内容正文:
开封高中2028届东校区九月开学调研考试高二
物理试题
一、单选题(每题4分共28分)
1. 关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A. 甲图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量等于B所带电荷量
B. 乙图中,静电喷洒农药的原理是,农药水珠离开喷嘴时带有负电荷,与带正电的农作物叶子吸附在一起
C. 丙图中,处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
D. 丁图中,由奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况,可判断两点电荷是等量同种点电荷
2. 一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. ρnev D.
3. 如图所示,a为放在赤道上相对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径),c为地球的静止卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是( )
A. 地球静止卫星都与c在同一个轨道上,并且它们受到的万有引力大小相等
B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为
C. a物体与地球的万有引力全部提供给a物体随地球自转的向心力
D. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为
4. 如图所示,水平放置的绝缘圆柱体两底面圆心P、Q处分别放置两个带有等量异种电荷的小球(可视为点电荷)。O为P、Q连线的中点,A、C是底面上的两点,B、D是过O点横截面上的两点,且A、B、C位于同一直线上。下列说法正确的是( )
A. A、C两点的电场强度相同
B. B、D两点的电场强度相同
C. B点的电场强度大于点的电场强度
D. 将正试探电荷从B点沿直线移动至O点,电场力做正功
5. 如图所示,在半圆所在平面内,有一与该平面平行的匀强电场。场强为E,若半圆的直径,C、D为半圆的两个三等分点,,,,则( )
A. B. C. D.
6. 图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为的斜面,CD段是水平的,BC段是与AB段和CD段都相切的一小段圆弧,其长度可以略去不计。一质量为m的小滑块在A点从静止释放,沿轨道滑下,最后停在D点,A点和D点的位置如图所示,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓缓地由D点回到A点,设滑块与轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则推力对滑块做的功等于( )
A. mgh B. 2mgh C. D.
7. 如图所示,水平向右的匀强电场中,一带电小球从点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点后运动到与在同一水平线上的点,小球从A到B过程中克服重力做功,电场力做功,则( )
A. 小球在点的电势能比在点多
B. 小球在点的动能比在点多
C. 小球在点的机械能比在点少
D. 小球在点的动能为
二、多选题(每题6分 共18分,全对6分,不全3分)
8. 如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电动势为的直流电源连接,下极板接地,静电计外壳接地。闭合电键S时,一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是( )
A. 若将A极板向上平移一小段距离,平行板电容器的电容将变小
B. 若将B极板向左平移一小段距离,静电计指针张角变小
C. 若断开电键S,再将B极板向右平移一小段距离,P点电势将降低
D. 若断开电键S,再将A极板向下平移一小段距离,则带电油滴仍保持静止状态
9. 图中虚线A、B、C、D、E代表电场内间距相等的一组等势面,已知一电子经过A平面时的动能为,电子在A平面时的电势能为,电子从A到D的过程中克服电场力所做的功为。下列说法正确的是( )
A. 平面A上的电势为
B. 电场强度的方向由E指向A
C. 该电子在电场内运动轨迹可能与平面E相切
D. 该电子经过B平面时的速率是经过D平面时的倍
10. 如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻,下列说法正确的是( )
A. 由甲图可知,该表头满偏电流
B. 甲图是改装成的双量程电压表,选用b端口时,量程为0~15V
C. 乙图是改装成的双量程电流表,,
D. 乙图是改装成的双量程电流表,,
三、实验题(共16分)
11. 一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻(阻值)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:
(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合S
(2)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻,此时电压表读数记为,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I=_______,金属丝的电阻_____。(结果均用、、表示)
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:
()
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
()
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻。
(5)用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为______mm。多次测量后,得到直径的平均值恰好与d相等。
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率______。(保留2位有效数字)
12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的光滑气垫导轨,导轨上有一带长方形遮光片的滑块,滑块和遮光片的总质量为,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连,遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间。用x表示从初始位置到光电门处的距离,d表示遮光片的宽度,,将遮光片通过光电门时的平均速度看作瞬时速度,实验时滑块由静止开始向下运动。已知重力加速度大小为g。
(1)某次实验测得导轨的倾角为θ,滑块到达光电门时,滑块的速度v=______。
(2)小球和滑块组成的系统的动能增加量可表示为=______,系统的重力势能减少量可表示为=________,在误差允许的范围内,若,则可认为系统的机械能守恒。(用题中字母表示)
(3)若重力加速度未知,用上述装置测量当地的重力加速度,多次改变释放位置,得到多组x和t的数据,作出图像,其图像的斜率为k,则当地重力加速度为________。(用题中字母表示)
四、计算题(共38分)
13. 如图所示轨道内,足够长的斜面与圆弧面光滑,水平地面各处粗糙程度相同,圆弧半径为R,水平面长度,现将一质量为m的金属滑块从距水平面高处的P点沿斜面由静止释放,运动到斜面底端无能量损失,滑块滑至圆弧最高点Q时对轨道的压力大小恰好等于滑块重力,,求:
(1)金属滑块与水平地面的动摩擦因数μ;
(2)欲使滑块滑至圆弧最高点平抛后不落在斜面上,释放高度的取值范围.
