精品解析：河南名校大联考2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题

高二物理试卷（一） 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于静电的利用与防止的说法，正确的是（ ） A. 静电复印是利用摩擦起电创生新电荷让墨粉导电的 B. 避雷针是利用尖端放电原理来保护建筑物免遭雷击的 C. 油罐车尾部拖一条铁链，是为了防止油渗漏 D. 印刷厂中保持适当的湿度，是为了保持纸张的粘性 2. 某电解池内，如果在1s内共有个一价正离子和个二价负离子通过面积为0.2m2的某横截面，，那么通过这个横截面的电流是（ ） A. 2.4A B. 4.0A C. 2.0A D. 1.6A 3. 三个完全相同的绝缘带电小球A、B、C放置在光滑绝缘水平面上，A球带电荷量为，B球带电荷量为，A、B固定不动，间距为，小球大小远小于，可视为点电荷。现将C球缓慢移至A、B连线上的某位置（A、B之间），使得C球处于静止状态，则C球应放置在（ ） A. A、B连线中点 B. A、B连线距A球处 C. A、B连线距A球处 D. A、B连线距A球处 4. 如图所示，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电荷量可视为不变，则下列说法正确的是（ ） A. 图甲中减小两板正对面积，板间电场强度变大，静电计指针张角变大 B. 图乙中增大两板间距，板间电场强度不变，静电计指针张角不变 C. 图丙中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大 D. 图丙中，在两板间插入导体，静电计指针张角变大 5. 某同学想探究导电溶液是否与金属一样遵从电阻定律。他拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，用铁棒塞住两端管口，形成一段封闭的盐水柱。他测量出盐水柱的长度为20cm，横截面积为1cm2，并测出此时盐水柱的电阻等于8Ω。然后，他把橡胶管的两端拉长，使盐水柱长度变为100cm。如果溶液的电阻也遵从电阻定律，则此盐水的电阻率及100cm长的盐水柱的电阻值分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 6. 某种静电分析器简化图如图所示，在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。一电子a自A点垂直电场射入，恰好做圆周运动，运动轨迹为ABC，半径为r。另一电子b自A点垂直电场射入，轨迹为弧APQ，其中P、B、O共线，已知B、P间的电势差为U，，a电子入射动能为Ek，则（ ） A. B点的电场强度为 B. P点的电场强度大于C点的电场强度 C. b电子在P点的动能小于在Q点的动能 D. b电子全程克服电场力做的功等于 7. 如图甲所示，水平面上固定着倾角的足够长的光滑绝缘斜面，以斜面顶端O点为坐标原点，沿斜面向下为x轴的正方向，有部分区域分布着沿x轴方向的电场。在斜面顶端O点由静止释放一质量为m、电荷量为q（）的滑块（可视为点电荷），其沿斜面向下运动的过程中机械能随位置x变化的关系如图乙所示。滑块在处的加速度，、处斜率均为0。不考虑空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 从位置，滑块的电势能一直减小 B. 滑块在、处的加速度相同 C. 滑块的动能先减小后增大再减小 D. 处的电场强度 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，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在由正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（ ） A. A、B两点电场强度不相等 B. A、B两点电场强度相等 C. 感应电荷产生的附加电场 D. 当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动 9. 某示波管的示意图如图所示，电子由电子枪加速后进入偏转电场，如果在偏转电极上加一个电压，则电子束将会偏转，并飞出偏转电场。下列措施中能使电子偏转距离变小的是（ ） A. 增大偏转极板长度 B. 减小偏转极板长度 C. 将偏转电压降低 D. 减小偏转极板间的距离 10. 如图所示，竖直平面内固定一半径为的光滑绝缘圆轨道，点与圆心等高，与的夹角，。空间存在平行于轨道平面的匀强电场，一个质量为、电荷量为、可视为质点的小球，从轨道上点以竖直向下的初速度开始运动，到达位置时速度达到最大，到达位置时机械能最小，且恰能做完整的圆周运动。重力加速度大小为，。下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的方向由指向 B. 在位置时小球对轨道的压力最大 C. 电场强度的大小 D. 三、非选择题：共54分。 11. 某同学使用如图所示的装置探究“影响电荷间作用力大小的因素”。将带电小球固定在绝缘支架上，用轻质绝缘丝线将带电小球（质量为）悬挂于点。球偏离竖直方向，稳定时丝线与竖直方向的夹角为，此时两球球心在同一水平线上，间距为。重力加速度大小为。 （1）小球所受库仑力的大小为___________（用、、表示）。 （2）为了验证库仑力与两球间距的平方成反比，请写出具体的实验过程和方法：_______________________________________________________。 （3）若某组实验中测得，，取，，则此时两球间的库仑力大小___________。 12. “宋应星”研究小组在测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为的电阻R、电源、单刀双掷开关S按如图甲所示的电路图进行连接，先使开关S与1相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关掷向2，电容器放电，直至放电完毕，与电压传感器连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，且计算机对图乙进行数据处理并记录了图线与时间轴所围面积的信息。 （1）该电容器的电容为________F。（结果保留两位有效数字） （2）放电电流与充电电流方向________（填“相同”或“相反”）。 （3）改变电阻R的阻值________（填“会”或“不会”）影响电容器所带最大电荷量。 13. 如图所示，电荷量为的小球固定在绝缘水平面上，电荷量为的小球恰好在光滑绝缘竖直墙壁上保持静止，球到水平面的距离为，两球连线与竖直方向的夹角为，静电力常量为，重力加速度大小为，两球都可看成点电荷。求： （1）小球的质量； （2）竖直墙壁对小球的弹力大小。 14. 平行板电容器两极板间加了如图所示的周期性电压，周期为，正向电压为，时刻，在极板无初速度地释放一质子，质子的质量为，电荷量为，不计重力作用，时刻，质子恰好到达极板。 （1）求两极板间的距离； （2）时刻，质子以一初速度从极板沿垂直极板方向向极板运动，时刻，质子恰好到达极板，其他条件不变，求质子的初速度大小。 15. 如图所示，长为的轻质细线一端固定在点，另一端系一质量0.2kg、电荷量的带电滑块，在固定点的正下方的P点垂直于竖直平面插入一颗光滑的钉子，钉子到的距离。现将细线拉至水平状态，使滑块由静止释放，滑块运动到B处时细线恰好断裂，滑块水平飞出。带电滑块平抛飞出后经过一竖直向上的匀强电场区域（只存在于B、C之间），恰好从C点沿圆弧切线进入水平地面上固定的半径的圆弧形槽，槽的圆心为，最低点为D，且。已知B点与点等高，滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.2，最终滑块停在距离D点1m处的Q点，取重力加速度大小，，不计空气阻力。 （1）求细线最大承受力； （2）该带电滑块带什么电？并求匀强电场的电场强度大小。 （3）求滑块经过电场区域时电势能的增量及在上克服摩擦力做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理试卷（一） 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于静电的利用与防止的说法，正确的是（ ） A. 静电复印是利用摩擦起电创生新电荷让墨粉导电的 B. 避雷针是利用尖端放电原理来保护建筑物免遭雷击的 C. 油罐车尾部拖一条铁链，是为了防止油渗漏 D. 印刷厂中保持适当的湿度，是为了保持纸张的粘性 【答案】B 【解析】 【详解】A．静电复印是利用带电的硒鼓（感光鼓）对墨粉的静电吸附作用工作的，整个过程中电荷只发生转移，并没有创生新电荷，也不是靠摩擦起电让墨粉导电，A错误； B．避雷针的针尖很尖，带电云层靠近建筑物时，针尖发生尖端放电，把云层中的电荷不断中和，从而保护建筑物免遭雷击，B正确； C．油罐车运输过程中油与罐壁摩擦产生静电，尾部拖一条铁链是为了把静电及时导入大地，防止放电火花引燃油气，不是为了防止油渗漏，C错误； D．印刷厂中纸张摩擦容易产生静电，保持适当的湿度可以增加空气的导电性，使静电及时导走，避免静电带来的危害，不是为了保持纸张的粘性，D错误。 故选B。 2. 某电解池内，如果在1s内共有个一价正离子和个二价负离子通过面积为0.2m2的某横截面，，那么通过这个横截面的电流是（ ） A. 2.4A B. 4.0A C. 2.0A D. 1.6A 【答案】B 【解析】 【详解】正离子带正电，负离子带负电但运动方向相反，二者形成的电流方向相同，所以通过横截面的电荷量取两种离子电荷量绝对值之和。根据电流定义，正离子通过的电荷量为 负离子通过的电荷量绝对值为 所以内通过横截面的总电荷量为 代入和，得 故选B。 3. 三个完全相同的绝缘带电小球A、B、C放置在光滑绝缘水平面上，A球带电荷量为，B球带电荷量为，A、B固定不动，间距为，小球大小远小于，可视为点电荷。现将C球缓慢移至A、B连线上的某位置（A、B之间），使得C球处于静止状态，则C球应放置在（ ） A. A、B连线中点 B. A、B连线距A球处 C. A、B连线距A球处 D. A、B连线距A球处 【答案】C 【解析】 【详解】球电荷量的绝对值为，到球的距离为，静电力常量为。球所受重力与支持力平衡；由于球与球均带正电，球在两球之间受到的两个库仑力方向相反。由库仑定律及平衡条件得 约去公共因子，并利用两段距离均为正，得 解得 故选C。 4. 如图所示，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电荷量可视为不变，则下列说法正确的是（ ） A. 图甲中减小两板正对面积，板间电场强度变大，静电计指针张角变大 B. 图乙中增大两板间距，板间电场强度不变，静电计指针张角不变 C. 图丙中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大 D. 图丙中，在两板间插入导体，静电计指针张角变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据平行板电容器电容的决定式 题图甲中减小两板正对面积，可知电容器电容减小，平行板电容器带电荷量不变， 根据 可知电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大， 根据 可知板间电场强度增大，A正确； B．题图乙中增大两板间距，可知电容器电容减小，平行板电容器带电荷量不变，则电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大，根据 ，， 可得 可知增大两板间距，板间电场强度不变，B错误； C．题图丙中，在两板间插入其他介质，介电常数增大，可知电容器电容增大，平行板电容器带电荷量不变，则电容器两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小，C错误； D．题图丙中，在两板间插入导体，相当于 减小，可知电容器电容增大，平行板电容器带电荷量不变，则电容器两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小，D错误。 故选A。 5. 某同学想探究导电溶液是否与金属一样遵从电阻定律。他拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，用铁棒塞住两端管口，形成一段封闭的盐水柱。他测量出盐水柱的长度为20cm，横截面积为1cm2，并测出此时盐水柱的电阻等于8Ω。然后，他把橡胶管的两端拉长，使盐水柱长度变为100cm。如果溶液的电阻也遵从电阻定律，则此盐水的电阻率及100cm长的盐水柱的电阻值分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】设盐水的电阻率为，拉长前盐水柱的长度、横截面积和电阻分别为，和。由电阻定律有，解得 拉长后盐水柱的长度、横截面积和电阻分别记为，和。封闭盐水柱的体积不变，有 解得拉长后的横截面积为 盐水的成分和温度不变，电阻率不变。由电阻定律得 故选A。 6. 某种静电分析器简化图如图所示，在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。一电子a自A点垂直电场射入，恰好做圆周运动，运动轨迹为ABC，半径为r。另一电子b自A点垂直电场射入，轨迹为弧APQ，其中P、B、O共线，已知B、P间的电势差为U，，a电子入射动能为Ek，则（ ） A. B点的电场强度为 B. P点的电场强度大于C点的电场强度 C. b电子在P点的动能小于在Q点的动能 D. b电子全程克服电场力做的功等于 【答案】A 【解析】 【详解】A．a电子自A点垂直电场射入后恰好做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则 又 解得 ，A正确； B．B、C两点到圆心O的距离相等，处在同一等势面上，该处电场线疏密程度相同，则 P点到圆心的距离更大，该处电场线比B点处稀疏，则 ，B错误； C．b电子从P点运动到Q点，沿电场线方向向外移动，电场力做负功，动能减小，则b电子在P点的动能大于在Q点的动能，C错误； D．A、C两点处在同一等势面上，电势相等，则 因电场强度沿半径向外减小，CQ段的平均电场强度小于BP段的平均电场强度，结合 可得 故b电子全程克服电场力做的功 ，D错误。 故选A。 7. 如图甲所示，水平面上固定着倾角的足够长的光滑绝缘斜面，以斜面顶端O点为坐标原点，沿斜面向下为x轴的正方向，有部分区域分布着沿x轴方向的电场。在斜面顶端O点由静止释放一质量为m、电荷量为q（）的滑块（可视为点电荷），其沿斜面向下运动的过程中机械能随位置x变化的关系如图乙所示。滑块在处的加速度，、处斜率均为0。不考虑空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 从位置，滑块的电势能一直减小 B. 滑块在、处的加速度相同 C. 滑块的动能先减小后增大再减小 D. 处的电场强度 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，从过程中，滑块的机械能始终减小，则从的过程中，电场力对滑块始终做负功，滑块的电势能始终增大，选项A错误； B．过程中机械能减小，电场力对滑块始终做负功，电场力向上，图像斜率变小，说明电场力变小，重力沿斜面向下的分量不变，滑块受到的合力发生变化，加速度也随之发生变化，故B错误； C．滑块运动的过程中，过程中机械能不变，只受重力和斜面的弹力，下滑时重力势能减小，动能增大，与动能先减小不符，故C错误。 D．图像斜率的绝对值表示向上的电场力大小，滑块在处的加速度，因机械能在减小，此处加速度应向上，则滑块在处有 解得，选项D正确； 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，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在由正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（ ） A. A、B两点电场强度不相等 B. A、B两点电场强度相等 C. 感应电荷产生的附加电场 D. 当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．静电平衡时，导体内部的合电场强度处处为零，否则自由电子会发生定向移动。因此与两点的电场强度相等，故A错误，B正确； C．设正点电荷的电荷量为，到导体内某点的距离为，静电力常量为，则该点电荷在此处产生的场强大小为。静电平衡时，感应电荷产生的附加电场与外电场在导体内部每一点等大反向。由图可知点距正点电荷更近，因此附加场强，故C错误； D．闭合开关后，导体与大地连通。在外部正点电荷的吸引下，电子从大地经导线移向导体，使导体带负电，故D正确。 故选BD。 9. 某示波管的示意图如图所示，电子由电子枪加速后进入偏转电场，如果在偏转电极上加一个电压，则电子束将会偏转，并飞出偏转电场。下列措施中能使电子偏转距离变小的是（ ） A. 增大偏转极板长度 B. 减小偏转极板长度 C. 将偏转电压降低 D. 减小偏转极板间的距离 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设加速电压为，电子在加速电场中由动能定理得 设偏转电压为，电子在偏转电场中做类平抛运动，沿电场方向有 其中， 联立得，则增大偏转极板长度时偏转距离变大，A错误； B．由可知，减小偏转极板长度时偏转距离变小，B正确； C．由可知，将偏转电压降低时偏转距离变小，C正确； D．由可知，减小偏转极板间的距离时偏转距离变大，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，竖直平面内固定一半径为的光滑绝缘圆轨道，点与圆心等高，与的夹角，。空间存在平行于轨道平面的匀强电场，一个质量为、电荷量为、可视为质点的小球，从轨道上点以竖直向下的初速度开始运动，到达位置时速度达到最大，到达位置时机械能最小，且恰能做完整的圆周运动。