精品解析:宁夏银川外国语实验学校2025-2026学年高三上学期第四次月考物理试题
2026-09-03
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内容正文:
银川外国语实验学校2025—2026学年上学期第四次月考
高三物理试卷
时间∶75分钟 分值∶100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 数据表明,在电动车事故中,佩戴头盔可防止85%的头部受伤,大大减小损伤程度。头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长至6ms以上,人头部的质量约为2kg,则下列说法不正确的是( )
A. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率
B. 头盔减少了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
C. 事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等
D. 若事故中头部以6m/s 的速度水平撞击缓冲层,则头部受到的撞击力最多为2000N
2. 如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A. 大小为,方向竖直向上
B. 大小为,方向竖直向下
C. 大小为,方向竖直向上
D. 大小为,方向竖直向下
3. 如图所示,在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷。A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。当球壳处于静电平衡状态时,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度小于B点的电场强度
B. B点的电场强度小于C点的电场强度
C. 由于静电屏蔽,C点的电场强度等于
D. 由于静电感应,球壳内表面感应出电荷
4. x轴上有两点电荷Q1和Q2,Q1和Q2连线上各点对应的电势φ的高低如图中曲线所示(OB>BD),则由图中给出的信息可知下列说法正确的是( )
A. Q1和Q2电量可能相等
B. B点的电场强度为零
C. Q1和Q2连线上各点的电场方向都相同
D. 电子在C点的电势能高于电子在A点的电势能
5. 如图所示,曲线为一带电粒子(不计重力)在匀强电场中运动的轨迹,虚线A、B、C、D为相互平行且间距相等的四条等势线,M、N、O、P、Q为轨迹与等势线的交点,已知P点电势高于O点。带电粒子从M点出发,初速度大小为v0,到达Q点时速度大小为v,则( )
A. 该带电粒子带正电荷
B. 粒子从O到P和从P到Q的动能变化量不相等
C. 粒子在从N点运动至O点的过程中,电场力对它做的功等于零
D. 如果粒子从Q点以与v相反、等大的速度进入电场,则粒子可能不会经过M点
6. 电容器是一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器(相当于电流表)与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E=8V,实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. i-t图像阴影表示电容器的能量
B. 阴影部分的面积S1和S2肯定不相等
C. 阻值R1大于R2
D. 计算机测得S1=1203mA·s,则该电容器的电容约为0.15F
7. 如右图,A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷,有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上,a、b、c是杆上的三点,且,b、c关于两电荷连线对称.质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上,自a点由静止释放,则( )
A. 小环通过b点时速度为
B. 小环通过c点时速度为
C. 小环从b到c速度可能先减小后增大
D. 小环做匀加速直线运动
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,闭合开关S后,电动机两端的电压为60V,电动机恰好正常工作,此时质量m=10kg的物体以v=1m/s的速度被匀速提升,理想电流表的示数为2A.重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.下列说法正确的是
A. 电动机的内阻为30Ω B. 电动机的内阻为5Ω
C. 电动机的发热功率为100 W D. 电动机正常工作的效率为83.3%
9. 如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S,下列说法正确的有
A. 路端电压为10 V
B. 电源的总功率为10 W
C. a、b间电压的大小为5 V
D. a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A
10. 如图所示,电源电动势E和内阻r一定,R1、R2是定值电阻,R0是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小),L是小灯泡。闭合开关,当照射到R0的光照强度减小时,以下分析正确的是( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数不变
C. 灯泡亮度变亮 D. 电源效率增大
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 实验小组利用如下器材测量某合金丝的电阻率:
待测合金丝:(阻值约为10Ω);
电压表:V(量程3V,内阻为3kΩ);
电流表:A(量程0.6A,内阻约为0.2Ω);
学生电源:E(电动势6V,内阻不计);
滑动变阻器:(最大阻值约10Ω)、(最大阻值约200Ω);
电阻箱(最大阻值为9999Ω)、螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线。
(1)用毫米刻度尺测出合金丝的长度,再用螺旋测微器测量合金丝的直径,其示数如图甲所示,则该合金丝的直径_________。
(2)用图乙电路测合金丝的电阻,为方便调节,滑动变阻器应选_________(选填“”或“”)。闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片置于_________(选填“左”或“右”)端;闭合开关,移动滑片,发现电压表接近满偏时,电流表的偏转角度不够大,于是决定利用电阻箱将电压表的量程扩大为5V;
(3)将电阻箱的阻值调到_________Ω,然后将电阻箱与电压表串联后当作新的电压表,重新测量电阻;
(4)在改进后的某次实验中,电压表的读数为2.70V,电流表的读数为0.50A,求得合金丝的电阻率________(取,结果保留三位有效数字)。
12. 在测量某干电池的电动势和内阻实验中,实验室提供的器材有:
A.电压表:量程0~3V,内阻几千欧;量程0~15V,内阻几千欧
B.电流表:量程0~0.6A,内阻为0.5Ω;量程0~3A,内阻为0.1Ω
C.滑动变阻器:最大阻值20Ω,额定电流3A
D.待测干电池(内阻约为0.5Ω),开关、导线若干
(1)某次实验测量时,电压表指针的位置如图乙所示,其示数应为______V。
(2)若测出7组数据,标在U-I坐标系上,并作出图像如图丙所示,则可求出干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留两位小数)
13. 一束激光由光导纤维左端的中心点O以的入射角射入,在光导纤维的侧面以入射角多次反射后,从另一端射出,已知光导纤维总长,光在真空中的传播速度:.求:
(1)光导纤维对该束激光的折射率;
(2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。
14. 如图所示,AC水平轨道上AB段光滑、BC段粗糙,且BC段的长度L=1 m,CDF为竖直平面内半径R=0.1 m的光滑半圆绝缘轨道,两轨道相切于C点,CF右侧有电场强度大小E=1×103 N/C、方向水平向右的匀强电场。一根轻质绝缘弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与质量m=0.1 kg的滑块P接触。当弹簧处于原长时滑块在B点,在F点有一套在半圆轨道上、电荷量q=1.0×10-3 C的带正电圆环,圆环的质量M=0.1kg,在半圆轨道最低点放一质量与圆环质量相等的滑块Q(图中未画出)。由静止释放圆环,圆环沿半圆轨道运动。已知滑块Q与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度大小g取10 m/s2,两滑块和圆环均可视为质点,圆环与滑块Q的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短,Q、P两滑块碰撞后粘在一起。求:
(1)圆环在D点的速度大小;
(2)滑块Q被碰撞后瞬间的速度大小;
(3)弹簧的最大弹性势能Ep。
15. 一个电荷量为、质量为的带电粒子,由静止经电压为的加速电场加速后,立即沿中心线垂直进入一个电压为的偏转电场,然后打在垂直于放置的荧光屏上的点,偏转电场两极板间距为,极板长,极板的右端与荧光屏之间的距离也为。整个装置如图所示,(不计粒子的重力)求:
(1)粒子出加速电场时的速度的大小;
(2)粒子出偏转电场时的偏移距离;
(3)点到的距离。
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银川外国语实验学校2025—2026学年上学期第四次月考
高三物理试卷
时间∶75分钟 分值∶100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 数据表明,在电动车事故中,佩戴头盔可防止85%的头部受伤,大大减小损伤程度。头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长至6ms以上,人头部的质量约为2kg,则下列说法不正确的是( )
A. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率
B. 头盔减少了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
C. 事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等
D. 若事故中头部以6m/s 的速度水平撞击缓冲层,则头部受到的撞击力最多为2000N
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据
解得
可知,驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量不变;但佩戴头盔可使头部的撞击时间延长,头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率。故A正确,B错误;
C.根据
头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向,作用时间相同,所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等。故C正确;
D.根据
解得
若事故中头部以6m/s的速度水平撞击缓冲层,则头部受到的撞击力最多为2000N,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
2. 如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A. 大小为,方向竖直向上
B. 大小为,方向竖直向下
C. 大小为,方向竖直向上
D. 大小为,方向竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】四个电荷的电荷量相等,两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷,在交点处的电场强度的方向指向负电荷,且大小相等,如图
则合场强的方向竖直向下,由点电荷场强公式可得,任意一对等量异种点电荷的合场强为
则正方形两条对角线交点处的电场强度为
方向竖直向下。
故选D。
3. 如图所示,在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷。A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。当球壳处于静电平衡状态时,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度小于B点的电场强度
