?物理試題


第Ⅰ卷（共60分）
一、選擇題：本題共12小題，每小題5分.在1—8每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的。9-12小題有多個選項是符合要求的，選對但不全的得3分，有錯選的得0分。
1．有關電場知識的理解，下述說法正確的是（　　）
A．庫侖用扭秤實驗獲得庫侖定律并最早測出了元電荷e的數(shù)值
B．在電場中某點放入試探電荷q，該點的場強為E=，取走q后，該點場強即為零
C．若點電荷Q1電荷量小于Q2電荷量，則Q1對Q2的靜電力小于Q2對Q1的靜電力
D．若－q在C點的電勢能比在D點的大，則C點電勢低于D點電勢
2．某儀器兩極間的電場線分布如圖所示，中間的一條電場線是直線，其它電場線對稱分布，質(zhì)子從O點沿直線OA以某一初速度僅在電場力作用下運動到A點。取O點為坐標原點，沿直線向右為x軸正方向。從O到A運動過程中，關于質(zhì)子運動速度v和加速度a隨時間t的變化、質(zhì)子的動能Ek和運動軌跡上各點的電勢φ隨位移x的變化圖線中可能正確的是（　　）
A． B．C．D．
3．一物塊在空中某位置從靜止開始沿直線下落，其速度v隨時間t變化的圖線如圖所示。則物塊（　　）
A．第一個時間內(nèi)的位移等于第二個時間內(nèi)的位移
B．第一個時間內(nèi)合外力做的功小于第二個時間內(nèi)合外力做的功
C．第一個時間內(nèi)重力的沖量等于第二個時間內(nèi)重力的沖量
D．第一個時間內(nèi)合外力的沖量小于第二個時間內(nèi)合外力的沖量
4．2020年12月17日凌晨1時59分，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，采用“半彈道跳躍”方式返回地球，圓滿完成了月球取樣任務。如圖虛線為大氣層邊界，返回器從a點關閉發(fā)動機無動力滑入大氣層，然后從c點“跳”出，再從e點“躍”入，實現(xiàn)多次減速，可避免損壞返回器。d點為軌跡的最高點，離地心的距離為r，返回器在d點時的速度大小為v，地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，則返回器（　　）
A．在a、c點速度大小相等
B．軌跡cde是圓的一部分
C．在d點時的速度大小
D．在d點時加速度大于地球表面的重力加速度g

5．如圖所示，真空中豎直固定一表面粗糙的金屬板，其正前方固定一個帶正電的點電荷Q，OQ垂直于金屬板，已知OM=ON。一表面絕緣帶正電的小滑塊（可視為試探電荷且不影響原電場）從金屬板上端的M點由靜止釋放，運動到N點的過程中，下列說法不正確的是（　?。?br /> A．小滑塊在M、N點的加速度相同
B．小滑塊的電勢能不變
C．小滑塊在OM段和ON段摩擦力做的功一定相等
D．小滑塊的速度一定一直增大


6．“雙星系統(tǒng)”由相距較近的恒星組成，每個恒星的半徑遠小于兩個恒星之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠離其他天體，它們在相互間的萬有引力作用下，繞某一點做勻速圓周運動，如圖所示為某一雙星系統(tǒng)，A星球的質(zhì)量為m1，B星球的質(zhì)量為m2，它們中心之間的距離為L，引力常量為G，則下列說法正確的是（　?。?br /> A．A星球的軌道半徑為
B．雙星運行的周期為
C．B星球的軌道半徑為
D．若近似認為B星球繞A星球中心做圓周運動，則B星球的運行周期為
7．如圖所示，A是帶正電的球，B為不帶電的導體，A、B均放在絕緣支架上，M、N是導體B中的兩點，以無限遠處為電勢零點，當導體B達到靜電平衡后，說法正確的是（　?。?br /> A．M、N兩點電場強度大小的關系為EM >EN
B．M端感應出負電荷，N端感應出正電荷，所以M、N兩點電勢高低的關系為
C．若用導線將M、N兩端連起來，將發(fā)生電荷中和現(xiàn)象
D．感應電荷在M、N兩點產(chǎn)生的電場強度為



8．如圖所示質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車段是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，段是長為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點。一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點靜止開始沿軌道滑下，然后滑入軌道，最后恰好停在C點。已知小車質(zhì)量，滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。則下列說法正確的是（　?。?br /> A．滑塊從A滑到C的過程中滑塊和小車系統(tǒng)的動量一直都是守恒的
B．滑塊滑到B點時的速度為
C．滑塊從A滑到C的過程中相對于地面的水平位移等于
D．水平軌道的長度L一定大于圓弧半徑R


9．某靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關系如圖所示，x軸正方向為場強正方向，一個帶負電的點電荷只在電場力的作用下以一定初速度沿x軸正方向運動，x1、x2、x3、x4四點間隔相等，則（　?。?br /> A．點電荷在x2和x4處電勢能相等
B．點電荷由x1運動到x3的過程中電場力做負功
C．x1、x2兩點之間的電勢差小于x3、x4兩點之間的電勢差
D．點電荷由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小


10．如圖，滑塊A（可視為質(zhì)點）的質(zhì)量kg，與水平面間的動摩擦因數(shù)，用細線懸掛的小球質(zhì)量均為kg，沿軸排列，A與第1個小球及相鄰兩小球間距離均為m，線長分別為、、……（圖中只畫出三個小球）。開始時，A以m/s沿軸正向運動，設A與小球碰撞不損失機械能，碰后小球均恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動并再次與滑塊正碰，，則（　?。?br /> A．滑塊每次與小球碰撞，碰撞前后速度互換
B．滑塊只能與13個小球碰撞
C．滑塊只能與12個小球碰撞
D．第10個小球懸線長0.4m


11．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強電場，在勻強電場中有一根長為L的絕緣細線，細線一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球。小球靜止時細線與豎直方向成θ角。現(xiàn)讓小球獲得初速度且恰能繞O點在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做圓周運動，重力加速度為g。下列說法正確的是（　?。?br /> A．勻強電場的電場強度E＝
B．小球動能的最小值為Ekmin＝，動能最大值為Ekmax＝
C．小球運動至圓周軌跡的最低點時機械能最小
D．小球從初位置開始在豎直平面內(nèi)運動一周的過程中，其電勢能先減小后增大再減小

12．如圖所示，傳送帶的水平部分ab長度為2m，傾斜部分bc長度為4m，bc與水平方向的夾角為37°。傳送帶沿圖示順時針方向勻速率運動，速率為2m/s。現(xiàn)將質(zhì)量為m=1kg小煤塊A從靜止輕放到a處，它將被傳送到c點，已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，且此過程中煤塊不會脫離傳送帶，g=10m/s2，下列說法正確的是（　?。?br /> A．小煤塊從a點運動到b點的過程中，電動機多消耗的電能為4J
B．小煤塊從a點運動到c點所用的時間為2.2s
C．從a點運動到c點的過程，小煤塊和皮帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為6J
D．從a點運動到c點的過程，小煤塊在傳送帶上留下的痕跡長度為2.8m

第Ⅱ卷（共50分）
二、實驗題：本題共2小題,每個空2分，共14分.
13．為了驗證小球在豎直平面內(nèi)擺動過程的機械能是否守恒，利用如圖（a）裝置，不可伸長的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質(zhì)量為m，球心到懸掛點的距離為L，小球釋放的位置到最低點的高度差為h，實驗記錄輕繩拉力大小隨時間的變化如圖（b），其中Fm是實驗中測得的最大拉力值，重力加速度為g，請回答以下問題：

（1）小球第一次運動至最低點的過程，重力勢能的減少量△Ep=________，動能的增加量△Ek=___________。（均用題中所給字母表示）
（2）觀察圖（b）中拉力峰值隨時間變化規(guī)律，試分析造成這一結果的主要原因： 。

14．如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖。已知小球1和小球2的質(zhì)量分別為，小球的半徑為均為r。
（1）實驗中應滿足的條件有______
A．軌道末端水平
B．軌道表面必須光滑
C．兩小球質(zhì)量關系必須滿足m1>m2
（2）繼續(xù)實驗步驟如下，其步驟中有錯誤的或者不完善的有______
A．在地面上依次鋪白紙和復寫紙
B．確定重錘對應點O
C．不放球2，讓球1從斜槽某一位置無初速度滑下，確定它的落地點位置
D．把2球放在立柱上，讓球1從斜槽無初速度滑下，與球2正碰后，確定球1和
球2落地點位置和
E．用刻度尺量出、、的長度
F．看與是否相等，以驗證動量守恒。
（3）碰撞恢復系數(shù)的定義為，其中v10和v20分別是碰撞前兩小球的速度，v1和v2分別是碰撞后兩小球的速度，該實驗小球碰撞恢復系數(shù)的表達式為e =______（用題目中字母表達），若測得e =______，可以判定小球的碰撞為彈性碰撞。

三、解答題：本題共4小題,共36分. 其中15小題6分，16小題8分，17小題10分，18小題12分.
15．（6分）如圖所示，兩個平行金屬板AB中間為一勻強電場，AB相距10cm，CD為電場中的兩點，CD=8cm，CD連線和電場方向成60°角，C點到A板的距離為2cm。，已知質(zhì)子從A板移到B板，電場力作功為 4.0×10-17J。已知質(zhì)子的帶電量為一個元電荷的電量e=1.6×10-19C．求：
（1）勻強電場的電場強度；
（2）CD兩點間的電勢差。
（3）若將B板接地，則C點的電勢為多大？及質(zhì)子在C點的電勢能？



16．（8分）如圖，足夠長的光滑斜面傾角，兩相同小物塊A、B質(zhì)量均為m，用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接。C為固定在斜面上的擋板，A通過一根輕繩跨過光滑定滑輪與質(zhì)量同樣為m的物塊D相連。用手托住D，使輕繩伸直但沒有彈力?，F(xiàn)將D由靜止釋放，已知運動中D始終未落地，不考慮空氣阻力，求：
（1）從釋放D到B離開C時，A發(fā)生的位移；
（2）B離開C時，D的速率。


17．（10分）某游樂場游戲裝置示意圖如圖甲所示，水平平臺上固定一豎直光滑曲面，曲面下端A切線水平，并與半徑為的豎直光滑圓軌道平滑連接，質(zhì)量為的物塊P從光滑曲面上離平臺高度為h處靜止釋放，先通過圓軌道后再進入平臺，與質(zhì)量為M=4kg的物塊Q發(fā)生彈性碰撞，已知物塊Q所在位置左側平臺部分長度為，這段平臺與物塊Q之間的動摩擦因數(shù)滿足（x為物塊所在平臺上的位置到Q點的距離），Q右側平臺光滑。圓軌道的最高點B處有一力傳感器，可以測出物塊經(jīng)過B點時對軌道的壓力F，取不同的高度h得到相應的壓力F，作出F-h關系圖，如圖乙所示。g=10m/s2, 不計空氣阻力。
（1）求圖乙中a，b的值；
（2）若物塊Q恰好到達C處，求的值；






x






18．（12分）如圖（a），長度L=0.8m的光滑桿左端固定一帶正電的點電荷A，其電荷量Q=；一質(zhì)量m=0.02kg，帶電量為q的小球B套在桿上．將桿沿水平方向固定于某非均勻外電場中，以桿左端為原點，沿桿向右為x軸正方向建立坐標系．點電荷A對小球B的作用力隨B位置x的變化關系如圖（b）中曲線I所示，小球B所受水平方向的合力隨B位置x的變化關系如圖（b）中曲線II所示，其中曲線II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范圍可近似看作直線．求：（靜電力常量）
（1）小球B所帶電量q;
（2）非均勻外電場在x=0.3m處沿細桿方向的電場強度大小E；
（3）在合電場中，x=0.4m與x=0.6m之間的電勢差U的大?。?br /> （4）已知小球在x=0.2m處獲得v=0.4m/s的初速度時，最遠可以運動到x=0.4m．若小球在x=0.16m處受到方向向右，大小為0.04N的恒力作用后，由靜止開始運動，為使小球能離開細桿，恒力作用的最小距離s是多少？

















物理試題

第Ⅰ卷（共60分）
一、選擇題：本題共12小題，每小題5分.在1—8每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的。9-12小題有多個選項是符合要求的，選對但不全的得3分，有錯選的得0分。
1．有關電場知識的理解，下述說法正確的是（　?。?br /> A．庫侖用扭秤實驗獲得庫侖定律并最早測出了元電荷e的數(shù)值
B．在電場中某點放入試探電荷q，該點的場強為E=，取走q后，該點場強即為零
C．若點電荷Q1電荷量小于Q2電荷量，則Q1對Q2的靜電力小于Q2對Q1的靜電力
D．若－q在C點的電勢能比在D點的大，則C點電勢低于D點電勢
【答案】D
2．某儀器兩極間的電場線分布如圖所示，中間的一條電場線是直線，其它電場線對稱分布，質(zhì)子從O點沿直線OA以某一初速度僅在電場力作用下運動到A點。取O點為坐標原點，沿直線向右為x軸正方向。從O到A運動過程中，關于質(zhì)子運動速度v和加速度a隨時間t的變化、質(zhì)子的動能Ek和運動軌跡上各點的電勢φ隨位移x的變化圖線中可能正確的是（　?。?br /> A． B．C．D．
【答案】A
3．一物塊在空中某位置從靜止開始沿直線下落，其速度v隨時間t變化的圖線如圖所示。則物塊（　?。?br /> A．第一個時間內(nèi)的位移等于第二個時間內(nèi)的位移
B．第一個時間內(nèi)合外力做的功小于第二個時間內(nèi)合外力做的功
C．第一個時間內(nèi)重力的沖量等于第二個時間內(nèi)重力的沖量
D．第一個時間內(nèi)合外力的沖量小于第二個時間內(nèi)合外力的沖量
【答案】C
4．2020年12月17日凌晨1時59分，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，采用“半彈道跳躍”方式返回地球，圓滿完成了月球取樣任務。如圖虛線為大氣層邊界，返回器從a點關閉發(fā)動機無動力滑入大氣層，然后從c點“跳”出，再從e點“躍”入，實現(xiàn)多次減速，可避免損壞返回器。d點為軌跡的最高點，離地心的距離為r，返回器在d點時的速度大小為v，地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，則返回器（　?。?br /> A．在a、c點速度大小相等
B．軌跡cde是圓的一部分
C．在d點時的速度大小
D．在d點時加速度大于地球表面的重力加速度g
【答案】C

5．如圖所示，真空中豎直固定一表面粗糙的金屬板，其正前方固定一個帶正電的點電荷Q，OQ垂直于金屬板，已知OM=ON。一表面絕緣帶正電的小滑塊（可視為試探電荷且不影響原電場）從金屬板上端的M點由靜止釋放，運動到N點的過程中，下列說法不正確的是（　?。?br /> A．小滑塊在M、N點的加速度相同
B．小滑塊的電勢能不變
C．小滑塊在OM段和ON段摩擦力做的功一定相等
D．小滑塊的速度一定一直增大
【答案】D


6．“雙星系統(tǒng)”由相距較近的恒星組成，每個恒星的半徑遠小于兩個恒星之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠離其他天體，它們在相互間的萬有引力作用下，繞某一點做勻速圓周運動，如圖所示為某一雙星系統(tǒng)，A星球的質(zhì)量為m1，B星球的質(zhì)量為m2，它們中心之間的距離為L，引力常量為G，則下列說法正確的是（　?。?br /> A．A星球的軌道半徑為
B．雙星運行的周期為
C．B星球的軌道半徑為
D．若近似認為B星球繞A星球中心做圓周運動，則B星球的運行周期為
【答案】B
7．如圖所示，A是帶正電的球，B為不帶電的導體，A、B均放在絕緣支架上，M、N是導體B中的兩點，以無限遠處為電勢零點，當導體B達到靜電平衡后，說法正確的是（　?。?br /> A．M、N兩點電場強度大小的關系為EM >EN
B．M端感應出負電荷，N端感應出正電荷，所以M、N兩點電勢高低的關系為
C．若用導線將M、N兩端連起來，將發(fā)生電荷中和現(xiàn)象
D．感應電荷在M、N兩點產(chǎn)生的電場強度為
【答案】D



8．如圖所示質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車段是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，段是長為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點。一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點靜止開始沿軌道滑下，然后滑入軌道，最后恰好停在C點。已知小車質(zhì)量，滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。則下列說法正確的是（　?。?br /> A．滑塊從A滑到C的過程中滑塊和小車系統(tǒng)的動量一直都是守恒的
B．滑塊滑到B點時的速度為
C．滑塊從A滑到C的過程中相對于地面的水平位移等于
D．水平軌道的長度L一定大于圓弧半徑R
【答案】D


9．某靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關系如圖所示，x軸正方向為場強正方向，一個帶負電的點電荷只在電場力的作用下以一定初速度沿x軸正方向運動，x1、x2、x3、x4四點間隔相等，則（　?。?br /> A．點電荷在x2和x4處電勢能相等
B．點電荷由x1運動到x3的過程中電場力做負功
C．x1、x2兩點之間的電勢差小于x3、x4兩點之間的電勢差
D．點電荷由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小
【答案】BCD


10．如圖，滑塊A（可視為質(zhì)點）的質(zhì)量kg，與水平面間的動摩擦因數(shù)，用細線懸掛的小球質(zhì)量均為kg，沿軸排列，A與第1個小球及相鄰兩小球間距離均為m，線長分別為、、……（圖中只畫出三個小球）。開始時，A以m/s沿軸正向運動，設A與小球碰撞不損失機械能，碰后小球均恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動并再次與滑塊正碰，，則（　?。?br /> A．滑塊每次與小球碰撞，碰撞前后速度互換
B．滑塊只能與13個小球碰撞
C．滑塊只能與12個小球碰撞
D．第10個小球懸線長0.4m
【答案】ACD


11．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強電場，在勻強電場中有一根長為L的絕緣細線，細線一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球。小球靜止時細線與豎直方向成θ角?，F(xiàn)讓小球獲得初速度且恰能繞O點在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做圓周運動，重力加速度為g。下列說法正確的是（　?。?br /> A．勻強電場的電場強度E＝
B．小球動能的最小值為Ekmin＝，動能最大值為Ekmax＝
C．小球運動至圓周軌跡的最低點時機械能最小
D．小球從初位置開始在豎直平面內(nèi)運動一周的過程中，其電勢能先減小后增大再減小
【答案】ABD

12．如圖所示，傳送帶的水平部分ab長度為2m，傾斜部分bc長度為4m，bc與水平方向的夾角為37°。傳送帶沿圖示順時針方向勻速率運動，速率為2m/s?，F(xiàn)將質(zhì)量為m=1kg小煤塊A從靜止輕放到a處，它將被傳送到c點，已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，且此過程中煤塊不會脫離傳送帶，g=10m/s2，下列說法正確的是（　?。?br /> A．小煤塊從a點運動到b點的過程中，電動機多消耗的電能為4J
B．小煤塊從a點運動到c點所用的時間為2.2s
C．從a點運動到c點的過程，小煤塊和皮帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為6J
D．從a點運動到c點的過程，小煤塊在傳送帶上留下的痕跡長度為2.8m
【答案】AC

第Ⅱ卷（共50分）
二、實驗題：本題共2小題,每個空2分，共14分.
13．為了驗證小球在豎直平面內(nèi)擺動過程的機械能是否守恒，利用如圖（a）裝置，不可伸長的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質(zhì)量為m，球心到懸掛點的距離為L，小球釋放的位置到最低點的高度差為h，實驗記錄輕繩拉力大小隨時間的變化如圖（b），其中Fm是實驗中測得的最大拉力值，重力加速度為g，請回答以下問題：

（1）小球第一次運動至最低點的過程，重力勢能的減少量△Ep=________，動能的增加量△Ek=___________。（均用題中所給字母表示）
（2）觀察圖（b）中拉力峰值隨時間變化規(guī)律，試分析造成這一結果的主要原因： 。
【答案】（1）mgh （2）有空氣阻力（做負功）

14．如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖。已知小球1和小球2的質(zhì)量分別為，小球的半徑為均為r。
（1）實驗中應滿足的條件有______
A．軌道末端水平
B．軌道表面必須光滑
C．兩小球質(zhì)量關系必須滿足m1>m2
（2）繼續(xù)實驗步驟如下，其步驟中有錯誤的或者不完善的有______
A．在地面上依次鋪白紙和復寫紙
B．確定重錘對應點O
C．不放球2，讓球1從斜槽某一位置無初速度滑下，確定它的落地點位置
D．把2球放在立柱上，讓球1從斜槽無初速度滑下，與球2正碰后，確定球1和
球2落地點位置和
E．用刻度尺量出、、的長度
F．看與是否相等，以驗證動量守恒。
（3）碰撞恢復系數(shù)的定義為，其中v10和v20分別是碰撞前兩小球的速度，v1和v2分別是碰撞后兩小球的速度，該實驗小球碰撞恢復系數(shù)的表達式為e =______（用題目中字母表達），若測得e =______，可以判定小球的碰撞為彈性碰撞。
【答案】（1）AC （2） DF （3） ； 1
三、解答題：本題共4小題,共36分. 其中15小題6分，16小題8分，17小題10分，18小題12分.
15．（6分）如圖所示，兩個平行金屬板AB中間為一勻強電場，AB相距10cm，CD為電場中的兩點，CD=8cm，CD連線和電場方向成60°角，C點到A板的距離為2cm。，已知質(zhì)子從A板移到B板，電場力作功為 4.0×10-17J。已知質(zhì)子的帶電量為一個元電荷的電量e=1.6×10-19C．求：
（1）勻強電場的電場強度；
（2）CD兩點間的電勢差。
（3）若將B板接地，則C點的電勢為多大？及質(zhì)子在C點的電勢能？


【答案】（1）2500V/m；（2）100V；（3）200V； 3.2×10-17J；
（1）（2分）質(zhì)子從A板到B板電場力做正功，于是電勢A高B 低。
W=EedAB 則電場強度E=2500V/m
（2）（2分）CD兩點間的電勢差
（3）（2分）因為因為 =0V，則 =200V
所以=3.2×10-17J

16．（8分）如圖，足夠長的光滑斜面傾角，兩相同小物塊A、B質(zhì)量均為m，用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接。C為固定在斜面上的擋板，A通過一根輕繩跨過光滑定滑輪與質(zhì)量同樣為m的物塊D相連。用手托住D，使輕繩伸直但沒有彈力。現(xiàn)將D由靜止釋放，已知運動中D始終未落地，不考慮空氣阻力，求：
（1）從釋放D到B離開C時，A發(fā)生的位移；
（2）B離開C時，D的速率。


【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）（4分）釋放D前，對A:
物塊B離開擋板C時，對物塊B:
聯(lián)立解得
（2）（4分）由于故釋放D時與B離開擋板C時彈簧的彈性勢能相等，物塊B離開擋板C時A、D的速度相同設為v，由機械能守恒
解得
17．（10分）某游樂場游戲裝置示意圖如圖甲所示，水平平臺上固定一豎直光滑曲面，曲面下端A切線水平，并與半徑為的豎直光滑圓軌道平滑連接，質(zhì)量為的物塊P從光滑曲面上離平臺高度為h處靜止釋放，先通過圓軌道后再進入平臺，與質(zhì)量為M=4kg的物塊Q發(fā)生彈性碰撞，已知物塊Q所在位置左側平臺部分長度為，這段平臺與物塊Q之間的動摩擦因數(shù)滿足（x為物塊所在平臺上的位置到Q點的距離），Q右側平臺光滑。圓軌道的最高點B處有一力傳感器，可以測出物塊經(jīng)過B點時對軌道的壓力F，取不同的高度h得到相應的壓力F，作出F-h關系圖，如圖乙所示。g=10m/s2, 不計空氣阻力。
（1）求圖乙中a，b的值；
（2）若物塊Q恰好到達C處，求的值；






x




17．【答案】（1）；b=20（2）；
【詳解】
（1）（4分）設物塊P在B點的速率為，
從釋放點到B點過程中
物塊P在B點根據(jù)牛頓第二定律可知
聯(lián)立得 即 b=20

（2）（6分）Q從碰后運動到C點，由動能定理可知：
代入數(shù)據(jù)可知
物塊P、Q發(fā)生彈性碰撞，；
代入數(shù)據(jù)可知 又可得：


18．（12分）如圖（a），長度L=0.8m的光滑桿左端固定一帶正電的點電荷A，其電荷量Q=；一質(zhì)量m=0.02kg，帶電量為q的小球B套在桿上．將桿沿水平方向固定于某非均勻外電場中，以桿左端為原點，沿桿向右為x軸正方向建立坐標系．點電荷A對小球B的作用力隨B位置x的變化關系如圖（b）中曲線I所示，小球B所受水平方向的合力隨B位置x的變化關系如圖（b）中曲線II所示，其中曲線II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范圍可近似看作直線．求：（靜電力常量）
（1）小球B所帶電量q;
（2）非均勻外電場在x=0.3m處沿細桿方向的電場強度大小E；
（3）在合電場中，x=0.4m與x=0.6m之間的電勢差U的大?。?br /> （4）已知小球在x=0.2m處獲得v=0.4m/s的初速度時，最遠可以運動到x=0.4m．若小球在x=0.16m處受到方向向右，大小為0.04N的恒力作用后，由靜止開始運動，為使小球能離開細桿，恒力作用的最小距離s是多少？

【答案】（1）（2）（3）800 V（4）0.065m
【詳解】
（1）（2分）由圖可知，當x=0.3m時， 因此．
（2）（2分）設在x=0.3m處點電荷與小球間作用力為F2，F(xiàn)合=F2+qE
因此，方向水平向左．
（3）（3分）根據(jù)圖像可知在x=0.4m與x=0.6m之間合力做功大小
W合=0.0040.2 J=810-4J 由qU=W合 可得
（4）（5分）由圖小球從x=0.16m到x=0.2m處電場力做功
小球從到處電場力做功==
由圖小球從到處電場力做功=－0.004×0.4 J=
由動能定理+++=0 解得=

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