14. 如图,长L、间距为d的平行金属板固定,板面与水平面成θ角,两板间的电势差为U,电场仅存在于板间且为匀强电场。一电荷量为q的带正电小球由弹射器提供能量,出弹射器即以沿两板中心线的速度从下端点进入板间,恰好能沿中心线运动。不计摩擦力和空气阻力,小球视为质点且电荷量不变。
(1)要使小球能飞出点,求弹射器提供的最小能量;
(2)若弹射器提供的能量为,求小球到达的最高点和点之间的水平距离。
15. 在如图所示,AB 为粗糙绝缘水平桌面,BQ 为竖直平面内半径为 R=0.5m 的四分之一光滑绝缘圆弧轨道,固定在 AB 右端,与 AB 平滑连接.在水平桌面上距B端 s=1m 处放一质量为 m=1kg 的带正电的小物块(可视为质点),电量为小物块与桌面之间的动摩擦因数为 μ=0.25.现在在竖直线 OB 左侧空间加一电场强度 E=105 N/C、方向与水平方向成37°斜向下的匀强电场,同时在小物块上施加 F=6N 的水平向左的恒力.(重力加速度 g=10m/s2,,,设小物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
(1)求小物块所受的摩擦力大小;
(2)若撤去拉力F,求小物块第一次到达B点时的速度大小;
(3)若撤去拉力F,求小物块在水平桌面上的运动总路程。
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开封高中2028届东校区九月开学调研考试高二
物理试题
一、单选题(每题4分共28分)
1. 关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A. 甲图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量等于B所带电荷量
B. 乙图中,静电喷洒农药的原理是,农药水珠离开喷嘴时带有负电荷,与带正电的农作物叶子吸附在一起
C. 丙图中,处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
D. 丁图中,由奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况,可判断两点电荷是等量同种点电荷
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,则由于静电感应,则AB两端带等量异种电荷,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量等于B所带电荷量,选项A正确;
B.由图乙可知,农药水珠离开喷嘴时带有正电荷,将与带负电的农作物叶子吸附在一起,故B错误;
C.处于静电平衡状态的金属导体内部电场强度处处为零,电荷分布在外表面上,因此导体壳壁W内电场强度为0,导体壳内空腔C电场强度也为0,故C错误;
D.丁图中,由奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布是左右对称的,且奎宁结晶连成的线从一个端点指向另一个端点,由此可判断两点电荷是等量异种点电荷,故D错误。
故选A。
2. 一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. ρnev D.
【答案】C
【解析】
【分析】考查电路和电场知识
【详解】,I=neSv,,,联立得E=ρnev,故选C。
3. 如图所示,a为放在赤道上相对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径),c为地球的静止卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是( )
A. 地球静止卫星都与c在同一个轨道上,并且它们受到的万有引力大小相等
B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为
C. a物体与地球的万有引力全部提供给a物体随地球自转的向心力
D. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由万有引力定律可知,地球静止卫星都与c在同一个轨道上,轨道半径相等,但是卫星的质量不相等,所以它们受到的万有引力大小不相等,A错误;
B.对于卫星b、c,由万有引力提供向心力
解得
其中
所以
由于卫星a、c绕地球运动的周期相等,所以
其中
可得
所以a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为
B错误;
C.a物体与地球的万有引力一部分提供给a物体随地球自转的向心力,一部分为物体的重力,C错误;
D.对于卫星a、c,其周期相等,所以
对于卫星b、c,由万有引力提供向心力
解得
其中
所以
即a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为
D正确。
故选D。
4. 如图所示,水平放置的绝缘圆柱体两底面圆心P、Q处分别放置两个带有等量异种电荷的小球(可视为点电荷)。O为P、Q连线的中点,A、C是底面上的两点,B、D是过O点横截面上的两点,且A、B、C位于同一直线上。下列说法正确的是( )
A. A、C两点的电场强度相同
B. B、D两点的电场强度相同
C. B点的电场强度大于点的电场强度
D. 将正试探电荷从B点沿直线移动至O点,电场力做正功
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,等量异种电荷的电场线分布如图所示
A.由图可知,A、C两点的电场强度大小相等,方向不同,故A错误;
B.B、D两点为中垂面上距点距离相等的点,则电场强度相同,故B正确;
C.由图可知,B点的电场强度小于点的电场强度,故C错误;
D.将正试探电荷从B点沿直线移动至O点,由于电场力的方向与运动方向垂直,则电场力不做功,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,在半圆所在平面内,有一与该平面平行的匀强电场。场强为E,若半圆的直径,C、D为半圆的两个三等分点,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.线段和平行,根据几何关系有
所以则有
即
代入数据解得
AB错误;
CD.线段的中点的电势
的中点的电势
所以是一条等势线,且,故电场方向由A指向B,电场强度大小为
C错误,D正确。
故选D。
6. 图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为的斜面,CD段是水平的,BC段是与AB段和CD段都相切的一小段圆弧,其长度可以略去不计。一质量为m的小滑块在A点从静止释放,沿轨道滑下,最后停在D点,A点和D点的位置如图所示,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓缓地由D点回到A点,设滑块与轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则推力对滑块做的功等于( )
A. mgh B. 2mgh C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题从A到D用动能定理进行分析,返回过程从D到A,再次通过动能定理进行分析。
【详解】从A到D全过程,由动能定理
从D到A的过程,由动能定理
解得
故B正确,ACD错误。
故选B。
7. 如图所示,水平向右的匀强电场中,一带电小球从点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点后运动到与在同一水平线上的点,小球从A到B过程中克服重力做功,电场力做功,则( )
A. 小球在点的电势能比在点多
B. 小球在点的动能比在点多
C. 小球在点的机械能比在点少
D. 小球在点的动能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据粒子受力情况,由牛顿第二定律可得:粒子在竖直方向做加速度为的匀变速运动,在水平方向做初速度为零,加速度的匀加速运动;根据为最高点,竖直分速度为零可得:粒子从到与从到的运动时间相等,故由匀加速运动规律可得:粒子在上的水平位移时上水平位移的3倍,故粒子从到电场力做功15.0J,则粒子从到电场力做功20.0J,那么,粒子在点的电势能比在点少20.0J,故A错误;
B.粒子从到过程中克服重力做功4.0J,电场力做功5.0J,故合外力做功1.0J,那么,由动能定理可得:粒子在点的动能比在点多1.0J,故B错误;
C.粒子从到,除重力外其他力做功,即电场力做功20.0J,故粒子在点的机械能比在点多20.0J,故C正确;
D.又有点、点等高,重力势能相等,那么,粒子从到,重力做功4.0J;又有点速度水平,粒子从到电场力做功5.0J,所以,粒子在点的动能为5.0J;由动能定理可得粒子在点的动能为
故D错误。
故选C。
二、多选题(每题6分 共18分,全对6分,不全3分)
8. 如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电动势为的直流电源连接,下极板接地,静电计外壳接地。闭合电键S时,一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是( )
A. 若将A极板向上平移一小段距离,平行板电容器的电容将变小
B. 若将B极板向左平移一小段距离,静电计指针张角变小
C. 若断开电键S,再将B极板向右平移一小段距离,P点电势将降低
D. 若断开电键S,再将A极板向下平移一小段距离,则带电油滴仍保持静止状态
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据
若将A极板向上平移一小段距离,则板间距离变大,平行板电容器的电容将变小,故A正确;
B.根据
若将B极板向左平移一小段距离,由于正对面积减小,平行板电容器的电容将变小,由于电容器与电源一直相连,则两极板间的电压保持不变,静电计指针张角不变,故B错误;
C.若断开电键S,则极板电荷量可认为不变;再将B极板向右平移一小段距离,根据
,,
可知平行板电容器的电容将变小,两极板间的电压变大,极板间的电场强度变大,根据
由于B板接地,电势不变,则P点电势将升高,故C错误;
D.若断开电键S,则极板电荷量可认为不变;再将A极板向下平移一小段距离,根据
可知极板间的电场强度不变,带电油滴受力不变,带电油滴仍保持静止状态,故D正确。
故选AD。
9. 图中虚线A、B、C、D、E代表电场内间距相等的一组等势面,已知一电子经过A平面时的动能为,电子在A平面时的电势能为,电子从A到D的过程中克服电场力所做的功为。下列说法正确的是( )
A. 平面A上的电势为
B. 电场强度的方向由E指向A
C. 该电子在电场内运动轨迹可能与平面E相切
D. 该电子经过B平面时的速率是经过D平面时的倍
【答案】AD
【解析】
【详解】A.电子在A平面时的电势能为,则根据电势能的公式
可得平面A上的电势为
故A正确;
B.电子从A到D的过程中克服电场力所做的功为,则可知电场力做负功,电子在该匀强电场中所受电场力的方向与运动的方向相反,而带负电的粒子在电场中所受电场力的方向与电场强度的方向相反,因此可知电场强度的方向由A指向E,故B错误;
C.电子经过A平面时的动能为,从A到D的过程中克服电场力所做的功为,则可知电子到达平面D时的动能为1,由此可知每两个等势面之间的电势差为,若电子要从平面D到达平面E,则需克服电场力做功,而电子在平面D时的动能为1,故不管电子是做直线运动还是曲线运动都不可能到达平面E,因此该电子在电场内运动的轨迹不可能与平面E相切,故C错误;
D.该电子经过B平面时,由动能定理可得
解得
而该电子经过D平面时的动能为1,则可知该电子经过B平面时的速率是经过D平面时的倍,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻,下列说法正确的是( )
A. 由甲图可知,该表头满偏电流
B. 甲图是改装成的双量程电压表,选用b端口时,量程为0~15V
C. 乙图是改装成的双量程电流表,,
D. 乙图是改装成的双量程电流表,,
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图甲可知,故A错误;
B.选用b端口时,电压表的最大测量电压
则选用b端口时,电压表量程为0~15V。故B正确;
CD.电流表量程为0~100mA时,由并联电路电压相等得
电流表量程为0~10mA时,同理得
联立解得,。故C错误,D正确。
故选BD。
三、实验题(共16分)
11. 一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻(阻值)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:
(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合S
(2)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻,此时电压表读数记为,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I=_______,金属丝的电阻_____。(结果均用、、表示)
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:
()
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
()
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻。
(5)用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为______mm。多次测量后,得到直径的平均值恰好与d相等。
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率______。(保留2位有效数字)
【答案】 ①. ②. ③. 0.150##0.151##0.149 ④. 5.0
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意可知,两端的电压为
则流过即流过待测金属丝的电流
[2]金属丝的电阻
联立可得
(5)[3]螺旋测微器的读数为
(6)[4]根据电阻定律
又
代入数据联立解得
12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的光滑气垫导轨,导轨上有一带长方形遮光片的滑块,滑块和遮光片的总质量为,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连,遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间。用x表示从初始位置到光电门处的距离,d表示遮光片的宽度,,将遮光片通过光电门时的平均速度看作瞬时速度,实验时滑块由静止开始向下运动。已知重力加速度大小为g。
(1)某次实验测得导轨的倾角为θ,滑块到达光电门时,滑块的速度v=______。
(2)小球和滑块组成的系统的动能增加量可表示为=______,系统的重力势能减少量可表示为=________,在误差允许的范围内,若,则可认为系统的机械能守恒。(用题中字母表示)
(3)若重力加速度未知,用上述装置测量当地的重力加速度,多次改变释放位置,得到多组x和t的数据,作出图像,其图像的斜率为k,则当地重力加速度为________。(用题中字母表示)
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]依题意,滑块到达光电门时,滑块的速度为
(2)[2]小球和滑块组成的系统的动能增加量可表示为
[3]系统的重力势能减少量可表示为
(3)[4]若系统的机械能守恒,则有
整理,可得
图像的斜率为k,即
解得
四、计算题(共38分)
13. 如图所示轨道内,足够长的斜面与圆弧面光滑,水平地面各处粗糙程度相同,圆弧半径为R,水平面长度,现将一质量为m的金属滑块从距水平面高处的P点沿斜面由静止释放,运动到斜面底端无能量损失,滑块滑至圆弧最高点Q时对轨道的压力大小恰好等于滑块重力,,求:
(1)金属滑块与水平地面的动摩擦因数μ;
(2)欲使滑块滑至圆弧最高点平抛后不落在斜面上,释放高度的取值范围.
【答案】(1)0.25;(2)
【解析】
【详解】(1)对滑块,在Q点,重力和轨道对滑块的压力提供向心力,有
对滑块,从P到Q,根据动能定理得
联立两式得
(2)当滑块恰好能运动到Q点时,释放高度最小,设为,恰到Q时的速度设为,对滑块,在Q点,重力提供向心力
从释放到Q点,根据动能定理得
联立两式得
当滑块恰好能抛到M点时,释放高度最大,设为,到Q点时的速度设为,滑块由Q点平抛到M点,水平方向
竖直方向
从释放到Q点,根据动能定理得
联立求得
故释放的高度范围为
14. 如图,长L、间距为d的平行金属板固定,板面与水平面成θ角,两板间的电势差为U,电场仅存在于板间且为匀强电场。一电荷量为q的带正电小球由弹射器提供能量,出弹射器即以沿两板中心线的速度从下端点进入板间,恰好能沿中心线运动。不计摩擦力和空气阻力,小球视为质点且电荷量不变。
(1)要使小球能飞出点,求弹射器提供的最小能量;
(2)若弹射器提供的能量为,求小球到达的最高点和点之间的水平距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设小球的质量为m,重力加速度为g,平行金属板间的电场强度为E,对小球受力分析,如图所示,由题意可知
则有
解得
要使小球能飞出点,当小球在点速度恰好是零时,弹射器提供的有最小能量,由动能定理可得
解得
(2)若弹射器提供的能量为,当小球在点时速度不等于零,设速度为v,由动能定理可得
解得
则小球从点开始做斜抛运动,由斜抛运动的规律可得,在水平方向则有
在竖直方向则有
小球到达的最高点时,则有
其中
联立解得
15. 在如图所示,AB 为粗糙绝缘水平桌面,BQ 为竖直平面内半径为 R=0.5m 的四分之一光滑绝缘圆弧轨道,固定在 AB 右端,与 AB 平滑连接.在水平桌面上距B端 s=1m 处放一质量为 m=1kg 的带正电的小物块(可视为质点),电量为小物块与桌面之间的动摩擦因数为 μ=0.25.现在在竖直线 OB 左侧空间加一电场强度 E=105 N/C、方向与水平方向成37°斜向下的匀强电场,同时在小物块上施加 F=6N 的水平向左的恒力.(重力加速度 g=10m/s2,,,设小物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
(1)求小物块所受的摩擦力大小;
(2)若撤去拉力F,求小物块第一次到达B点时的速度大小;
(3)若撤去拉力F,求小物块在水平桌面上的运动总路程。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)电场力在水平方向的分力为
电场力在竖直方向的分力为
小物块与木板间的最大静摩擦力为
由于
所以小物块保持静止。所以小物块受静摩擦力为
(2)撤去F后,小物块向右加速,木板仍然静止。小物块受合力为
小物块从开始至运动到B点,由动能定理得
B点速度为
(3)撤去F后,最后小物块停在水平桌面上,整个过程运用动能定理得
解得
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