B. B点的电场强度小于C点的电场强度
C. 由于静电屏蔽,C点的电场强度等于
D. 由于静电感应,球壳内表面感应出电荷
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.A点处于点电荷的电场中,所以A点的电场强度不等于零;金属空心导体放在点电荷的电场中,出现静电感应现象,最终处于静电平衡状态,导体内部的场强处处为零,所以B、C两点的电场强度都为零,则
EA>EB=EC
故AB错误,C正确;
D.处于静电平衡的导体的电势处处相等,其内表面不带电,故D错误。
故选C。
4. x轴上有两点电荷Q1和Q2,Q1和Q2连线上各点对应的电势φ的高低如图中曲线所示(OB>BD),则由图中给出的信息可知下列说法正确的是( )
A. Q1和Q2电量可能相等
B. B点的电场强度为零
C. Q1和Q2连线上各点的电场方向都相同
D. 电子在C点的电势能高于电子在A点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】B.图线切线的斜率表示电场强度,B点的斜率不为0,所以B点的电场强度不为0,故B错误;
A.由图可知,离Q1越近电场中的电势越低,由此可以判断Q1为负电荷,同理,由于离Q2越近电势越高,所以Q2为正电荷,在它们的连线上的B点的电势也是零,但B点离Q2近,所以Q1的电荷量要大于Q2的电荷量,故A错误;
C.由于Q1为负电荷,Q2为正电荷,所以Q1和Q2连线上各点的电场方向均沿x轴负方向,故C正确;
D.从A点到C点电势升高,负电荷在电势越高处电势能越小,电子在C点的电势能低于电子在A点的电势能,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,曲线为一带电粒子(不计重力)在匀强电场中运动的轨迹,虚线A、B、C、D为相互平行且间距相等的四条等势线,M、N、O、P、Q为轨迹与等势线的交点,已知P点电势高于O点。带电粒子从M点出发,初速度大小为v0,到达Q点时速度大小为v,则( )
A. 该带电粒子带正电荷
B. 粒子从O到P和从P到Q的动能变化量不相等
C. 粒子在从N点运动至O点的过程中,电场力对它做的功等于零
D. 如果粒子从Q点以与v相反、等大的速度进入电场,则粒子可能不会经过M点
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意P点电势高于O点,又因为沿电场线方向电势降低,电场线与等势线垂直,则电场强度方向向上,根据曲线运动的特点可知,合力指向曲线的内侧,根据粒子的运动轨迹可知该带电粒子所受电场力方向向下,与场强方向相反,所以该带电粒子带负电,故A错误;
B.因为匀强电场中A、B、C、D为相互平行且间距相等的四条等势线,所以从O到P和从P到Q的电势差相等,根据动能定理可知,粒子动能变化量相等,故B错误;
C.由于N点和O点电势相等,则粒子在从N点运动至O点的过程中,电场力对它做的功等于零,故C正确;
D.根据粒子做类斜上抛运动的轨迹具有对称性,如果粒子从Q点以与v相反、等大的速度进入电场,则粒子一定经过M点,故D错误。
故选C。
6. 电容器是一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器(相当于电流表)与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E=8V,实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. i-t图像阴影表示电容器的能量
B. 阴影部分的面积S1和S2肯定不相等
C. 阻值R1大于R2
D. 计算机测得S1=1203mA·s,则该电容器的电容约为0.15F
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据q=it可知i-t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电容器所带电荷量,故A错误;
B.S1表示电容器充电后所带电荷量,S2表示电容器放电的电荷量,所以S1=S2,故B错误;
C.由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大,且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等,则有,所以R1<R2,故C错误;
D.该电容器的电容为,故D正确。
故选D。
7. 如右图,A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷,有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上,a、b、c是杆上的三点,且,b、c关于两电荷连线对称.质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上,自a点由静止释放,则( )
A. 小环通过b点时速度为
B. 小环通过c点时速度为
C. 小环从b到c速度可能先减小后增大
D. 小环做匀加速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】AD.中垂线上各点的合场强均为水平向右,与环的运动方向垂直,导致电场力不做功,而在竖直方向小环只受到重力作用,故小环做初速度为零的匀加速直线运动.由初速度为零的匀加速直线运动的速度与时间关系
可得
故A错误,D正确;
B.由初速度为零的匀加速直线运动的速度与时间关系
可得
故B错误;
C.中垂线上各点的合场强均为水平向右,与环的运动方向垂直,导致电场力不做功,而在竖直方向小环只受到重力作用,小环从b到c速度不断增加,故C错误。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,闭合开关S后,电动机两端的电压为60V,电动机恰好正常工作,此时质量m=10kg的物体以v=1m/s的速度被匀速提升,理想电流表的示数为2A.重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.下列说法正确的是
A. 电动机的内阻为30Ω B. 电动机的内阻为5Ω
C. 电动机的发热功率为100 W D. 电动机正常工作的效率为83.3%
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由公式
解得
,
选项A错误、B正确;
C.电动机的发热功率
,
选项C错误;
D.电动机正常工作的效率
=83.3%,
选项D正确.
9. 如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S,下列说法正确的有
A. 路端电压为10 V
B. 电源的总功率为10 W
C. a、b间电压的大小为5 V
D. a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A
【答案】AC
【解析】
【详解】外阻为R: ,则 ,则外压U=IR=10V,功率P=EI=12W,则A正确,B错误;根据并联电路的特点可求流过a、b电流均为0.5A,所以Uba=0.5×(15-5)=5V,故C正确;a、b间用导线连接后,根据电路的连接可求外电路电阻为 ,电流,故D错
【点睛】考查串并联电路电阻的求解及全电路欧姆定律,计算前要明确电路结构是求解问题的关键;
10. 如图所示,电源电动势E和内阻r一定,R1、R2是定值电阻,R0是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小),L是小灯泡。闭合开关,当照射到R0的光照强度减小时,以下分析正确的是( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数不变
C. 灯泡亮度变亮 D. 电源效率增大
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.当照射到R0的光照强度减小时,R0的阻值增大,根据“串反并同”规律,与R0串联的电流表示数减小,故A正确;
B.干路电流减小,由
可知内电压减小
则路端电压增大,即电压表示数增大,故B错误;
C.干路电流减小,即流经R1的电流减小,R1两端电压减小,又知电压表示数增大,故R2两端电压增大,流经R2的电流增大,则流经灯泡的电流减小,灯泡变暗,故C错误;
D.路端电压U增大,根据
电源的效率η增大,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 实验小组利用如下器材测量某合金丝的电阻率:
待测合金丝:(阻值约为10Ω);
电压表:V(量程3V,内阻为3kΩ);
电流表:A(量程0.6A,内阻约为0.2Ω);
学生电源:E(电动势6V,内阻不计);
滑动变阻器:(最大阻值约10Ω)、(最大阻值约200Ω);
电阻箱(最大阻值为9999Ω)、螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线。
(1)用毫米刻度尺测出合金丝的长度,再用螺旋测微器测量合金丝的直径,其示数如图甲所示,则该合金丝的直径_________。
(2)用图乙电路测合金丝的电阻,为方便调节,滑动变阻器应选_________(选填“”或“”)。闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片置于_________(选填“左”或“右”)端;闭合开关,移动滑片,发现电压表接近满偏时,电流表的偏转角度不够大,于是决定利用电阻箱将电压表的量程扩大为5V;
(3)将电阻箱的阻值调到_________Ω,然后将电阻箱与电压表串联后当作新的电压表,重新测量电阻;
(4)在改进后的某次实验中,电压表的读数为2.70V,电流表的读数为0.50A,求得合金丝的电阻率________(取,结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)0.600
(2) ①. ②. 左
(3)2000 (4)
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,该合金丝的直径。
【小问2详解】
[1]由题可知,滑动变阻器的最大阻值比的最大阻值小,更方便调节,则应选择;
[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于左端,使接入电路电阻最大,保护电路。
【小问3详解】
电压表量程3V,内阻3kΩ,要扩大量程到5V,需串联电阻箱分压。设电阻箱阻值为R,根据串联分压规律,有
解得。
【小问4详解】
由题意,通过电压表的电流为
则两端电压为
流过的电流为
则
由
可得该合金丝的电阻率
12. 在测量某干电池的电动势和内阻实验中,实验室提供的器材有:
A.电压表:量程0~3V,内阻几千欧;量程0~15V,内阻几千欧
B.电流表:量程0~0.6A,内阻为0.5Ω;量程0~3A,内阻为0.1Ω
C.滑动变阻器:最大阻值20Ω,额定电流3A
D.待测干电池(内阻约为0.5Ω),开关、导线若干
(1)某次实验测量时,电压表指针的位置如图乙所示,其示数应为______V。
(2)若测出7组数据,标在U-I坐标系上,并作出图像如图丙所示,则可求出干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留两位小数)
【答案】(1)1.50
(2) ①. 1.50 ②. 0.55##0.53##0.54##0.56##0.57
【解析】
【小问1详解】
乙图中电压表量程为,分度值为0.1V,故电压表的读数为1.50V。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
由丙图可得图像纵轴截距
图像斜率
其中
解得
13. 一束激光由光导纤维左端的中心点O以的入射角射入,在光导纤维的侧面以入射角多次反射后,从另一端射出,已知光导纤维总长,光在真空中的传播速度:.求:
(1)光导纤维对该束激光的折射率;
(2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据在光导纤维侧面的入射角为,由几何关系可得在左端的折射角为
由折射定律
代入数据解得
(2)激光在光导纤维中经过一系列全反射后从右端射出,光路图如图所示.设激光在光导纤维中的传输速度为v,激光在光导纤维中传播的距离为s,则有
,, ,
代入数据联立解得
14. 如图所示,AC水平轨道上AB段光滑、BC段粗糙,且BC段的长度L=1 m,CDF为竖直平面内半径R=0.1 m的光滑半圆绝缘轨道,两轨道相切于C点,CF右侧有电场强度大小E=1×103 N/C、方向水平向右的匀强电场。一根轻质绝缘弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与质量m=0.1 kg的滑块P接触。当弹簧处于原长时滑块在B点,在F点有一套在半圆轨道上、电荷量q=1.0×10-3 C的带正电圆环,圆环的质量M=0.1kg,在半圆轨道最低点放一质量与圆环质量相等的滑块Q(图中未画出)。由静止释放圆环,圆环沿半圆轨道运动。已知滑块Q与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度大小g取10 m/s2,两滑块和圆环均可视为质点,圆环与滑块Q的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短,Q、P两滑块碰撞后粘在一起。求:
(1)圆环在D点的速度大小;
(2)滑块Q被碰撞后瞬间的速度大小;
(3)弹簧的最大弹性势能Ep。
【答案】(1)v=2 m/s
(2)2 m/s (3)0.05 J
【解析】
【分析】
【小问1详解】
圆环从F点运动到D点的过程,由动能定理有
解得
【小问2详解】
圆环从F点运动到C点,静电力做功为0,仅有重力做功,故
解得
圆环与滑块Q碰撞,由于两者质量相等,碰撞后交换速度,故碰撞后圆环的速度为0,滑块Q的速度大小为
【小问3详解】
滑块Q在BC段运动的过程中,根据动能定理有
解得
滑块Q和滑块P碰撞时有
之后两滑块一起向左压缩弹簧,动能全部转化为弹簧的最大弹性势能
解得
【点睛】
15. 一个电荷量为、质量为的带电粒子,由静止经电压为的加速电场加速后,立即沿中心线垂直进入一个电压为的偏转电场,然后打在垂直于放置的荧光屏上的点,偏转电场两极板间距为,极板长,极板的右端与荧光屏之间的距离也为。整个装置如图所示,(不计粒子的重力)求:
(1)粒子出加速电场时的速度的大小;
(2)粒子出偏转电场时的偏移距离;
(3)点到的距离。
【答案】(1)
(2)0.03m (3)0.09m
【解析】
【小问1详解】
粒子在加速电场中运动,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
粒子进入偏转电场后做类平抛运动,在水平方向上有
在竖直方向上有,
联立解得
【小问3详解】
根据
解得
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