精品解析:黑龙江哈尔滨德强高级中学2026-2027学年高三上学期期中考试物理试题(Ⅱ卷)
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内容正文:
哈尔滨德强高级中学2026-2027学年度上学期期中考试
高三年级 物理试题(Ⅱ卷)
时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于物理必修1教材中的四幅插图,下列说法正确的是( )
A. 图1中,汽车速度表上的示数指的是瞬时速度
B. 图2中,速度的变化量越大,加速度一定越大
C. 图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移、运用了微元法
D. 图4中,伽利略用实验的方法直接验证了自由落体过程中小球下落的位移与所用时间平方成正比
2. 下列情境中关于球所受弹力的描述,正确的是( )
A. 甲图,反弹出去的排球在空中运动时,受到沿运动方向的弹力
B. 乙图,小球静止.其中a绳处于竖直方向,则b绳对小球没有拉力
C. 丙图,小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,车厢左壁对小球有弹力
D. 丁图,静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力
3. 两个分别带有电荷量和的相同金属小球(均可视为点电荷),间隔一定距离时,它们之间库仑力的大小为。将两球接触一段时间后分开并放回原处,两球之间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图1所示,直线AB是固定点电荷Q产生的电场中的一条电场线,P是AB的中点,一带电粒子从A点静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 点电荷Q在A的左侧
B. 该带电粒子一定带负电
C. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
D. A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值
5. 如图甲所示,长为且不可伸长的轻绳一端固定在点,另一端系一小球,使小球在竖直面内做圆周运动。由于阻力的影响,小球每次通过最高点时速度大小不同。测量小球经过最高点时速度的大小、绳子拉力的大小,作出与的关系图线如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 根据图线可得重力加速度
B. 根据图线可得小球的质量
C. 由变为的过程中,小球克服阻力做功为
D. 用更长的绳做实验,得到的图线与横轴交点的位置不变
6. 如图所示,A、B两个物体相互接触,但并不黏合,放置在光滑的水平面上,两物体的质量,,从开始,推力和拉力分别作用于、上,、随时间的变化规律为和。则下列说法错误的是( )
A. 两物块共同运动的加速度为
B. 两物块从开始运动到末恰好分离
C. 末两物体间的作用力为
D. 末物体运动的加速度为
7. 如图甲所示,长为的光滑水平滑轨与竖直固定、半径为的粗糙半圆轨道在处平滑连接,点为半圆轨道的最高点。质量为的物块(视为质点)在水平外力的作用下,从点由静止开始向右运动,水平外力的大小随物块位移大小的变化关系如图乙所示,物块到达点时撤去外力,物块冲上竖直半圆轨道,恰好能通过最高点,之后落在水平滑轨上即静止。不计空气阻力,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 物块经过点时的速度为0
B. 物块在水平滑轨上的落点到点的距离为
C. 物块在半圆轨道上滑的过程中克服摩擦阻力做功为
D. 物块经过半圆轨道点时对半圆轨道的压力大小为
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 一个质点做简谐运动的振动图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A. 在任意4s的时间内,质点经过的路程都是4cm
B. t=2s前后,质点加速度方向改变
C. 在 t=2s到t=3s时间内,质点的位移大小在增大
D. t=0.5s和t=1.5s两个时刻, 质点的速度大小相等,方向相同
9. 如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行,在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 卫星在P点处1轨道上的动能小于2轨道上的动能
B. 卫星在P点处1轨道上的势能小于2轨道上的势能
C. 卫星在轨道1上的周期小于轨道2上的周期
D. 卫星在P点处1轨道上的加速度小于2轨道上的加速度
10. 如图甲所示,木板放置在光滑的水平面上处于静止状态,一颗子弹(可视为质点)以水平向右的速度射入木板且恰好未从木板最右端穿出,假设子弹与木板间的相互作用力恒定不变,两者的速度与时间关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 若子弹的质量为,则木板的质量为
B. 木板的长度为
C. 若子弹的质量为,则整个过程中子弹的动量变化率大小为
D. 若子弹的质量为,则整个过程中子弹与木板组成的系统产生的热量为
三、实验题(11题6分、12题10分)
11. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除电火花计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下列器材中,必须使用的还有____________;(选填器材前面的字母)
A. 大小合适的铁质重锤 B. 体积较大的木质重锤
C. 刻度尺 D. 秒表
(2)下列实验操作或数据处理,正确的是____________;
A. 释放重锤前,纸带要保持竖直
B. 实验时先松开纸带再通电
C. 电火花计时器应接在电压为8 V的交流电源上
D. 可选用点迹清晰,第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带来处理数据
(3)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒,不考虑实验中阻力,他得到的图像是____________。
A. B.
C. D.
12. 某实验小组要测量一电池的电动势和内阻,实验室提供下列器材:
A.电池(电动势约为3V,内阻约为10Ω);
B.灵敏电流表G(量程为0~2mA,内阻);
C.定值电阻;
D.电阻箱(0~999.9Ω);
E.开关和导线若干。
(1)由于灵敏电流表G的量程较小,不满足实验要求,现要把灵敏电流表的量程扩大为原来的3倍,则应使灵敏电流表G与定值电阻_______(填“串联”或“并联”),且定值电阻的阻值为_______Ω。
(2)如图甲所示,用改装好的电流表A测量电池的电动势和内阻,改变并记录电阻箱接入电路中的电阻,根据记录的数据,以灵敏电流表G的示数I的倒数为纵坐标,以相应电阻箱接入电路的阻值为横坐标,作出如图乙所示的图像,则电池电动势_______V,内阻_______Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)本实验中测量出电池内阻的阻值_______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
四、解答题(13题10分,14题12分,15题16分)
13. 汽车在平直公路上以16m/s的速度匀速运动,发现前方有事故立即刹车,汽车做匀变速直线运动加速度大小为求。
(1)刹车后6s末汽车速度大小;
(2)刹车后10s内汽车的平均速度大小;
14. 如图,小物块A的质量为m1 = 0.20 kg,小物块B的质量为m2 = 0.10 kg, B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度v0与B碰撞,碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为h = 1.25 m,两物块落地点距离轨道末端的水平距离为s = 0.50 m,取重力加速度g = 10 m/s2。(忽略空气阻力)求:
(1)两物块在空中运动的时间t;
(2)两物块碰前A的速度v0的大小;
(3)两物块碰撞过程中损失的机械能。
15. 如图所示,光滑绝缘的水平面上竖直放置光滑的半圆绝缘轨道,轨道半径,轨道的圆心为,最低点在水平面上,水平面上方存在水平向左的匀强电场,电场强度,现在水平面上点由静止释放一个质量、电荷量带正电的小滑块,滑块经轨道的最高点飞出,且经点时对轨道无压力,重力加速度,求:
(1)、两点间的距离;
(2)滑块经半圆轨道时对轨道压力的最大值;
(3)滑块从点飞出后运动中速度的最小值。
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哈尔滨德强高级中学2026-2027学年度上学期期中考试
高三年级 物理试题(Ⅱ卷)
时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于物理必修1教材中的四幅插图,下列说法正确的是( )
A. 图1中,汽车速度表上的示数指的是瞬时速度
B. 图2中,速度的变化量越大,加速度一定越大
C. 图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移、运用了微元法
D. 图4中,伽利略用实验的方法直接验证了自由落体过程中小球下落的位移与所用时间平方成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A.图1中,汽车速度表上的示数指的是瞬时速率,故A错误;
B.根据可知,越大,若也很大,则加速度不一定大,故B错误;
C.图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移,这种处理问题的方法运用了微元法,故C正确;
D.图4中,伽利略受当时计时条件的限制,无法直接测量自由落体运动的时间,他是通过斜面实验验证了小球沿斜面滚下的位移与时间平方成正比,然后通过逻辑推理(合理外推)得出自由落体运动的规律,属于间接验证,故D错误。
故选C。
2. 下列情境中关于球所受弹力的描述,正确的是( )
A. 甲图,反弹出去的排球在空中运动时,受到沿运动方向的弹力
B. 乙图,小球静止.其中a绳处于竖直方向,则b绳对小球没有拉力
C. 丙图,小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,车厢左壁对小球有弹力
D. 丁图,静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中,反弹出去的排球在空中运动时,不与任何物体接触(忽略空气阻力),不满足弹力产生的接触条件,因此不受弹力作用,故A错误;
B.乙图中,小球处于静止状态,受力平衡。在水平方向上,若b绳对小球有拉力,则该拉力在水平方向的分量无法被平衡(a绳竖直,拉力竖直向上,无水平分量),小球将无法保持静止。根据平衡条件可知,b绳对小球没有拉力,故B正确;
C.丙图中,小球随车厢一起向右做匀速直线运动,处于平衡状态,合外力为零。在水平方向上,若车厢左壁对小球有弹力,则小球在水平方向受力不平衡,将做加速运动,与题意不符。因此车厢左壁对小球无弹力,故C错误;
D.丁图中,静止在杆顶端的铁球受重力和杆的弹力作用而处于平衡状态。根据二力平衡条件,杆对球的弹力方向应与重力方向相反,即竖直向上,故D错误。
故选B。
3. 两个分别带有电荷量和的相同金属小球(均可视为点电荷),间隔一定距离时,它们之间库仑力的大小为。将两球接触一段时间后分开并放回原处,两球之间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设两球间距为,根据库仑定律:接触前两球库仑力大小为
相同金属小球接触时电荷先中和再平分,总电荷量为
分开后每个小球带电量
放回原处后库仑力大小为
故选C。
4. 如图1所示,直线AB是固定点电荷Q产生的电场中的一条电场线,P是AB的中点,一带电粒子从A点静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 点电荷Q在A的左侧
B. 该带电粒子一定带负电
C. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
D. A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据v-t图像的斜率表示加速度,由图2可知粒子运动的加速度逐渐增大。粒子仅受静电力作用,根据牛顿第二定律F=qE=ma
可知粒子运动过程中所处位置的电场强度逐渐增大。点电荷的电场中,越靠近点电荷的位置电场强度越大,因此粒子从A向B运动时是逐渐靠近点电荷Q,说明点电荷Q在B的右侧,故A错误;
B.粒子从静止开始向B运动,说明粒子所受静电力方向沿A指向B,即电场力方向与运动方向一致。但题目未给出点电荷Q的电性,无法确定电场线AB的方向,因此无法判断带电粒子的电性,故B错误;
C.粒子从A到B的过程中,静电力方向与运动方向相同,因此静电力对粒子做正功。根据静电力做功与电势能变化的关系:静电力做正功,电势能减小,因此粒子在A点的电势能大于在B点的电势能,故 C错误;
D.由前面分析可知,从A到B电场强度逐渐增大,因此 AP段的平均电场强度小于PB段的平均电场强度。又因为P是AB中点,AP与PB的长度相等,对于非匀强电场,沿电场线方向相同距离的两点,平均场强越大,电势差的绝对值越大,因此A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值,故D正确。
故选D。
5. 如图甲所示,长为且不可伸长的轻绳一端固定在点,另一端系一小球,使小球在竖直面内做圆周运动。由于阻力的影响,小球每次通过最高点时速度大小不同。测量小球经过最高点时速度的大小、绳子拉力的大小,作出与的关系图线如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 根据图线可得重力加速度
B. 根据图线可得小球的质量
C. 由变为的过程中,小球克服阻力做功为
D. 用更长的绳做实验,得到的图线与横轴交点的位置不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.球在竖直圆周运动最高点时,合力提供向心力,由牛顿第二定律得
可得
结合图乙可知时,,代入得
解得
当时,
代入得
解得,AB错误;
C.两次都对应小球在最高点,重力势能变化为0,动能减少量等于小球克服阻力做的功,故, C正确;
D.图线与横轴交点对应,此时有
绳长变长,交点横坐标增大,位置改变,D错误。
故选C。
6. 如图所示,A、B两个物体相互接触,但并不黏合,放置在光滑的水平面上,两物体的质量,,从开始,推力和拉力分别作用于、上,、随时间的变化规律为和。则下列说法错误的是( )
A. 两物块共同运动的加速度为
B. 两物块从开始运动到末恰好分离
C. 末两物体间的作用力为
D. 末物体运动的加速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.A、B分离前,对A、B整体
又
解得
故A正确,不符合题意;
B.当A、B分离时,,有,
求得
故B错误,符合题意;
C.末两物体为一个整体,对B分析有,
解得,故C正确,不符合题意;
D.末A、B两物体已分离,对B分析有
解得,故D正确,不符合题意。
故选B。
7. 如图甲所示,长为的光滑水平滑轨与竖直固定、半径为的粗糙半圆轨道在处平滑连接,点为半圆轨道的最高点。质量为的物块(视为质点)在水平外力的作用下,从点由静止开始向右运动,水平外力的大小随物块位移大小的变化关系如图乙所示,物块到达点时撤去外力,物块冲上竖直半圆轨道,恰好能通过最高点,之后落在水平滑轨上即静止。不计空气阻力,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 物块经过点时的速度为0
B. 物块在水平滑轨上的落点到点的距离为
C. 物块在半圆轨道上滑的过程中克服摩擦阻力做功为
D. 物块经过半圆轨道点时对半圆轨道的压力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块恰好通过最高点,说明重力恰好提供向心力,由
得
代入得, A错误;
B.物块从点飞出后做平抛运动,竖直方向
得
代入得
水平位移
代入得
物块在点的速度水平向左,故落点在点左侧,落点到点的距离为
代入得,B错误;
C.由-图线与轴围成的面积可得过程中外力做的功
代入得
由动能定理
得
从到,由动能定理
代入得,C正确;
D.在点,由牛顿第二定律
得
代入得,由牛顿第三定律,物块对轨道的压力大小为,D错误。
故选C。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 一个质点做简谐运动的振动图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A. 在任意4s的时间内,质点经过的路程都是4cm
B. t=2s前后,质点加速度方向改变
C. 在 t=2s到t=3s时间内,质点的位移大小在增大
D. t=0.5s和t=1.5s两个时刻, 质点的速度大小相等,方向相同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图可知振幅,周期,任意一个周期内质点经过的路程均为,故A错误;
B.简谐运动的加速度方向始终与位移方向相反。前位移为正、加速度沿负方向,后位移为负、加速度沿正方向,故B正确;
C.在到内,位移由变为,位移大小增大,故C正确;
D.位移随时间变化图像的斜率表示速度。和两时刻图像斜率大小相等、正负相反,所以速度大小相等、方向相反,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行,在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 卫星在P点处1轨道上的动能小于2轨道上的动能
B. 卫星在P点处1轨道上的势能小于2轨道上的势能
C. 卫星在轨道1上的周期小于轨道2上的周期
D. 卫星在P点处1轨道上的加速度小于2轨道上的加速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A.卫星从椭圆轨道1在P点变轨到圆轨道2,需要在P点点火加速做离心运动,因此轨道2上P点的速度更大,动能更大,A正确;
B.引力势能由卫星到地心的距离决定,P点是两个轨道的公共点,卫星到地心的距离相同,因此引力势能相等,B错误;
C.根据开普勒第三定律:(为轨道半长轴)
轨道1是椭圆,半长轴小于轨道2的圆半径,因此轨道1的周期更小,C正确;
D.加速度由万有引力决定:
得
P点到地心距离相同,所以两个轨道在P点的加速度相等,D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,木板放置在光滑的水平面上处于静止状态,一颗子弹(可视为质点)以水平向右的速度射入木板且恰好未从木板最右端穿出,假设子弹与木板间的相互作用力恒定不变,两者的速度与时间关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 若子弹的质量为,则木板的质量为
B. 木板的长度为
C. 若子弹的质量为,则整个过程中子弹的动量变化率大小为
D. 若子弹的质量为,则整个过程中子弹与木板组成的系统产生的热量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设木板质量为,由图乙可知,子弹、木板最终速度为,子弹与木板组成的系统水平方向不受外力,规定向右为正方向,根据动量守恒有
解得 ,故A正确;
B.图像与横轴围成的面积表示位移,由图乙可知,时间内,子弹位移
木板位移
则木板长度 ,故B错误;
C.根据动量定理可知,子弹动量变化率大小等于所受合外力(摩擦力),即 ,故C错误;
D.根据能量守恒可知,系统产生的热量
联立解得,故D正确。
故选AD。
三、实验题(11题6分、12题10分)
11. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除电火花计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下列器材中,必须使用的还有____________;(选填器材前面的字母)
A. 大小合适的铁质重锤 B. 体积较大的木质重锤
C. 刻度尺 D. 秒表
(2)下列实验操作或数据处理,正确的是____________;
A. 释放重锤前,纸带要保持竖直
B. 实验时先松开纸带再通电
C. 电火花计时器应接在电压为8 V的交流电源上
D. 可选用点迹清晰,第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带来处理数据
(3)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒,不考虑实验中阻力,他得到的图像是____________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)AC (2)AD (3)A
【解析】
【小问1详解】
AB.为了减小空气阻力的影响,应选用质量大、体积小的重锤,即铁质重锤,故A正确,B错误;
C.验证机械能守恒定律实验中,需要测量重锤下落的高度和瞬时速度,高度需要用刻度尺来测量,故C正确;
D.由于打点计时器本身就是计时仪器,因此不需要秒表,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
A.释放重锤前,纸带应保持竖直,这样可以减小纸带与限位孔之间的摩擦,故A正确;
B.实验时应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故B错误;
C.电火花计时器应接在的交流电源上,故C错误;
D.若纸带第一、二两点间的距离接近(即),说明重锤在打第一个点的瞬间初速度为零,此纸带可用于验证,故D正确。
故选AD。
【小问3详解】
若机械能守恒,根据物理规律有
整理可得:
可知与成正比,图像是一条过原点的倾斜直线。
故选A。
12. 某实验小组要测量一电池的电动势和内阻,实验室提供下列器材:
A.电池(电动势约为3V,内阻约为10Ω);
B.灵敏电流表G(量程为0~2mA,内阻);
C.定值电阻;
D.电阻箱(0~999.9Ω);
E.开关和导线若干。
(1)由于灵敏电流表G的量程较小,不满足实验要求,现要把灵敏电流表的量程扩大为原来的3倍,则应使灵敏电流表G与定值电阻_______(填“串联”或“并联”),且定值电阻的阻值为_______Ω。
(2)如图甲所示,用改装好的电流表A测量电池的电动势和内阻,改变并记录电阻箱接入电路中的电阻,根据记录的数据,以灵敏电流表G的示数I的倒数为纵坐标,以相应电阻箱接入电路的阻值为横坐标,作出如图乙所示的图像,则电池电动势_______V,内阻_______Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)本实验中测量出电池内阻的阻值_______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1) ①. 并联 ②. 3
(2) ①. 2.98 ②. 9.92
(3)等于
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电流表扩大量程需要并联电阻分流,根据电流表的分流原理有
解得
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
则
解得电池电动势
内阻
【小问3详解】
虽然电流表有分压作用,但电流表的内阻已知,所以测得电池的内阻等于真实值。
四、解答题(13题10分,14题12分,15题16分)
13. 汽车在平直公路上以16m/s的速度匀速运动,发现前方有事故立即刹车,汽车做匀变速直线运动加速度大小为求。
(1)刹车后6s末汽车速度大小;
(2)刹车后10s内汽车的平均速度大小;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
取汽车运动方向为正方向,刹车后汽车的加速度为。由匀变速直线运动的速度与时间关系,代入和,所以
【小问2详解】
汽车停止时速度为零。由,有
解得。刹车后前内位移由匀变速直线运动的位移公式,所以
汽车停止后保持静止,因此刹车后内的位移大小仍为。平均速度大小由定义,所以
14. 如图,小物块A的质量为m1 = 0.20 kg,小物块B的质量为m2 = 0.10 kg, B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度v0与B碰撞,碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为h = 1.25 m,两物块落地点距离轨道末端的水平距离为s = 0.50 m,取重力加速度g = 10 m/s2。(忽略空气阻力)求:
(1)两物块在空中运动的时间t;
(2)两物块碰前A的速度v0的大小;
(3)两物块碰撞过程中损失的机械能。
【答案】(1)0.50 s
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
竖直方向为自由落体运动,由
得t =0.50s
【小问2详解】
设A、B碰后速度为,水平方向为匀速运动,由
得
根据动量守恒定律,由
得
【小问3详解】
两物体碰撞过程中损失的机械能
得
15. 如图所示,光滑绝缘的水平面上竖直放置光滑的半圆绝缘轨道,轨道半径,轨道的圆心为,最低点在水平面上,水平面上方存在水平向左的匀强电场,电场强度,现在水平面上点由静止释放一个质量、电荷量带正电的小滑块,滑块经轨道的最高点飞出,且经点时对轨道无压力,重力加速度,求:
(1)、两点间的距离;
(2)滑块经半圆轨道时对轨道压力的最大值;
(3)滑块从点飞出后运动中速度的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块通过轨道的最高点受轨道弹力为0,由重力提供向心力有
解得
滑块由点到点由动能定理有
解得、两点间的距离
【小问2详解】
滑块在轨道运动时,由等效重力可知滑块与圆心连线与竖直方向夹角
即与竖直方向成37°处滑块速度最大,滑块对轨道压力最大。设滑块经该位置时速度为,滑块受弹力为,由动能定理有
解得
由合力提供向心力有
解得
由牛顿第三定律可知滑块对轨道压力的最大值为。
【小问3详解】
滑块从点飞出后受重力、电场力,滑块做类似斜上抛运动,合力
加速度,与竖直方向成37°夹角,斜向左下方,沿重力与电场力的合力方向和垂直合力方向分解速度,沿合力方向速度
垂直合力方向速度
当沿合力方向速度减为0时
滑块在空中运动时间
所以当沿合力方向速度为0时,滑块仍在空中,速度最小值为垂直合力方向速度
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