精品解析： 云南省昆明市嵩明县2025-2026学年高二上学期期中质量检测物理试卷

2025-2026学年上学期期中质量检测 高二物理试卷 （本试卷共100分 考试时间75分钟） 注意事项： 1.答题前，考生务必用碳素笔或钢笔将自己的姓名、准考证号在答题卡上填写清楚。 2.考生必须把所有答案填写在答题卡上，答在试卷上的答案一律无效。 3.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，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号，其余试题用碳素笔或钢笔作答。 4.考试结束后将本试卷及答题卡交监考教师方可离开教室。 第Ⅰ卷（选择题） 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. 2025年蛇年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。其中机器人转手绢的动作，使手绢绕中心点O在竖直面内匀速转动，如图所示，若手绢上有质量相等的两质点A、B，则质点A、B的（ ） A. 线速度相同 B. 角速度相同 C. 向心加速度相同 D. 机械能守恒 2. 学校举行了秋季篮球赛，如图所示为一同学投篮时的场景，下列说法正确的（ ） A. 人蹬地起跳时，地面对人的弹力大于人的重力 B. 判断落地的篮球是否出线可以把篮球看成质点 C. 篮球受到运动员对它的推力是由于篮球发生形变产生的 D. 在空中飞行的篮球受重力和推力的作用 3. 小明操作一无人机从某一高度处由静止开始竖直向下飞行，图乙为它运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 在t3~t4过程中无人机处于失重状态 B. 在t1~t2过程中无人机的机械能一定增加 C. 在t3~t4过程中无人机的机械能一定减少 D. 空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对平衡力 4. 如图所示，光滑水平面上的一个物体在两个相互垂直的恒力和作用下由静止开始运动，过了一段时间，在时刻突然撤去，则下列说法正确的是（　　） A. 时刻之前物体做匀变速曲线运动 B. 时刻之后物体可能做圆周运动 C. 时刻之后物体做匀变速曲线运动，且速度逐渐增大 D. 时刻之后物体做匀变速曲线运动，且速度逐渐减小 5. 下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 6. 2025年4月24日，神舟二十号载人飞船成功发射，并完成与空间站对接，其发射过程简化如图所示：飞船先进入轨道Ⅰ，然后在A点点火加速进入转移轨道Ⅱ，到达远地点B时，再次点火加速，进入目标轨道Ⅲ并与空间站实现对接。假设轨道Ⅰ和Ⅲ都近似为圆轨道，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在目标轨道Ⅲ经过点B的速度小于在转移轨道Ⅱ经过点A的速度 B. 飞船在目标轨道Ⅲ经过点B的加速度大于在转移轨道Ⅱ经过点A的加速度 C. 飞船沿目标轨道Ⅲ运行的机械能小于在转移轨道Ⅱ运行的机械能 D. 飞船沿目标轨道Ⅲ运行的周期小于在转移轨道Ⅱ运行的周期 7. 如图所示为太阳能驱动小车，太阳光照射小车上的光电板产生电能驱动小车。小车保持牵引力恒定，在平直的路面上由静止启动，经过5s速度达到1m/s，此时电动机功率恰好达到额定功率。之后小车保持额定功率不变继续加速，最终达到最大速度1.2m/s。若小车质量为2kg，所受阻力恒定。下列说法正确的是（　　） A. 小车所受阻力大小为1.0N B. 小车所受阻力大小为1.5N C. 小车的额定功率为2.4W D. 小车的额定功率为3.0W 8. 如图所示，玩具“骑行小猪”绕碗的边缘做匀速圆周运动，若碗始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是（　　） A. 小猪所受的合外力为零 B. 运动一周，合外力对小猪做功为零 C. 碗对小猪的作用力大于小猪的重力 D. 碗与桌面之间无摩擦力 9. 一带电油滴在匀强电场中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从运动到的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 油滴带负电 B. 电势能增加 C. 动能增加 D. 重力势能和电势能之和增加 10. 如图甲所示，足够长的木板A静置于水平地面上，木板左端放置一可看成质点的物块B，时对物块施加一水平向右的恒定拉力，在的作用下物块和木板发生相对滑动，时撤去，物块恰好能到达木板右端，整个过程木板A和物块B运动的图像如图乙所示。已知木板的质量为，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 木板在内的加速度大小为，物块在内的加速度大小为 B. 木板与地面间的动摩擦因数为0.2，木板的长度为 C. 物块的质量为，拉力对物块做的功为 D. 木板与地面间因摩擦产生的热量为 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题：本题共2小题，共16分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 11. 某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）由静止释放纸带，经过后续操作得到如图所示的一条纸带，点是纸带上打下的第一个点，在纸带上再选取三个连续打出的点，，，测得它们到起始点的距离分别为、、，已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为，设重物的质量为。从打点到打点的过程中，重物的重力势能的减少量______，动能的增加量______。（用题中所给的字母表示） （2）经过计算，发现大于，造成这个结果的原因可能是______。（填选项前的字母） A. 存在空气阻力和摩擦力 B. 接通电源前释放了纸带 C. 打点计时器的工作电压偏高 12. 某同学根据图甲所示的欧姆表原理图，利用微安表（满偏电流为、内阻为）、滑动变阻器R（最大值为）和一节干电池，将微安表改装成欧姆表。 （1）将两表笔短接，调节使微安表指针指在“________”处； （2）当两表笔之间接入阻值为的定值电阻时，微安表指针指在如图乙所示位置，则电池的电动势为_______V，则改装后欧姆表的内阻为________； （3）将微安表上的处标明“”，“300”位置处标明“0”，“100”位置处标明“________”，并在其他位置标明相应的电阻刻度值，这样就把微安表改装成了欧姆表； （4）经过一段时间之后，电池的电动势降低，内阻增大，则重新欧姆调零之后，测得的电阻阻值将________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 三、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13. 如图所示，水平绝缘平台与倾角为θ的斜面固定在同一竖直平面内，空间有水平向右的匀强电场。一质量为m、带电量为q（q>0）的金属机器人视为质点在平台O点水平抛出一绝缘小球不带电，同时机器人由O点悬空仅在重力和静电力的作用下从静止开始运动。小球垂直打在斜面上的P点时，机器人恰好到达P点。O、P间竖直高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，设O点电势为零。求： （1）小球运动的初速度大小v0； （2）电场强度大小E。 14. 如图，一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角θ为30°，现小球在F=10N的沿杆向上的拉力作用下，从A点静止出发沿杆向上运动。已知杆与球间的动摩擦因数为。求： （1）小球运动的加速度a1； （2）若F作用2s后撤去，小球上滑过程中距A点最大距离sm。 15. 如图所示，竖直虚线ab右侧空间有水平向右、场强大小为的匀强电场，竖直固定的圆弧轨道DEFG半径为R＝1.8m，O为圆心，点D、G位于ab上，EF为竖直直径，。在同一竖直面内虚线ab左侧空间无电场，有一弹射装置，由竖直细管和半径为r＝0.9m的圆弧轨道BC组成，为圆心，半径水平，管内下端压缩一轻弹簧并被锁扣K锁定在A点，AB段高h＝1m。现管中有一质量为m＝1kg、电荷量为的带正电小球静止在弹簧上端，某时刻打开K，小球被弹出，恰好能通过C点飞出，并从D点沿圆弧切线方向进入轨道DEFG。已知弹簧和所有轨道均光滑绝缘，空气阻力不计，小球可视为点电荷，重力加速度取。求： （1）小球通过C点时的速度大小； （2）弹簧被K锁定在A点时所具有的弹性势能大小； （3）小球进入圆弧轨道DEFG后沿轨道运动的最大速度，并通过计算判断小球能否沿轨道运动至G点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年上学期期中质量检测 高二物理试卷 （本试卷共100分 考试时间75分钟） 注意事项： 1.答题前，考生务必用碳素笔或钢笔将自己的姓名、准考证号在答题卡上填写清楚。 2.考生必须把所有答案填写在答题卡上，答在试卷上的答案一律无效。 3.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，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号，其余试题用碳素笔或钢笔作答。 4.考试结束后将本试卷及答题卡交监考教师方可离开教室。 第Ⅰ卷（选择题） 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. 2025年蛇年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。其中机器人转手绢的动作，使手绢绕中心点O在竖直面内匀速转动，如图所示，若手绢上有质量相等的两质点A、B，则质点A、B的（ ） A. 线速度相同 B. 角速度相同 C. 向心加速度相同 D. 