所有答案均写在答题纸上。 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、单项选择题：共10题，每题4分，共计40分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 在科学发展过程中，许多科学家作出了巨大贡献，以下说法正确的是（　　 ） A. 元电荷e的数值最早是密立根通过扭秤实验测得的 B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点并首先用电场线描述电场 C. 牛顿进行了著名的“月-地检验”并通过实验测出了引力常量 D. 第谷通过观测的天文数据提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆 【答案】B 【解析】 【详解】A．元电荷的数值最早是密立根通过油滴实验测得的，扭秤实验不是其测量元电荷的实验，A错误； B．法拉第提出了电荷周围存在电场的观点，并且首先用电场线形象描述电场，B正确； C．牛顿进行了著名的“月-地检验”，但引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测出的，牛顿并未测出引力常量，C错误； D．第谷积累了大量精准的天文观测数据，行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论是开普勒在第谷的观测数据基础上总结提出的，D错误。 故选B。 2. 摩天轮在竖直平面内匀速转动，游客放在观光舱地板上的背包与舱相对静止，可视为质点。观光舱从位置A（最高点）顺时针运动到位置B（圆心等高点）的过程中，下列关于背包的受力说法正确的是（　　） A. 支持力先变小后变大 B. 摩擦力先变小后变大 C. 支持力的功率一直变大 D. 摩擦力的功率一直变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．对背包从位置A（最高点）顺时针运动到位置B（圆心等高点）的过程中进行受力分析，如下图所示： 背包受到竖直向下的重力、观光舱对背包竖直向上的支持力和水平方向的摩擦力的作用，三者的合力提供向心力，由于摩天轮在竖直平面内做匀速转动，因此向心力大小不变，方向指向圆心。由于支持力N和重力G在竖直方向，设二者的合力为，向心力与竖直方向的夹角为，则有 解得 同理有 背包从位置A顺时针运动到位置B的过程中，从逐渐增大到，则减小，增大，由于和大小不变，所以支持力N逐渐增大，摩擦力f也逐渐增大，故AB错误； C．设摩天轮的旋转速率为，则支持力的功率为 由上面分析可知，从逐渐增大到的过程中，支持力N逐渐增大，而也增大，所以支持力的功率一直变大，故C正确； D．摩擦力的功率为 从逐渐增大到的过程中，从逐渐增大到，则先增大后减小，所以摩擦力的功率也是先增大后减小，故D错误。 故选C。 3. 如图所示是卡文迪什测量引力常量所用的扭秤装置，已知反射光线在刻度尺上移动的距离与小球m、间的引力大小成正比。现将小球的质量增加为原来的两倍，m、间的距离减小为原来的一半，则反射光线在刻度尺上移动的距离将变为原来的（ ） A. 8倍 B. 4倍 C. 2倍 D. 倍 【答案】A 【解析】 【详解】设两小球之间的距离为，则有 现将小球的质量增加为原来的两倍，m、间的距离减小为原来的一半，则有 因此反射光线在刻度尺上移动的距离将变为原来的8倍。 故选A。 4. 如图所示，用细绳悬挂两个质量为，电荷量分别为的小球。现在该装置所在区域施加一斜向右上方的匀强电场，平衡后小球位置可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对两球构成的整体进行受力分析 两小球受电场力等大反向，可知绳子拉力和重力等大反向，故上面绳应该处于竖直方向。 故选C。 5. 物理课上，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球内位于球心左侧一点。当老师把跟丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近金属球壳但未接触的过程中，可判定（　　） A. 整个球壳将带上正电 B. A点的电场强度逐渐增大 C. 球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大 D. 沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量 【答案】C 【解析】 【详解】A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近A点，则球壳左边带负电右边带正电，整体仍显示电中性，不带电，故A错误； BC．玻璃棒缓慢靠近A点，玻璃棒在A点形成的场强增大，由于感应电荷产生的场强和原场强等大反向，故球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大，球壳内部形成静电屏蔽，内部场强处处为零，玻璃棒缓慢靠近A点，A点的电场强度一直为零，故B错误，C正确； D．因为整体显示电中性，正电荷与负电荷数量相等，无论怎样将球壳分开，两部分的带电量始终相同，故D错误； 故选C。 6. 如图，三个相同的绝缘均匀带电半球壳A、B、C，底面直径构成等边三角形，O为三角形中心。当A、B带电量均为，C带电量为时，O点场强大小为E；现保持A、B带电量不变，将C球带电量变为，O点的场强大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当A、B带电量均为，C带电量为时，三个带电半球壳到O点的距离相等，在O点场强大小均为，则O点场强大小为 将C球带电量变为，则C球在O点场强大小变为，则此时O点场强大小为 故选C。 7. 如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场）从左端以v滑上金属板的上表面，向右运动到右端，在此过程中（　　） A. 小球受到的电场力做正功 B. 小球先减速运动，后加速运动 C. 小球受到的电场力方向始终沿两电荷连线斜向下 D. 小球做匀速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动。故D正确，ABC错误。 故选D。 8. 太空电梯的设想屡屡出现在近年的科幻大片中，其基本原理简化如图所示。假设有一太空电梯轨道连接地球赤道上的固定基地与同步空间站A，空间站A相对地球静止，地球质量为。某时刻质量为的电梯停靠在距离地球球心为的电梯轨道上，卫星B与同步空间站A的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间后，A、B第一次相距最远。已知地球自转周期为，则下列说法正确的是（　　） A. 太空电梯内的宇航员乘客处于完全失重状态 B. 电梯轨道外部某物体脱落仍沿原轨道做匀速圆周运动 C. 电梯轨道对电梯的作用力大小为，方向沿电梯轨道背离地心 D. 卫星B绕地球做圆周运动的周期为 【答案】C 【解析】 【详解】A．太空电梯相对地球静止，其角速度与地球自转角速度相同。电梯内的宇航员随电梯做圆周运动，向心力由万有引力和轨道支持力的合力提供，并非完全失重，故A错误； B．电梯轨道上的物体随电梯一起以地球自转角速度转动，其所需向心力小于万有引力。若物体脱落，原轨道的向心力需求与万有引力大小不相等，无法继续做匀速圆周运动，故B错误； C．对电梯，根据牛顿第二定律有 解得电梯轨道对电梯的作用力大小 方向沿电梯轨道背离地心，故C正确； D．题意可知经过时间t后，A、B第一次相距最远，则有 解得，故D错误。 故选C。 9. 如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则（　　） A. a落地前，轻杆对b一直做正功 B. a落地时速度大小为 C. a下落过程中，其加速度大小始终不大于g D. a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A． 当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，A错误； B． a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得： 解得 B错误； C． b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，C错误； D． a、b整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力和地面给的支持力的作用，所以b对地面的压力大小为mg，D正确。 故选D。 10. 传送带经常用于分拣货物。如图（a）为倾斜传送带输送机简化模型图，传送带顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放上货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像（以点所在水平面为零势能面）如图（b）所示。货物视为质点，关于货物从点运动到点的过程说法正确的是（　　） A. 该过程中货物受到的摩擦力不变 B. 货物与传送带间相对滑动产生的热量为 C. 货物对传送带做的功为 D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据功能关系可知E-x图像的斜率表示摩擦力大小，图中图像发生转折，可知摩擦力大小发生变化，故A错误； B．由于摩擦力发生变化，则变化的位置一定在货物与传送带共速时的位置，且共速前为滑动摩擦力，共速后为静摩擦力，即共速后货物与传送带相对静止，因加速阶段滑动摩擦力做功为5J，即 设传送带的速度为v，则货物与传送带间相对滑动产生的热量为，B错误； C．加速阶段货物对传送带做功 匀速阶段货物对传送带做功为 可知货物对传送带做的功为，C错误； D．传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为产生的热能与货物机械能的增量之和，即，D正确。 故选D。 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某科创小组利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置，用以探究机械能守恒定律，以及加速度与力、质量的关系。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平，在导轨左侧处固定一光电门，将轻绳一端固定在点，另一端与滑块相连，滑块上安装遮光条，并且可以增加砝码以改变其质量，在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵，将滑块从导轨右侧处由静止释放，记录遮光条通过光电门的时间以及和之间的距离。已知重物的质量为m，遮光条的宽度为d，重力加速度为g，滑块、遮光条以及砝码的总质量用M表示，遮光条通过光电门的时间用t表示，和之间的距离用L表示。 （1）若某次实验中遮光条挡光时间为，此时滑块的速度为________。 （2）该小组探究系统机械能守恒定律时，使滑块总质量保持为不变，改变L进行若干次实验，根据实验数据画出的图线是图乙中的________（选填“A”或“B”），图线斜率________（用所给的字母表示）。 （3）该小组探究加速度与力、质量的关系时，保持L不变，改变滑块M进行了若干次实验，根据实验数据画出了如图丙所示的一条过坐标原点的直线，其纵轴为滑块M的加速度a，经测量其斜率恰为重力加速度g，则该图线的横轴为________（用所给的字母表示），若气垫导轨未调整水平，滑块M加速度的测量值________________。 【答案】（1） （2） ①. A ②. （3） ①. ②. 若气垫导轨左低右高，滑块M加速度的测量值偏大；若气垫导轨左高右低，滑块M加速度的测量值偏小。 【解析】 【小问1详解】 此时滑块的速度为 【小问2详解】 [1]由系统机械能守恒有 变形得 画出的图线是图乙中的A [2] 图线斜率 【小问3详解】 [1] 设绳的张力为F，由牛顿第二定律对重物 对滑块 联立解得 则该图线的横轴为 [2]略。 12. 某人在地球表面完成了如下实验：长为L的轻绳，一端固定在O点，另一端系一小球，在最高点给小球一初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。已知地球的半径为R，引力常量为G。忽略地球自转。求： （1）地球的第一宇宙速度大小？ （2）地球的平均密度为多大？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球在最高点恰能完成圆周运动的条件是绳子的张力为零，此时重力提供向心力，则有 解得地球表面的重力加速度为 地球的第一宇宙速度是近地轨道的运行速度，由重力提供向心力，则有 代入g的表达式解得 【小问2详解】 忽略地球自转，对地球表面的物体有 地球的平均密度为 联立解得 13. 如图，两异种点电荷的电荷量均为，竖直绝缘粗糙平面过两点电荷连线的中点且与连线垂直，平面上、、三点位于同一竖直线上，，点电荷到点的距离也为。现有电荷量为、质量为的小物块（可视为质点），从点以初速度向滑动，到达点时速度恰好减为零。已知静电力常量为，求： （1）点的电场强度的大小和方向； （2）物块通过点的速度大小。 【答案】（1），方向水平向左 （2） 【解析】 【小问1详解】 设和在点产生的电场强度大小分别为和，两点电荷到点的距离均为，根据点电荷的电场强度公式分别有， 由几何关系可知，和的方向与水平方向的夹角均为，根据电场的叠加原理可知点的电场强度大小为 联立解得 由于在点产生的电场方向向左上方，在点产生的电场方向向左下方，由对称性可知，两电场强度在竖直方向的分量等大反向互相抵消，水平分量均向左，故点电场强度的方向水平向左。 【小问2详解】 、两点所在直线为等量异种电荷连线的中垂线，该直线在同一个等势面上，故物块在由到的运动过程中电场力做功为零。物块在竖直平面内运动时受到的正压力大小等于电场力大小，因沿到方向的电场强度大小关于点对称，则物块受到的滑动摩擦力大小关于点对称，由此可知物块从点运动到点的过程与从点运动到点的过程克服摩擦力做功相等。设从点运动到点的过程克服摩擦力做功为，物块从点运动到点的过程，根据动能定理有 解得 设物块通过点的速度大小为，从点运动到点的过程，根据动能定理有 联立解得 14. 如图所示，底端固定在水平面上的轻弹簧竖直放置，物块A、B叠放在弹簧上，物块间相互绝缘但粘在一起，且质量均为1.0kg，A带正电且电荷量为C，B不带电。开始A、B处于静止状态，此时弹簧压缩了10cm。若突然施加竖直方向的匀强电场，此瞬间A对B的压力大小变为5N，g=10m/s2，求： （1）所施加电场的电场强度大小和方向； （2）A、B运动到最高点时，弹簧弹力为多大； （3）施加电场后系统机械能的最大增加量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设电场大小为，的电荷量为，质量分别为和，以向上为正方向 对和整体进行受力分析有 最开始时处于静止状态，所以 解得 对单独分析有 其中是和之间的压力，大小为 解得E=，方向竖直向上。 【小问2详解】 根据题目当中，初始时刻静止状态，压缩量为，此时 解得弹簧劲度系数 分析知，两个物体在做简谐振动，初始时刻压缩量为 当达到平衡位置时，根据共点力平衡有 解得平衡位置压缩量 因此该简谐振动的振幅为 因此达到最高点时，压缩量为，此时 解得，此时弹力为 【小问3详解】 根据所学知识，系统机械能增加了等于除重力和弹力以外的力做的功 电场力大小为 两物体向上运动了 因此电场力做功为 解得 15. 如图所示，倾角为30°的斜面和半径为R的半圆弧连接，圆心O在斜面的延长线上，连接点M处有一轻质定滑轮，N为圆弧最低点且，斜面的底端固定一挡板P。物块B、C间由一轻质弹簧拴接置于斜面上（弹簧平行于斜面），其中C紧靠在挡板P处，B用跨过滑轮的不可伸长的轻绳与小球A相连，开始时将小球A锁定在M处，此时轻绳与斜面平行，且恰好伸直但无张力，B、C处于静止状态。某时刻解锁小球A，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知小球A的质量为5m，物块B、C的质量均为2m，重力加速度为g，小球与物块均可视为质点，不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，则 （1）弹簧的劲度系数； （2）小球A到达N点时，物块B的速度大小， （3）小球A从M到N的过程中，绳子对小球A做功多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 未解锁小球A之前，弹簧处于压缩状态，对物块B受力分析有 小球A到达N点时，物块C对挡板的作用力恰好为0，此时弹簧处于伸长状态，对物块C进行分析有 根据几何关系有 联立解得 【小问2详解】 小球A到达N点过程，设小球A的速度为，物块B的速度为；小球A、物块B、弹簧组成的系统机械能守恒，又，可知弹簧弹性势能始末相等，由系统机械能守恒可得 根据关联速度分解可得 联立解得， 【小问3详解】 小球A从M到N的过程中，根据动能定理可得 解得绳子对小球A做功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $