精品解析：福建省漳州市东山第二中学2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题

2025-2026学年度东山二中高二（上）期中考 物理试卷 （考试时间：75分钟，分值：100分） 第一部分 选择题 （40分） 一、选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1. 如图所示，充电宝是年轻人最喜欢的移动电源，是描述充电宝的一个重要的物理量的单位，请问这个单位所对应的物理量是（　　） A. 电容 B. 电荷量 C. 电流 D. 击穿电压 2. 如图所示，用内阻为、满偏电流为的表头改装成量程为和的双量程电流表，接线柱为公共接线柱，下列说法正确的是（　　） A. 用两个接线柱时量程为 B. 的阻值为 C. 的阻值为 D. 和的阻值之和为 3. 在如图电路中，电源给电路提供恒定的电压（内阻忽略不计），R0、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用∆I、∆U1、∆U2和∆U3表示。则在滑片P向上滑动的过程中（　　） A. R2变大，I变大 B. U1变大，U2变小，U3变大 C. 变小，不变 D. 4. 如图甲所示，在水平放置平行金属板、左侧有一线状粒子发射源（图中未画出），能发出宽度为、速度相同的带正电粒子束，时刻该粒子束恰好完全水平进入平行金属板间。已知粒子束的速度，比荷，两板间距为，板长，极板间加如图乙所示的交变电压。不考虑电容器的边缘效应，也不考虑击中极板的粒子对板间电压的影响，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。则粒子射出电场时的位置到板的距离至少为（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项是符合题意的，全部选对得6分，选对但不全得3分，错选不得分。） 5. 如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对外框无摩擦左右移动，电容器与恒压电源连接，并串联单片机的信号采集器。当汽车向右做加速度减小的加速运动时，电介质相对外框向右移动，则电容器（　　） A. 电容变小 B. 电容变大 C. 极板所带的电量变大 D. 极板间的电场强度不变 6. 半圆形凹槽静止在粗糙水平地面上，凹槽内壁为光滑绝缘的半圆柱面，截面如图所示。带电小球A固定在半圆形凹槽的最低点，带电小球B在库仑力的作用下在凹槽的左端点保持静止。现由于环境因素影响，小球B所带电量缓慢减少，在纸面内沿弧面向下移动，在此过程中凹槽一直处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A. 小球B受到的库仑力逐渐减小 B. 凹槽对小球B的支持力增大 C. 地面对凹槽的摩擦力逐渐减小 D. 水平地面对凹槽的支持力保持不变 7. 一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子（不计重力）从O点静止释放，仅在电场力的作用下，沿x轴正方向运动，则关于该电场在x轴上各点的电势φ、带电粒子的动能Ek、电势能Ep以及动能与电势能之和E0随x变化的图像，正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障，为了检测断路的位置，实验小组设计了如图所示的电路，、、、、是滑动变阻器上间距相同的五个位置（、为滑动变阻器的两个端点）。某实验小组将滑动变阻器的滑片P分别置于、、、、、（是、间某一位置）进行测量，把相应的电流表示数记录在下表中。已知定值电阻阻值为，电源内阻和电流表内阻可忽略。下列说法正确的是（　　） P的位置 电流表示数（A） 1.80 0.90 0.60 0.45 1.80 A. 滑动变阻器间发生了断路 B. 滑片P位于处的电流表示数的可能值为0.85A C. 滑片P位于处的电流表示数的可能值为0.40A D. 若滑动变阻器未断路时，其电阻丝的总电阻为 第二部分 填空、实验题（20分） 一、填空题（本题共2小题，每小题4分，共8分。） 9. 某实验小组对点电荷产生的静电场进行研究。如图甲所示，x轴上有一固定的场源点电荷（未画出）及a、b两点，规定静电力的正方向沿x轴正向，将带正电的试探电荷放在a点和b点，得到试探电荷受到的静电力F随其电荷量q变化的图像如图乙。则a点处的电场强度大小___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）b点处的电场强度大小；场源点电荷所处位置在___________（选填“a点右侧”、“a、b两点之间”或“b点左侧”）某位置。 