机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于质点A、B绕中心点O在竖直面内匀速转动，则两质点具有相同的角速度，但质点A转动半径小于B的转动半径，根据可知，质点A的线速度小于质点B的线速度，故A错误，B正确； C．根据可知质点A的向心加速度小于质点B的向心加速度，故C错误； D．质点A、B在竖直平面内做匀速圆周运动，速度大小不变，动能不变，但重力势能不断变化，则机械能不断变化，故D错误。 故选B。 2. 学校举行了秋季篮球赛，如图所示为一同学投篮时的场景，下列说法正确的（ ） A. 人蹬地起跳时，地面对人的弹力大于人的重力 B. 判断落地的篮球是否出线可以把篮球看成质点 C. 篮球受到运动员对它的推力是由于篮球发生形变产生的 D. 在空中飞行的篮球受重力和推力的作用 【答案】A 【解析】 【详解】A．人蹬地起跳时有向上的加速度，所以地面对人的弹力大于人的重力，故A正确； B．判断篮球落地时是否出线不能忽略篮球的形状体积，不能把它看作质点，故B错误； C．运动员对篮球的推力是因为运动员发生形变而产生的，故C错误； D．在空中飞行的篮球受重力和空气阻力的作用，不会受到手的推力，故D错误。 故选A。 3. 小明操作一无人机从某一高度处由静止开始竖直向下飞行，图乙为它运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 在t3~t4过程中无人机处于失重状态 B. 在t1~t2过程中无人机的机械能一定增加 C. 在t3~t4过程中无人机的机械能一定减少 D. 空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对平衡力 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，在t3~t4过程中无人机减速下降，其加速度方向竖直向上，处于超重状态，故A错误； B．由图乙可知，在t1~t2过程中无人机加速下降，加速度方向向下，如果加速度小于重力加速度，则除了重力，还有竖直向上的其他力，且其他力做负功，则无人机的机械能减少，故B错误； C．由图乙可知，在t3~t4过程中无人机减速下降，其加速度方向竖直向上，则除了重力，还有竖直向上的其他力，且其他力做负功，则无人机的机械能减少，故C正确； D．空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，光滑水平面上的一个物体在两个相互垂直的恒力和作用下由静止开始运动，过了一段时间，在时刻突然撤去，则下列说法正确的是（　　） A. 时刻之前物体做匀变速曲线运动 B. 时刻之后物体可能做圆周运动 C. 时刻之后物体做匀变速曲线运动，且速度逐渐增大 D. 时刻之后物体做匀变速曲线运动，且速度逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图所示 物体在相互垂直的恒力作用下，其合力恒定不变，且物体由静止开始运动，故物体做初速度为零、加速度为的匀加速直线运动，速度方向与合力方向相同，故A错误； BCD．在时刻突然撤去，剩下的恒力与速度方向成一锐角，物体做初速度为的匀变速曲线运动，且方向与的夹角为锐角，所以速度会逐渐增大，故BD错误，C正确。 故选C。 5. 下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．该图线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误； B．该图中穿过线圈的磁通量不发生变化，闭合回路不会产生感应电流，故B错误； C．该图中直线电流产生的磁场在下面的圆形线圈中的磁通量为零，增大直线电流时，穿过线圈的磁通量总为零不变，则线圈中不会产生感应电流，故C错误； D．该图中两金属棒以方向不同的速度向相反方向运动，则穿过回路的磁通量会发生变化，闭合回路会产生感应电流，故D正确。 故选D。 6. 2025年4月24日，神舟二十号载人飞船成功发射，并完成与空间站对接，其发射过程简化如图所示：飞船先进入轨道Ⅰ，然后在A点点火加速进入转移轨道Ⅱ，到达远地点B时，再次点火加速，进入目标轨道Ⅲ并与空间站实现对接。假设轨道Ⅰ和Ⅲ都近似为圆轨道，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在目标轨道Ⅲ经过点B的速度小于在转移轨道Ⅱ经过点A的速度 B. 飞船在目标轨道Ⅲ经过点B的加速度大于在转移轨道Ⅱ经过点A的加速度 C. 飞船沿目标轨道Ⅲ运行的机械能小于在转移轨道Ⅱ运行的机械能 D. 飞船沿目标轨道Ⅲ运行的周期小于在转移轨道Ⅱ运行的周期 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 解得 则飞船在轨道Ⅲ上的运行速度小于在轨道Ⅰ的运行速度，飞船在转移轨道Ⅱ经过点A的速度大于在轨道Ⅰ的运行速度，所以飞船在目标轨道Ⅲ经过点B的速度小于在转移轨道Ⅱ经过点A的速度，故A正确； B．根据牛顿第二定律有 解得 可知飞船在目标轨道Ⅲ经过点B的加速度小于在转移轨道Ⅱ经过点A的加速度，故B错误； C．飞船由转移轨道Ⅱ运动到轨道Ⅲ需要加速，所以飞船沿目标轨道Ⅲ运行的机械能大于在转移轨道Ⅱ运行的机械能，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知，飞船沿目标轨道Ⅲ运行的周期大于在转移轨道Ⅱ运行的周期，故D错误。 故选A。 7. 如图所示为太阳能驱动小车，太阳光照射小车上的光电板产生电能驱动小车。小车保持牵引力恒定，在平直的路面上由静止启动，经过5s速度达到1m/s，此时电动机功率恰好达到额定功率。之后小车保持额定功率不变继续加速，最终达到最大速度1.2m/s。若小车质量为2kg，所受阻力恒定。下列说法正确的是（　　） A. 小车所受阻力大小为1.0N B. 小车所受阻力大小为1.5N C. 小车的额定功率为2.4W D. 小车的额定功率为3.0W 【答案】C 【解析】 【详解】设小车恒定加速阶段的牵引力为，阻力为，由题意可知，恒定加速阶段小车的加速度大小为 由牛顿第二定律可得 小车的额定功率为 小车恒定功率运动阶段则有 其中 联立解得， 故选C。 8. 如图所示，玩具“骑行小猪”绕碗的边缘做匀速圆周运动，若碗始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是（　　） A. 小猪所受的合外力为零 B. 运动一周，合外力对小猪做功为零 C. 碗对小猪的作用力大于小猪的重力 D. 碗与桌面之间无摩擦力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动，由所受外力的合力提供圆周运动的向心力，合力方向始终指向圆心，可知，小猪所受的合外力不为零，故A错误； B．合力对小猪做功等于动能改变量，可知，小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动，动能不变，合力做功为零，故B正确； C．小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动，由碗对小猪的作用力与小猪的重力的合力提供圆周运动的向心力，重力方向竖直向下，合力方向指向圆心，即合力沿水平方向，则有 可知，碗对小猪的作用力大于小猪的重力，故C正确； D．结合上述可知，碗对小猪的作用力方向偏向碗内侧斜向上，根据牛顿第三定律可知，小猪对碗的作用力方向偏向碗外侧斜向下，在该力作用下，碗有向小猪所在位置沿外侧运动的趋势，则碗与桌面之间有指向碗内侧的静摩擦力，故D错误。 故选BC。 9. 一带电油滴在匀强电场中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从运动到的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 油滴带负电 B. 电势能增加 C. 动能增加 D. 重力势能和电势能之和增加 【答案】AC 【解析】 【详解】由题图的轨迹可知静电力大于重力且方向向上，由电场方向知油滴带负电，则从a到b静电力做正功，电势能减少，又静电力做的功大于克服重力做的功，所以动能增加，由能量守恒定律知重力势能和电势能之和减少，故AC正确，BD错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，足够长的木板A静置于水平地面上，木板左端放置一可看成质点的物块B，时对物块施加一水平向右的恒定拉力，在的作用下物块和木板发生相对滑动，时撤去，物块恰好能到达木板右端，整个过程木板A和物块B运动的图像如图乙所示。已知木板的质量为，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 木板在内的加速度大小为，物块在内的加速度大小为 B. 木板与地面间的动摩擦因数为0.2，木板的长度为 C. 物块的质量为，拉力对物块做的功为 D. 木板与地面间因摩擦产生的热量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．木板在时刻之前一直向右做匀加速直线运动，由图像可知时两者共速，则木板在内的加速度大小为 物块在0~2.0s内的加速度大小，选项A错误； B．物块在内的加速度大小 两者在内的加速度大小 可得木板与地面间的动摩擦因数为 物块与木板间的动摩擦因数为 木板的长度为，选项B正确； C．前对木板有 对物块有 解得 前拉力对物块做的功，选项C正确； D．木板滑动的距离 木板与地面间因摩擦产生的热量，选项D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题：本题共2小题，共16分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 11. 某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）由静止释放纸带，经过后续操作得到如图所示的一条纸带，点是纸带上打下的第一个点，在纸带上再选取三个连续打出的点，，，测得它们到起始点的距离分别为、、，已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为，设重物的质量为。从打点到打点的过程中，重物的重力势能的减少量______，动能的增加量______。（用题中所给的字母表示） （2）经过计算，发现大于，造成这个结果的原因可能是______。（填选项前的字母） A. 存在空气阻力和摩擦力 B. 接通电源前释放了纸带 C. 打点计时器的工作电压偏高 【答案】（1） ①. ②. （2）B 【解析】 【小问1详解】 [1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量 [2]B点速度为 动能的增加量 【小问2详解】 A．存在空气阻力和摩擦力，会导致小于，故A错误； B．接通电源前释放了纸带，导致B点速度偏大，所以大于，故B正确； C．打点计时器的工作电压偏高，对实验结论没影响，故C错误。 故选B。 12. 某同学根据图甲所示的欧姆表原理图，利用微安表（满偏电流为、内阻为）、滑动变阻器R（最大值为）和一节干电池，将微安表改装成欧姆表。 （1）将两表笔短接，调节使微安表指针指在“________”处； （2）当两表笔之间接入阻值为的定值电阻时，微安表指针指在如图乙所示位置，则电池的电动势为_______V，则改装后欧姆表的内阻为________； （3）将微安表上的处标明“”，“300”位置处标明“0”，“100”位置处标明“________”，并在其他位置标明相应的电阻刻度值，这样就把微安表改装成了欧姆表； （4）经过一段时间之后，电池的电动势降低，内阻增大，则重新欧姆调零之后，测得的电阻阻值将________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】 ①. 300 ②. 1.44 ③. 4.8 ④. 9600 ⑤. 偏大 【解析】 【详解】（1）[1]将两表笔短接，使指针达到满偏，即。 （2）[2][3]微安表指针指向处，根据闭合电路欧姆定律，两表笔短接时 接入电阻时 得 ， （3）[4]当时，有 得 （4）[5]由 ， 得 则电动势减小，测量同一未知电阻时对应的微安表示数减小，则电阻阻值增大。 三、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13. 如图所示，水平绝缘平台与倾角为θ的斜面固定在同一竖直平面内，空间有水平向右的匀强电场。一质量为m、带电量为q（q>0）的金属机器人视为质点在平台O点水平抛出一绝缘小球不带电，同时机器人由O点悬空仅在重力和静电力的作用下从静止开始运动。小球垂直打在斜面上的P点时，机器人恰好到达P点。O、P间竖直高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，设O点电势为零。求： （1）小球运动的初速度大小v0； （2）电场强度大小E。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图所示 绝缘小球在空间做平抛运动，垂直打在斜面上P点，有 解得 【小问2详解】 机器人受电场力和重力作用，从静止开始运动，必做匀变速直线运动，轨迹从O到P，设P点处小球速度与水平方向成α角，OP与水平方向成β角，由几何知识知 依据平抛运动推论，有 则 解得 14. 如图，一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角θ为30°，现小球在F=10N的沿杆向上的拉力作用下，从A点静止出发沿杆向上运动。已知杆与球间的动摩擦因数为。求： （1）小球运动的加速度a1； （2）若F作用2s后撤去，小球上滑过程中距A点最大距离sm。 【答案】（1）2m/s2，方向沿直杆向上。 （2）5m 【解析】 【小问1详解】 在力F作用时有 代入数据解得 方向沿直杆向上。 【小问2详解】 刚撤去F时，小球的速度 小球的位移 撤去力F后，小球上滑时有 代入数据解得 因此小球上滑时间 上滑位移 则小球上滑的最大距离为 15. 如图所示，竖直虚线ab右侧空间有水平向右、场强大小为的匀强电场，竖直固定的圆弧轨道DEFG半径为R＝1.8m，O为圆心，点D、G位于ab上，EF为竖直直径，。在同一竖直面内虚线ab左侧空间无电场，有一弹射装置，由竖直细管和半径为r＝0.9m的圆弧轨道BC组成，为圆心，半径水平，管内下端压缩一轻弹簧并被锁扣K锁定在A点，AB段高h＝1m。现管中有一质量为m＝1kg、电荷量为的带正电小球静止在弹簧上端，某时刻打开K，小球被弹出，恰好能通过C点飞出，并从D点沿圆弧切线方向进入轨道DEFG。已知弹簧和所有轨道均光滑绝缘，空气阻力不计，小球可视为点电荷，重力加速度取。求： （1）小球通过C点时的速度大小； （2）弹簧被K锁定在A点时所具有的弹性势能大小； （3）小球进入圆弧轨道DEFG后沿轨道运动的最大速度，并通过计算判断小球能否沿轨道运动至G点。 【答案】（1）；（2）23.5J；（3）；不能 【解析】 【详解】（1）小球恰好能通过C点飞出，则有 可得 （2）小球与弹簧组成的系统机械能守恒，有 代值可得 （3）由几何关系可知，小球到D点的速度为 小球受到的电场力为 则重力与电场力的合力与电场方向的夹角正切为 夹角为30°，则小球在圆弧轨道DEFG运动的等效最低点与G点关于O对称，与D点关于EF对称，既与D点等高，则由动能定理可得 可得 G是小球运动的等效最高点，小球恰好过最高点时，有 可得过最高点的最小速度为 由动能定理可得 可得 故不能到G点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $