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题型：解答题题类：难易度：困难

湖北省云学部分重点高中2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题

如图所示，真空中，与水平面成37°角的固定绝缘长细杆，垂直穿过一固定均匀带正电圆环的圆心O，套在细杆上的带正电小球从杆上的a点以某一初速度沿杆向上运动，恰好能运动到杆上d点，已知圆环半径为R，电荷量为Q，小球质量为m、电荷量为q，小球半径远小于R， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，静电力常量为k，重力加速度大小为g，绝缘细杆与小球间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求

（1）、小球在c点受到的电场力的大小；

（2）、小球在b点的加速度大小；

（3）、小球在a点的动能。

举一反三

如图甲所示，间距 $\text{[math]}$ 的平行导轨由倾斜和竖直两部分组成（两部分均足够长），导轨电阻不计。倾斜光滑导轨所在平面与水平面夹角 $\text{[math]}$ 。倾斜和竖直导轨上分别放有ab、cd两根完全相同的导体棒，长度为L，质量 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ 。cd棒置于竖直导轨的右侧与竖直导轨的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。导轨所在空间内存在竖直向下的磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场。倾斜导轨上端与 $\text{[math]}$ 、面积 $\text{[math]}$ 的圆形金属线圈相连，线圈总电阻 $\text{[math]}$ ，整个线圈内存在垂直线圈平面的磁场 $\text{[math]}$ 且磁场随时间均匀变化。将cd棒锁定在导轨上，闭合电键K后，ab棒刚好在光滑的斜面导轨上保持静止。（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

如图所示，借助电动机和斜面将质量为20kg的货物用最短的时间从斜面底端拉到斜面顶端。货物依次经历匀加速、变加速、匀速、匀减速四个阶段，到达顶端时速度刚好为零。已知电动机的额定功率为1200W、绳子的最大拉力为300N，绳子与斜面平行，斜面长度为34.2m，倾角θ=30°，货物与斜面的摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，减速阶段加速度大小不超过5m/s² ， g取10m/s²。求：

（1）减速阶段电动机的牵引力T；

（2）货物运动总时间t。

疫情期间，一则“外卖小哥用无人机送外卖”的新闻传遍了整个网络，目前无人机得到了广泛的应用，美团已经将送餐无人机投入试运营。某次送餐过程中需要将外卖箱子由地面送到离地一定高度的窗户边上，无人机先将箱子竖直向上升起，再水平将箱子运送至目标处。箱子上升或下降过程中，加速时加速度的大小为 $\text{[math]}$ ，减速时加速度的大小为 $\text{[math]}$ ，箱子离地的最大高度为24m，水平移动的距离为18m，水平运动的时间为6s。已知箱子的总质量为3kg，全程不考虑箱子摆动所产生的影响，忽略空气阻力，箱子看成质点，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：

（1）箱子加速上升时受到的静摩擦力；

（2）箱子上升的最短时间；

（3）箱子全程运行的最大平均速度的大小。

某同学设计了一货物输送装置，将一个质量为M载物平台架在两根完全相同、半径为r，轴线在同一水平面内的平行长圆柱上。已知平台与两圆柱间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，平台的重心与两柱等距，在载物平台上放上质量为m的物体时也保持物体的重心与两柱等距，两圆柱以角速度 $\text{[math]}$ 绕轴线作相反方向的转动，重力加速度大小为g。现沿平行于轴线的方向施加一恒力F，使载物平台从静止开始运动，物体与平台总保持相对静止。下列说法正确的是（　　）

如图所示， $\text{[math]}$ 为两个等量的异种电荷，以靠近 $\text{[math]}$ 电荷的 $\text{[math]}$ 点为原点，沿两电荷的连线建立 $\text{[math]}$ 轴，沿直线向右为 $\text{[math]}$ 轴正方向，一带正电的粒子从 $\text{[math]}$ 点由静止开始在电场力作用下运动到 $\text{[math]}$ 点，已知 $\text{[math]}$ 点与 $\text{[math]}$ 点关于 $\text{[math]}$ 两电荷连线的中点对称，粒子的重力忽略不计，在从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的运动过程中，下列关于粒子的运动速度 $\text{[math]}$ 和加速度 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 的变化，粒子的动能 $\text{[math]}$ 和运动径迹上电势 $\text{[math]}$ 随位移 $\text{[math]}$ 的变化图线肯定正确的是（　　）

如图（a），轿厢内质量为0.5kg的物块的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着且保持静止，物块与轿厢水平底面间的动摩擦因数为0.3。 $\text{[math]}$ 时，轿厢在竖直轨道作用下由静止开始运动，轨道对轿厢竖直向上的作用力F的大小随时间t的变化如图（b）所示， $\text{[math]}$ 时，物块恰好相对轿厢底面滑动。轿厢和厢内物块的总质量为500kg，重力加速度大小取 $\text{[math]}$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（　　）

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