10. 如图所示，已知电压，电容器，，电阻，。 （1）当开关S断开时，B、A两点间的电压__________； （2）当开关S闭合时，电容器所带的电荷量____________。 二、实验题（本题共2小题，没空1分，共12分。） 11. 实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器充、放电的规律”，单刀双掷开关S，阻值为R的定值电阻，电流传感器，平行板电容器C。 （1）观察电容器的充电现象，应将开关S接_______（选填“1”或“2”）， （2）实验中发现放电过程放电太快，可以_______（选填“增大”或“减小”）电阻R的阻值来解决该问题；则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）利用电流传感器记录电容器放电过程，得到I-t图像如图乙所示，利用数据处理软件得到I-t图线与坐标轴围成的面积为S，放电开始瞬间电流传感器记录的数据为Im，根据该实验数据曲线，可以粗测实验中电容器的电容C=_______。（用题中已知物理量Im、R和S表示）。 12. 某同学对一阻值约为5Ω的圆柱体工件电阻率进行了测定，先利用游标卡尺测量圆柱体工件的长度，再用螺旋测微器测量圆柱体工件直径，然后用伏安法测出圆柱体工件的电阻，最后根据电阻定律计算出该圆柱体工件的电阻率。 （1）利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径，测量结果如图甲、乙所示，该工件长度L为_______cm，直径d为______mm。 （2）实验室提供的器材有： A．电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.5Ω） C．电流表A2（量程0~3A，内阻约0.1Ω） D．滑动变阻器R（0~20Ω） E．电源E（输出电压恒为3.0V）、开关和导线若干 实验时电流表应选______填器材前的字母序号。 （3）为使通过待测金属丝的电流能从0开始变化，实验电路应选用下图中的（　　） A. B. C. D. （4）实验中测得金属丝电阻为Rx，长度为L，直径的平均值为d，则该金属材料电阻率的表达式为ρ=______用Rx、L、d等字母表示。 （5）有部分同学设计了下图3的电路进行测量， ①请用笔画线代替导线将图4中的实物图连线补充完整_______； ②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最左端，电阻箱阻值调到0，闭合开关S，调节R和R1，记下若干组相对应的电阻箱的示数R、电压表V1的示数U1和电压表V2的示数U2的值，断开开关S。 ③根据测得数据，作出图像如图5所示，根据图像上的数据，不考虑电表对电路的影响，计算Rx=______。 第三部分 计算题（40分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 电解槽技术主要用于生产氢气和燃料电池等新能源产品，在多个领域都有广泛的应用，主要包括新能源、环保、冶金、化工等，应用前景非常广阔。电解槽在其中的作用可简化为如下模型：一内电阻为12.1Ω的电解槽和两盏标有“55V 60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光。求： （1）电解槽消耗的电功率； （2）电解槽发热功率 （3）电解槽中电能转化为化学能的功率。 14. 如图，来自质子源的质子，从静止开始经加速电压U加速后，形成细柱形的质子流，质子流横截面积为S，其等效电流为I；其中一些质子沿图中四分之一圆弧虚线通过均匀辐向电场，再从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终打在圆上Q点。已知辐向电场四分之一圆弧虚线处半径为，场强大小恒定，方向沿半径指向圆心O，OP与圆相切于P点，匀强电场的圆形区域的半径为R，Q点位于OP上方处，已知质子质量为m、电量为e。质子的重力和相互间的作用均忽略不计，求： （1）质子在加速电场中获得的最大速度v； （2）加速后这束质子流内单位体积的质子数n； （3）四分之一圆弧虚线处的场强大小； （4）圆形区域中匀强电场的场强大小E。 15. 如图所示，在电场强度为1×104N/C的水平向左的匀强电场中，有一半径为1m的光滑四分之三圆弧绝缘轨道MPQ竖直放置，圆弧轨道与水平绝缘轨道MN相切于点M，圆弧轨道所在竖直平面与电场线平行。一带电荷量为3×10-5C的小滑块的质量为0.04kg，滑块从水平轨道上离M点为1.5m的某处由静止释放。小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g取10m/s2。 （1）求小滑块在水平轨道MN上滑行时的加速度大小； （2）求小滑块经过M点时地面的支持力； （3）改变小滑块的释放位置，若小滑块能够从Q点离开圆弧轨道（运动过程中不脱离圆弧轨道），求小滑块的释放位置到M点的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度东山二中高二（上）期中考 物理试卷 （考试时间：75分钟，分值：100分） 第一部分 选择题 （40分） 一、选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1. 如图所示，充电宝是年轻人最喜欢的移动电源，是描述充电宝的一个重要的物理量的单位，请问这个单位所对应的物理量是（　　） A. 电容 B. 电荷量 C. 电流 D. 击穿电压 【答案】B 【解析】 【详解】根据电流的定义式 可知，所以题目中“”表示的电荷量。 故选B。 2. 如图所示，用内阻为、满偏电流为的表头改装成量程为和的双量程电流表，接线柱为公共接线柱，下列说法正确的是（　　） A. 用两个接线柱时量程为 B. 的阻值为 C. 的阻值为 D. 和的阻值之和为 【答案】C 【解析】 【详解】接、两个接线柱时 可得 接、两个接线柱时 可得 可知 则用、两个接线柱时量程为0.6A。联立以上并代入数据解得， 则 故选C。 3. 在如图电路中，电源给电路提供恒定的电压（内阻忽略不计），R0、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用∆I、∆U1、∆U2和∆U3表示。则在滑片P向上滑动的过程中（　　） A. R2变大，I变大 B. U1变大，U2变小，U3变大 C. 变小，不变 D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑片P向上滑动的过程，滑动变阻器阻值减小，总电阻变小，变大故A错误； B．由于减小，电路中总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流变大，则变大，变小，故B错误； C．由图可知变小，根据闭合电路欧姆定律可知不变，故C正确； D．变大，减小，故有整理得，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示，在水平放置平行金属板、左侧有一线状粒子发射源（图中未画出），能发出宽度为、速度相同的带正电粒子束，时刻该粒子束恰好完全水平进入平行金属板间。已知粒子束的速度，比荷，两板间距为，板长，极板间加如图乙所示的交变电压。不考虑电容器的边缘效应，也不考虑击中极板的粒子对板间电压的影响，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。则粒子射出电场时的位置到板的距离至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子束在水平方向做匀速直线运动，则其射出电场所需时间为 若零时刻射入电场的粒子从靠近B板进入电场且能射出电场，时间内，A板带正电，B板带负电，粒子向下做类平抛运动，粒子的加速度大小为 竖直方向的位移为 时间内，A板带负电，B板带正电，粒子向下做类斜抛运动，粒子的加速度大小为 第一段类平抛运动的末速度和第二段类斜抛运动的初速度相同，第二段竖直方向做减速运动，则有 解得 第二段类斜抛运动在竖直方向的位移为 当类斜抛运动轨迹与B板如下图所示相切时，射出电场时粒子到B板距离最小，最小距离为 故B正确，A、C、D错误。 故选B。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项是符合题意的，全部选对得6分，选对但不全得3分，错选不得分。） 5. 如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对外框无摩擦左右移动，电容器与恒压电源连接，并串联单片机的信号采集器。当汽车向右做加速度减小的加速运动时，电介质相对外框向右移动，则电容器（　　） A. 电容变小 B. 电容变大 C. 极板所带的电量变大 D. 极板间的电场强度不变 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由于电介质相对于外框向右移动，根据 可知，电容器电容变小，故A正确，B错误； C．电容器极板与电源连接，则两板间的电压不变，根据 可知，极板所带的电量变小，故C错误； D．根据两板电压和间距都不变，根据 可知，场强不变，故D正确。 故选AD。 6. 半圆形凹槽静止在粗糙水平地面上，凹槽内壁为光滑绝缘的半圆柱面，截面如图所示。带电小球A固定在半圆形凹槽的最低点，带电小球B在库仑力的作用下在凹槽的左端点保持静止。现由于环境因素影响，小球B所带电量缓慢减少，在纸面内沿弧面向下移动，在此过程中凹槽一直处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A. 小球B受到的库仑力逐渐减小 B. 凹槽对小球B的支持力增大 C. 地面对凹槽的摩擦力逐渐减小 D. 水平地面对凹槽的支持力保持不变 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对缓慢下移过程中的小球B受力分析，如图所示 由平衡条件，将力平移后得到的矢量三角形与空间三角形OAB相似，可得 当小球B缓慢下移过程中，AB减小，所以库仑力逐渐减小，OB不变，所以支持力大小保持不变，故A正确,B错误; CD．将凹槽和A、B小球看成一个整体，可知小球B下移过程中只改变系统内部之间的作用力，而不会影响凹槽与地面间的支持力与摩擦力，即地面对凹槽的摩擦力保持不变，地面对凹槽的支持力保持不变，故C错误，D正确。 故选AD。 7. 一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子（不计重力）从O点静止释放，仅在电场力的作用下，沿x轴正方向运动，则关于该电场在x轴上各点的电势φ、带电粒子的动能Ek、电势能Ep以及动能与电势能之和E0随x变化的图像，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带正电的粒子（不计重力）从O点静止释放，仅在电场力的作用下，带电粒子沿x轴运动，则电场力方向沿x轴正方向，电场线方向沿x轴正方向。沿电场线方向电势降低，A错误； B．由图可知，场强先减小后增大，由Ek − x图像斜率大小代表电场力大小，斜率正负代表电场力方向，方向一直为正方向，电场力 先减小后增大，一直为正方向，与题中电场强度沿x轴变化一致，B正确； C．Ep − x斜率代表电场力，所以斜率应该先减小后增大，C错误； D．由能量守恒 动能与电势能之和E0不变，D正确。 故选BD。 8. 某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障，为了检测断路的位置，实验小组设计了如图所示的电路，、、、、是滑动变阻器上间距相同的五个位置（、为滑动变阻器的两个端点）。某实验小组将滑动变阻器的滑片P分别置于、、、、、（是、间某一位置）进行测量，把相应的电流表示数记录在下表中。已知定值电阻阻值为，电源内阻和电流表内阻可忽略。下列说法正确的是（　　） P的位置 电流表示数（A） 1.80 0.90 0.60 0.45 1.80 A. 滑动变阻器间发生了断路 B. 滑片P位于处的电流表示数的可能值为0.85A C. 滑片P位于处的电流表示数的可能值为0.40A D. 若滑动变阻器未断路时，其电阻丝的总电阻为 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．若是滑动变阻器间发生了断路，P的位置在点时电流应大于在点的电流；若x在断路位置的下方，则是滑动变阻器下方部分被接入电路，且总电阻大于滑片接d位置时的电阻，电流就比滑片接d点时的电流要小，所以电流表示数可能是小于0. 45A；若x在断路位置的上方，则滑动变阻器是xe部分被接入电路，此时电路中的总电阻应该小于滑片接b点时的电阻，所以电路中的电流应该大于滑片接b点时的电流，即大于0. 90A，但是要小于滑片接a点或接e点时的电流，因为接a点和e点时滑动变阻器接入电路中的电阻为零，故C正确，AB错误； D．若滑动变阻器未断路时，滑动变阻器接a端 有 设滑动变阻器电阻为，接c端时，有 解得 故D正确。 故选CD。 第二部分 填空、实验题（20分） 一、填空题（本题共2小题，每小题4分，共8分。） 9. 某实验小组对点电荷产生的静电场进行研究。如图甲所示，x轴上有一固定的场源点电荷（未画出）及a、b两点，规定静电力的正方向沿x轴正向，将带正电的试探电荷放在a点和b点，得到试探电荷受到的静电力F随其电荷量q变化的图像如图乙。则a点处的电场强度大小___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）b点处的电场强度大小；场源点电荷所处位置在___________（选填“a点右侧”、“a、b两点之间”或“b点左侧”）某位置。 【答案】 ①. 小于 ②. b点左侧 【解析】 【详解】[1]在图像中，图线的斜率表示电场中某点的电场强度，由图可知a图线的斜率小于b图线的斜率，则点处电场强度大小小于点处的电场强度大小。 [2]由图可知，两图线的斜率大于零，说明两处的场强方向沿轴正向，b点场强大，根据点电荷电场性质可知，b点靠近点电荷。场源点电荷在b点左侧，且为正电荷。 10. 如图所示，已知电压，电容器，，电阻，。 （1）当开关S断开时，B、A两点间的电压__________； （2）当开关S闭合时，电容器所带的电荷量____________。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 因为在电路中电容器、所在的电路是断路，故当开关断开时，电路中无电流，所以B、C两点电势相等，A、D两点电势相等，则有 【小问2详解】 当开关闭合时，电路导通，电阻、串联，电容器并联在电阻两端，故电容器两端的电压等于电阻两端的电压，根据串联分压原理可得电阻两端的电压为 所以电容器所带电荷量 二、实验题（本题共2小题，没空1分，共12分。） 11. 实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器充、放电的规律”，单刀双掷开关S，阻值为R的定值电阻，电流传感器，平行板电容器C。 （1）观察电容器的充电现象，应将开关S接_______（选填“1”或“2”）， （2）实验中发现放电过程放电太快，可以_______（选填“增大”或“减小”）电阻R的阻值来解决该问题；则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）利用电流传感器记录电容器放电过程，得到I-t图像如图乙所示，利用数据处理软件得到I-t图线与坐标轴围成的面积为S，放电开始瞬间电流传感器记录的数据为Im，根据该实验数据曲线，可以粗测实验中电容器的电容C=_______。（用题中已知物理量Im、R和S表示）。 【答案】（1）1 （2） ①. 增大 ②. 不变 （3） 【解析】 【小问1详解】 观察电容器的充电现象，需要将电容器连接到电源上，使电容器两端产生电压。由电路图甲可知，当单刀双掷开关接1时，电源会给电容器进行充电，正负电荷分别聚集在电容器的两极板上，从而能够“观察电容器的充电现象”。 【小问2详解】 [1]电容器放电时，增大电阻R的阻值，可以减小放电电流，从而可以有效延长电容器放电时间。 [2]由于放电过程中，电容器释放的总电荷量不变，而曲线与坐标轴所围成的面积在物理意义上表示电容器释放的总电荷量，因此该面积将保持不变。 【小问3详解】 根据 得图像中面积代表电量， 对电阻根据欧姆定律可得 解得 12. 某同学对一阻值约为5Ω的圆柱体工件电阻率进行了测定，先利用游标卡尺测量圆柱体工件的长度，再用螺旋测微器测量圆柱体工件直径，然后用伏安法测出圆柱体工件的电阻，最后根据电阻定律计算出该圆柱体工件的电阻率。 （1）利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径，测量结果如图甲、乙所示，该工件长度L为_______cm，直径d为______mm。 （2）实验室提供的器材有： A．电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.5Ω） C．电流表A2（量程0~3A，内阻约0.1Ω） D．滑动变阻器R（0~20Ω） E．电源E（输出电压恒为3.0V）、开关和导线若干 实验时电流表应选______填器材前的字母序号。 （3）为使通过待测金属丝的电流能从0开始变化，实验电路应选用下图中的（　　） A. B. C. D. （4）实验中测得金属丝电阻为Rx，长度为L，直径的平均值为d，则该金属材料电阻率的表达式为ρ=______用Rx、L、d等字母表示。 （5）有部分同学设计了下图3的电路进行测量， ①请用笔画线代替导线将图4中的实物图连线补充完整_______； ②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最左端，电阻箱阻值调到0，闭合开关S，调节R和R1，记下若干组相对应的电阻箱的示数R、电压表V1的示数U1和电压表V2的示数U2的值，断开开关S。 ③根据测得数据，作出图像如图5所示，根据图像上的数据，不考虑电表对电路的影响，计算Rx=______。 【答案】（1） ①. 10.220 ②. 5.900##5.899##5.901 （2）B （3）A （4） （5） ①. ②. 5.2Ω 【解析】 【小问1详解】 [1]该工件长度为 [2]直径为 【小问2详解】 由于金属丝电阻为，电源输出电压为，则电路最大电流 ，则电流表选。 故选B。 【小问3详解】 因为，属于相对小电阻，为减小实验误差，电流表应采用外接法，金属丝的电流能从0开始变化，则滑动变阻器采用分压式接法，故BCD错误、A正确。 故选A。 【小问4详解】 根据电阻定律，整理得电阻率 【小问5详解】 [1]实物图如下图 [2]根据和电阻箱串联，电阻和电压成正比有 变形整理得 由上述等式可知，图像截距为1，斜率为 第三部分 计算题（40分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 电解槽技术主要用于生产氢气和燃料电池等新能源产品，在多个领域都有广泛的应用，主要包括新能源、环保、冶金、化工等，应用前景非常广阔。电解槽在其中的作用可简化为如下模型：一内电阻为12.1Ω的电解槽和两盏标有“55V 60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光。求： （1）电解槽消耗的电功率； （2）电解槽发热功率 （3）电解槽中电能转化为化学能的功率。 【答案】（1）120W （2）14.4W （3）105.6W 【解析】 【小问1详解】 由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压为 由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以通过电解槽的电流等于灯泡的电流，为 故电解槽消耗的电功率为 【小问2详解】 电解槽的发热功率为 【小问3详解】 电解槽中电能转化为化学能的功率为 14. 如图，来自质子源的质子，从静止开始经加速电压U加速后，形成细柱形的质子流，质子流横截面积为S，其等效电流为I；其中一些质子沿图中四分之一圆弧虚线通过均匀辐向电场，再从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终打在圆上Q点。已知辐向电场四分之一圆弧虚线处半径为，场强大小恒定，方向沿半径指向圆心O，OP与圆相切于P点，匀强电场的圆形区域的半径为R，Q点位于OP上方处，已知质子质量为m、电量为e。质子的重力和相互间的作用均忽略不计，求： （1）质子在加速电场中获得的最大速度v； （2）加速后这束质子流内单位体积的质子数n； （3）四分之一圆弧虚线处的场强大小； （4）圆形区域中匀强电场的场强大小E。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理 解得最大速度 【小问2详解】 根据 解得加速后这束质子流内单位体积的质子数 【小问3详解】 质子在辐向电场中做匀速圆周运动 解得 【小问4详解】 在匀强电场中做类平抛运动，有 联立，解得 15. 如图所示，在电场强度为1×104N/C的水平向左的匀强电场中，有一半径为1m的光滑四分之三圆弧绝缘轨道MPQ竖直放置，圆弧轨道与水平绝缘轨道MN相切于点M，圆弧轨道所在竖直平面与电场线平行。一带电荷量为3×10-5C的小滑块的质量为0.04kg，滑块从水平轨道上离M点为1.5m的某处由静止释放。小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g取10m/s2。 （1）求小滑块在水平轨道MN上滑行时的加速度大小； （2）求小滑块经过M点时地面的支持力； （3）改变小滑块的释放位置，若小滑块能够从Q点离开圆弧轨道（运动过程中不脱离圆弧轨道），求小滑块的释放位置到M点的最小距离。 【答案】（1）5m/s2 （2），方向竖直向上 （3）5.75m 【解析】 【小问1详解】 当小滑块在水平轨道MN上滑行时，对小滑块受力分析并结合牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 小滑块释放后沿MN滑行到M 点的过程由动能定理有 小滑块经过M点时做圆周运动 解得 地面支持力方向竖直向上 【小问3详解】 设A点为等效重力场下圆周运动的最低点，与A点关于O点对称的B点是滑块不容易通过的位置，只要能通过B点，就不会脱离圆弧轨道。如图所示 所以 当小滑块恰好通过B点时，滑块从释放后到运动到B点过程由动能定理有 在B点对滑块受力分析并结合牛顿第二定律有 解得 【点睛】 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $