精品解析：江苏徐州市第一中学2025-2026学年高一下学期5月调研物理试题

2025级高一年级下学期5月调研 物理试题 （考试时间：75分钟满分：100分） 一、单项选择题：共11题，每题4分共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 据《甘石星经》记载，我国古代天文学家石申，早在2000多年前就对木星的运行进行了精确观测和记录。若已知木星公转轨道半径，周期，木星星体半径，木星表面重力加速度，万有引力常量。则太阳质量（　 　） A. B. C. D. 2. 如图所示，1、2轨道分别是“天宫二号”在变轨前后的轨道，关于“天宫二号”，下列说法正确的是（ ） A. 在1轨道的线速度小于在2轨道的 B. 在1轨道的周期大于在2轨道的 C. 在1轨道的加速度大于在2轨道的 D. 在1轨道的线速度大于7.9km/s 3. 如图所示为静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一尘埃（不计重力）仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，以下说法正确的是（ ） A. A点电势高于B点电势 B. 尘埃带正电 C. 尘埃在A点的加速度小于在B点的 D. 尘埃在迁移过程中速度先减小后增大 4. 如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，下列说法不正确的是（ ） A. 金属小球在防护服内O点产生的场强方向水平向右 B. 防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧外表面带正电 C. 金属小球与O点连线的中点电势大于0 D. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于 5. 在轴上有两个点电荷，其静电场的电势在轴上分布如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 处与处电场相同 B. 质子在处与处受到的电场力大小相等 C. 电子在处的电势能大于在处的电势能 D. 电子沿轴从处移动到处，电场力先做负功后做正功 6. 如图所示，金属极板M受到紫外线照射会发射电子，射出的电子沿不同方向且速度大小在间变化。正对M放置金属网N，并按图示在M、N之间加恒定电压。已知M、N间距为（远小于板长），电子的质量为，电荷量为，则（ ） A. M、N间距增大时电子到达N的动能也增大 B. 电子从M到N过程中方向位移大小最大为 C. 若不沿方向发射的电子到达N时最大动能大于 D. M、N间加反向电压（正负极反向）时电流表示数恰好为零 7. 如图，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端的电压为，则（ ） A. 两棒的自由电子定向移动的平均速率 B. 细棒的电压等于粗棒的电压 C. 通过两棒的电流不相等 D. 两棒内的电场强度相同 8. 如图所示，图线1表示导体A的电流和电压的关系，导体A的电阻设为，图线2表示导体B的电流和电压的关系，导体B的电阻设为，则下列说法正确的是（ ） A. B. 将A与B并联后接于电源上，通过二者的电流之比 C. 将A与B串联后接在电源上，二者两端的电压之比 D. 把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻 9. 如图所示为一种双量程电流表的电路图。定值电阻R1的阻值与表头G的内阻相等，R2的阻值为表头内阻的4倍。用表头的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，将接线柱1、2接入电路时，电流表的量程为I。下列说法正确的是（　　） A. 将接线柱1、2接入电路时，通过R2的电流为 B. 将接线柱1、3接入电路时，电流表的量程为 C. 将接线柱1、2接入电路时，若仅使R2阻值变小，电流表的量程会变大 D. 将接线柱1、3接入电路时，若仅使R2阻值变小，电流表的量程会变大 10. 光滑细圆管固定在竖直平面内，为圆心，分别为圆管的最高、最低点。可视为质点的小球（直径略小于管道）由静止从点开始下滑，从到的过程中，设小球的位移大小为，则小球的重力势能（以点所在水平面为零势能面）、动能、速率、绕点做圆周运动的角速度大小随变化的关系图像，正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，半径为R的圆轨道竖直固定，其内表面分布有压力传感器（图中未画出），PQ为轨道水平直径，直径MN与PQ间夹角为θ，空间存在水平向右的匀强电场。现让质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点），从轨道最低点以水平向右的速度v0进入轨道，小球能沿轨道做完整的圆周运动。发现小球经过N点时压力传感器示数最小，且压力传感器示数最大差值为10mg。重力加速度为g，所有摩擦阻力均不计。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度大小为 B. 小球最大动能为 C. 小球初速度v0的最小值为 D. 小球进入轨道后，相对于在轨道最低点，机械能增加量的最大值为 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16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，只写答案的最后不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 物理小组的同学想要研究电容的性质。 （1）他们先研究了影响电容的因素。如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量不变。设电容器两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为。 下列关于实验现象的描述正确的是______： A. 保持不变，增大，则变大 B. 保持不变，减小，则不变 C. 保持不变，减小，则变小 D. 保持、不变，在两极间插入电介质，则变大 （2）随后他们做了“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。 ①将开关先与“1”端闭合，电容器进行______（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合。 在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为______，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为______。（填选项对应的字母） A. B. C. D. ②该小组同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图中A、B所示，其中对应电容为的电容器充电过程I-t图像的是______（选填A或B）。 13. 如图所示电路中，电阻，，，，试求： （1）电路的总电阻； （2）3s内，流过上的电荷量。 14. 如图，为一组未知方向的匀强电场的电场线，把电荷量为1×10-6C的负电荷从A点沿水平线移至B点，静电力做了2×10-6J的功，A、B间的距离为2cm，求： （1）电势差UBA； （2）电场强度E的大小和方向； （3）若B点电势为1V，求A点的电势及电子位于B时的电势能。 15. 如图所示，水平轨道BC的左端与竖直固定的光滑 圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧。一质量为2 kg的滑块从圆轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆轨道的半径R=0.45 m，水平轨道BC长为0.4 m，滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ=0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6 m，g取10 m/s2 。 （1） 滑块第一次经过B点时对轨道的压力？ （2） 整个过程中弹簧具有最大的弹性势能为多少？ （3） 滑块最终停在何处？ 16. 如图甲，竖直面内有一小球发射装置，左侧有光滑绝缘圆弧形轨道ABC，A与圆心O等高，C处于坐标原点，y轴左侧有一水平向右的匀强电场（图中未画出），电场强度的大小。现将带正电绝缘小球从A点由静止释放进入轨道，一段时间后小球从C点离开并进入y轴右侧，y轴右侧与直线DF（平行于y轴）中间范围内有周期性变化的水平方向电场，规定向右为正方向，交变电场周期，变化规律如图乙。已知圆弧形轨道半径，小球质量，电荷量，，重力加速度，，不计空气阻力的影响及带电小球产生的电场。求： （1）小球在C点时的速度； （2）若小球在时刻经过C点，在时刻到达电场边界DF，且速度方向恰与直线DF平行，的大小及直线DF到y轴的距离； （3）基于（2）中直线DF到y轴的距离，小球在不同时刻进入交变电场再次经过x轴时的坐标范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025级高一年级下学期5月调研 物理试题 （考试时间：75分钟满分：100分） 一、单项选择题：共11题，每题4分共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 据《甘石星经》记载，我国古代天文学家石申，早在2000多年前就对木星的运行进行了精确观测和记录。若已知木星公转轨道半径，周期，木星星体半径，木星表面重力加速度，万有引力常量。则太阳质量（　 　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】木星绕太阳运动，万有引力提供向心力有 解得 无法用木星表面的重力加速度表示太阳质量。 故选C。 2. 如图所示，1、2轨道分别是“天宫二号”在变轨前后的轨道，关于“天宫二号”，下列说法正确的是（ ） A. 在1轨道的线速度小于在2轨道的 B. 在1轨道的周期大于在2轨道的 C. 在1轨道的加速度大于在2轨道的 D. 在1轨道的线速度大于7.9km/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有 可得线速度 可知轨道半径越小线速度越大，1轨道的轨道半径小于2轨道的，所以天宫二号在1轨道的线速度大于在2轨道的线速度，故A错误。 B．根据万有引力提供向心力有 可得周期 可知轨道半径越大周期越大，1轨道的轨道半径小于2轨道的，所以天宫二号在1轨道的周期小于在2轨道的，故B错误。 C．根据万有引力提供向心力有 可得加速度 可知轨道半径越小加速度越大，1轨道的轨道半径小于2轨道的，所以天宫二号在1轨道的加速度大于在2轨道的，故C正确。 D．是近地卫星的环绕速度，也是绕地球做圆周运动的最大环绕速度。天宫二号在1轨道上的轨道半径大于地球半径，所以其线速度一定小于，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一尘埃（不计重力）仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，以下说法正确的是（ ） A. A点电势高于B点电势 B. 尘埃带正电 C. 尘埃在A点的加速度小于在B点的 D. 尘埃在迁移过程中速度先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．沿电场线方向电势降低，电场线由集尘极（高电势）指向放电极（低电势），由图可知点靠近集尘极，点靠近放电极，故，故A错误； B．尘埃做曲线运动，所受电场力指向轨迹凹侧（即指向集尘极），与电场线方向相反，故尘埃带负电，故B错误； C．电场线的疏密表示电场强度的强弱，点处电场线比点处密，则 根据牛顿第二定律可知，尘埃在点的加速度大于在点的加速度，故C错误； D．尘埃带负电，在迁移过程中，先靠近放电极（低电势），后远离放电极向集尘极（高电势）运动。根据，负电荷在电势低处电势能大，故尘埃的电势能先增大后减小。由能量守恒定律可知，动能先减小后增大，即速度先减小后增大，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，下列说法不正确的是（ ） A. 金属小球在防护服内O点产生的场强方向水平向右 B. 防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧外表面带正电 C. 金属小球与O点连线的中点电势大于0 D. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电场的叠加原理，金属小球（点电荷）在点产生的场强仅由小球本身决定，不受金属网影响。由点电荷场强公式可知，方向由正电荷指向点，即水平向右，故A正确； B．金属网处于静电平衡状态且接地。带正电小球靠近金属网，由于静电感应，金属网左侧外表面（近端）感应出负电荷；金属网右侧外表面（远端）本应感应出正电荷，但由于接地，大地中的电子流向金属网中和了正电荷，因此右侧外表面不带电，故B错误； C．金属网接地，其电势为0。带正电小球周围空间的电势均为正值（取无穷远处或大地为零电势点）。电场线从正电荷出发终止于金属网左侧表面，沿电场线方向电势降低，既然金属网电势为0，则金属网左侧外部空间（包括小球与  点连线的中点）的电势均大于0，故C正确； D．点位于金属网内部，处于静电平衡状态的导体内部合场强处处为0。即金属小球在  点产生的场强  与感应电荷在  点产生的场强  矢量和为0， 所以感应电荷在点产生的场强大小，故D正确。 本题选不正确选项，故选B。 5. 在轴上有两个点电荷，其静电场的电势在轴上分布如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 处与处电场相同 B. 质子在处与处受到的电场力大小相等 C. 电子在处的电势能大于在处的电势能 D. 电子沿轴从处移动到处，电场力先做负功后做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像的斜率表示电场强度，处斜率为负，处斜率为正，说明两处电场方向相反，电场不同，A错误； B．电场力，处曲线更陡，斜率绝对值更大，故​，质子在处受到的电场力更大，B错误； C．电子带负电（），电势能，由图知 因此，电子在处的电势能等于在处的电势能，C错误； D．​：减小，增大，电势能增加，电场力做负功； ：增大，减小，电势能减小，电场力做正功； 因此，电子沿轴从处移动到处，电场力先做负功后做正功，D正确。 故选D。 6. 如图所示，金属极板M受到紫外线照射会发射电子，射出的电子沿不同方向且速度大小在间变化。正对M放置金属网N，并按图示在M、N之间加恒定电压。已知M、N间距为（远小于板长），电子的质量为，电荷量为，则（ ） A. M、N间距增大时电子到达N的动能也增大 B. 电子从M到N过程中方向位移大小最大为 C. 若不沿方向发射的电子到达N时最大动能大于 D. M、N间加反向电压（正负极反向）时电流表示数恰好为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据动能定理，电子从M运动到N的过程 电子到达N时的动能 其中为初动能，由于电压恒定，电场力做功与间距无关，因此增大M、N间距，电子到达N的动能不变，故A错误； B．电子在电场中运动，在方向受电场力作用做匀加速运动，在方向做匀速运动。要使方向位移最大，电子在方向的分速度应最大，且在电场中运动时间应最长。 当电子沿轴方向发射时，方向初速度为0，方向分速度为，此时运动时间最长。  方向加速度  由位移公式 解得运动时间  则方向最大位移，故B正确； C．无论电子发射方向如何，电子从M到N电场力做功均为；根据动能定理，到达N时的最大动能，故C错误； D．当加反向电压时，电场力做负功。若电流表示数恰好为零，说明具有最大初动能的电子恰好不能到达N板。 根据动能定理  解得反向电压，故D错误。 故选B。 7. 如图，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端的电压为，则（ ） A. 两棒的自由电子定向移动的平均速率 B. 细棒的电压等于粗棒的电压 C. 通过两棒的电流不相等 D. 两棒内的电场强度相同 【答案】A 【解析】 【详解】AC．两棒串联，则通过两棒的电流相等，根据，因，可知两棒的自由电子定向移动的平均速率，A正确，C错误； B．根据可知，根据U=IR，可知细棒的电压大于粗棒的电压，B错误； D．根据，可知两棒内的电场强度，D错误。 故选A。 8. 如图所示，图线1表示导体A的电流和电压的关系，导体A的电阻设为，图线2表示导体B的电流和电压的关系，导体B的电阻设为，则下列说法正确的是（ ） A. B. 将A与B并联后接于电源上，通过二者的电流之比 C. 将A与B串联后接在电源上，二者两端的电压之比 D. 把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻 【答案】C 【解析】 【详解】A．斜率 故，故A错误； B．将A与B并联后接于电源上，因并联电路电压相等，由 二者两端的电压之比，故B错误； C．将A与B串联后接在电源上，因通过二者的电流相等，由 二者两端的电压之比，故C正确； D．由把A拉长为原来的3倍后其电阻等于 把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B电阻的，故D错误。 故选C。 9. 如图所示为一种双量程电流表的电路图。定值电阻R1的阻值与表头G的内阻相等，R2的阻值为表头内阻的4倍。用表头的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，将接线柱1、2接入电路时，电流表的量程为I。下列说法正确的是（　　） A. 将接线柱1、2接入电路时，通过R2的电流为 B. 将接线柱1、3接入电路时，电流表的量程为 C. 将接线柱1、2接入电路时，若仅使R2阻值变小，电流表的量程会变大 D. 将接线柱1、3接入电路时，若仅使R2阻值变小，电流表的量程会变大 【答案】D 【解析】 【详解】设表头G的内阻为r，则R1=r，R2=4r； A．将接线柱1、2接入电路时，电流表的量程为I。通过R2的电流为，A错误； B．电流表的最大满偏电流为；将接线柱1、3接入电路时， 解得电流表的量程为，B错误； C．将接线柱1、2接入电路时，若仅使R2阻值变小，当电流计满偏的情况下，电流计与R2两端的电压之和减小，则R1两端电压减小，R1的分流减小，则电流表的量程会变小，C错误； D．将接线柱1、3接入电路时，根据，若仅使R2阻值变小，电流表的量程I＇会变大，D正确。 故选D。 10. 光滑细圆管固定在竖直平面内，为圆心，分别为圆管的最高、最低点。可视为质点的小球（直径略小于管道）由静止从点开始下滑，从到的过程中，设小球的位移大小为，则小球的重力势能（以点所在水平面为零势能面）、动能、速率、绕点做圆周运动的角速度大小随变化的关系图像，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．设小球的位移方向与竖直向下方向的夹角为θ，小球的质量为m，圆管轨道半径为R。由几何关系可得 由重力势能的定义，结合题意可得小球的重力势能为 可知Ep-x图像并不是倾斜的直线，故A错误； B．小球从M到N的过程中，根据机械能守恒定律得 可知Ek-x图像不是倾斜的直线，故B错误； C．由动能，联立解得 可知v-x图像为过原点的倾斜直线，故C错误； D．由角速度，可知ω-x图像为过原点的倾斜直线，故D正确。 故选D。 11. 如图所示，半径为R的圆轨道竖直固定，其内表面分布有压力传感器（图中未画出），PQ为轨道水平直径，直径MN与PQ间夹角为θ，空间存在水平向右的匀强电场。现让质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点），从轨道最低点以水平向右的速度v0进入轨道，小球能沿轨道做完整的圆周运动。发现小球经过N点时压力传感器示数最小，且压力传感器示数最大差值为10mg。重力加速度为g，所有摩擦阻力均不计。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度大小为 B. 小球最大动能为 C. 小球初速度v0的最小值为 D. 小球进入轨道后，相对于在轨道最低点，机械能增加量的最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意小球经过N点时压力传感器示数最小，可知电场力和重力的合力方向从N点指向点，设电场力和重力的合力大小为F合，在N点时，根据牛顿第二定律可得 在M点时，小球速度最大，压力传感器示数最大，根据牛顿第二定律可得 根据题意有 从M点到N点过程，根据动能定理可得 联立解得 电场力、重力和两者的合力构成一直角三角形，可得 解得电场强度大小为，故A错误； B．由于电场力和重力的合力方向从N点指向O点，则小球在M点的动能最大，从轨道最低点到M点过程，根据动能定理可得 解得小球最大动能为，故B错误； C．当小球刚好经过N点时，小球初速度v0具有最小值，此时在N点，有 根据动能定理可得 解得小球初速度v0的最小值为，故C错误； D．根据功能关系可知，小球的机械能的增加量等于电场力对小球做的正功，由题意电场力方向水平向右，则小球进入轨道后，相对于在轨道最低点，电场力做正功的最大值为，故D正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16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，只写答案的最后不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 物理小组的同学想要研究电容的性质。 （1）他们先研究了影响电容的因素。如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量不变。设电容器两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为。 下列关于实验现象的描述正确的是______： A. 保持不变，增大，则变大 B. 保持不变，减小，则不变 C. 保持不变，减小，则变小 D. 保持、不变，在两极间插入电介质，则变大 （2）随后他们做了“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。 ①将开关先与“1”端闭合，电容器进行______（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合。 在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为______，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为______。（填选项对应的字母） A. B. C. D. ②该小组同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图中A、B所示，其中对应电容为的电容器充电过程I-t图像的是______（选填A或B）。 【答案】（1）A （2） ①. 充电 ②. A ③. C ④. A 【解析】 【小问1详解】 A．保持不变，增大，由公式得减小，则由可得增大，静电计偏角随极板间电压增大而增大，因此变大，故A正确； B．保持不变，减小，由公式得增大，则由可得减小，变小，故B错误； C．保持不变，减小，由公式得减小，则由可得增大，变大，故C错误； D．保持不变，插入电介质，介电常数增大，由公式得增大，则由可得减小，变小，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 [1]开关接“1”端时，电源给电容器储能，过程是充电。 [2]充电时电流方向为正，初始电流最大，充电完成后电流逐渐减为0；放电时电流方向与充电相反，放电电流从最大逐渐减为0。 故选A。 [3]充电时电压从0逐渐升高，充满后电压等于电源电压、保持不变；放电时电压从电源电压逐渐降低到0，并且都是变化越来越慢，图像越来越平缓。 故选C。 [4]图线与坐标轴围成的面积表示电容器充电的总电荷量，由，相同充电电压下，电容越小，带电量越小。已知，则，故对应电容为的电容器充电过程图线与坐标轴围成的面积更小。 故选A。 13. 如图所示电路中，电阻，，，，试求： （1）电路的总电阻； （2）3s内，流过上的电荷量。 【答案】（1）10Ω （2）1.5C 【解析】 【小问1详解】 电路的总电阻 【小问2详解】 电路中的电流 3s内流过上的电荷量 14. 如图，为一组未知方向的匀强电场的电场线，把电荷量为1×10-6C的负电荷从A点沿水平线移至B点，静电力做了2×10-6J的功，A、B间的距离为2cm，求： （1）电势差UBA； （2）电场强度E的大小和方向； （3）若B点电势为1V，求A点的电势及电子位于B时的电势能。 【答案】（1）2V （2），沿电场线向下 （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据电场力做功与电势关系可知，负电荷从A点沿水平线移至B点时有 得 则 【小问2详解】 几何关系可知，AB沿电场线距离为d=1cm，根据 解得 以上分析可知，A点电势低于B点电势，故电场方向沿电场线向下。 【小问3详解】 因为 解得 根据 解得 15. 如图所示，水平轨道BC的左端与竖直固定的光滑 圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧。一质量为2 kg的滑块从圆轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆轨道的半径R=0.45 m，水平轨道BC长为0.4 m，滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ=0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6 m，g取10 m/s2 。 （1） 滑块第一次经过B点时对轨道的压力？ （2） 整个过程中弹簧具有最大的弹性势能为多少？ （3） 滑块最终停在何处？ 【答案】（1）60N，方向竖直向下；（2）1.4J；（3）C点左边0.25m 【解析】 【详解】（1）滑块由A点到B点过程，根据动能定理 设轨道对滑块的支持力为N，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力等于轨道对滑块的支持力 方向竖直向下； （2）从A点到D点，根据动能定理 解得 （3）全程运动，根据动能定理 解得 所以，最终停在C点左边0.25m。 16. 如图甲，竖直面内有一小球发射装置，左侧有光滑绝缘圆弧形轨道ABC，A与圆心O等高，C处于坐标原点，y轴左侧有一水平向右的匀强电场（图中未画出），电场强度的大小。现将带正电绝缘小球从A点由静止释放进入轨道，一段时间后小球从C点离开并进入y轴右侧，y轴右侧与直线DF（平行于y轴）中间范围内有周期性变化的水平方向电场，规定向右为正方向，交变电场周期，变化规律如图乙。已知圆弧形轨道半径，小球质量，电荷量，，重力加速度，，不计空气阻力的影响及带电小球产生的电场。求： （1）小球在C点时的速度； （2）若小球在时刻经过C点，在时刻到达电场边界DF，且速度方向恰与直线DF平行，的大小及直线DF到y轴的距离； （3）基于（2）中直线DF到y轴的距离，小球在不同时刻进入交变电场再次经过x轴时的坐标范围。 【答案】（1），方向为与水平方向成53°；（2）；；（3） 【解析】 【详解】（1）小球在y轴左侧 解得 方向与水平方向成53°向下，根据动能定理，小球A到C运动过程 解得 方向为与水平方向成53°。 （2）小球到达直线DF时速度方向恰与DF平行，即水平速度恰减到0，根据电场的周期性 解得 根据 解得 根据速度位移关系式 解得 （3）小球在y轴右侧竖直方向做竖直上抛运动，小球再次经过x轴的运动时间相同 恰经过一个周期，时刻进入电场，小球在一个周期内水平方向先减速运动再加速，此过程小球水平方向平均速度最小，离C点最近 因为 小球在电场内经过x轴，时刻进入电场，小球在一个周期内水平方向先加速运动 解得 且 恰加速运动至DF所在直线，小球出电场后做匀速运动 解得 则 此过程小球水平方向平均速度最大，离C点最远，综上，小球经过x轴时的坐标范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $