江苏省扬州中学2025-2026学年高一下学期期末物理试卷

**基本信息** 以风云四号卫星发射、静电除尘等真实情境为载体，覆盖圆周运动、电场、机械能守恒等核心知识，通过分层设问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| |----|-----------|----------|----------| |单选题|11/44|比值定义法、电场线、皮带传动|结合科技情境（如卫星轨道），基础概念与模型应用结合| |实验题|1/15|机械能守恒验证|考查实验操作（气垫导轨调平）与误差分析，体现科学探究| |计算题|4/41|圆周运动与平抛综合、卫星冲日、带电粒子在周期性电场中运动|多过程问题（如斜抛运动分解）、跨模块综合（力学与电磁学），突出科学推理与模型建构|

2025-2026学年江苏省扬州中学高一（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1.物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量，这种方法称为比值定义法、下列式子中属于这种方法的是(    ) A. 角速度 B. 加速度 C. 电场强度 D. 电势 2.如图是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，关于该电场，下列说法正确的是(    ) A. A点电势比B点高 B. A点电场强度比B点大 C. 向集尘板运动的粉尘带正电 D. 粉尘向集尘板运动时电势能增大 3.如图所示，是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，那么下列说法正确的是(    ) A. A点与B点的转速之比为1：1 B. A点与B点的线速度之比为1：2 C. A点与D点的角速度之比为4：1 D. A点与D点的向心加速度之比为1：1 4.2025年12月27日，风云四号C星由长征三号乙运载火箭成功发射，该卫星最终定点于地球静止轨道，关于该卫星，下列说法正确的是(    ) A. 该卫星的发射速度等于 B. 该卫星的发射速度等于 C. 该卫星在地球静止轨道上处于平衡状态 D. 该卫星的运行速度大于月球的运行速度 5.某电场的等势面如图所示。若把电子从A点移到C点，静电力做正功W。下列说法正确的是(    ) A. A点的电势比C点高 B. 把电子放在A点与B点所受电场力一样大 C. 把电子放在B点的电势能比放在C点时大 D. 把电子从B点移到C点，静电力做功大于W 6.在同一竖直线上距地面高度不同的两点将相同的a、b小球沿向一方向同时抛出，如图所示，不计空气阻力。下列说法正确的是(    ) A. a球抛出时速度较大 B. a球落地时重力功率较大 C. b球落地时速度较大 D. b球运动过程中速度变化率较大 7.如图所示，某行星有两颗卫星甲和乙，分别按圆轨道和椭圆轨道绕行星运动，ACBD连线过行星的中心，AB是圆的直径，CD是椭圆的长轴，，E是圆和椭圆的交点。下列说法正确的是(    ) A. 经过E点时，甲和乙的线速度相同 B. 经过E点时，甲和乙的加速度相同 C. 经过E点时，甲和乙的机械能相同 D. 甲和乙与行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等 8.如图所示，在真空中用等长的绝缘细线分别悬挂带正电荷的小球A和带负电荷的小球B，其电荷量大小皆为q，可视为点电荷。在水平方向的匀强电场作用下，两细线保持竖直，此时A、B间的距离为l。则A、B中点C处的电场强度大小为(    ) A. B. C. D. 9.如图所示，一足够长的固定斜面倾角为，将小球从斜面上O点以速率垂直于斜面抛出，小球最终落在斜面上，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是(    ) A. 小球落到斜面上的速度方向与大小无关 B. 小球落点与O点的距离与大小成正比 C. 小球运动过程中速度的大小最小值为 D. 小球运动过程中与斜面的最大距离为 10.一质量为m的小球从地面上以初速度竖直向上抛出，一段时间后落回地面。若运动过程中小球受到的空气阻力大小与其速率成正比，则其动能与距地面高度h的关系图像最有可能是图中的(    ) A. B. C. D. 11.如图所示，生产车间有两个互相垂直且等高的水平传送带M和N；传送带M、N做匀速直线运动的速度大小分别为，，方向均已在图中标出，一小煤块视为质点离开传送带M前已经与传送带M的速度相同，并平稳地传送到传送带N上，最终与传送带N的速度相同。小煤块的质量为1kg，与传送带N的动摩擦因数为，取重力加速度，传送带N的宽度足够大。下列说法正确的是(    ) A. 小煤块在传送带N上滑动的划痕是曲线 B. 传送带N对小煤块做的功为 C. 小煤块与传送带N之间因摩擦产生的热量为 D. 传送带N克服小煤块的摩擦力做的功为 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12.如图所示，是一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。 实验前需调节气垫导轨螺钉使之水平，下列做法正确的是        。 A.用刻度尺测量气垫导轨两端距桌面的高度，调节气垫导轨螺钉，使两端高度相等。 B.接通气泵，待气流稳定后调节气垫导轨螺钉，使滑块能在短时间内保持静止。 C.接通气泵，挂上槽码，将滑块从气垫导轨上同一位置由静止释放，重复两次实验，测出遮光条两次通过光电门的遮光时间、，调节气垫导轨螺钉，使。 该实验的研究对象是        。 A.滑块含遮光条 B.槽码 C.滑块含遮光条和槽码组成的系统 某实验小组同学测出了滑块含遮光条的质量M，槽码的质量m，遮光条的宽度d。查得当地的重力加速度g。将滑块从图示位置由静止释放，读出遮光条通过光电门的遮光时间t。还需测量的物理量是        。 若要符合机械能守恒定律的结论，以上的物理量应该满足的关系是        用测出的物理量和需测量的物理量表示。 若实验中发现研究对象增加的动能略大于减少的重力势能，下列原因中可能的是        。 A.存在空气阻力 B.细绳与滑轮间有摩擦力 C.遮光条宽度d的测量值偏大 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 13.如图所示，半径为R的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，在飞出前，对B点的压力等于重力的2倍，最后落在水平地面上，重力加速度为g。求： 小球从B点飞出的速度大小； 小球在水平地面上的落点与A点的距离。 14.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球绕太阳运动的轨道半径为r，周期为T，火星绕太阳运动的轨道半径为，引力常量为G。求： 太阳的质量； 火星的周期； 火星相邻两次冲日的时间间隔。 15.一装置如图所示，在竖直平面内，两根轻质杆OA和AB与一小球及一小环通过光滑铰链接，O端通过光滑铰链固定在竖直的转轴上，小环套在转轴上，被一卡板托住位于图示位置，两杆长度均为L，球的质量为m，环的质量为M，OA杆与竖直轴夹角为。忽略一切阻力，重力加速度为g。若整个装置以角速度未知匀速转动时，卡板给环的支持力恰好为Mg；以角速度匀速转动时，卡板给环的支持力恰好为零。 求角速度； 求M与m的关系； 若装置停止转动后，撤去卡板，求小球与转轴碰撞前的速率。 16.如图甲所示，真空中的电极K连续不断地均匀发出电子设电子的初速度为零，经电压加速后由小孔S穿出，沿着彼此靠近的水平金属板A、B的中线进入偏转电场，AB两板间有周期性变化的电压，如图乙所示。电子质量为m，电子电荷量为e，偏转电压的周期为T，偏转电压的大小为，A、B两板距离为d，所有电子在偏转电场中运动后离开偏转电场，不计电子的重力及电子间的相互作用力。 电子经加速电场加速后由小孔S穿出的速度的大小； 时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y； 在哪些时刻进入偏转电场的电子，恰好能从中线离开偏转电场。 答案和解析 1.【答案】D  【解析】解：A、是推导关系式，不是比值定义式，故A错误； B、公式是牛顿第二定律的表达式，不属于比值定义法，故B错误； C、公式不是比值定义法，而是匀强电场中电场强度的决定式，故C错误； D、电场中某位置的电势由场源和该位置到场源的距离，以及零电势点的选择决定，与试探电荷间没有决定关系，所以公式属于用比值定义法，故D正确。 故选：D。 所谓比值法定义，就是用两个物理量的比值来定义一个新的物理量的方法；比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的属性，与参与定义的物理量无关。 解决本题的关键理解并掌握比值法定义的共性：被定义的物理量往往是反映物质的属性，它不随定义所用的物理量的大小变化而改变。 2.【答案】B  【解析】解：因为沿电场方向电势逐渐降低，所以由题图可知，A点电势比B点低，故A错误； B.同一电场中，电场线越密集的地方电场强度越大，则由题图可知，A点电场强度比B点大，故B正确； C.因为集尘板带正电，所以向集尘板运动的粉尘带负电，故C错误； D.由题意可知，粉尘向集尘板运动时电场力做正功，则电势能减小，故D错误。 故选：B。 A.结合题意，由电场中电势变化的特点，即可分析判断； B.结合题意，根据电场线的疏密判断场强大小； C.结合题意，根据集尘板的电性，即可分析判断； D.结合题意，由电场力做功与电势能变化的关系，即可分析判断。 本题主要考查对电场中功能关系的掌握，解题时需注意，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大。 3.【答案】D  【解析】解：ABC、由图可知，，  ，利用得，，故，故，  ：：：r：：1：4  所以  ：：1  ：：4  故ABC错误：  D、利用得    故  ：1，  故D正确。  故选：D。 皮带不打滑时，两轮边缘点线速度大小相等；共轴转动的轮子上各点角速度相等。再结合线速度、向心加速度分析各选项。 本题关键是区分皮带传动边缘线速度相等与共轴转动角速度相等的特点，再结合线速度、角速度、向心加速度的关系公式分析各点的运动学量比例。 4.【答案】D  【解析】解：是第一宇宙速度，是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，也是卫星发射的最小速度，地球静止轨道卫星要发射到较高轨道，发射速度大于，故A错误； B.是第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度，该卫星未脱离地球引力，发射速度小于，故B错误； C.该卫星在地球静止轨道上做匀速圆周运动，运动状态时刻改变，不是处于平衡状态，故C错误； D.卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力 得可知，轨道半径r越小，线速度v越大，该卫星轨道半径小于月球轨道半径，所以其运行速度大于月球的运行速度，故D正确。 故选：D。 依据宇宙速度概念、卫星运行规律及平衡状态条件，对各选项中关于风云四号C星发射速度、运行状态和运行速度的说法逐一判断。 点评本题围绕地球静止轨道卫星相关知识命题，考查对宇宙速度、卫星运行特点等基础概念的理解与应用。 5.【答案】C  【解析】解：因为正点电荷的电场是向外发散型的，且沿电场方向电势逐渐降低、同一等势面上的两点电势相等，所以由题图可知，A、B、C三点的电势关系为： 。 因为A、B两点电势相等，所以A、C两点间电势差与B、C两点间电势差相等，则由可知，把电子从B点移动到C点静电力做的功，等于把电子从A点移动到C点静电力做的功W。 因为B点的电势小于C点的电势，又因为带负电的粒子在电势更低的位置电势能更大，所以把电子放在B点的电势能比放在C点时大，故AD错误，C正确； B.因为等势面与电场线相交处互相垂直，则由题图可知，A、B处电场线的疏密程度不同，则电场强度大小不同，因此由可知，电子在两处所受电场力不一样大，故B错误。 故选：C。 结合题意，由点电荷周围电场及电势的特点、电场力做功的特点、电势与电势能的关系，即可分析判断； B.结合题意，由等势面与电场线的关系、电场线的分布与电场强度的关系、电场力与电场强度的关系，即可分析判断。 本题主要考查对电场中功能关系的掌握，解题时需注意，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大。 6.【答案】B  【解析】解：A、由题意可知两个小球都做平抛运动，并且有，，由平抛运动规律可得：，解得：，由于，则有：，由于，则由可知：，故A错误；  B、由自由落体运动规律可得：，解得小球落地时在竖直方向的分速度为：，由于，则，所以有，可知a球落地时重力功率较大，故B正确；  C、由运动的合成可知，小球落地时的速度的大小为：，所以有：，，由于，，则无法比较两者的大小，故C错误；  D、两球都做平抛运动，则在运动过程中速度的变化率为，由此可知速度变化率等于重力加速度，则速度的变化率相等，故D错误。  故选：B。 由平抛运动规律结合运动的合成判断初速度与合速度的大小关系；由判断落地时重力功率的大小；由判断速度变化率的大小。 本题是对平抛运动规律及瞬时功率及速度的变化率的考查，解题的关键是要知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，知道重力的瞬时功率为。 7.【答案】B  【解析】解：甲乙两颗卫星经过E点时速度的方向分别沿轨迹的切线方向，速度为矢量，所以甲和乙的线速度不相同，故A错误； B.由牛顿第二定律得，解得，所以经过E点时，甲和乙的加速度相同，故B正确； C.由于甲乙卫星的质量未知，经过E点时，无法确定甲和乙的机械能大小关系，故C错误； D.甲乙两颗卫星分别在各自的轨道上与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，不是甲乙与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，故D错误。 故选：B。 根据做曲线运动的物体速度方向的判定确定E点的速度方向不同，然后根据牛顿第二定律确定在E点的加速度，然后根据机械能的概念比较两颗卫星的机械能大小关系，最后根据开普勒第二定律求解。 本题考查不同轨道上人造卫星的参数比较，以及对开普勒第二定律的理解。 8.【答案】C  【解析】解：对A小球进行受力分析，已知A、B两小球的电荷量均为q，两点间距离为l，由库仑定律公式，得： ，小球A保持竖直状态可知，小球A所受匀强电场的电场力与B小球对其库仑力平衡，方向水平向左，故匀强电场场强为，方向水平向左，两个带电小球在C点产生的电场强度为，方向水平向右，故在C点的合场强为，方向水平向左，故C正确，ABD错误。 故选：C。 根据矢量运算法则求解电场强度。 本题主要考查的是电场强度叠加，会根据库仑定律计算电场强度，并根据矢量运算法则求解电场强度。 9.【答案】A  【解析】解：将小球落在斜面的速度沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，并将小球运动过程中的加速度沿斜面和垂直于斜面方向分解，如图所示： A、小球从抛出到落到斜面上的时间为：，小球落在斜面上时沿斜面方向的速度大小为，垂直于斜面方向的分速度大小为，根据几何关系可得：，解得，所以小球落到斜面上的速度方向与大小无关，故A正确； B、小球落到斜面时的位移大小，解得：，所以小球落点与O点的距离与大小的平方成正比，故B错误； C、小球实际上是做斜上抛运动，最小速度等于水平分速度，即：，故C错误； D、当小球垂直斜面方向的速度等于零时，小球离斜面最远，根据速度-位移关系可得：，解得最远距离为：，故D错误。 故选：A。 根据斜上抛运动的特点结合运动的合成与分解，结合运动学公式进行解答。 本题主要考查了斜抛运动，关键是能够分析小球的运动情况，掌握不同方向上的运动特点，结合几何关系即可完成解答。 10.【答案】B  【解析】解：根据动能定理，上升过程有 得，v减小，减小，随着h的增大，图像应是切线斜率逐渐减小的曲线 下降过程有 得，v增大，减小，随着h的减小，图像应是切线斜率逐渐增大的曲线，故B正确，ACD错误。 故选：B。 依据动能定理分别分析小球上升和下降过程中动能变化量与高度变化量的关系，进而确定动能随高度变化图像的斜率变化情况来判断选项。 本题围绕竖直上抛运动中受变空气阻力时动能与高度关系命题，考查对动能定理的运用及图像分析能力，需考虑运动过程中力的变化情况。 11.【答案】D  【解析】解：A、小煤块滑上传送带N时，相对于传送带N的初速度大小为，代入数据解得。由于小煤块受到的滑动摩擦力方向始终与其相对速度方向相反，且大小恒为，因此小煤块相对于传送带N做匀减速直线运动，在传送带N上留下的划痕为直线，故A错误； B、小煤块从滑上传送带N到与之共速的过程中，根据动能定理，传送带N对小煤块所做的功，代入数据解得，故B错误； C、根据牛顿第二定律，小煤块在传送带N上的相对加速度大小为。小煤块相对于传送带N减速至静止所需的时间，解得。此过程中，小煤块相对于N的位移大小，解得。产生的热量，代入数据解得，故C错误； D、解法一：根据能量守恒定律，传送带N为克服小煤块摩擦力所做的功即传送带电机额外做的功等于小煤块动能的增量与系统产生的热量之和，即，代入数据得； 解法二：小煤块对传送带N的滑动摩擦力在N运动方向上的分力大小为，解得。共速前传送带N的位移，解得。传送带N克服摩擦力所做的功，解得。故D正确。 故选：D。 小煤块滑上传送带N时，其相对传送带N的初速度方向与大小需通过传送带M和N的速度合成确定。因滑动摩擦力方向始终与相对速度方向相反且大小恒定，小煤块相对于传送带N做匀减速直线运动，故划痕为直线。传送带N对小煤块做的功等于小煤块动能的变化，需计算其初末动能差值。摩擦生热等于滑动摩擦力乘以相对位移，而传送带N克服摩擦力做的功需考虑小煤块动能增量与产生热量之和，或通过摩擦力在传送带运动方向的分力与传送带位移的乘积求解。 本题综合考查了传送带模型中的相对运动、动能定理、能量守恒以及功能关系。题目将小煤块置于两个互相垂直的传送带上，巧妙地将二维运动分解与相对运动分析相结合，对学生的建模能力和空间想象能力提出了较高要求。计算量适中，但需要清晰理解摩擦力的方向与相对速度方向的关系，并准确应用动能定理与能量守恒定律。易错点在于正确分析小煤块相对传送带N的运动轨迹是直线，以及区分传送带对小煤块做的功、系统产生的热量和传送带克服摩擦力做的功这三者的不同含义与计算路径。 12.【答案】B C 滑块由静止释放的位置到光电门的间距l C   【解析】解：用刻度尺测量气垫导轨两端距桌面的高度，调节气垫导轨螺钉，即使两高度相等，也无法保证整个导轨处于水平状态，故A错误； B.接通气泵，待气流稳定后调节气垫导轨螺钉，使滑块能在短时间内保持静止，说明滑块所受合外力为零，可以认为气垫导轨处于水平，故B正确； C.通气泵，挂上钩码，将滑块从气垫导轨上同一位置由静止释放，测出遮光条两次通过光电门的遮光时间调节气垫导轨螺钉，使，这种方法是在有外力作用下进行调节，不能判定导轨自身是否水平，故C错误。 故选：B。 此题验证滑块和槽码组成的系统机械能守恒，故研究对象是滑块含遮光条和槽码组成的系统故AB错误，C正确； 故选：C。 设滑块由静止释放的位置到光电门的间距为l， 由系统机械能守恒，还需测量的物理量是 滑块由静止释放的位置到光电门的间距l 存在空气阻力或细绳与滑轮间有摩擦力都得到研究对象增加的动能略小于减少的重力势能，故AB错误； C.若遮光条宽度d的测量值偏大，就会使研究对象增加的动能略大于减少的重力势能，故C正确； 故选C。 故答案为：；；滑块由静止释放的位置到光电门的间距l；；。 由实验原理和注意事项确定； 由验证滑块和槽码组成的系统机械能守恒； 由验证滑块和槽码组成的系统机械能守恒的表达式确定； 由系统机械能守恒确定； 由研究对象增加的动能略大于减少的重力势能确定。 本实验考查实验原理和注意事项确定；验证滑块和槽码组成的系统机械能守恒及表达式，研究对象增加的动能略大于减少的重力势能。 13.【答案】小球从B点飞出的速度大小为  小球在水平地面上的落点与A点的距离为  【解析】解：小球在B点时做圆周运动，轨道对小球的压力为重力的2倍，方向竖直向下。在圆周运动的最高点，向心力由重力和轨道压力的合力提供，根据向心力公式： 代入数据解得， 小球从B点飞出后做平抛运动，B点距离水平地面的竖直高度为2R。先根据竖直方向的自由落体运动，竖直方向位移公式为， 整理得： 水平方向的匀速直线运动，设水平方向速度为，因此水平位移 ，解得。 答：小球从B点飞出的速度大小为； 小球在水平地面上的落点与A点的距离为。 根据圆周运动求解速度； 根据平抛运动的水平和竖直的分运动求解与A点的距离。 本题综合圆周运动与平抛运动规律的应用。关键在于明确平抛运动的分运动独立性竖直自由落体、水平匀速直线，以及圆周运动最高点的向心力。 14.【答案】太阳的质量为  火星的周期为  火星相邻两次冲日的时间间隔为  【解析】解：地球绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，有： 解得太阳质量： 由开普勒第三定律 其中 得： 相邻两次冲日时地球比火星多转动一周，即 其中 解得： 答：太阳的质量为； 火星的周期为； 火星相邻两次冲日的时间间隔为。 行星围绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力解得太阳质量； 由开普勒第三定律求出火星的周期； 从一次火星冲日到下一次火星冲日，为地球多转一周的时间，从而分析求解。 本题解题关键是结合万有引力提供向心力分析，知道相邻的两次行星冲日的时间中地球多转一周。 15.【答案】角速度的大小为  M与m的关系为  小球与转轴碰撞前的速率为  【解析】解：当装置以角速度匀速转动时，卡板对环的支持力恰好为Mg。对环进行受力分析，在竖直方向上有，解得杆AB对环的拉力。 对小球进行受力分析，在竖直方向上有，水平方向的合力提供小球做圆周运动所需的向心力，满足，联立以上两式，可解得角速度。 当装置以角速度匀速转动时，卡板对环的支持力恰好为零。设此时两杆的拉力分别为和。 对环进行受力分析，在竖直方向上有。对小球进行受力分析，在竖直方向上有，解得。 在水平方向上有，即。 将、以及代入上式，可得。 化简该式，得到，解得质量M与m的关系为。 撤去卡板后装置自由下落，设两杆与竖直方向夹角为时，小球的下落速率为，环的下落速率为。 由杆长不变的运动关联关系可知，小球与环的速度大小始终满足。 当小球与转轴碰撞前瞬间，夹角，此时环的速率。 对系统全过程应用机械能守恒定律，重力势能的减少量等于系统动能的增加量，有。 代入，得。 解得小球与转轴碰撞前的速率。 答：角速度的大小为。 与m的关系为。 小球与转轴碰撞前的速率为。 装置以角速度转动时，环受支持力为Mg，分析环的竖直方向受力，可推知杆AB对环的作用力为零。分析小球受力，其竖直方向由杆OA拉力与重力平衡，水平方向合力提供向心力，由此建立向心力与重力、角速度的关系，从而求解。 装置以角速度转动时，环受支持力为零。分别对环和小球进行受力分析，环的竖直方向受力平衡确定杆AB拉力与Mg的关系；小球的竖直方向受力平衡及水平方向提供向心力，结合中的表达式，联立方程即可得到M与m的关系。 撤去卡板后系统自由下落，机械能守恒。需建立小球与环下落速度的关联关系，由于杆长不变，环的速度可表示为小球速度与夹角正弦的函数。当小球与转轴碰撞前，夹角趋于零，环的速度趋于零。利用机械能守恒，系统重力势能减少量转化为小球动能，结合已知的M与m关系，可求得小球碰撞前的速率。 本题综合考查了圆周运动、受力分析、向心力公式、连接体模型、运动学关联以及机械能守恒定律等核心知识点，是一道力学综合性强、计算量适中且思维层次丰富的优秀题目。题目通过设置两个特定角速度的临界状态，引导学生深入分析杆件连接系统中力的传递与变化，有效锻炼了受力分析的严谨性、临界条件的把握能力以及多物体关联问题的处理能力。第三问将问题巧妙转化为非匀速圆周运动与机械能守恒的结合，通过几何约束找到速度关联，并利用极限思想确定碰撞前的运动状态，对学生的物理建模和综合应用能力提出了较高要求。整体而言，本题结构精巧，环环相扣，能有效区分学生的思维深度和知识迁移水平。 16.【答案】电子经加速电场加速后由小孔S穿出的速度的大小为  时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y为  在、1、2……时刻进入偏转电场的电子，恰好能从中线离开偏转电场  【解析】解：电子经加速电场加速的过程，根据动能定理得： 解得：； 进入偏转电场的电子在沿极板的方向上以速度做匀速直线运动，在垂直于极板的方向上做分阶段匀变速直线运动，且加速度大小不变。时刻进入偏转电场的电子，在时间内在垂直于极板的方向上做初速度为零的匀加速直线运动，在时间内在垂直于极板的方向上做匀减速直线运动。 设电子在垂直于极板的方向上的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得： 由上述分析，在垂直于极板的方向上，由运动学公式得： 解得： 设在之间的时刻进入偏转电场的电子恰好能从中线离开偏转电场，设时刻与时间间隔为，此电子离开电场的时刻为。作出此电子在垂直于极板的方向上的图像如下图所示： 此电子从中线离开偏转电场，则在垂直于极板的方向上总位移为零，依据图像中各时间段的运动可得： 解得： 可得： 根据电场变化的周期性，可得在，即、1、2……时刻进入偏转电场的电子，恰好能从中线离开偏转电场。 答：电子经加速电场加速后由小孔S穿出的速度的大小为； 时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y为； 在、1、2……时刻进入偏转电场的电子，恰好能从中线离开偏转电场。 根据动能定理解答； 进入偏转电场的电子在沿极板的方向上以速度做匀速直线运动，在垂直于极板的方向上做分阶段匀变速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式解答； 先在时间内确定满足题意的时刻。电子从中线离开偏转电场，则在垂直于极板的方向上总位移为零，作出此方向上的图像，确定各阶段的运动形式，应用运动学公式求得该时刻，再根据电场变化的周期性确定满足要求的所有时刻。 本题考查了带电粒子在电场中的运动问题。根据动能定理求得粒子经加速电场获得的速度或动能，粒子在周期性变化的电场中做较复杂的运动时，可应用直观体现出运动过程，根据图像的物理意义辅助分析。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $