精品解析:广东江门市棠下中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题
2026-10-18
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内容正文:
2026-2027学年高二年级第一学期10月份考试物理试题
一、单项选择题:本大题共7小题。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 某同学对电学中相关概念和公式的理解如下,下列说法正确的是( )
A. 把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功,初位置的电势比末位置电势低
B. 由,电容器的电容和Q成正比,和U成反比
C. 在中,、分别是匀强电场中任意两点间的电势差和距离
D. 由,电荷在电场中电势能越大,电荷所在位置电势越高
2. 绝缘泡沫板上安装有一绝缘支架,支架一端通过丝线悬吊着一个金属球。现通过接触使金属球带上一定量的负电,然后在小球下方(带上绝缘手套)不断叠放原本不带电的硬币,硬币始终未和小球接触,则下列说法正确的是( )
A. 丝线上的拉力保持不变
B. 丝线上的拉力会不断减小
C. 最上方的硬币会带正电
D. 用手触摸(不带绝缘手套)最下面的硬币,最上方的硬币所带电荷会消失
3. 一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以做直线运动,其v-t图像如图所示,粒子在时刻运动到B点,3时刻运动到C点,下列判断正确的是
A. A、B、C三点的电势关系为
B. A、B、C三点场强大小关系为
C. 粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少
D. 粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功
4. 某电场的电场线分布如图中实线所示,虚线为一带电粒子的运动轨迹,则以下说法正确的是( )
A. 该粒子带负电
B. 粒子在a点处的加速度大于在d点处的加速度
C. 电场中b点的电势小于c点的电势
D. 粒子在b点的电势能大于在d点的电势能
5. 如图所示,电源的电动势为、内阻为,平行板电容器下极板和静电计外壳均接地,开关K保持闭合,平行板电容器之间O处的带电粒子处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 处的带电粒子带正电
B. 将上极板水平向左缓慢移动一小段距离,则点的电势将变大
C. 将下极板竖直向下缓慢移动一小段距离,处的带电粒子向上加速运动
D. 断开开关,将上极板竖直向下缓慢移动一小段距离,则电容器的电容变大,平行板间的电场强度不变
6. 如图所示的心脏除颤器用脉冲电流作用于心脏,实施电击治疗,使心脏恢复窦性心律。心脏除颤器的核心元件是电容器,治疗前先向电容器充电,工作时对患者皮肤上的两个电极板放电,让电荷通过心脏,刺激心脏恢复正常跳动。该心脏除颤器的电容器电容是25μF,充电至4kV电压,如果电容器在4ms时间内完成放电,则下列说法正确的是( )
A. 电容器放电过程通过人体组织的电流恒定
B. 电容器的击穿电压为4kV
C. 此次放电有1C的电荷量通过人体组织
D. 此次放电通过人体的平均电流为25A
7. 如图所示,平行板电容器两极板与电源、开关构成回路,闭合开关,一带电粒子从上极板左侧边缘平行于极板射入后恰好从下极板右侧边缘射出,粒子重力不计,下列措施能使带电粒子打到下极板上的是( )
A. 仅增大入射初速度
B. 仅减小粒子的电荷量
C. 仅增大电源的电压
D. 仅增大粒子的质量
二、多项选择题:本大题共3小题。在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目要求。
8. 如图甲所示,一个点电荷产生的电场中,坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为和。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都与轴的正方向相同,电场力与试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙所示,放在A点的电荷带正电,放在点的电荷带负电。已知静电力常量,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度的大小为,方向沿轴正方向
B. 点的电场强度的大小为,方向沿轴负方向
C. 点电荷的位置坐标为
D. 点电荷带负电,其所带电荷量为
9. 如图所示,在匀强电场中,一电荷量为的点电荷从点运动到点,静电力做功为,M、N两点的距离为,,则( )
A. 点的电势比点的低
B. M、N两点之间的电势差为
C. 该电场的电场强度大小为
D. 该电场的电场强度大小为
10. 如图所示,质量为m、带电荷量为q的带电微粒,以初速度从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,微粒通过电场中B点时速率,方向与电场的方向一致,则下列说法中正确的是( )
A. 微粒所受的电场力大小是其所受重力的2倍
B. 带电微粒的机械能增加了
C. A、B两点间的电势差为
D. A、B两点间的电势差为
三、非选择题:本大题共5小题。
11. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中,按图1所示连接电路.电源电动势为,内阻可以忽略.单刀双郑开关先跟2相接,某时刻开关改接1,一段时间后,把开关再改接2.实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况.
(1)开关改接2后,电容器进行的是__________(选填“充电”或“放电”)过程.此过程得到的图像如图2所示.如果不改变电路其他参数,只减小电阻的阻值,则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将___________(选填“减小”、“不变”或“增大”).
(2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量,则该电容器的电容为__________
(3)关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状,可能正确的有____________(为电容器极板所带的电荷量,为两板的电势差).
A. B.
C. D.
12. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。如图,两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接,板间产生匀强电场。用喷雾器向透明的圆柱形容器里喷入带电油滴,板间油滴P悬浮在两板间保持静止,已知重力加速度为g。
(1)由以上信息可知,带电油滴带_____电(填“正”或“负”)。
(2)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有_____。
A.油滴质量m B.两板间的电压U C.两板的长度L D.两板间的距离d
(3)用(2)测出的物理量符号和重力加速度g表示出该油滴的电荷量q=_____。
(4)在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷。
(5)在某次测量中,发现某油滴静止在两极板中央,若将极板电压减小为原来的四分之一,这个油滴运动到极板的时间为t=_____。(用测出的物理量符号与g表示)
13. 如图所示,倾斜放置的平行板电容器,两个极板正对且与水平面成θ角,极板的长度为L,极板间电场可视为匀强电场。一带正电小球以某一初速度从A板边缘进入,沿图中水平直线到达B板边缘时速度恰好减为0。已知带电小球的比荷为k,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场电场强度的大小和方向;
(2)两极板间的电压和小球初速度的大小。
14. 如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷为圆心的某一圆周交于两点,质量为,电荷量为的有孔球从杆上的点无初速度下滑,已知小球滑到点时速度大小为。求:
(1)小球由到的过程中电场力做的功;
(2)、两点间的电势差;
(3)小球滑到点时的速度大小。
15. 如图所示,竖直平面直角坐标系,第Ⅲ象限内固定有半径为的四分之一光滑绝缘圆弧轨道BC,轨道的圆心在坐标原点O,B端在轴上,C端在轴上,同时存在大小为,方向水平向右的匀强电场。第Ⅳ象限与之间有大小为,方向竖直向下的匀强电场。现将一质量为,电荷量为的带负电小球从B点正上方高处的A点由静止释放,并从B点进入圆弧轨道,重力加速度用表示,求:
(1)小球经过C点时的速度大小;
(2)小球在第Ⅲ象限受到轨道支持力的最大值;
(3)小球运动到轴右侧后与轴的交点坐标。
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2026-2027学年高二年级第一学期10月份考试物理试题
一、单项选择题:本大题共7小题。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 某同学对电学中相关概念和公式的理解如下,下列说法正确的是( )
A. 把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功,初位置的电势比末位置电势低
B. 由,电容器的电容和Q成正比,和U成反比
C. 在中,、分别是匀强电场中任意两点间的电势差和距离
D. 由,电荷在电场中电势能越大,电荷所在位置电势越高
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据可知,把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功,则初、末位置的电势差小于零,所以初位置的电势比末位置电势低,故A正确;
B.为电容定义式,电容器的电容只由电容器自身因素决定,与和都无关,故B错误;
C.在中,是两点间的电势差,而是两点沿着电场线方向上的距离,故C错误;
D.由知,正电荷在电场中电势能越大,电荷所在位置电势越高,而负电荷在电场中电势能越大,电荷所在位置电势越低,故D错误。
故选A。
2. 绝缘泡沫板上安装有一绝缘支架,支架一端通过丝线悬吊着一个金属球。现通过接触使金属球带上一定量的负电,然后在小球下方(带上绝缘手套)不断叠放原本不带电的硬币,硬币始终未和小球接触,则下列说法正确的是( )
A. 丝线上的拉力保持不变
B. 丝线上的拉力会不断减小
C. 最上方的硬币会带正电
D. 用手触摸(不带绝缘手套)最下面的硬币,最上方的硬币所带电荷会消失
【答案】C
【解析】
【详解】AB.金属球带负电,下方硬币发生静电感应后,最上端会感应出正电,小球与硬币间存在异种电荷的吸引力。不断叠放硬币时,硬币堆越来越高,距离小球越来越近,吸引力逐渐增大,由平衡条件可知,丝线拉力的大小与小球重力和吸引力的合力大小相等,因此拉力会不断增大,故AB错误;
C.硬币互相接触,整体是导体。根据静电感应规律,同种电荷相互排斥,金属球的负电荷会将硬币中的自由负电荷排斥到远离小球的远端(硬币堆下端),因此靠近小球的最上方硬币会感应出正电,故C正确;
D.用手触摸最下方硬币时,仅会将硬币远端的负电荷通过人体导到大地上,上方带负电的金属球仍然存在,静电感应依旧存在,正电荷仍会被吸引在最上方硬币处,因此最上方硬币的电荷不会消失,故D错误。
故选C。
3. 一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以做直线运动,其v-t图像如图所示,粒子在时刻运动到B点,3时刻运动到C点,下列判断正确的是
A. A、B、C三点的电势关系为
B. A、B、C三点场强大小关系为
C. 粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少
D. 粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A、因为不知道带电粒子的电性,所以无法判断电势的关系,故A错误;
B、由速度图像可知,加速度先增大后减小,所以B点的加速度最大,电场强度最大,故B错误;
C、由图像可知:动能先减小后增大,根据能量守恒可知:电势能先增后减小,故C正确;
D、因为电势能先增大后减小,所以电场力先做负功后做正功,故D错误;
故选C.
【点睛】速度图像的斜率大小表示加速度的大小,根据速度大小可知动能的变化,根据能量守恒可知电势能的变化.
4. 某电场的电场线分布如图中实线所示,虚线为一带电粒子的运动轨迹,则以下说法正确的是( )
A. 该粒子带负电
B. 粒子在a点处的加速度大于在d点处的加速度
C. 电场中b点的电势小于c点的电势
D. 粒子在b点的电势能大于在d点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于粒子受力方向指向运动轨迹的内侧,结合电场线的方向可知,其所受电场力方向与电场方向基本相同,故粒子带正电,故A错误。
B.同一电场中,电场线越密集的地方,电场强度越大,则根据电场线的分布情况可知,点的电场强度小于点的电场强度,根据牛顿第二定律可知,点的加速度小于点的加速度,故B错误。
C.因为沿着电场线的方向,电势逐渐降低,故点电势高于点电势,故C错误。
D.若粒子由到,结合前面分析可知,电场力做正功,则电势能减小,则粒子在点的电势能大于在点的电势能,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,电源的电动势为、内阻为,平行板电容器下极板和静电计外壳均接地,开关K保持闭合,平行板电容器之间O处的带电粒子处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 处的带电粒子带正电
B. 将上极板水平向左缓慢移动一小段距离,则点的电势将变大
C. 将下极板竖直向下缓慢移动一小段距离,处的带电粒子向上加速运动
D. 断开开关,将上极板竖直向下缓慢移动一小段距离,则电容器的电容变大,平行板间的电场强度不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.电源正极连接上极板,下极板接地,板间电场竖直向下。带电粒子静止,重力竖直向下,电场力必须竖直向上,因此粒子带负电,故A错误;
B.开关闭合且电容器达到稳定状态时,电路中没有电流,内阻无压降,两板电压等于电源电动势。上极板水平移动不改变板间距,忽略边缘效应,板间场强不变;下极板接地,点距下极板的竖直距离也不变,由匀强电场中电势差与距离的关系知点电势不变,故B错误;
C.开关闭合时两板电压不变。下极板向下移动使板间距增大,板间场强减小,粒子所受向上的电场力随之减小,重力大于电场力,粒子向下加速,故C错误;
D.断开开关后,电容器所带电荷量不变。设极板正对面积为、间距为,介电常数为,静电力常量为。上极板下移使减小,由平行板电容器电容决定式可知电容增大,再由电容定义式知两板电压减小。结合匀强电场中场强与电压的关系,联立得,平行板间的电场强度不变,故D正确。
故选D。
6. 如图所示的心脏除颤器用脉冲电流作用于心脏,实施电击治疗,使心脏恢复窦性心律。心脏除颤器的核心元件是电容器,治疗前先向电容器充电,工作时对患者皮肤上的两个电极板放电,让电荷通过心脏,刺激心脏恢复正常跳动。该心脏除颤器的电容器电容是25μF,充电至4kV电压,如果电容器在4ms时间内完成放电,则下列说法正确的是( )
A. 电容器放电过程通过人体组织的电流恒定
B. 电容器的击穿电压为4kV
C. 此次放电有1C的电荷量通过人体组织
D. 此次放电通过人体的平均电流为25A
【答案】D
【解析】
【详解】A.电容器放电过程中,开始时电流较大,随着带电量的减小,放电电流逐渐减小,不是恒定的,故A错误;
B.心脏除颤器正常工作时,不会让其出现击穿现象,根据文中达到的充电电压可知,心脏除颤器的电容击穿电压大于4kV,故B错误;
C.根据
因此此次放电有0.1C的电荷量通过人体组织,故C错误;
D.根据
因此此次放电通过人体的平均电流为25A,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,平行板电容器两极板与电源、开关构成回路,闭合开关,一带电粒子从上极板左侧边缘平行于极板射入后恰好从下极板右侧边缘射出,粒子重力不计,下列措施能使带电粒子打到下极板上的是( )
A. 仅增大入射初速度
B. 仅减小粒子的电荷量
C. 仅增大电源的电压
D. 仅增大粒子的质量
【答案】C
【解析】
【详解】粒子在极板间做类平抛运动,打到下极板时,垂直极板方向上有,;沿极板方向上有
联立解得竖直偏转量
原来粒子恰好从下极板右侧边缘射出,说明,因此,要使粒子打到下极板上,必须让偏转量增大。
A.增大,与成反比,偏转量减小,粒子反而更容易从右侧射出,故A错误;
B.减小电荷量,与成正比,偏转量减小,故B错误;
C.增大电压,与成正比,偏转量增大,粒子会打到下极板,故C正确;
D.增大质量,与成反比,偏转量减小,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本大题共3小题。在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目要求。
8. 如图甲所示,一个点电荷产生的电场中,坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为和。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都与轴的正方向相同,电场力与试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙所示,放在A点的电荷带正电,放在点的电荷带负电。已知静电力常量,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度的大小为,方向沿轴正方向
B. 点的电场强度的大小为,方向沿轴负方向
C. 点电荷的位置坐标为
D. 点电荷带负电,其所带电荷量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,A点的电场强度的大小为
由于放在A点的电荷带正电,其所受电场力方向沿轴的正方向,则场强方向沿轴正方向,故A错误;
B.根据图乙可知,B点的电场强度的大小为
由于放在B点的电荷带负电,其所受电场力方向沿轴的正方向,则场强方向沿轴负方向,故B正确;
CD.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都与轴的正方向相同,放在A点的电荷带正电,放在点的电荷带负电,可知,A点位置的电场强度方向沿轴正方向,B点位置的电场强度方向沿轴负方向,可知,点电荷在A、B两点之间的某一位置,且点电荷带负电,令点电荷的位置坐标为x,结合上述有,
解得,,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图所示,在匀强电场中,一电荷量为的点电荷从点运动到点,静电力做功为,M、N两点的距离为,,则( )
A. 点的电势比点的低
B. M、N两点之间的电势差为
C. 该电场的电场强度大小为
D. 该电场的电场强度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.沿电场线方向电势降低,故点的电势比点的高,A错误;
B.由,可得M、N两点之间的电势差为,B正确;
CD.该电场的电场强度大小为,C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,质量为m、带电荷量为q的带电微粒,以初速度从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,微粒通过电场中B点时速率,方向与电场的方向一致,则下列说法中正确的是( )
A. 微粒所受的电场力大小是其所受重力的2倍
B. 带电微粒的机械能增加了
C. A、B两点间的电势差为
D. A、B两点间的电势差为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.微粒在竖直方向上受到重力作用,做匀减速直线运动,从A到B的运动时间为
水平方向上受到电场力作用做匀加速直线运动,加速度为
从A到B则有
整理得
电场力大小,故A正确;
B.根据功能关系可知,增加的机械能等于电场力做的功,则有,故B错误;
CD.A、B两点间的电势差为,故C正确,D错误。
故选AC。
三、非选择题:本大题共5小题。
11. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中,按图1所示连接电路.电源电动势为,内阻可以忽略.单刀双郑开关先跟2相接,某时刻开关改接1,一段时间后,把开关再改接2.实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况.
(1)开关改接2后,电容器进行的是__________(选填“充电”或“放电”)过程.此过程得到的图像如图2所示.如果不改变电路其他参数,只减小电阻的阻值,则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将___________(选填“减小”、“不变”或“增大”).
(2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量,则该电容器的电容为__________
(3)关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状,可能正确的有____________(为电容器极板所带的电荷量,为两板的电势差).
A. B.
C. D.
【答案】 ①. 放电 ②. 不变 ③. 575 ④. BD##DB
【解析】
【详解】(1)[1]开关改接2后,电容器进行的是放电过程;
[2]因图像与坐标轴所围成的面积等于电容器的带电量,则如果不改变电路其他参数,只减小电阻的阻值,则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。
(2)[3]该电容器的电容为
(3) [4]AB.电源给电容器充电时,刚开始电荷量的变化率较大,后来变化率减小,放电时,电荷量变化率刚开始比较大,后来变化率减小,故A错误、B正确;
CD.根据
且C不变可知,Q与U的变化情况相同,故C错误、D正确。
故选BD。
12. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。如图,两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接,板间产生匀强电场。用喷雾器向透明的圆柱形容器里喷入带电油滴,板间油滴P悬浮在两板间保持静止,已知重力加速度为g。
(1)由以上信息可知,带电油滴带_____电(填“正”或“负”)。
(2)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有_____。
A.油滴质量m B.两板间的电压U C.两板的长度L D.两板间的距离d
(3)用(2)测出的物理量符号和重力加速度g表示出该油滴的电荷量q=_____。
(4)在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷。
(5)在某次测量中,发现某油滴静止在两极板中央,若将极板电压减小为原来的四分之一,这个油滴运动到极板的时间为t=_____。(用测出的物理量符号与g表示)
【答案】 ①. 负 ②. ABD ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由带电油滴静止可知,重力和电场力平衡,且电场竖直向下,可知油滴带负电。
(2)[2]油滴静止时有,所以需要测油滴质量、两板间的电压和两板间的距离,故选ABD。
(3)[3]由上述分析可得
(5)[4]将极板电压减小为原来的四分之一,由牛顿第二定律
解得
由匀变速直线运动
解得油滴运动到极板的时间为
13. 如图所示,倾斜放置的平行板电容器,两个极板正对且与水平面成θ角,极板的长度为L,极板间电场可视为匀强电场。一带正电小球以某一初速度从A板边缘进入,沿图中水平直线到达B板边缘时速度恰好减为0。已知带电小球的比荷为k,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场电场强度的大小和方向;
(2)两极板间的电压和小球初速度的大小。
【答案】(1),方向垂直极板向上
(2),
【解析】
【小问1详解】
分析可知,小球受竖直向下的重力,以及垂直于电容器极板的电场力,小球沿水平直线运动,则小球所受电场力方向为垂直极板斜向左上方,小球的受力分析如图所示
根据小球的受力情况可得
解得
方向垂直极板向上。
【小问2详解】
根据几何关系可得板间距为
根据电场强度与电势差的关系可得
解得
小球沿水平直线运动到B板边缘速度恰好减为0,根据动能定理可得
解得小球的初速度为
14. 如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷为圆心的某一圆周交于两点,质量为,电荷量为的有孔球从杆上的点无初速度下滑,已知小球滑到点时速度大小为。求:
(1)小球由到的过程中电场力做的功;
(2)、两点间的电势差;
(3)小球滑到点时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对A到B过程用动能定理,只有重力和电场力做功
代入,得
【小问2详解】
由电势差定义
且,小球带电量为 ,得
【小问3详解】
A到C总下落高度,总电场力做功,A到C用动能定理
代入,整理得
15. 如图所示,竖直平面直角坐标系,第Ⅲ象限内固定有半径为的四分之一光滑绝缘圆弧轨道BC,轨道的圆心在坐标原点O,B端在轴上,C端在轴上,同时存在大小为,方向水平向右的匀强电场。第Ⅳ象限与之间有大小为,方向竖直向下的匀强电场。现将一质量为,电荷量为的带负电小球从B点正上方高处的A点由静止释放,并从B点进入圆弧轨道,重力加速度用表示,求:
(1)小球经过C点时的速度大小;
(2)小球在第Ⅲ象限受到轨道支持力的最大值;
(3)小球运动到轴右侧后与轴的交点坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)(,)和(,)
【解析】
【小问1详解】
带负电小球从A点由静止释放到C点过程,根据动能定理可得
解得小球经过C点时的速度大小为
【小问2详解】
在电场中,带负电小球受到的重力和电场力的合力大小为
设重力和电场力的合力与竖直方向的夹角为,则有
可得
则当小球在第Ⅲ象限圆弧轨道BC上运动到D点与圆心连线沿重力和电场力的合力方向时,小球的速度最大,受到轨道的支持力最大,从A点由静止释放到D点过程,根据动能定理可得
解得
在D点根据牛顿第二定律可得
联立解得小球受到轨道支持力的最大值为
【小问3详解】
在第四象限电场中,小球受到的电场力竖直向上,大小为
小球从C点以的速度进入第四象限内的电场中做类平抛运动,加速度大小为
方向竖直向上;设小球在电场中经过轴,则有
,
解得
,
可知小球刚好从电场的右边界经过轴,此时小球竖直向上的分速度为
小球进入第一象限后做斜抛运动,之后再次经过轴,根据斜抛运动规律有
,
则小球运动到轴右侧后与轴的交点坐标为(,)和(,)。
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