精品解析：湖南永州市第四中学2026-2027学年高二上学期入学考试物理试卷

永州四中2026-2027学年上学期高二年级入学考试（物理）试卷 考试范围：必修一 ，必修二 ，必修三 考试时间：75 分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题：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. 在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述中，正确的是（ ） A. 开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动 B. 卡文迪什利用扭秤实验，比较准确地测出了引力常量G的数值 C. 牛顿发现了万有引力定律，并推导出地球与太阳的连线在相同时间内扫过相等面积 D. 牛顿通过“月地检验”，发现月球受到地球的引力与地面上物体受到的重力是不同性质的力 2. 如图所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感觉。一个可乘坐二十多人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下（ ） A. 自由下落阶段，人处于超重状态 B. 自由下落阶段，人所受合外力为零 C. 制动系统启动后，人处于失重状态 D. 制动系统启动后，人所受合外力向上 3. 如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（　　） A. a B. b C. c D. d 4. 如图所示，轻绳与轻杆的质量均可忽略，轻杆A端用光滑铰链固定，B端吊一重物，滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计）。现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力将B端缓慢上拉，在杆达到竖直前（　　） A. 绳子的拉力大小不变 B. 绳子的拉力增大 C. 轻杆的弹力增大 D. 轻杆的弹力大小不变 5. 一带电粒子在正电荷形成的电场中，运动轨迹如图所示的abcd曲线，下列判断正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子通过a点时的速度比通过b点时大 C. 粒子从a点运动到d点，电场力先做正功，后做负功 D. 粒子在a点时的电势能比b点大 6. 太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力于对其进行研究。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为600cm2，太阳能电池电动势为30V，内阻为3Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为2A。已知电动机的直流电阻为2Ω。这辆玩具汽车的总重为80N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.2倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是（ ） A. 3.75m/s B. 3m/s C. 2.5m/s D. 1.25m/s 7. 如图甲所示，粗糙水平地面上有一长木板P，小滑块Q置于长木板的最右端。现将一大小为F=8N、水平向右的恒力作用于长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力F的作用，滑块和长木板在0~4s内的v-t图像如图乙所示。已知小滑块Q的质量为m=1kg重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 长木板P的质量为2kg B. 长木板P与地面之间的动摩擦因数为0.1 C. t=6s时，滑块Q停止运动 D. 长木板P先停止，Q后停止 二、多选题；本题共 3小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 8. 5月19日下午，我国太原卫星发射中心在山东附近海域成功发射谷神星一号海射型遥五运载火箭，搭载发射的天启星座05组卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，“天启星座”一期全球组网顺利完成。如图所示，、是两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，卫星的转动半径小于卫星的转动半径，则下列说法正确的是（　　） A. 卫星的动能比卫星的动能小 B. 卫星的周期比卫星的周期小 C. 卫星的向心加速度比卫星的向心加速度大 D. 相同时间内，两卫星与地心连线扫过的面积相等 9. 质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时（如图），下列判断正确的是（　　） A. P的速率为 B. P的速率为 C. 绳的拉力大于 D. 绳的拉力小于 10. 在图示电路中，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，变阻器的最大电阻为R0，且R0＞R2，电容器的电容量为C。若有电流通过，灯就能发光，假设灯的电阻不变，当变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中，以下说法中正确的是（ ） A. L1先变亮后变暗，L2先变暗后变亮 B. L1先变暗后变亮，L2一直变暗 C. 电容器极板所带的电量先减小后增大 D. 电源的效率先增大后减小 三、实验题（每小空 2分，共 18分） 11. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示，左边立柱可显示球1所受向心力F1的大小，右边立柱可显示球2所受向心力F2的大小。皮带与变速塔轮A、B有多种组合方式，如图为其中的一种组合，此时连接皮带的两轮半径，图中两球距立柱转轴中心的距离。球1和球2的质量相等。 （1）本实验采用的科学方法是（ ） A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 放大法 （2）在图示情景下转动手柄，要探究的是（ ） A. 向心力的大小与半径的关系 B. 向心力的大小与角速度的关系 C. 向心力的大小与质量的关系 （3）在图示情景下转动手柄，则____________。 12. 某实验小组利用如图所示电路，可测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表，电流表，滑动变阻器，导线若干。回答下列问题： (1)将多用电表挡位调到电阻“×1”挡，再将红表笔和黑表笔短接进行欧姆调零。随后按如图所示把多用电表、电流表、滑动变阻器连接起来，如果图甲中接线正确，那么与多用电表的a接线柱相接的是_____（填“黑”或“红”表笔） (2)调节滑动变阻器的滑片，从图甲位置向右滑动过程中，电流表的读数___；（选填“增大”、“减小”或“不变”） (3)调节滑动变阻器的过程中，某次欧姆表指针位置如图乙所示，读数为____Ω，对应电流表的指针位置如图丙所示，读数为____A，经过多次测量，将电流表读数的倒数和与之对应的欧姆表读数R得到如图丁所示的图像，由此可得多用电表内电池的电动势为____V，选择“×1”挡时内阻为___Ω。 （结果保留两位有效数字） 四、计算题（本题 3 小题，共 39 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图甲所示，电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。当=10时滑动变阻器消耗的功率达到最大值0.4W；滑动变阻器接入阻值为4与时，消耗的功率相等。 （1）求电源的电动势E和内阻r； （2）求图乙中Rx的大小； （3）调节滑动变阻器，求该电源能够获得的最大输出功率。 14. 如图甲所示，A、B是两块水平放置的足够长的平行金属板，B板接地，A、B两极板间电压随时间的变化情况如图乙所示，C、D两平行金属板竖直放置，中间有两正对小孔O1′和O2，两板间电压为U2。现有一带负电粒子在t＝0时刻以一定的初速度沿AB两板间的中轴线O1O1′进入，并能从O1′沿O1′O2进入C、D间。已知粒子的带电荷量为－q，质量为m，（不计粒子重力）求： （1）粒子刚好能到达O2孔时，则该粒子进入A、B间的初速度v0为多大； （2）在（1）的条件下，A、B两板长度的最小值； （3）A、B两板间距的最小值。 15. 弹珠游戏在孩子们中间很受欢迎，有很多种玩法，其中一种玩法就是比距离，模型如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB（圆半径比细管的内径大得多）和光滑直管BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R=1.0m，BC段长l1=1.5m。弹射装置将一个质量m=100g小球（可视为质点）以v0=8m/s的水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道随即进入长l2=2m，μ=0.1的粗糙水平地面（图上对应为CD），最后通过光滑轨道DE，从E点水平射出，已知E距离地面的高度为h=1m，不计空气阻力。求： （1）小球在半圆轨道上运动时的角速度ω的大小和到达C点时对圆管的压力大小； （2）若小球能从A点运动到E点，则小球进入A点的速度至少为多大； （3）若E点的高度h可以调节，小球仍以v0=8m/s从A点进入，当h多高时，水平射程x最大，并求出这个最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 永州四中2026-2027学年上学期高二年级入学考试（物理）试卷 考试范围：必修一 ，必修二 ，必修三 考试时间：75 分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题：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. 在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述中，正确的是（ ） A. 开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动 B. 卡文迪什利用扭秤实验，比较准确地测出了引力常量G的数值 C. 牛顿发现了万有引力定律，并推导出地球与太阳的连线在相同时间内扫过相等面积 D. 牛顿通过“月地检验”，发现月球受到地球的引力与地面上物体受到的重力是不同性质的力 【答案】B 【解析】 【详解】A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，并非匀速圆周运动，故A错误； B．卡文迪什利用扭秤实验，比较准确地测出了引力常量的数值，故B正确； C．地球与太阳的连线在相同时间内扫过相等面积是开普勒第二定律的内容，不是牛顿推导提出的，故C错误； D．牛顿通过“月地检验”，证明了月球受到地球的引力与地面上物体受到的重力是同种性质的力，均为万有引力，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感觉。一个可乘坐二十多人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下（ ） A. 自由下落阶段，人处于超重状态 B. 自由下落阶段，人所受合外力为零 C. 制动系统启动后，人处于失重状态 D. 制动系统启动后，人所受合外力向上 【答案】D 【解析】 【详解】AB．自由下落阶段，座舱和人一起做自由落体运动，此时人只受重力作用，合外力为，处于完全失重状态，不是超重，A错误，B错误； CD．制动系统启动后，座舱向下运动，但要做减速运动直到停下，所以加速度方向竖直向上，人受到的支持力大于重力，合力方向向上，属于超重状态，不是失重，C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（　　） A. a B. b C. c D. d 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．当开关S闭合后，直导线电流从B流向A，根据右手定则可知磁场方向为逆时针方向，所以a点的磁场方向刚好相反了，则A错误； BC．当开关S闭合后，根据右手定则可知通过螺线管的右边是N极，所以C点磁场方向正确，b点的磁场方向刚好相反，所以B错误；C正确； D．当开关S闭合后，根据右手定则可知电磁铁D的左边是N极，右边为S极，所以d点的磁场方向刚好相反，则D错误； 故选C。 4. 如图所示，轻绳与轻杆的质量均可忽略，轻杆A端用光滑铰链固定，B端吊一重物，滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计）。现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力将B端缓慢上拉，在杆达到竖直前（　　） A. 绳子的拉力大小不变 B. 绳子的拉力增大 C. 轻杆的弹力增大 D. 轻杆的弹力大小不变 【答案】D 【解析】 【详解】以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力图如图 由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可得 又 解得， 用拉力F将B端缓慢上拉过程中，AB、AO保持不变，BO变小，则N保持不变，F变小。 故选D。 5. 一带电粒子在正电荷形成的电场中，运动轨迹如图所示的abcd曲线，下列判断正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子通过a点时的速度比通过b点时大 C. 粒子从a点运动到d点，电场力先做正功，后做负功 D. 粒子在a点时的电势能比b点大 【答案】B 【解析】 【详解】A． 轨迹弯曲的方向大致指向合力的方向，知电场力背离正电荷方向，所以该粒子带正电。故A错误； B． 从a到b，电场力做负功，根据动能定理，动能减小，a点动能大于b点动能，则a点速度大于b点的速度。故B正确； C． 粒子从a点运动到d点，电场力先做负功，后做正功，故C错误； D． 从a到b，电场力做负功，电势能增加。所以a点的电势能小于b点的电势能。故D错误。 故选B。 6. 太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力于对其进行研究。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为600cm2，太阳能电池电动势为30V，内阻为3Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为2A。已知电动机的直流电阻为2Ω。这辆玩具汽车的总重为80N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.2倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是（ ） A. 3.75m/s B. 3m/s C. 2.5m/s D. 1.25m/s 【答案】C 【解析】 【详解】根据闭合电路欧姆定律，电动机两端的电压为 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 则电动机的输出机械功率为 汽车受到的阻力为 当牵引力等于阻力时速度最大，最大速度为 故选C。 7. 如图甲所示，粗糙水平地面上有一长木板P，小滑块Q置于长木板的最右端。现将一大小为F=8N、水平向右的恒力作用于长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力F的作用，滑块和长木板在0~4s内的v-t图像如图乙所示。已知小滑块Q的质量为m=1kg重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 长木板P的质量为2kg B. 长木板P与地面之间的动摩擦因数为0.1 C. t=6s时，滑块Q停止运动 D. 长木板P先停止，Q后停止 【答案】D 【解析】 【详解】AB．撤去力F前，根据图像的斜率求得长木板P的加速度为；撤去力F后，长木板P的加速度为，小滑块Q的加速度为。设小滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数为，长木板P与地面之间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律，对小滑块Q有 对长木板P有， 解得，，，AB错误； CD．因为，故小滑块Q与长木板P共速后，小滑块Q相对长木板P向右运动。对长木板P， 对小滑块Q，有 解得， 则从P、Q共速到长木板P停止运动，还需时间 则从P、Q共速到小滑块Q停止运动，还需时间 故时，滑块Q停止运动，C错误，D正确。 故选D。 二、多选题；本题共 3小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 8. 5月19日下午，我国太原卫星发射中心在山东附近海域成功发射谷神星一号海射型遥五运载火箭，搭载发射的天启星座05组卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，“天启星座”一期全球组网顺利完成。如图所示，、是两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，卫星的转动半径小于卫星的转动半径，则下列说法正确的是（　　） A. 卫星的动能比卫星的动能小 B. 卫星的周期比卫星的周期小 C. 卫星的向心加速度比卫星的向心加速度大 D. 相同时间内，两卫星与地心连线扫过的面积相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．卫星a、b的质量关系未知，不能比较它们的动能大小，A错误； BC．根据 可得， 因为，可得，，故BC正确； D．在相同时间内与地心连线扫过的面积相等，是针对同一个卫星而言的，D错误。 故选BC。 9. 质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时（如图），下列判断正确的是（　　） A. P的速率为 B. P的速率为 C. 绳的拉力大于 D. 绳的拉力小于 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．将小车速度沿绳和垂直绳方向分解为、，有 则有P的速率等于，故A错误，B正确； CD．小车向右做匀速直线运动，随着减小，P的速率增大，则P沿斜面向上作加速运动，绳的拉力大于，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 在图示电路中，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，变阻器的最大电阻为R0，且R0＞R2，电容器的电容量为C。若有电流通过，灯就能发光，假设灯的电阻不变，当变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中，以下说法中正确的是（ ） A. L1先变亮后变暗，L2先变暗后变亮 B. L1先变暗后变亮，L2一直变暗 C. 电容器极板所带的电量先减小后增大 D. 电源的效率先增大后减小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．各位置电路达到稳定后，设滑片到端的电阻为，则由增大到，滑片到端的电阻为。把电源内阻记为，则滑动变阻器两部分与构成的并联电阻为 其分子可写为 由于，随增大先增大后减小。根据闭合电路欧姆定律，通过的电流为 所以先变暗后变亮。并联部分两端电压为 在滑片尚未到达端时，通过的电流为 分母中的两项均随增大而增大，到达端时，所以一直变暗，故A错误，B正确； C．各位置电路稳定后，电容器支路无电流，电阻两端电压为零，电容器两端电压等于。由电容定义式可知，在不变时，电荷量随先增大后减小，故C错误； D．电源未说明为理想电源，应考虑其内阻。电源的外电路等效电阻为 由电功率公式和闭合电路欧姆定律可得电源效率为 对实际电源，效率随增大而增大；随滑片移动先增大后减小，所以电源效率先增大后减小，故D正确。 故选BD。 三、实验题（每小空 2分，共 18分） 11. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示，左边立柱可显示球1所受向心力F1的大小，右边立柱可显示球2所受向心力F2的大小。皮带与变速塔轮A、B有多种组合方式，如图为其中的一种组合，此时连接皮带的两轮半径，图中两球距立柱转轴中心的距离。球1和球2的质量相等。 （1）本实验采用的科学方法是（ ） A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 放大法 （2）在图示情景下转动手柄，要探究的是（ ） A. 向心力的大小与半径的关系 B. 向心力的大小与角速度的关系 C. 向心力的大小与质量的关系 （3）在图示情景下转动手柄，则____________。 【答案】（1）B （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 探究向心力大小与质量、角速度、半径三个变量的关系时，需要每次控制其中两个量不变，研究向心力和第三个量的关系，该科学方法为控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 图示情景下，两球质量相等、做圆周运动的转动半径，仅两球的角速度不同，因此是控制质量和半径不变，探究向心力大小与角速度的关系。 故选B。 【小问3详解】 皮带无打滑，塔轮A、B边缘线速度相等​ 由，得 向心力公式，已知、​ 因此。 12. 某实验小组利用如图所示电路，可测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表，电流表，滑动变阻器，导线若干。回答下列问题： (1)将多用电表挡位调到电阻“×1”挡，再将红表笔和黑表笔短接进行欧姆调零。随后按如图所示把多用电表、电流表、滑动变阻器连接起来，如果图甲中接线正确，那么与多用电表的a接线柱相接的是_____（填“黑”或“红”表笔） (2)调节滑动变阻器的滑片，从图甲位置向右滑动过程中，电流表的读数___；（选填“增大”、“减小”或“不变”） (3)调节滑动变阻器的过程中，某次欧姆表指针位置如图乙所示，读数为____Ω，对应电流表的指针位置如图丙所示，读数为____A，经过多次测量，将电流表读数的倒数和与之对应的欧姆表读数R得到如图丁所示的图像，由此可得多用电表内电池的电动势为____V，选择“×1”挡时内阻为___Ω。 （结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. 黑 ②. 增大 ③. 32 ④. 0.20 ⑤. 10 ⑥. 20 【解析】 【详解】(1)[1]红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表，电流从电流表正接线柱流入，由图甲所示电路图可知，与多用电表的 a 接线柱相接的是黑表笔。 (2)[2]调节滑动变阻器的滑片，从图甲位置向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻变小，由欧姆定律可知，电路电流增大，电流表的读数增大。 (3)[3]由图乙所示可知，欧姆表读数为：32×1=32Ω； [4]由图丙所示电流表表盘可知，其量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为：0.20A。 [5][6]根据闭合电路的欧姆定律有：，变形得 则图像的斜率 解得 由图像可知，当时，即 解得 【点睛】红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表。根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后根据欧姆定律判断电路电流如何变化，再判断电流表示数如何变化。欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；根据电路图应用欧姆定律求出图像的函数表达式，然后根据图示图像分析答题。 四、计算题（本题 3 小题，共 39 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图甲所示，电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。当=10时滑动变阻器消耗的功率达到最大值0.4W；滑动变阻器接入阻值为4与时，消耗的功率相等。 （1）求电源的电动势E和内阻r； （2）求图乙中Rx的大小； （3）调节滑动变阻器，求该电源能够获得的最大输出功率。 【答案】（1）4V,4 （2）25 （3）0.96W 【解析】 【分析】 【小问1详解】 当=10时，滑动变阻器消耗的功率达到最大值0.4W。滑动变阻器消耗的功率为 当时有最大功率，最大功率为 因此功率最大时满足 代入数据解得电源的内阻为 输出功率最大值满足 代入数据解得电源的电动势为 【小问2详解】 对于等效电源，若两个不同外阻、对应的输出功率相等，可推导得 代入数据解得 【小问3详解】 当外电路电阻与内阻相等时，电源输出功率最大，本题中定值电阻的阻值已经大于内阻的阻值，故滑动变阻器的阻值为零时，电源的输出功率最大，最大功率为 【点睛】 14. 如图甲所示，A、B是两块水平放置的足够长的平行金属板，B板接地，A、B两极板间电压随时间的变化情况如图乙所示，C、D两平行金属板竖直放置，中间有两正对小孔O1′和O2，两板间电压为U2。现有一带负电粒子在t＝0时刻以一定的初速度沿AB两板间的中轴线O1O1′进入，并能从O1′沿O1′O2进入C、D间。已知粒子的带电荷量为－q，质量为m，（不计粒子重力）求： （1）粒子刚好能到达O2孔时，则该粒子进入A、B间的初速度v0为多大； （2）在（1）的条件下，A、B两板长度的最小值； （3）A、B两板间距的最小值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）因粒子在A、B间运动时，水平方向不受外力作用做匀速运动，所以进入O1′孔时的速度即为进入A、B板的初速度。 粒子刚好能到达O2孔时，在C、D间由动能定理有 qU2＝mv02 解得 v0＝ （2）由于粒子进入A、B后，在一个周期T内，竖直方向上的速度变为初始状态，即 v竖＝0 竖直方向的位移也为0。 若在第一个周期末粒子从A、B板中射出，则对应两板最短，长度为 L＝v0T＝ （3）若粒子在运动过程中刚好不到A板而返回，则此时对应两板间距最小，设为d，则有 解得 d＝ 15. 弹珠游戏在孩子们中间很受欢迎，有很多种玩法，其中一种玩法就是比距离，模型如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB（圆半径比细管的内径大得多）和光滑直管BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R=1.0m，BC段长l1=1.5m。弹射装置将一个质量m=100g小球（可视为质点）以v0=8m/s的水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道随即进入长l2=2m，μ=0.1的粗糙水平地面（图上对应为CD），最后通过光滑轨道DE，从E点水平射出，已知E距离地面的高度为h=1m，不计空气阻力。求： （1）小球在半圆轨道上运动时的角速度ω的大小和到达C点时对圆管的压力大小； （2）若小球能从A点运动到E点，则小球进入A点的速度至少为多大； （3）若E点的高度h可以调节，小球仍以v0=8m/s从A点进入，当h多高时，水平射程x最大，并求出这个最大值。 【答案】（1），1N；（2）；（3）当h=1.5m时，x的最大值为x=3m 【解析】 【详解】（1）角速度 解得 小球在 BC段做匀速直线运动，合力为0 根据牛顿第三定律，小球对圆管的压力大小为1N （2）小球从A点到E点根据动能定理有 解得 （3））小球从A点到E点根据动能定理有 解得 过了E点小球做平抛运动，有 得到x与h的数学关系 即当h=1.5m时，x的最大值为x=3m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $