精品解析：广东省佛山市南海区石门中学2025-2026学年高二上学期第一次月考物理试题

石门中学2025-2026学年度第一学期高二级第一次检测试题 物理 一、单项选择题（每个小题只有一个正确选项，每题4分，共28分） 1. 如图是示波管的原理图。给电子枪通电后，如偏转电极都没有加电压，电子束将打在荧光屏中心O点。如果在偏转电极XX'加恒定电压，在偏转电极YY'加恒定电压，。电子束经偏转电极后，将打在荧光屏上的区域是（　　） A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. Ⅳ 2. 在农业生产中，常采用静电喷洒技术提高农药的喷洒效率和附着率。喷洒农药的无人机上安装有静电喷嘴，静电喷嘴内装有一根带电的针，使得农药水珠离开喷嘴时会带有大量电荷（如图）。由于与大地相连的农作物叶子带负电，喷洒出的农药水珠在静电力的作用下被吸附在叶子上，不会被风吹走。在农药水珠被农作物叶子吸附的过程中（　　） A. 喷洒出的农药水珠带负电荷 B. 电场力对喷洒出的农药水珠做正功 C. 喷洒出的农药水珠的电势能增加 D. 离农作物叶片越近，农药水珠所受静电力越小 3. 实验证明，当金属棒温度不均匀时，自由电子会在金属棒内产生热扩散，使得温度较高的一端自由电子的数密度较小，而温度较低的一端自由电子的数密度较大。热扩散作用可以等效为一种非静电力，在金属棒两端形成一定的电动势，称为汤姆逊电动势。如图，金属左侧连接高温热源，保持温度为，右侧连接低温热源，保持温度为（）。此时金属棒相当于电源，将它与电阻相连。下列判断正确的是（　　） A. 端相当于电源的正极，端相当于电源的负极 B. 该金属棒充当的电源没有内阻 C. 该电源是把电能转化为热能的装置 D. 当该电源放电时，金属棒内的非静电力对电子做负功 4. 在与纸面平行的匀强电场中，建立如图甲所示的直角坐标系，a、b、c、d是该坐标系中的4个点，已知、、；现有一电子以某一初速度从点沿Od方向射入，则图乙中abcd区域内，能大致反映电子运动轨迹的是（　　） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 5. 由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器如图甲所示，图乙是其原理图，位于中间的多晶硅悬臂梁分别与顶层多晶硅、底层多晶硅组成两个电容器，当电容器充电后处于断路状态，并由静止突然向上加速运动时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生如图中虚线所示的弯曲形变，下列说法正确的是（ ） A. 的电容增加，的电容减小 B. 两板间场强减小，两板间场强增大 C. 两板间场强增大，两板间场强减小 D. 两板间电压增大，两板间电压减小 6. 在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器，C为电容器，A、V分别为理想电流表和电压表。在滑动变阻器的滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数变小 B. 电流表示数变小 C. 电容器C所带电荷量减少 D. a点的电势升高 7. 工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的虚线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为，运动经过的各点电势为，则下列四个图像可能合理的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共18分） 8. 某些肿瘤可以用“β粒子流”疗法进行治疗。β粒子（即电子）先被平行板电容加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自粒子源的β粒子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，从A处以细柱形的β粒子流向右运动。β粒子的质量为m，其电荷量为-e。β粒子间相互作用可忽略不计，不考虑粒子重力，β粒子不会打到板上，则（　　） A. 从A处流出的β粒子速度 B. 从A处流出的β粒子，形成的等效电流方向向右 C. 若保持开关S闭合，只减小平行板距离，从A处流出的β粒子的速度不变 D. 若断开开关且板上电荷分布不变，增大平行板距离，从A流出的β粒子的速度将减小 9. 如图甲为计步器原理图，水平光滑杆（未画出）上的滑块左右分别拴接弹簧，两弹簧原长时小滑块恰处于杆中间且下端连接的滑片对准R正中央。滑块随人走动而来回振动，振动范围恰为滑动变阻器两端。人迈出一步的过程简化为加速度先向前，再向后。滑动变阻器总电阻为2r，电源电动势E，内阻r，图甲中V为电压传感器，人携带该计步器由静止开始行走，电压传感器输出电压如图乙。则（　　） A. B. C. 图乙表示人携带该计步器从静止向右开始走动 D. 图乙表示人携带该计步器从静止向左开始走动 10. 如图甲所示，边长为L的正方形abcd在竖直平面内，bc边沿竖直方向，该区域内存在竖直方向匀强电场，取竖直向下为正方向，该电场按图乙所示的规律变化。t=0时刻，不计重力的带电粒子从ad中点O垂直电场方向以大小为的速度射入电场，时刻从c点射出电场。下列说法正确的是（　　） A. 粒子射出电场时速度大于 B. 粒子运动过程中的速度最大为 C. 时刻粒子的速度大小为 D. 时刻粒子的竖直位移大小为 三、实验题（共18分） 11. 某同学做“测量金属丝的电阻率的实验。 （1）用螺旋测微器测定金属丝的直径，示数如图a所示，可读得________________。 （2）如图b，已知电流计的满偏电流内阻，电路中已将虚线框内改装为量程的电流表，则电阻________________（取二位有效数字）。 （3）根据图b把实物图c连接完整________________。 （4）考虑电压表内阻的影响，电阻的测量值________________真实值（填“大于”或“小于”）。 （5）计算该金属丝电阻率的表达式为：________________（用金属丝直径、金属丝接入电路长度、电压表示数、电流计示数，内阻、电阻表示） 12. 某实验小组利用高中电学实验室中的常见器材研究水果电池的特性。经查阅资料了解到，单个水果电池电动势较低（约1V），主要影响因素有水果的酸性强度、金属电极的材料种类等。水果电池的内阻通常较大，一般在几百到几千欧姆，主要影响因素有水果的种类、电极的插入深度和间距等。 （1）该小组利用铜片、锌片和冬枣制作了一个水果电池，他们尝试将若干个水果电池依次串联起来给“1.5V 0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡始终不发光，其原因是______ A. 水果电池电动势太大 B. 水果电池电动势太小 C. 水果电池内阻太大 D. 小灯泡内阻太大 （2）该小组想精确测量该水果电池的电动势和内阻，实验室有以下器材可供使用：量程、内阻的微安表、最大阻值为电阻箱2个（、）、开关、导线若干。 ①为将微安表改装成量程1V的电压表，串联电阻箱的阻值应调节为______Ω，将改装好的电压表内阻记为。 ②将改装好的电压表接入测量电路，如图（a）所示。多次改变电阻箱的阻值，同时记录相应的电压表示数U，绘制出关系图线，如图（b）所示，图线斜率为k，纵轴截距为b。根据绘制图线，可得该水果电池电动势______，内阻______。（用、b、k表示） 四、解答题（写出必要的解题过程，第13题9分，第14题12分，第15题15分） 13. 流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图所示。仅含有一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细胞），液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含A、B细胞的液滴分别带上正、负电荷，电荷量均为。随后，液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的A、B收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求： （1）含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离； （2）A、B细胞收集管的间距。 14. 如图所示，绝缘半圆形槽固定放置于水平向右的匀强电场（未画出）中，槽内有一半径为R的竖直半圆形绝缘光滑轨道，其直径POQ水平。质量为m的带正电小滑块（可视为质点）自Q处由静止开始沿轨道滑下，滑到最低点A的另一侧，到达B点时速度刚好为零，此时小滑块和圆心O的连线与竖直方向的夹角。已知重力加速度大小为g，计算结果可保留根号，求： （1）小滑块所受电场力F的大小； （2）小滑块滑到A点时，所受到半圆形槽支持力的大小； （3）小滑块在滑动过程中所受轨道压力的最大值。 15. 如图所示，真空中，在一对平行金属板右侧有边长为L的正方形区域I，整个区域I存在方向竖直向下、大小为（未知）的匀强电场，紧邻区域I右侧有宽为L、长为2L的矩形区域Ⅱ，整个区域Ⅱ存在方向水平向左、大小为的匀强电场，区域I的下边与区域Ⅱ的上边在同一直线上。一个质量为m、电荷量为+q的粒子在电场力的作用下由静止从左极板向右运动，从顶点A以速度大小与上边相切进入区域I，并从右边中点B离开区域I。不计粒子重力。求： （1）金属板两极板间的电压； （2）区域I内匀强电场的大小； （3）粒子离开区域Ⅱ时的动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石门中学2025-2026学年度第一学期高二级第一次检测试题 物理 一、单项选择题（每个小题只有一个正确选项，每题4分，共28分） 1. 如图是示波管的原理图。给电子枪通电后，如偏转电极都没有加电压，电子束将打在荧光屏中心O点。如果在偏转电极XX'加恒定电压，在偏转电极YY'加恒定电压，。电子束经偏转电极后，将打在荧光屏上的区域是（　　） A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. Ⅳ 【答案】B 【解析】 【详解】由题意知，偏转电极XX'间电势差UXX'=-U0，根据带负电粒子所受电场力方向与电场方向相反，可知电子会向X′方向偏转，偏转电极YY'间电势差UYY'=U0，电子会向Y方向偏转，故荧光屏上出现亮斑的区域是Ⅱ区。 故选B。 2. 在农业生产中，常采用静电喷洒技术提高农药的喷洒效率和附着率。喷洒农药的无人机上安装有静电喷嘴，静电喷嘴内装有一根带电的针，使得农药水珠离开喷嘴时会带有大量电荷（如图）。由于与大地相连的农作物叶子带负电，喷洒出的农药水珠在静电力的作用下被吸附在叶子上，不会被风吹走。在农药水珠被农作物叶子吸附的过程中（　　） A. 喷洒出的农药水珠带负电荷 B. 电场力对喷洒出的农药水珠做正功 C. 喷洒出的农药水珠的电势能增加 D. 离农作物叶片越近，农药水珠所受静电力越小 【答案】B 【解析】 【详解】A．植物叶片带负电，喷洒出的农药水珠带正电才能被吸附到植物叶片上，故A错误； BC．农药水珠带正电，电场力对其做正功，电势能减少，故C错误，B正确； D．越靠近植物叶片，根据库仑定律可知，静电力越大，故D错误。 故选B。 3. 实验证明，当金属棒温度不均匀时，自由电子会在金属棒内产生热扩散，使得温度较高的一端自由电子的数密度较小，而温度较低的一端自由电子的数密度较大。热扩散作用可以等效为一种非静电力，在金属棒两端形成一定的电动势，称为汤姆逊电动势。如图，金属左侧连接高温热源，保持温度为，右侧连接低温热源，保持温度为（）。此时金属棒相当于电源，将它与电阻相连。下列判断正确的是（　　） A. 端相当于电源的正极，端相当于电源的负极 B. 该金属棒充当的电源没有内阻 C. 该电源是把电能转化为热能的装置 D. 当该电源放电时，金属棒内的非静电力对电子做负功 【答案】A 【解析】 【详解】A．金属左侧连接高温热源，保持温度为，自由电子的数密度较小, 右侧连接低温热源，保持温度为，自由电子的数密度较大，所以端相当于电源的正极，端相当于电源的负极，故A正确； B．金属棒本身是导体，有一定的电阻，因此这个 “电源” 有内阻的，B错误； C．该电源是把热能转化为电能的装置，故C错误； D．当该电源放电时，金属棒内的非静电力对电子做正功，故D错误。 故选A。 4. 在与纸面平行的匀强电场中，建立如图甲所示的直角坐标系，a、b、c、d是该坐标系中的4个点，已知、、；现有一电子以某一初速度从点沿Od方向射入，则图乙中abcd区域内，能大致反映电子运动轨迹的是（　　） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 【答案】B 【解析】 【详解】已知、、，则ad中点f（0，L）的电势为 可知bf连线为等势线，场强与等势线垂直，即沿着aO方向斜向下，电子以某一初速度从点沿Od方向射入图乙中abcd区域内，电子的初速度方向与电场力方向垂直，电子做类平抛运动，则能大致反映电子运动轨迹的是②。 故选B。 5. 由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器如图甲所示，图乙是其原理图，位于中间的多晶硅悬臂梁分别与顶层多晶硅、底层多晶硅组成两个电容器，当电容器充电后处于断路状态，并由静止突然向上加速运动时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生如图中虚线所示的弯曲形变，下列说法正确的是（ ） A. 的电容增加，的电容减小 B. 两板间场强减小，两板间场强增大 C. 