重力加速度大小为，。下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的方向由指向 B. 在位置时小球对轨道的压力最大 C. 电场强度的大小 D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．C 点机械能最小，正电荷在 C 点电势能最大，C 点是圆周电势最高点；匀强电场中圆周电势最高、最低点连线为直径，故电场沿 CO，电场由高电势指向低电势，电场方向 C→O，故A 错误。 B．B点是等效重力场的“最低点”，小球从圆周其他位置向B运动时，等效合力持续做正功，到达B点时动能（速度）达到最大值；此时轨道的支持力需要同时抵消等效合力、提供圆周运动向心力，因此小球在B点受到的轨道支持力最大，根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力也最大，故B正确； C．将重力沿OB、OC方向正交分解，已知，，电场力沿CO方向，因此重力沿CO方向的分力为，沿OB方向的分力为。 由于等效合力沿OB方向，说明OC方向合力为0，即电场力与重力的OC分量平衡  解得 故C错误； D．先求等效合力大小：等效合力仅由OB方向的重力分量提供  小球恰能做完整圆周运动的临界条件是在等效重力场的“最高点”（与B点关于O对称的点，记为D），轨道支持力为0，等效合力完全提供向心力 即​ 解得 从A点到等效最高点D用动能定理 代入数值 整理后解得​​  故D正确； 故选 BD。 三、非选择题：共54分。 11. 某同学使用如图所示的装置探究“影响电荷间作用力大小的因素”。将带电小球固定在绝缘支架上，用轻质绝缘丝线将带电小球（质量为）悬挂于点。球偏离竖直方向，稳定时丝线与竖直方向的夹角为，此时两球球心在同一水平线上，间距为。重力加速度大小为。 （1）小球所受库仑力的大小为___________（用、、表示）。 （2）为了验证库仑力与两球间距的平方成反比，请写出具体的实验过程和方法：_______________________________________________________。 （3）若某组实验中测得，，取，，则此时两球间的库仑力大小___________。 【答案】（1） （2）根据实验装置，保持小球A、B的电荷量不变，多次改变两球的间距，分别测量每次的两球间距r和丝线与竖直方向的夹角θ，再进行后续的数据处理，计算每组数据对应的和，作图像，若图像为过原点的直线，则验证 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据小球B受力分析图可知，所受库仑力的大小为 【小问2详解】 根据实验装置，保持小球A、B的电荷量不变，多次改变两球的间距，分别测量每次的两球间距r和丝线与竖直方向的夹角θ，再进行后续的数据处理，计算每组数据对应的和，作图像，若图像为过原点的直线，则验证。 【小问3详解】 两球间的库仑力大小 12. “宋应星”研究小组在测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为的电阻R、电源、单刀双掷开关S按如图甲所示的电路图进行连接，先使开关S与1相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关掷向2，电容器放电，直至放电完毕，与电压传感器连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，且计算机对图乙进行数据处理并记录了图线与时间轴所围面积的信息。 （1）该电容器的电容为________F。（结果保留两位有效数字） （2）放电电流与充电电流方向________（填“相同”或“相反”）。 （3）改变电阻R的阻值________（填“会”或“不会”）影响电容器所带最大电荷量。 【答案】（1） （2）相反 （3）不会 【解析】 【小问1详解】 由电容的计算公式得。 【小问2详解】 放电电流与充电电流方向相反。 【小问3详解】 改变电阻R的阻值，电容器电容不变，电容器两端最大充电电压不变，所带最大电荷量不变。 13. 如图所示，电荷量为的小球固定在绝缘水平面上，电荷量为的小球恰好在光滑绝缘竖直墙壁上保持静止，球到水平面的距离为，两球连线与竖直方向的夹角为，静电力常量为，重力加速度大小为，两球都可看成点电荷。求： （1）小球的质量； （2）竖直墙壁对小球的弹力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 取小球为研究对象。小球静止，受到重力、竖直墙壁的弹力和小球的库仑力。设两球间距离为，由库仑定律得库仑力大小为。为明确两球连线、竖直距离和夹角的几何关系，补充示意图如下 由图中几何关系得 竖直方向平衡，有 将上述库仑力表达式和几何关系代入竖直平衡方程，整理得 【小问2详解】 小球在水平方向平衡，墙壁弹力与库仑力的水平分量大小相等，故 代入前述库仑力表达式和几何关系，整理得 14. 平行板电容器两极板间加了如图所示的周期性电压，周期为，正向电压为，时刻，在极板无初速度地释放一质子，质子的质量为，电荷量为，不计重力作用，时刻，质子恰好到达极板。 （1）求两极板间的距离； （2）时刻，质子以一初速度从极板沿垂直极板方向向极板运动，时刻，质子恰好到达极板，其他条件不变，求质子的初速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由电压随时间变化的图像可知，内两板间电压为，内电压为零。取由极板垂直指向极板的方向为正方向。正向电压作用时，电场沿正方向，质子做匀加速直线运动；电压为零时，质子做匀速直线运动。设正向电压作用时的电场强度大小为、质子的加速度为，由匀强电场中电势差与场强的关系得，质子只受电场力，由牛顿第二定律得，联立得 设时质子的速度为，加速段与匀速段的位移分别为和。质子从静止开始加速，时间为，由匀变速直线运动的速度公式得，由位移公式得，随后质子以匀速运动，时间为，位移为 质子在时恰好到达极板，故板间距为 联立加速度与板间距的关系，取板间距的正值，得 【小问2详解】 板间距及正向电压不变，质子加速时的加速度仍为。设本次时质子的速度为，加速段与匀速段的位移分别为和。在内，质子以为初速度做匀加速直线运动，加速时间为，由速度公式得 由位移公式得 在内，质子以匀速运动，时间为，位移为 质子仍在时恰好到达极板，因此 将第（1）问中板间距与加速度的关系代入，解得 再代入加速度表达式及第（1）问求得的板间距，得 15. 如图所示，长为的轻质细线一端固定在点，另一端系一质量0.2kg、电荷量的带电滑块，在固定点的正下方的P点垂直于竖直平面插入一颗光滑的钉子，钉子到的距离。现将细线拉至水平状态，使滑块由静止释放，滑块运动到B处时细线恰好断裂，滑块水平飞出。带电滑块平抛飞出后经过一竖直向上的匀强电场区域（只存在于B、C之间），恰好从C点沿圆弧切线进入水平地面上固定的半径的圆弧形槽，槽的圆心为，最低点为D，且。已知B点与点等高，滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.2，最终滑块停在距离D点1m处的Q点，取重力加速度大小，，不计空气阻力。 （1）求细线最大承受力； （2）该带电滑块带什么电？并求匀强电场的电场强度大小。 （3）求滑块经过电场区域时电势能的增量及在上克服摩擦力做的功。 【答案】（1） （2）带正电； （3）； 【解析】 【小问1详解】 滑块到达点时的速度大小记为，从点由静止运动到点下降高度为，绳的拉力不做功，由机械能守恒定律得，解得 绳绕过钉子后，滑块在点的圆周运动半径缩为，此时细线恰好断裂，拉力达到最大承受力。取指向钉子的方向为正方向，由牛顿第二定律得 因此细线最大承受力为 【小问2详解】 取水平向右、竖直向下分别为水平、竖直方向的正方向。设滑块在点的速度大小为，水平、竖直分速度分别为和。滑块沿圆弧切线进入槽，速度垂直于半径，而水平方向垂直于，所以速度与水平方向的夹角也为，速度分解如图所示 电场力和重力均沿竖直方向，水平方向做匀速直线运动，故，由速度分解有和，所以 由点与点等高，滑块从到的下降高度为 用表示滑块竖直向下的加速度，因竖直方向初速度为零，由匀变速直线运动规律得 解得 由于，电场力必竖直向上，与电场方向相同，因此滑块带正电。以题给表示电荷量大小，由牛顿第二定律得 解得匀强电场的电场强度大小为 【小问3详解】 从到，电场力竖直向上，滑块的竖直位移向下，电场力做负功，有 电场力做功等于电势能的减少量，所以电势能的增量为 由第（2）问的速度分解关系，滑块到达点时的速度大小为 由圆弧的几何关系，点到点的下降高度为 设滑块在段、段克服摩擦力做的功分别为和，水平地面的动摩擦因数为，段的位移大小为。滑块在水平地面上运动时，支持力与重力平衡，故滑动摩擦力大小为 在段克服摩擦力做的功为 从点到点，滑块不受电场力，支持力不做功，重力做正功，摩擦力做负功，且到点时速度为零。由动能定理得 解得滑块在段克服摩擦力做的功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $