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题型：解答题题类：难易度：普通

广东省深圳市华中师范大学龙岗附属中学2023-2024学年高二上学期11月期中考试物理试题

如图所示，水平绝缘轨道AB和竖直放置半径为R的光滑绝缘半圆轨道BCD在B点平滑连接，过半圆轨道圆心O的水平边界MN下方有场强为E水平向左匀强电场，电场区域足够大。现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）从水平轨道上距离B点为 $\text{[math]}$ 的A点由静止释放，已知：滑块的电荷量 $\text{[math]}$ ，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。求：

（1）滑块从B点刚进入半圆轨道时的速度及滑块对轨道的压力；

（2）滑块运动到D点时的速度；

（3）以B为原点，BA方向为正方向建立x坐标轴，滑块都从水平轨道AB上由静止释放，且不考虑滑块运动到D点之后的情况。要使滑块不脱离轨道，滑块释放的位置x应该满足什么条件？

举一反三

如图所示，水平传送带右侧有一固定平台，平台上表面BCDE与传送带上表面ABEF共面且平滑无缝连接。半径R=1m的光滑半圆形轨道固定在BCDE上，分别与AB、EF相切于B、E点，P点是圆弧轨道中点。将质量m=1kg的滑块（可看作质点）从A点由静止释放，在传送带上运动后从B点沿切线方向进入半圆形轨道内侧，滑块始终与圆弧轨道紧密接触，并最终停下。已知传送带长l=3m，以 $\text{[math]}$ 的速率顺时针转动，滑块与传送带间动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，滑块与平台间动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。求：

（1）滑块从A点运动到B点所需时间；

（2）滑块第一次经过P点时对半圆形轨道的压力大小；

（3）从释放到最终停下来的过程中，滑块与传送带、平台间因摩擦产生的热量。

台球是深受大众喜爱的娱乐健身活动。如图，运动员采用“点杆”击球法（当球杆杆头接触母球的瞬间，迅速将杆抽回，母球离杆后与目标球发生对心正碰，视为弹性碰撞）击打母球，使得目标球被碰撞后经 $\text{[math]}$ 边反弹进入球洞A，这种进球方式被称为“翻袋”进球法。已知两球质量均为0.2kg，且可视为质点，球间距离为0.9m，目标球与 $\text{[math]}$ 挡壁间虚线距离为0.3m，目标球被 $\text{[math]}$ 挡壁反弹后向A球洞运动方向与 $\text{[math]}$ 挡壁间夹角为30°， $\text{[math]}$ ，球与桌面间阻力为重力的 $\text{[math]}$ ，不计球与挡壁碰撞过程中损失的动能，重力加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）求母球在桌面做直线运动时的加速度大小；

（2）若某次击打后母球获得的初速度为1m/s，且杆头与母球的接触时间为0.05s，求母球受到杆头的平均冲击力大小；

（3）若击打后母球获得速度 $\text{[math]}$ ，求目标球被碰撞后的速度大小，并分析目标球能否进球洞A。

如图所示， P是固定在水平面上的半径 $\text{[math]}$ 内壁光滑的圆弧凹槽，从高台边B点以速度 $\text{[math]}$ 水平飞出质量 $\text{[math]}$ 的小球，恰能从凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道， O是圆弧的圆心， $\text{[math]}$ 是OA与竖直方向的夹角（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ），不计空气阻力。求：

（1）小球运动到A点时的速度以及此时重力的瞬时功率；

（2）小球运动到圆弧凹槽的最低点时对圆弧凹槽的压力。

如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q $\text{[math]}$ 的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是 $\text{[math]}$ ，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B（不计重力），给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则A、B做圆周运动的线速度之比为（　　）

如图所示，一质量为m的带正电小球，用细线悬挂在O点，现在小球所在空间加一平行于纸面的匀强电场，使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态，要使电场最小，电场的方向应为（　　）

如图所示是静电场轨道离子阱装置，长为L的圆柱形金属管接高压电源正极，位于中心轴线的金属丝 $\text{[math]}$ 接负极，管内空间形成指向中心轴线的辐射状电场，管的左端在半径为R处开有一条圆形窄缝。现有一束质量为m、带电量为 $\text{[math]}$ 的离子，由静止开始经电压为U的加速电场加速后，恰好从离子阱右侧的A点垂直OA射入，且与 $\text{[math]}$ 的夹角 $\text{[math]}$ ，不计离子重力，离子在离子阱中的运动可分为两部分：围绕 $\text{[math]}$ 的圆周运动和沿 $\text{[math]}$ 的直线运动，且最后离子从左侧窄缝射出，求：

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