两板间场强增大，两板间场强减小 D. 两板间电压增大，两板间电压减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．多晶硅悬臂梁的右侧可发生如图所示的弯曲形变，多晶硅悬臂梁与上电极间距增加，下电极距离减小，根据电容器电容的决定式可知，电容器C1的电容减小，电容器C2的电容增加，故A错误； BC．根据、、 可得 可知当板间距变化时，板间电场强度不变，故BC错误。 D．因两电容器所带电荷量不变，根据电容的定义式分析可知，电容器C1两板间电压增大，电容器C2两板间电压减小，故D正确。 故选D。 6. 在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器，C为电容器，A、V分别为理想电流表和电压表。在滑动变阻器的滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数变小 B. 电流表示数变小 C. 电容器C所带电荷量减少 D. a点的电势升高 【答案】C 【解析】 【详解】在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，变阻器的电阻变小，外电路总电阻变小，干路电流变大。 A．根据欧姆定律可知，电阻R1两端电压U1=I×R1变大，电压表示数变大，故A错误； B．总电流增大，U并=E-I（R1+r），I增大，U并减小，通过R2的电流减小，通过R3的电流增大，即电流表示数增大，故B错误； C．U并减小，电容器板间电压变小，根据Q=CU可知其带电量减小，故C正确； D．R2两端的电压减小，故减小，则减小，故a点电势降低，故D错误。 故选C。 7. 工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的虚线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为，运动经过的各点电势为，则下列四个图像可能合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】B．电子所受的电场力的方向与电场强度方向相反，指向圆心，所以电子向圆心运动，电场强度逐渐增大，根据F=eE，电场力逐渐增大，故B错误； A．电子的加速度，电子向圆心运动，电场强度增大，电子的加速度增大，速度图线的斜率增大，图线向上弯曲，故A错误； C．根据Ep=eEx，电子向圆心运动，电场强度增大，电势能图线的斜率增大，图线向上弯曲，故C错误； D．根据，Ep=eEx 解得φ=Ex 电子向圆心运动，逆电场线运动电势升高；电子向圆心运动，电场强度增大，电势图线的斜率增大，图线向上弯曲，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共18分） 8. 某些肿瘤可以用“β粒子流”疗法进行治疗。β粒子（即电子）先被平行板电容加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自粒子源的β粒子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，从A处以细柱形的β粒子流向右运动。β粒子的质量为m，其电荷量为-e。β粒子间相互作用可忽略不计，不考虑粒子重力，β粒子不会打到板上，则（　　） A. 从A处流出的β粒子速度 B. 从A处流出的β粒子，形成的等效电流方向向右 C. 若保持开关S闭合，只减小平行板距离，从A处流出的β粒子的速度不变 D. 若断开开关且板上电荷分布不变，增大平行板距离，从A流出的β粒子的速度将减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电子在加速电场中加速，根据动能定理 解得，A正确； B．从A处流出的粒子带负电，形成的等效电流方向向左，B错误； C．若保持开关S闭合，则极板间电压保持不变，若只减小平行板距离，根据A选项分析可知，从A处流出的粒子的速度不变，C正确； D．若断开开关，则极板上电荷量保持不变，根据可知，增大平行板距离时，电容器的电容减小，又，由两极板间电压将增大，根据A选项分析可知，从A处流出的粒子的速度将增大，D错误。 故选AC。 9. 如图甲为计步器原理图，水平光滑杆（未画出）上的滑块左右分别拴接弹簧，两弹簧原长时小滑块恰处于杆中间且下端连接的滑片对准R正中央。滑块随人走动而来回振动，振动范围恰为滑动变阻器两端。人迈出一步的过程简化为加速度先向前，再向后。滑动变阻器总电阻为2r，电源电动势E，内阻r，图甲中V为电压传感器，人携带该计步器由静止开始行走，电压传感器输出电压如图乙。则（　　） A. B. C. 图乙表示人携带该计步器从静止向右开始走动 D. 图乙表示人携带该计步器从静止向左开始走动 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．回路电流为 滑片在中央时 滑片在右端时 ，A错误，B正确； CD．根据图像，时，电压为，滑片在中央，人处于静止状态；时，电压等于零，表示滑片在最左端； 时，电压等于，表示滑片在最右端；所以人携带该计步器从静止向右开始走动，人先向右加速运动时，滑片向左运动至最左端，人后向右减速运动时，滑片向右运动至最右端。C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，边长为L的正方形abcd在竖直平面内，bc边沿竖直方向，该区域内存在竖直方向匀强电场，取竖直向下为正方向，该电场按图乙所示的规律变化。t=0时刻，不计重力的带电粒子从ad中点O垂直电场方向以大小为的速度射入电场，时刻从c点射出电场。下列说法正确的是（　　） A. 粒子射出电场时速度大于 B. 粒子运动过程中的速度最大为 C. 时刻粒子的速度大小为 D. 时刻粒子的竖直位移大小为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据对称性可知内，粒子向下做匀加速直线运动，内，粒子向下做匀减速直线运动，且内粒子的加速度大小不变，可知粒子时刻从c点射出电场时竖直方向的速度为零，故粒子射出电场时速度等于，故A错误； B．根据对称性可知时刻粒子的速度最大，水平方向有 竖直方向有 可得 粒子运动过程中的速度最大为 故B正确； C．时刻粒子的竖直方向的速度为 时刻粒子的速度大小为 故C正确； D．内，根据动力学公式有 内，根据动力学公式有 解得 时刻粒子的竖直位移大小为 故D正确。 故选BCD。 三、实验题（共18分） 11. 某同学做“测量金属丝的电阻率的实验。 （1）用螺旋测微器测定金属丝的直径，示数如图a所示，可读得________________。 （2）如图b，已知电流计的满偏电流内阻，电路中已将虚线框内改装为量程的电流表，则电阻________________（取二位有效数字）。 （3）根据图b把实物图c连接完整________________。 （4）考虑电压表内阻的影响，电阻的测量值________________真实值（填“大于”或“小于”）。 （5）计算该金属丝电阻率的表达式为：________________（用金属丝直径、金属丝接入电路长度、电压表示数、电流计示数，内阻、电阻表示） 【答案】 ①. 0.607####0.609 ②. 1.0 ③. ④. 小于 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]根据螺旋测微器读数规则，可知固定刻度为0.5mm，可动刻度为，得金属丝的直径为 故填0.608； （2）[2]如图b可知，当电流计的满偏时，当I=0.6A时，由欧姆定律得R1电阻 故填1.0； （3）[3]根据如图b所示电路进行连接如图所示 （4）[4]考虑电压表内阻,可知电压表会分流，致使所测电流偏大，根据欧姆定律可知电阻的测量值会偏小，故填小于； （5）[5]根据如图b电路可知，电路总电流为 由欧姆定律得 由电阻决定式 联立解得 故填。 12. 某实验小组利用高中电学实验室中的常见器材研究水果电池的特性。经查阅资料了解到，单个水果电池电动势较低（约1V），主要影响因素有水果的酸性强度、金属电极的材料种类等。水果电池的内阻通常较大，一般在几百到几千欧姆，主要影响因素有水果的种类、电极的插入深度和间距等。 （1）该小组利用铜片、锌片和冬枣制作了一个水果电池，他们尝试将若干个水果电池依次串联起来给“1.5V 0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡始终不发光，其原因是______ A. 水果电池电动势太大 B. 水果电池电动势太小 C. 水果电池内阻太大 D. 小灯泡内阻太大 （2）该小组想精确测量该水果电池的电动势和内阻，实验室有以下器材可供使用：量程、内阻的微安表、最大阻值为电阻箱2个（、）、开关、导线若干。 ①为将微安表改装成量程1V的电压表，串联电阻箱的阻值应调节为______Ω，将改装好的电压表内阻记为。 ②将改装好的电压表接入测量电路，如图（a）所示。多次改变电阻箱的阻值，同时记录相应的电压表示数U，绘制出关系图线，如图（b）所示，图线斜率为k，纵轴截距为b。根据绘制图线，可得该水果电池电动势______，内阻______。（用、b、k表示） 【答案】（1）C （2） ①. 8000 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 小灯泡不亮的原因是水果电池的内阻太大，导致电路中的电流很小。 故选C。 【小问2详解】 [1]为将微安表改装成量程1V的电压表，则需满足 解得 [2][3]根据闭合电路欧姆定律有 变式得 故图像的斜率 截距 联立二式解得， 四、解答题（写出必要的解题过程，第13题9分，第14题12分，第15题15分） 13. 流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图所示。仅含有一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细胞），液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含A、B细胞的液滴分别带上正、负电荷，电荷量均为。随后，液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的A、B收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求： （1）含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离； （2）A、B细胞收集管的间距。 【答案】（1） （2）0.11m 【解析】 【小问1详解】 由题意可知含A细胞的液滴在电场中做类平抛运动，垂直于电场方向则 沿电场方向 由牛顿第二定律 解得含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离为 【小问2详解】 含A细胞的液滴离开电场后做匀速直线运动，则 则 联立解得 有对称性可知则A、B细胞收集管的间距 14. 如图所示，绝缘半圆形槽固定放置于水平向右的匀强电场（未画出）中，槽内有一半径为R的竖直半圆形绝缘光滑轨道，其直径POQ水平。质量为m的带正电小滑块（可视为质点）自Q处由静止开始沿轨道滑下，滑到最低点A的另一侧，到达B点时速度刚好为零，此时小滑块和圆心O的连线与竖直方向的夹角。已知重力加速度大小为g，计算结果可保留根号，求： （1）小滑块所受电场力F的大小； （2）小滑块滑到A点时，所受到半圆形槽支持力的大小； （3）小滑块在滑动过程中所受轨道压力的最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小滑块由滑至点，设电场力的大小为F，根据动能定理 解得 【小问2详解】 小滑块由Q滑至A点，由动能定理 小滑块滑到A点时，受到支持力的大小为，根据牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 把重力、电场力合为一个力，则 的方向与竖直方向夹角为，，则 小滑块在滑动过程中速度最大时，对轨道的压力最大（此时滑块位置与圆心的连线与竖直方向夹角为） 在小滑块由Q滑至最大速度位置的过程中，由动能定理有 根据牛顿第二定律 解得 15. 如图所示，真空中，在一对平行金属板右侧有边长为L的正方形区域I，整个区域I存在方向竖直向下、大小为（未知）的匀强电场，紧邻区域I右侧有宽为L、长为2L的矩形区域Ⅱ，整个区域Ⅱ存在方向水平向左、大小为的匀强电场，区域I的下边与区域Ⅱ的上边在同一直线上。一个质量为m、电荷量为+q的粒子在电场力的作用下由静止从左极板向右运动，从顶点A以速度大小与上边相切进入区域I，并从右边中点B离开区域I。不计粒子重力。求： （1）金属板两极板间的电压； （2）区域I内匀强电场的大小； （3）粒子离开区域Ⅱ时的动能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中加速，根据动能定理 解得 【小问2详解】 粒子在区域I内，水平方向匀速运动 竖直方向匀加速直线运动， 解得 【小问3详解】 粒子离开B点时速度与右边夹角为，速度大小，可知粒子从上边的中点进入区域Ⅱ （1）当时粒子从区域Ⅱ的右边离开，根据动能定理 解得 （2）当粒子从左下方顶点离开区域Ⅱ时，可知粒子在水平方向受到向左的电场力，水平方向的初速度向右，大小为， 水平方向， 竖直方向 解得 当粒子从区域Ⅱ的下边离开 竖直方向 取水平向左为正方向，水平方向 解得 根据动能定理 解得 （3）当时，粒子从区域Ⅱ的左边离开，根据动能定理 解得 粒子离开区域Ⅱ时的动能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $