精品解析：湖北十堰市部分重点高中2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试题

高二年级上学期9月考试 物理试题 本试卷共四页，十五题，全卷满分100分。考试用时75分钟 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号填写在试卷和答题卡上，并将考号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：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。写在试卷和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第8—10题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分。 1. 关于物体的动量，下列说法中正确的是（ ） A. 惯性越大的物体，它的动量也越大 B. 动量大的物体，它的速度一定大 C. 物体的动能不变，则其动量也保持不变 D. 运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向 2. 三条等势线如图所示，其中、两点在不同等势线上。已知元电荷。下列说法正确的是（ ） A. 电子在点的电势能为 B. 电子在点受到的电场力比点大 C. 电子从点移动到点，电场力所做的功为 D. 电子从点移动到点，电势能减少 3. 如图所示为“卫星互联网技术”试验卫星发射升空的轨道变化图。假设该卫星先在环地圆轨道①运行，从近地点P变轨进入环地椭圆轨道②运行，最后从远地点Q变轨进入环地圆轨道③运行，则下列说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道③运行时处于超重状态 B. 卫星从轨道①进入轨道②需要减速 C. 卫星在轨道②上的Q点的加速度等于在轨道③上Q点的加速度 D. 卫星从轨道②进入轨道③的过程中，机械能不变 4. 如图所示，长L的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球甲、乙，放置在光滑水平桌面上，杆中心O有一竖直方向的固定转动轴，小球甲、乙的质量分别为3m、m。另有一质量为3m的配重丙，为使杆绕轴在水平桌面上转动时，杆对轴的拉力为零，应将配重丙固定在轻杆上的位置为（　　） A. 距甲球处 B. 距甲球处 C. 距乙球处 D. 距乙球处 5. 炎热的夏季，玩具水枪备受儿童的青睐，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，家长监管和减小水枪威力成为了必须关注的问题。现有一水枪样品，已知水枪喷水口的半径为R，水的密度为ρ，水流水平出射速度为v，垂直击中竖直目标后水的速度为零，则（　　） A. 水枪喷水的流量（单位时间内流出的体积）为 B. 水枪单位时间喷出的水的质量为 C. 目标对水柱的平均作用力为 D. 水枪的功率为 6. 喷墨打印机的原理如图所示，墨盒喷出的墨汁液滴经过带电室时带上电荷，带电液滴经过偏转电场后打到纸上，显示出字体，且字体大小与打在纸上的偏转位移成正比。已知偏转板长为，两板间的距离为，电压为。若液滴质量为，电荷量大小为，以初速度平行两板间从正中央进入电场，忽略空气阻力和重力作用，下列说法正确的是（ ） A. 液滴经过偏转电场的过程中，电势能增大 B. 液滴离开偏转电场时的动能大小为 C. 液滴经过偏转电场的过程中，电场力的冲量大小为 D. 仅将两极板间的电压调节为，则纸上的字体缩小 7. 2024年巴黎奥运会于8月12日闭幕，中国体育代表团共收获40金27银24铜，创造夏季奥运会境外参赛最佳战绩。铅球比赛中，某铅球运动员正在进行投球，铅球投出后在空中的某段运动轨迹如图所示，铅球在点时的速度大小，铅球在点的速度恰好与方向垂直，且、两点的间距。若将铅球视为质点，忽略空气阻力，已知重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 铅球从点运动到点的时间为 B. 铅球在点的速度大小为 C. 铅球上升的最大高度为 D. 、两点的高度差为 8. 2024年9月6日台风“摩羯”18时登录深圳，维持西行，强度加强到17级以上（68米/秒）。小李同学用所学知识设计了一个电容式风力传感器如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时（　　） A. 电容器电容增大 B. 极板间电压变小 C. 电容器两极板间的场强变大 D. 静电计指针张角越大，风力越大 9. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的大小为2.5 V/cm B. 电子从b点运动到c点，克服电场力做功为9 eV C. 坐标原点处的电势为1 V D. 电子在a点的电势能比在b点的低7 eV 10. 如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为的木块A以速度从板的右端水平向左滑上B板。在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 弹簧压缩量最大时，B板的运动速率最大 B. B板的加速度先增大后减小 C. 弹簧给木块A的冲量大小为 D. 弹簧的最大弹性势能为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。填空题每空2分。 11. 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可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。实验时先给电容器充电。充电结束后，让电容器放电，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。 （1）开关S改接2后，电容器进行的是________（选填“充电”或“放电”）过程，此过程中流经电阻上的电流方向________（选填“自上而下”或“自下而上”）。 （2）图像阴影为曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积_______（选填“<”、“>”或“=”）。 （3）已知，则该电容器的电容值为________F（保留两位有效数字）。 12. 某同学用如图所示的装置研究斜槽末端的小球碰撞是否满足动量守恒定律，选取了两个大小相同、质量不同的小球，先让质量为m1的小球甲从轨道顶部释放，由轨道末端的O点水平飞出并落在斜面上。再把质量为m2的小球乙放在O点，小球甲重复上述操作，与小球乙发生碰撞，碰后两小球均落在斜面上，分别记录落点位置，其中A、B、C三个落点位置与O点的距离分别为L1、L2、L3。 （1）_________（填“需要”或“不需要”）保证斜槽轨道光滑，两小球的质量应满足m1_________m2（填“>”“=”或“<”）。 （2）若m1=km2，在实验误差允许的范围内，只要满足关系式k=_________（结果用L1、L2、L3表示），就能说明两球碰撞过程动量守恒。 （3）若两球碰撞过程动量守恒，在实验误差允许的范围内，只要满足关系式=_______（结果用L2、L3表示），就能说明两球的碰撞是弹性碰撞。 13. 如图所示，光滑水平面上放一木板A，质量M=6kg，小铁块B（可视为质点）质量为m=2kg，木板A和小铁块B之间的动摩擦因数μ=0.3，小铁块B以v0=10m/s的初速度从木板A的左端冲上木板，恰好不滑离木板（g取10m/s2），则： （1）A、B速度相同时，相同速度的大小为多少？ （2）薄木板的长度为多少？ 14. 如图所示，水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接，圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度，现有质量的带电体（可视为质点）放在水平轨道上点处，、两点距离，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的端时，速度大小为，已知带电体所带电荷量，取，求： （1）求带电体运动到圆弧轨道的端时对圆弧轨道的压力的大小； （2）求带电体经过段克服摩擦力做的功为多大？ （3）求点与带电体到达最高点（图中未画出）之间的电势差 15. 在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m，电荷量为q（q>0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°。运动中粒子仅受电场力作用。 （1）求电场强度的大小； （2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？ （3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级上学期9月考试 物理试题 本试卷共四页，十五题，全卷满分100分。考试用时75分钟 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号填写在试卷和答题卡上，并将考号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：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。写在试卷和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第8—10题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分。 1. 关于物体的动量，下列说法中正确的是（ ） A. 惯性越大的物体，它的动量也越大 B. 动量大的物体，它的速度一定大 C. 物体的动能不变，则其动量也保持不变 D. 运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．动量的定义式为，惯性越大说明物体质量越大，但动量还和速度有关，若速度很小，动量也可能很小，故A错误； B．由可知，动量大的物体，可能是质量很大、速度很小，因此速度不一定大，故B错误； C．动能是标量，动能不变仅说明速度大小不变，若速度方向发生变化（如匀速圆周运动），动量作为矢量也会发生变化，故C错误； D．动量是矢量，中质量为标量，因此动量的方向始终和速度方向一致，运动物体任一时刻的动量方向都是该时刻的速度方向，故D正确。 故选D。 2. 三条等势线如图所示，其中、两点在不同等势线上。已知元电荷。下列说法正确的是（ ） A. 电子在点的电势能为 B. 电子在点受到的电场力比点大 C. 电子从点移动到点，电场力所做的功为 D. 电子从点移动到点，电势能减少 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知A点的电势为10V，根据 可得电子在点的电势能为，故A错误； B． 等势面越密的位置，电场强度越大，故点的电场强度大于点的电场强度，根据可知电子在点受到的电场力比点大，故B正确； CD．电子从点移动到点，电场力所做的功为 则电势能增加，故CD错误。 故选B。 3. 如图所示为“卫星互联网技术”试验卫星发射升空的轨道变化图。假设该卫星先在环地圆轨道①运行，从近地点P变轨进入环地椭圆轨道②运行，最后从远地点Q变轨进入环地圆轨道③运行，则下列说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道③运行时处于超重状态 B. 卫星从轨道①进入轨道②需要减速 C. 卫星在轨道②上的Q点的加速度等于在轨道③上Q点的加速度 D. 卫星从轨道②进入轨道③的过程中，机械能不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星在轨道③运行时，由万有引力提供向心力，处于失重状态，故A错误； B．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，所以卫星从轨道①P点要加速方能进入轨道②，故B错误； C．根据牛顿第二定律有 解得 可知卫星在轨道②上的Q点的加速度等于在轨道③上Q点的加速度，故C正确； D．卫星从低轨道②进入高轨道③需要加速，机械能增大，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，长L的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球甲、乙，放置在光滑水平桌面上，杆中心O有一竖直方向的固定转动轴，小球甲、乙的质量分别为3m、m。另有一质量为3m的配重丙，为使杆绕轴在水平桌面上转动时，杆对轴的拉力为零，应将配重丙固定在轻杆上的位置为（　　） A. 距甲球处 B. 距甲球处 C. 距乙球处 D. 距乙球处 【答案】C 【解析】 【详解】因甲的质量大于乙的质量，则配重丙应该放到乙一侧，设距离乙球为x，则由题意可知对甲 对丙 对乙，其中 解得 故选C。 5. 炎热的夏季，玩具水枪备受儿童的青睐，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，家长监管和减小水枪威力成为了必须关注的问题。现有一水枪样品，已知水枪喷水口的半径为R，水的密度为ρ，水流水平出射速度为v，垂直击中竖直目标后水的速度为零，则（　　） A. 水枪喷水的流量（单位时间内流出的体积）为 B. 水枪单位时间喷出的水的质量为 C. 目标对水柱的平均作用力为 D. 水枪的功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．流量定义为流体单位时间内流过的体积，计算公式为，其中为喷水口横截面积。喷水口为圆形，面积，因此，故A错误； B．单位时间喷出的水的质量（质量流量）为密度乘以体积流量，即，故B错误； C．水流击中目标后速度从降为0，动量变化产生作用力。单位时间内喷出的水的质量为 其动量变化为 根据动量定理，平均作用力，故C正确； D．水枪的功率指单位时间内对水做的功，即增加水的动能。单位时间喷出的水的质量为 动能增加为，故D错误。 故选C。 6. 喷墨打印机的原理如图所示，墨盒喷出的墨汁液滴经过带电室时带上电荷，带电液滴经过偏转电场后打到纸上，显示出字体，且字体大小与打在纸上的偏转位移成正比。已知偏转板长为，两板间的距离为，电压为。若液滴质量为，电荷量大小为，以初速度平行两板间从正中央进入电场，忽略空气阻力和重力作用，下列说法正确的是（ ） A. 液滴经过偏转电场的过程中，电势能增大 B. 液滴离开偏转电场时的动能大小为 C. 液滴经过偏转电场的过程中，电场力的冲量大小为 D. 仅将两极板间的电压调节为，则纸上的字体缩小 【答案】D 【解析】 【详解】A．液滴经过偏转电场的过程中，电场力做正功，则电势能减小，A错误； B．根据动能定理，液滴离开偏转电场时的动能大小为，B错误； C．液滴经过偏转电场的过程中，电场力的冲量大小为，C错误； D．根据离开偏转电场时的偏转距离为，则仅将两极板间的电压调节为，则偏转距离y减小，则纸上的字体缩小，D正确。 故选D。 7. 2024年巴黎奥运会于8月12日闭幕，中国体育代表团共收获40金27银24铜，创造夏季奥运会境外参赛最佳战绩。铅球比赛中，某铅球运动员正在进行投球，铅球投出后在空中的某段运动轨迹如图所示，铅球在点时的速度大小，铅球在点的速度恰好与方向垂直，且、两点的间距。若将铅球视为质点，忽略空气阻力，已知重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 铅球从点运动到点的时间为 B. 铅球在点的速度大小为 C. 铅球上升的最大高度为 D. 、两点的高度差为 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据速度公式有 由于，根据勾股定理有 铅球做匀变速曲线运动，根据平均速度公式有 由于，可得 解得，故A正确； B．由可得 代入已知数据解得，故B错误； C．设初速度方向与水平方向的夹角为，沿初速度方向分析，由于铅球在点的速度沿该方向的分量为零，因此有 解得 初速度的竖直分量为 铅球上升到最高点时竖直速度减为零，根据速度与位移关系有 解得，故C错误； D．取竖直向上为正方向，铅球从点运动到点的竖直位移为 代入已知数据解得 即点比点低，两点的高度差为，故D错误。 故选A。 8. 2024年9月6日台风“摩羯”18时登录深圳，维持西行，强度加强到17级以上（68米/秒）。小李同学用所学知识设计了一个电容式风力传感器如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时（　　） A. 电容器电容增大 B. 极板间电压变小 C. 电容器两极板间的场强变大 D. 静电计指针张角越大，风力越大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．在受到风力作用时，可动电极右移，极板间距减小，根据可知，电容器电容增大，故A正确； B．根据电容的定义式C，电容器的电荷量不变，电容器电容增大，则极板间电压变小，故B正确； C．根据、C和E推导得 可知电容器的电荷量不变时，场强与板间距离无关，所以当极板间距减小时，极板间电场强度不变，故C错误； D．静电计指针张角越大，说明极板间的电势差越大，根据可知，电容越小，极板间距越大，风力越小，故D错误。 故选AB。 9. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的大小为2.5 V/cm B. 电子从b点运动到c点，克服电场力做功为9 eV C. 坐标原点处的电势为1 V D. 电子在a点的电势能比在b点的低7 eV 【答案】AC 【解析】 【详解】A．将电场强度分解为水平方向和竖直方向， x轴方向， 沿y轴方向， 则合场强，故A正确； B．电子在b点电势能，电子在c点电势能，则电子从b点运动到c点，电场力做功为，而非克服电场力做功为9eV，故B错误； C．匀强电场中，平行等距的两线段电势差相等，故，可得坐标原点处的电势为1V，故C正确； D．电子在a点电势能，，电子在a点的电势能比在b点的高7eV，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为的木块A以速度从板的右端水平向左滑上B板。在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 弹簧压缩量最大时，B板的运动速率最大 B. B板的加速度先增大后减小 C. 弹簧给木块A的冲量大小为 D. 弹簧的最大弹性势能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在木块A与弹簧相互作用的过程中，从弹簧的压缩量达到最大到弹簧恢复原状的过程中，弹簧对木板B有向左的弹力，B板仍在加速，所以弹簧压缩量最大时，B板运动速率不是最大，当弹簧恢复原长时B板的速率最大，故A错误； B．弹簧压缩量先增加后减小，弹簧对B板的弹力先增大后减小，故B板的加速度先增加后减小，故B正确； C．设弹簧恢复原长时A与B的速度分别为v1和v2，取向左为正方向，根据动量守恒定律，有 根据机械能守恒定律，有 解得 ， 对滑块A，根据动量定理，有 故C错误； D．当滑块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大，根据动量守恒定律，有 系统机械能守恒，根据守恒定律，有 联立解得 故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。填空题每空2分。 11. 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可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。实验时先给电容器充电。充电结束后，让电容器放电，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。 （1）开关S改接2后，电容器进行的是________（选填“充电”或“放电”）过程，此过程中流经电阻上的电流方向________（选填“自上而下”或“自下而上”）。 （2）图像阴影为曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积_______（选填“<”、“>”或“=”）。 （3）已知，则该电容器的电容值为________F（保留两位有效数字）。 【答案】（1） ①. 放电 ②. 自下而上 （2）= （3）0.20 【解析】 【小问1详解】 [1]开关S改接2后，电容器脱离电源，通过电阻和构成回路释放电荷，故为放电过程； [2]由于充电时电容器下极板带正电，放电时正电荷从下极板经流向上极板，因此流经电阻的电流方向为自下而上。 【小问2详解】 曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电量，电容器充电和电容器放电的电量相等，所以 【小问3详解】 由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势 已知，即充电总电荷量 该电容器的电容为 12. 某同学用如图所示的装置研究斜槽末端的小球碰撞是否满足动量守恒定律，选取了两个大小相同、质量不同的小球，先让质量为m1的小球甲从轨道顶部释放，由轨道末端的O点水平飞出并落在斜面上。再把质量为m2的小球乙放在O点，小球甲重复上述操作，与小球乙发生碰撞，碰后两小球均落在斜面上，分别记录落点位置，其中A、B、C三个落点位置与O点的距离分别为L1、L2、L3。 （1）_________（填“需要”或“不需要”）保证斜槽轨道光滑，两小球的质量应满足m1_________m2（填“>”“=”或“<”）。 （2）若m1=km2，在实验误差允许的范围内，只要满足关系式k=_________（结果用L1、L2、L3表示），就能说明两球碰撞过程动量守恒。 （3）若两球碰撞过程动量守恒，在实验误差允许的范围内，只要满足关系式=_______（结果用L2、L3表示），就能说明两球的碰撞是弹性碰撞。 【答案】（1） ①. 不需要 ②. > （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验要保证小球到达斜槽末端时以相同的速度作平抛运动，要求小球从斜槽的同一位置由静止释放且斜槽轨道末端水平即可，因此不需要保证斜槽轨道光滑；为防止入射小球m1碰撞后反弹，应满足m1>m2。 【小问2详解】 小球抛出后作平抛运动，设斜面与水平面的夹角为θ，小球落点位置与O点的距离为L。根据平抛运动的规律，在水平方向有 在竖直方向有 联立可得小球抛出的速度为 设碰撞前m1的速度为v1，碰撞后m1的速度为v1′，碰撞后m2的速度为v2′，则，， 若两球碰撞过程动量守恒，则有 又根据题意有 联立解得 【小问3详解】 若两球的碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，有 又因为，，， 联立可得 又因为两球碰撞过程动量守恒，满足 整理可得 13. 如图所示，光滑水平面上放一木板A，质量M=6kg，小铁块B（可视为质点）质量为m=2kg，木板A和小铁块B之间的动摩擦因数μ=0.3，小铁块B以v0=10m/s的初速度从木板A的左端冲上木板，恰好不滑离木板（g取10m/s2），则： （1）A、B速度相同时，相同速度的大小为多少？ （2）薄木板的长度为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光滑水平面上，木板和小铁块组成的系统合外力为零，满足动量守恒。设共速后的速度为，取初速度方向为正方向，由动量守恒定律 解得 【小问2详解】 恰好不滑离木板，说明二者共速时，刚好到达的右端，相对于的相对位移等于木板长度。 系统损失的动能全部转化为内能，大小等于滑动摩擦力乘以相对位移，由能量守恒 代入数据解得 14. 如图所示，水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接，圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度，现有质量的带电体（可视为质点）放在水平轨道上点处，、两点距离，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的端时，速度大小为，已知带电体所带电荷量，取，求： （1）求带电体运动到圆弧轨道的端时对圆弧轨道的压力的大小； （2）求带电体经过段克服摩擦力做的功为多大？ （3）求点与带电体到达最高点（图中未画出）之间的电势差 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电体从到，水平轨道光滑，只有电场力做功。电场力 由动能定理 解得 在点，向心力竖直向上，由牛顿第二定律 联立解得 根据牛顿第三定律，对轨道的压力大小为 【小问2详解】 从到，电场力做正功，水平位移，重力做负功，高度上升，有， 动能变化 由动能定理 解得 故克服摩擦力做功 【小问3详解】 带电体在点速度竖直向上，此后在重力和电场力作用下做曲线运动。从到最高点，竖直方向 水平方向初速为零，加速度，水平位移 点与B点的水平距离 电场向右，、间电势差 15. 在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m，电荷量为q（q>0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°。运动中粒子仅受电场力作用。 （1）求电场强度的大小； （2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？ （3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？ 【答案】（1）；（2）；（3）0或 【解析】 【详解】（1）由题意知在A点速度为零的粒子会沿着电场线方向运动，由于q>0，故电场线由A指向C，根据几何关系可知 所以根据动能定理有 解得 （2）根据题意可知要使粒子动能增量最大则沿电场线方向移动距离最多，做AC垂线并且与圆相切，切点为D，即粒子要从D点射出时沿电场线方向移动距离最多，粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系有 而电场力提供加速度有 联立各式解得粒子进入电场时的速度 （3）因为粒子在电场中做类平抛运动，粒子穿过电场前后动量变化量大小为mv0，即在电场方向上速度变化为v0，过C点做AC垂线会与圆周交于B点 故由题意可知粒子会从C点或B点射出。当从B点射出时由几何关系有 电场力提供加速度 联立解得 当粒子从C点射出时初速度为0，粒子穿过电场前后动量变化量的大小为，该粒子进入电场时的速率应为或。 另解： 由题意知，初速度为0时，动量增量的大小为，此即问题的一个解。自A点以不同的速率垂直于电场方向射入电场的粒子，动量变化都相同，自B点射出电场的粒子，其动量变化量也恒为，由几何关系及运动学规律可得，此时入射速率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $