广西壮族自治区来宾市多校2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题
1.(2025高二上·来宾期中)原来静止的可以自由转动的小磁针如图所示,当一束带负电的粒子沿水平方向从左向右飞过小磁针的下方时,小磁针的S极( )
A.向纸内偏转 B.向纸外偏转 C.向下偏转 D.向上偏转
2.(2025高二上·来宾期中)如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在该直线上有a、b两点,用、分别表示a、b两点的电场强度大小,用、分别表示a、b两点的电势。下列结论一定正确的是( )
A. B. C. D.
3.(2025高二上·来宾期中)如图甲所示,在一个点电荷Q产生的电场中,x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图乙中直线a、b所示的关系,a、b两点到点电荷Q的距离分别为,,则和的比值为( )
A. B.4 C. D.2
4.(2025高二上·来宾期中)吸血鬼恒星是一种理论上的天体,它通过从伴星吸取物质来维持自身的光和热,如图所示。这种恒星通常处于双星系统中,吸血鬼恒星通过这种方式获得额外的物质,从而延长自己的寿命,这种现象在天文学中被称为质量转移或吸积过程。假设两恒星中心之间的距离保持不变,忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损,经过一段时间演化后,下列说法正确的是( )
A.两恒星的周期增大 B.两恒星的周期减小
C.两恒星的相对速度增大 D.两恒星的相对速度不变
5.(2025高二上·来宾期中)有两根均匀铜导线A,B 拼接在一起,它们的长度之比LA:LB=2:1,半径之比rA:rB=2:1,将它们按如图所示的方式接入电路,则 A、B 两部分的电阻之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1
6.(2025高二上·来宾期中)如图所示的电路中,电源的电动势和内阻不变,电流表和电压表均为理想电表,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变小 B.电压表读数变大
C.小灯泡L变暗 D.电容器C所带的电荷量减小
7.(2025高二上·来宾期中)如图甲所示,空间内存在平行纸面的匀强电场(图中未画出),圆上各点和圆心的连线与的夹角记为,圆上各点的电势与的关系图像如图乙所示,已知圆的半径,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
8.(2025高二上·来宾期中)等量异种点电荷产生的电场的等势面分布如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等,O是两电荷连线的中点,a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点。已知质子在b点的电势能比在a点的电势能大,下列说法正确的是( )
A.a、c 两点的电场强度方向相同
B.O点左边是正电荷,右边是负电荷
C.a 点的电场强度比b点的电场强度大
D.电子在b点的电势能比在a点的电势能小
9.(2025高二上·来宾期中)如图所示的电路中,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为,移动滑片,、两端的总电阻会发生变化,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动时,、两端的总电阻将减小
B.滑片向左滑动时,、两端的总电阻将减小
C.滑片滑到最左端时,、两端的总电阻为零
D.滑片滑到最右端时,、两端的总电阻为
10.(2025高二上·来宾期中)如图所示,距地面足够高的A、B两点高度差为h,水平距离为l,从A、B两点同时以相反的方向(相向)水平抛出两个小球,从A点抛出的小球初速度大小为,从B点抛出的小球初速度大小为。两小球轨迹在同一竖直平面内,经时间t,两小球相距最近,最近距离为x。不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
11.(2025高二上·来宾期中)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。
(1)旋动部件 (填“K”“S”或“T”),使指针对准电流的0刻度线。
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件 (填“K”“S”或“T”),使指针对准电阻的0刻度线。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,应将K旋转到电阻挡 (填“×10”或“×1k”)的位置,重新进行欧姆调零后,指针如图所示,则被测电阻的阻值应为 Ω。
12.(2025高二上·来宾期中)无线话筒内有一块刚启用的如图甲所示的方形电池,标称电动势为9V,某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材∶
A.待测方形电池;
B.电压表(量程为0~3V,内阻为3kΩ);
C.电流表(量程为0~3A,内阻为0.1Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~20Ω);
E.电阻箱(阻值范围为0~9999Ω);
F.开关、导线若干。
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图,实验需要把电压表量程扩大为0~10V,则电阻箱的阻值应调整为 Ω。
(2)将的滑片移到最 (填“左”或“右”)端,闭合开关S,移动的滑片,测出多组数据,并作出图线如图丙所示,由此可得,该电池的电动势 V,内阻 Ω。(后两空结果均保留一位小数)
13.(2025高二上·来宾期中)如图所示,将内壁光滑的细管弯成四分之三圆弧轨道并竖直固定,细管内径远小于轨道半径,轻绳穿过细管连接小球A和重物B,小球A的质量为M,直径略小于细管内径,小球A恰好静止在Q 点,OA与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为g。
(1)求重物B的质量m;
(2)突然剪断轻绳,求此瞬间小球A的加速度大小a。
14.(2025高二上·来宾期中)如图甲所示的控制电路中,当环境温度低于10℃时,控制开关自动启动加热系统,当环境温度高于40℃时,控制开关自动关闭加热系统。已知电源的电动势V、内阻不计,定值电阻Ω,热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示,求∶
(1)环境温度为10℃时,1、2两端的电压;
(2)环境温度为40℃时,1、2两端的电压。
15.(2025高二上·来宾期中)空间存在水平向左的匀强电场(图中未画出),某时刻将一质量为m、带电荷量为q的小球从P点以大小的速度水平向右抛出,如图所示,经过一段时间后,小球经过P点正下方、距P点距离为h的Q点,重力加速度大小为,求:
(1)小球经过Q点时的速度大小vQ;
(2)该匀强电场的电场强度大小E;
(3)小球从P点运动到Q点的过程中的最小速度。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】带负电的粒子从左向右运动 → 等效电流方向与负电荷运动方向相反。所以等效电流方向是从右向左。用右手握住直导线,拇指指向电流方向(从右向左),四指环绕方向为磁感线方向。
在小磁针位置(在导线下方),四指方向垂直纸面向里(即磁场方向垂直纸面向里)。小磁针 N 极静止时指向该点磁场方向。磁场向里 → N 极向纸内偏转。S 极与 N 极相反 → S 极向纸外偏转 ,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】考点易错点
1、电流方向判断错误
带负电粒子运动时,等效电流方向与粒子运动方向相反,这是本题第一个易错点。
如果当成正电荷处理,就会得到相反结果。
2、安培定则应用错误
右手螺旋定则:直导线情形,拇指指向电流方向,四指为磁感线环绕方向。
要区分“通电直导线”和“螺线管”两种不同右手定则,本题是直导线。
3、磁场方向与磁针 N 极关系
N 极指向磁场方向,不要记成 S 极指向磁场方向。
4、上下位置关系
在导线下方时,磁感线方向与在导线上方相反。
如果误把磁针放在导线上方判断,也会选错。
2.【答案】D
【知识点】电场线;电势
【解析】【解答】AB.电场线疏密表示场强大小,但题中只有一条电场线,无法判断 a、b 处疏密程度。
因此 与 无法比较,可能相等(匀强电场),也可能不等(非匀强电场) ,故AB错误;
CD.沿电场线方向电势降低,所以,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】一条电场线无法判断场强大小,只能判断电势高低(沿电场线方向降低)。学生易错误地认为一根电场线也能看出场强变化(例如认为“直线电场线就是匀强电场”,其实不一定)。
电势高低与电场线方向的关系是确定的,不受场强大小影响。
3.【答案】C
【知识点】电场强度
【解析】【解答】图乙是 图,a、b 是两条过原点的直线,根据 ,斜率就是该点的电场强度 E,由电场强度的定义式可得,根据点电荷电场强度公式可知,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】核心考点
1、F-q 图像的物理意义
F=qE 表明静电力 F 与试探电荷电量 q 成正比。图像是过原点的直线,斜率等于该点的电场强度E。
比较两条直线斜率可得 。
2、点电荷场强公式:,场强与距离平方成反比:
3、比值计算与代数处理
已知 求 时,注意是反比平方关系,容易颠倒。
4.【答案】D
【知识点】双星(多星)问题
【解析】【解答】AB.假设在演化开始时,吸血鬼恒星的质量为,伴星的质量为,两者之间的距离为L,根据双星运动的特点,对于吸血鬼恒星有,同理,对于伴星有,又,联立解得,题意知两恒星的总质量不变,L也不变,故周期不变,故AB错误;
CD.两恒星的相对速度,可知两恒星的相对速度不变,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】核心考点
1、双星系统模型
两颗星绕共同质心做圆周运动。它们之间的万有引力提供向心力。角速度 相同,周期T 相同。
2、双星周期公式
,L:两星之间距离(恒定), :系统总质量(恒定)
结论:只要 L 和 不变,周期 T 就不变。
3、相对速度
相对速度 = ,又
所以
结论:只要 L 和 不变,相对速度也不变。
二、常见易错点
1、误认为质量转移会改变周期
错误思路:质量重新分配 → 引力变化 → 周期变化。
正确:周期只依赖于总质量与距离,与质量分布无关。
2、混淆“相对速度”与“单个星的速度”
单个星的速度会变化: ,而 ,当 M1 增加时, 增加,所以 增加; 减少,但相对速度 保持不变。
3、错误使用开普勒第三定律
开普勒第三定律用于中心天体质量远大于环绕天体的情况,或者修改形式 。
双星系统中,两个天体质量相差不大,必须用推导出的准确公式。
5.【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】材料相同(铜) → 电阻率 ρ 相同,长度比 ,半径比
横截面积 ,所以 电阻公式,所以代入比例:,故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】考点易错点
1、电阻比例计算
用 ,而 ,所以 。
易错:只比长度或只比半径,忘记面积与半径平方成正比。
2、单位长度与整体电阻
题目给的是两段实际长度比,不是单位长度电阻比。
易错:先算单位长度电阻比,再乘长度比时混淆。
3、比例运算出错
计算 ,这里 ,,相乘得 ,即 易错:把 直接代入时,弄反分子分母。
4、材料相同
电阻率ρ 相同,可约去,所以只比 。
6.【答案】D
【知识点】含容电路分析;电路动态分析
【解析】【解答】AC.当滑片右移时,滑动变阻器接入电阻减小,则总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流增大,故电流表读数变大,小灯泡变亮,故AC错误;
B.由于总电流增大,根据,可知电压表读数减小,故B错误;
D.滑动变阻器并联的电压表读数减小,则电容器的两端电压变小,根据 ,电容器所带电荷量减小,故D正确。
故选D。
【分析】考点易错点
1、电路结构识别错误
误以为电压表测路端电压或 电压。
正确:电压表测 电压(并联部分电压)。
2、并联支路电流变化判断错误
总电流增大,但并联的某一条支路电流不一定增大。要用 分析乘积变化。
3、电容器电荷量变化
电容器与谁并联,电压就等于谁,,只需判断电容器电压变化。
4、灯泡亮度由实际功率决定
,减小 → 功率减小 → 变暗。
7.【答案】B
【知识点】电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】根据沿着电场线电势降低最快结合图乙可知电场线方向方向,该匀强电场的电场强度大小,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】考点易错点
1、圆周电势分布与匀强电场的关系
在匀强电场中,一个圆周上的电势分布为 ,其中 是电场方向与极轴的夹角。
最高电势点在电场方向与半径同向的位置,最低电势点在电场方向与半径反向的位置。
2、最大电势差与场强关系
圆上最大电势差 ,这是直接求场强的关键公式。
易错:直接用某两点电势差 会复杂,不如用直径两端点公式。
3、单位换算
半径 ,若忘记换算,会得到错误数量级。
4、电场方向判断
虽然题目只求大小,但理解方向有助于验证公式的正确使用。
沿着电场线方向电势降低最快,最高电势点对应电场方向沿半径向外。
8.【答案】A,D
【知识点】电场线;电势能;电势
【解析】【解答】AB.由题意及电势能计算式可知,已知质子在b点电势能比在a点电势能大,b点电势高于a点电势,所以O点右边是正电荷,左边是负电荷,a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点,所以电场强度大小相等方向相同,故A正确,B错误;
C.a点处的等差等势面比b点处的稀疏,a点处的电场线比b点处的稀疏,所以a点电场强度比b点的电场强度小,故C错误;
D.质子在b点的电势能比a点的电势能大,则电子在b点的电势能比在a点的电势能小,故D正确。
故选AD。
【分析】考点易错点
1、质子与电子电势能高低判断相反
质子(正电):电势能大 电势高,电子(负电):电势能大 电势低
易错:把电子与质子混为一谈。
2、等量异种电荷连线场强方向
电场线从正电荷指向负电荷,连线上各点场强方向相同(从中点指向负电荷方向)。对称点场强大小相等、方向相同。
3、等势面疏密与场强大小
等差等势面越密,场强越大。在异种电荷连线中点附近最密,场强最大;靠近电荷处也较密。
4、根据电势能变化判断电荷位置
由质子电势能比较得出电势高低,从而确定正负电荷位置。
易错:把电荷位置弄反。
5、图像对称性应用
利用 关于 对称,直接得场强相同。
9.【答案】B,C
【知识点】电阻定律;串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】A.P向右滑动时电阻R增大,根据公式可知,总电阻将增大,故A错误;
B.P向左滑动时电阻R减小,根据公式可知,总电阻将减小,故B正确;
C.P滑到最左端时,电阻被短路,故总电阻为0,故C正确;
D.P滑到最右端时,解得,故D错误。
故选BC。
【分析】考点易错点
1、滑动变阻器的接法分析
此电路是滑动变阻器当作两个并联电阻使用,而不是简单的变阻器。
下支路电阻 ,在 或 时为零。
2、总电阻随滑片位置变化
当滑片从一端移到另一端, 先增大后减小,在中间最大。
总电阻 同样先增后减。
3、极端位置总电阻
滑片在两端时,下支路被短路,总电阻为零。
易错:误以为滑片在最右端时下支路电阻为 R,实际上右端时左段为 R、右段为 0,但电流只走右段 0 电阻,所以下支路电阻 0。
4、对选项 D 的典型错误
D 给的 是滑片在中间()时的总电阻,不是最右端。
10.【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB.两个小球在竖直方向都由静止开始做自由落体运动,两个小球在竖直方向的距离始终不变,恒为h,根据几何关系可知,两个小球距离最近时处于同一竖直线上,最近距离,故A错误,B正确;
CD.两个小球在水平方向均做匀速直线运动,由几何关系可得,解得,故C正确,D错误。
故选BC。
【分析】考点易错点
1、竖直方向运动相同
同时、同加速度自由落体 竖直相对位置不变 最近距离就是水平相遇时的竖直距离h。
易错:误以为竖直方向也会靠近。
2、最近距离的判断
两质点:一维水平相对运动 + 固定竖直间距 最小空间距离 = 固定竖直间距h(当水平相遇时)。
若竖直方向也有相对运动,则要用导数求极值。
3、相对速度求相遇时间
水平方向相向运动,相对速度 ,不是 。
易错:符号弄反。
4、几何关系
初始距离 是干扰项,不是最小距离,最小距离是固定的h,与l 无关
11.【答案】S;T;×1k;
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】(1)多用电表的基本结构S:机械调零螺丝(表头调零),T:欧姆调零旋钮(电阻挡调零)
K:选择开关(选择测量功能和量程),机械调零应旋动S,使指针对准I=0或R=∞。
(3)欧姆调零应旋动T,使指针对准电阻的0刻度线。
(4)指针偏转角度小,说明待测电阻阻值大,所选倍率小,应改选更大的倍率,重新进行欧姆调零,所以应选“×1k”挡位,被测电阻的阻值应为Ω。
【分析】一、核心考点
1、多用电表的基本结构
S:机械调零螺丝(表头调零)T:欧姆调零旋钮(电阻挡调零)K:选择开关(选择测量功能和量程)
2、测量电阻的步骤
机械调零:使用前检查指针是否指在电流零刻度(左端),如果不是,用螺丝刀调节 S。
选挡:K 旋到电阻挡合适倍率。
欧姆调零:红黑表笔短接,调节 T,使指针指到电阻零刻度(右端)。
测量:表笔接电阻两端,读数。
换挡重调:若指针偏角太小(读数靠近左端),应选更大倍率,并重新欧姆调零。
读数方法:电阻值 = 指针示数 × 倍率
图示表盘:欧姆刻度不均匀,从右向左增大。
二、常见易错点
1、机械调零与欧姆调零混淆
机械调零(S):在任何测量前进行,针对电表指针的物理零位(电流、电压零刻度)。
欧姆调零(T):只在电阻挡、每次换挡后、表笔短接时进行,使指针指向 0 Ω。
2、指针偏转角度“过小”的含义
偏角小 → 指针靠近左端(∞ 处) → 电阻大 → 应选更大倍率(如从 ×100 换到 ×1k)。
易错:误以为偏角小应换小倍率。
3、读数不看对应刻度线
测电阻时看最上方的欧姆刻度(非线性),不是电流、电压刻度。
易错:读成直流电流或电压值。
4、不重新欧姆调零
换挡后必须重新短接表笔,调节 T 使指针指 0 Ω,否则测量不准。
12.【答案】(1)7k
(2)左;9.4;2.9
【知识点】表头的改装;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)电压表量程 0~3 V,内阻 ,要扩大量程为 0~10 V。串联电阻箱 后,总电压为 时,电压表分担 ,电阻箱分担 。电阻箱的阻值应调整为
(2)滑动变阻器限流式连接,闭合开关前阻值因达到最大阻值处,闭合开关K之前应将的滑片移到最左端;
电压表示数为U,则R1两端电压为,根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得,可知U-I图像的纵轴截距为,解得该电池的电动势为E=9.4V
U-I图像的斜率绝对值为,解得内阻为r=2.9Ω
【分析】易错点
1. 电压表扩程计算时单位错误
题目给的内阻是 ,结果应保持单位一致,填“7k”或“7000”都行,但若只写“7”会丢分。
2. 忽略电流表内阻
若直接由斜率求 r 时忘记 ,会得到 而不是 。
3. 混淆电压表读数与实际路端电压
最易错的一步:直接把图丙的纵坐标 当成路端电压代入 计算,这样会得到完全错误的 E 和 r。必须转换为实际路端电压 。
4. 图像纵截距读错
图丙纵坐标是 原电压表读数(0~3 V),不是 0~10 V。若误把纵坐标最大值 3 V 当作 10 V 来理解截距,会错得离谱。
二、总结
本题把电表改装与测电源电动势和内阻结合,难点在于:正确进行电压表量程扩展的计算。
理解改装后电压表读数与实际电压的换算关系。在闭合电路欧姆定律中代入换算后的电压,并正确处理电流表内阻的影响。只要清晰地写出电路方程,并明确每个物理量的含义,就能避免这些易错点。
(1)电阻箱的阻值应调整为
(2)[1]滑动变阻器限流式连接,闭合开关前阻值因达到最大阻值处,闭合开关K之前应将的滑片移到最左端;
[2][3]电压表示数为U,则R1两端电压为,根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知U-I图像的纵轴截距为
解得该电池的电动势为E=9.4V
U-I图像的斜率绝对值为
解得内阻为r=2.9Ω
13.【答案】(1)解:对小球 A 受力分析,如图所示
根据几何关系有,
解得
(2)解:剪断轻绳后,根据牛顿第二定律有
解得
【知识点】共点力的平衡;牛顿第二定律
【解析】【分析】考点:
1、轻绳穿过光滑弯管时的张力方向
绳对管内小球的力沿圆弧的切线方向。
2、静力学平衡条件在曲线坐标系中的应用
将力分解为切向和法向分量,分别列平衡方程。
3、瞬时变化问题
剪断绳瞬间,速度为零,法向加速度为零,仅切向加速度立即变化。
4、连接体问题
通过轻绳连接的两个物体,张力大小相等。
易错点:
1、切向与法向分力的计算错误
错误判断重力在切向和法向的分量符号或大小。
正确做法:建立径向单位矢量 (圆心到小球向外)和切向单位矢量 (逆时针为正),然后投影。
2、误认为剪断绳后法向加速度立即改变
剪断绳瞬间,小球速度为零,所以法向加速度 ,法向合力仍为零,N 会突变但大小仍等于 。
3、误将绳的张力当成沿某固定水平或竖直方向
必须理解绳在光滑管中可自由移动,张力沿切线。
4、第(2)问中错误使用向心力公式
有同学会错误地认为剪断绳后 N 消失或变为零,其实 N 大小仍为 (瞬间),因为要平衡重力的法向分量,保持径向静止(瞬时)。
(1)对小球 A 受力分析,如图所示
根据几何关系有,
解得
(2)剪断轻绳后,根据牛顿第二定律有
解得
14.【答案】(1)解:由题图乙可知,10℃时,,有
解得
(2)解:由题图乙可知,40℃时,,有
解得
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】考点:
1、串联电路的分压计算
欧姆定律 ,电流 。
2、热敏电阻的温度-阻值识图
从图乙读取对应温度的阻值。
3、比较器工作的临界点分析
虽然本题直接问的是电压,但隐含比较器在 10℃ 和 40℃ 时 等于参考电压(或与参考电压比较决定开关状态)。
易错点:
1、看错热敏电阻的阻值
图像可能不是线性,要仔细对应 10℃ 和 40℃ 的准确阻值。
2、混淆UR1 与URt
题目明确是“1、2 两端的电压”,1、2 是接在 两端,不是 两端。如果误求 电压,结果会不同。
3、不理解电路控制逻辑与本题问题的关系
虽然控制逻辑给出了温度阈值,但第(1)(2)问只是求电压,与比较器参考电压无关,不要混淆
(1)由题图乙可知,10℃时,,有
解得
(2)由题图乙可知,40℃时,,有
解得
15.【答案】(1)解:小球从P点运动到Q点的过程中,只有重力做功,则有
解得
(2)解:小球从P点运动到Q点的过程中,竖直方向上做自由落体,所用时间为t,竖直方向速度为。则有
可解得
在这个过程中,水平方向上的速度从变化为,加速度为
根据直线运动公式,有
解得
(3)解:把小球受到的重力和电场力合成为一个力F,小球在这个合力的作用下,做匀变速曲线运动。当小球的速度与合力F垂直时,速度最小。
设合力F与水平方向的夹角为θ,则有
解得
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】主要易错点:
1、第(1)问中误以为机械能守恒
错误:认为“只有重力做功” → 错因是忽略了电场力。
正确:虽然电场力存在,但在 P→Q 过程中水平位移为零,电场力做功为零,所以动能定理简化为 。
若水平位移不为零,则不能忽略电场力做功。
2、第(2)问中电荷 q 正负号的处理
题目未说明 q 的正负,但电场向左,若 q>0,电场力向左,水平加速度向左;若 q<0,电场力向右,水平加速度向右,为使水平位移为零,q 必须为正电荷(加速度向左,才能先向右减速再向左回到竖直线),最终 E 的大小表达式应含 或说明 q>0。
3、第(3)问中最小速度的求法
错误:认为最小速度就是竖直方向速度为零或水平方向速度为零的时刻。
正确:最小速度出现在合加速度方向与速度方向垂直时。
方法:将初速度分解到垂直合外力方向,该分量全程不变,就是最小速度。
4、计算中的符号错误
水平加速度 (若取向右为正,q>0,E>0)。
列水平位移为零的方程时,容易漏掉负号,导致 E 为虚数的荒谬结果。
总结解题关键步骤:
1、第(1)问:由 P→Q 水平位移为零 → 电场力做功为零 → 动能定理仅重力做功 → 。
2、第(2)问:竖直方向 求时间 t;水平方向位移为零求 ;再由 求 E。
3、第(3)问:求合力方向,将初速度分解到垂直合力方向,该分速度即为最小速度。
(1)小球从P点运动到Q点的过程中,只有重力做功,则有
解得
(2)小球从P点运动到Q点的过程中,竖直方向上做自由落体,所用时间为t,竖直方向速度为。则有
可解得
在这个过程中,水平方向上的速度从变化为,加速度为
根据直线运动公式,有
解得
(3)把小球受到的重力和电场力合成为一个力F,小球在这个合力的作用下,做匀变速曲线运动。当小球的速度与合力F垂直时,速度最小。
设合力F与水平方向的夹角为θ,则有
解得
1 / 1广西壮族自治区来宾市多校2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题
1.(2025高二上·来宾期中)原来静止的可以自由转动的小磁针如图所示,当一束带负电的粒子沿水平方向从左向右飞过小磁针的下方时,小磁针的S极( )
A.向纸内偏转 B.向纸外偏转 C.向下偏转 D.向上偏转
【答案】B
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】带负电的粒子从左向右运动 → 等效电流方向与负电荷运动方向相反。所以等效电流方向是从右向左。用右手握住直导线,拇指指向电流方向(从右向左),四指环绕方向为磁感线方向。
在小磁针位置(在导线下方),四指方向垂直纸面向里(即磁场方向垂直纸面向里)。小磁针 N 极静止时指向该点磁场方向。磁场向里 → N 极向纸内偏转。S 极与 N 极相反 → S 极向纸外偏转 ,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】考点易错点
1、电流方向判断错误
带负电粒子运动时,等效电流方向与粒子运动方向相反,这是本题第一个易错点。
如果当成正电荷处理,就会得到相反结果。
2、安培定则应用错误
右手螺旋定则:直导线情形,拇指指向电流方向,四指为磁感线环绕方向。
要区分“通电直导线”和“螺线管”两种不同右手定则,本题是直导线。
3、磁场方向与磁针 N 极关系
N 极指向磁场方向,不要记成 S 极指向磁场方向。
4、上下位置关系
在导线下方时,磁感线方向与在导线上方相反。
如果误把磁针放在导线上方判断,也会选错。
2.(2025高二上·来宾期中)如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在该直线上有a、b两点,用、分别表示a、b两点的电场强度大小,用、分别表示a、b两点的电势。下列结论一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】电场线;电势
【解析】【解答】AB.电场线疏密表示场强大小,但题中只有一条电场线,无法判断 a、b 处疏密程度。
因此 与 无法比较,可能相等(匀强电场),也可能不等(非匀强电场) ,故AB错误;
CD.沿电场线方向电势降低,所以,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】一条电场线无法判断场强大小,只能判断电势高低(沿电场线方向降低)。学生易错误地认为一根电场线也能看出场强变化(例如认为“直线电场线就是匀强电场”,其实不一定)。
电势高低与电场线方向的关系是确定的,不受场强大小影响。
3.(2025高二上·来宾期中)如图甲所示,在一个点电荷Q产生的电场中,x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图乙中直线a、b所示的关系,a、b两点到点电荷Q的距离分别为,,则和的比值为( )
A. B.4 C. D.2
【答案】C
【知识点】电场强度
【解析】【解答】图乙是 图,a、b 是两条过原点的直线,根据 ,斜率就是该点的电场强度 E,由电场强度的定义式可得,根据点电荷电场强度公式可知,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】核心考点
1、F-q 图像的物理意义
F=qE 表明静电力 F 与试探电荷电量 q 成正比。图像是过原点的直线,斜率等于该点的电场强度E。
比较两条直线斜率可得 。
2、点电荷场强公式:,场强与距离平方成反比:
3、比值计算与代数处理
已知 求 时,注意是反比平方关系,容易颠倒。
4.(2025高二上·来宾期中)吸血鬼恒星是一种理论上的天体,它通过从伴星吸取物质来维持自身的光和热,如图所示。这种恒星通常处于双星系统中,吸血鬼恒星通过这种方式获得额外的物质,从而延长自己的寿命,这种现象在天文学中被称为质量转移或吸积过程。假设两恒星中心之间的距离保持不变,忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损,经过一段时间演化后,下列说法正确的是( )
A.两恒星的周期增大 B.两恒星的周期减小
C.两恒星的相对速度增大 D.两恒星的相对速度不变
【答案】D
【知识点】双星(多星)问题
【解析】【解答】AB.假设在演化开始时,吸血鬼恒星的质量为,伴星的质量为,两者之间的距离为L,根据双星运动的特点,对于吸血鬼恒星有,同理,对于伴星有,又,联立解得,题意知两恒星的总质量不变,L也不变,故周期不变,故AB错误;
CD.两恒星的相对速度,可知两恒星的相对速度不变,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】核心考点
1、双星系统模型
两颗星绕共同质心做圆周运动。它们之间的万有引力提供向心力。角速度 相同,周期T 相同。
2、双星周期公式
,L:两星之间距离(恒定), :系统总质量(恒定)
结论:只要 L 和 不变,周期 T 就不变。
3、相对速度
相对速度 = ,又
所以
结论:只要 L 和 不变,相对速度也不变。
二、常见易错点
1、误认为质量转移会改变周期
错误思路:质量重新分配 → 引力变化 → 周期变化。
正确:周期只依赖于总质量与距离,与质量分布无关。
2、混淆“相对速度”与“单个星的速度”
单个星的速度会变化: ,而 ,当 M1 增加时, 增加,所以 增加; 减少,但相对速度 保持不变。
3、错误使用开普勒第三定律
开普勒第三定律用于中心天体质量远大于环绕天体的情况,或者修改形式 。
双星系统中,两个天体质量相差不大,必须用推导出的准确公式。
5.(2025高二上·来宾期中)有两根均匀铜导线A,B 拼接在一起,它们的长度之比LA:LB=2:1,半径之比rA:rB=2:1,将它们按如图所示的方式接入电路,则 A、B 两部分的电阻之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1
【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】材料相同(铜) → 电阻率 ρ 相同,长度比 ,半径比
横截面积 ,所以 电阻公式,所以代入比例:,故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】考点易错点
1、电阻比例计算
用 ,而 ,所以 。
易错:只比长度或只比半径,忘记面积与半径平方成正比。
2、单位长度与整体电阻
题目给的是两段实际长度比,不是单位长度电阻比。
易错:先算单位长度电阻比,再乘长度比时混淆。
3、比例运算出错
计算 ,这里 ,,相乘得 ,即 易错:把 直接代入时,弄反分子分母。
4、材料相同
电阻率ρ 相同,可约去,所以只比 。
6.(2025高二上·来宾期中)如图所示的电路中,电源的电动势和内阻不变,电流表和电压表均为理想电表,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变小 B.电压表读数变大
C.小灯泡L变暗 D.电容器C所带的电荷量减小
【答案】D
【知识点】含容电路分析;电路动态分析
【解析】【解答】AC.当滑片右移时,滑动变阻器接入电阻减小,则总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流增大,故电流表读数变大,小灯泡变亮,故AC错误;
B.由于总电流增大,根据,可知电压表读数减小,故B错误;
D.滑动变阻器并联的电压表读数减小,则电容器的两端电压变小,根据 ,电容器所带电荷量减小,故D正确。
故选D。
【分析】考点易错点
1、电路结构识别错误
误以为电压表测路端电压或 电压。
正确:电压表测 电压(并联部分电压)。
2、并联支路电流变化判断错误
总电流增大,但并联的某一条支路电流不一定增大。要用 分析乘积变化。
3、电容器电荷量变化
电容器与谁并联,电压就等于谁,,只需判断电容器电压变化。
4、灯泡亮度由实际功率决定
,减小 → 功率减小 → 变暗。
7.(2025高二上·来宾期中)如图甲所示,空间内存在平行纸面的匀强电场(图中未画出),圆上各点和圆心的连线与的夹角记为,圆上各点的电势与的关系图像如图乙所示,已知圆的半径,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】根据沿着电场线电势降低最快结合图乙可知电场线方向方向,该匀强电场的电场强度大小,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】考点易错点
1、圆周电势分布与匀强电场的关系
在匀强电场中,一个圆周上的电势分布为 ,其中 是电场方向与极轴的夹角。
最高电势点在电场方向与半径同向的位置,最低电势点在电场方向与半径反向的位置。
2、最大电势差与场强关系
圆上最大电势差 ,这是直接求场强的关键公式。
易错:直接用某两点电势差 会复杂,不如用直径两端点公式。
3、单位换算
半径 ,若忘记换算,会得到错误数量级。
4、电场方向判断
虽然题目只求大小,但理解方向有助于验证公式的正确使用。
沿着电场线方向电势降低最快,最高电势点对应电场方向沿半径向外。
8.(2025高二上·来宾期中)等量异种点电荷产生的电场的等势面分布如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等,O是两电荷连线的中点,a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点。已知质子在b点的电势能比在a点的电势能大,下列说法正确的是( )
A.a、c 两点的电场强度方向相同
B.O点左边是正电荷,右边是负电荷
C.a 点的电场强度比b点的电场强度大
D.电子在b点的电势能比在a点的电势能小
【答案】A,D
【知识点】电场线;电势能;电势
【解析】【解答】AB.由题意及电势能计算式可知,已知质子在b点电势能比在a点电势能大,b点电势高于a点电势,所以O点右边是正电荷,左边是负电荷,a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点,所以电场强度大小相等方向相同,故A正确,B错误;
C.a点处的等差等势面比b点处的稀疏,a点处的电场线比b点处的稀疏,所以a点电场强度比b点的电场强度小,故C错误;
D.质子在b点的电势能比a点的电势能大,则电子在b点的电势能比在a点的电势能小,故D正确。
故选AD。
【分析】考点易错点
1、质子与电子电势能高低判断相反
质子(正电):电势能大 电势高,电子(负电):电势能大 电势低
易错:把电子与质子混为一谈。
2、等量异种电荷连线场强方向
电场线从正电荷指向负电荷,连线上各点场强方向相同(从中点指向负电荷方向)。对称点场强大小相等、方向相同。
3、等势面疏密与场强大小
等差等势面越密,场强越大。在异种电荷连线中点附近最密,场强最大;靠近电荷处也较密。
4、根据电势能变化判断电荷位置
由质子电势能比较得出电势高低,从而确定正负电荷位置。
易错:把电荷位置弄反。
5、图像对称性应用
利用 关于 对称,直接得场强相同。
9.(2025高二上·来宾期中)如图所示的电路中,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为,移动滑片,、两端的总电阻会发生变化,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动时,、两端的总电阻将减小
B.滑片向左滑动时,、两端的总电阻将减小
C.滑片滑到最左端时,、两端的总电阻为零
D.滑片滑到最右端时,、两端的总电阻为
【答案】B,C
【知识点】电阻定律;串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】A.P向右滑动时电阻R增大,根据公式可知,总电阻将增大,故A错误;
B.P向左滑动时电阻R减小,根据公式可知,总电阻将减小,故B正确;
C.P滑到最左端时,电阻被短路,故总电阻为0,故C正确;
D.P滑到最右端时,解得,故D错误。
故选BC。
【分析】考点易错点
1、滑动变阻器的接法分析
此电路是滑动变阻器当作两个并联电阻使用,而不是简单的变阻器。
下支路电阻 ,在 或 时为零。
2、总电阻随滑片位置变化
当滑片从一端移到另一端, 先增大后减小,在中间最大。
总电阻 同样先增后减。
3、极端位置总电阻
滑片在两端时,下支路被短路,总电阻为零。
易错:误以为滑片在最右端时下支路电阻为 R,实际上右端时左段为 R、右段为 0,但电流只走右段 0 电阻,所以下支路电阻 0。
4、对选项 D 的典型错误
D 给的 是滑片在中间()时的总电阻,不是最右端。
10.(2025高二上·来宾期中)如图所示,距地面足够高的A、B两点高度差为h,水平距离为l,从A、B两点同时以相反的方向(相向)水平抛出两个小球,从A点抛出的小球初速度大小为,从B点抛出的小球初速度大小为。两小球轨迹在同一竖直平面内,经时间t,两小球相距最近,最近距离为x。不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB.两个小球在竖直方向都由静止开始做自由落体运动,两个小球在竖直方向的距离始终不变,恒为h,根据几何关系可知,两个小球距离最近时处于同一竖直线上,最近距离,故A错误,B正确;
CD.两个小球在水平方向均做匀速直线运动,由几何关系可得,解得,故C正确,D错误。
故选BC。
【分析】考点易错点
1、竖直方向运动相同
同时、同加速度自由落体 竖直相对位置不变 最近距离就是水平相遇时的竖直距离h。
易错:误以为竖直方向也会靠近。
2、最近距离的判断
两质点:一维水平相对运动 + 固定竖直间距 最小空间距离 = 固定竖直间距h(当水平相遇时)。
若竖直方向也有相对运动,则要用导数求极值。
3、相对速度求相遇时间
水平方向相向运动,相对速度 ,不是 。
易错:符号弄反。
4、几何关系
初始距离 是干扰项,不是最小距离,最小距离是固定的h,与l 无关
11.(2025高二上·来宾期中)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。
(1)旋动部件 (填“K”“S”或“T”),使指针对准电流的0刻度线。
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件 (填“K”“S”或“T”),使指针对准电阻的0刻度线。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,应将K旋转到电阻挡 (填“×10”或“×1k”)的位置,重新进行欧姆调零后,指针如图所示,则被测电阻的阻值应为 Ω。
【答案】S;T;×1k;
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】(1)多用电表的基本结构S:机械调零螺丝(表头调零),T:欧姆调零旋钮(电阻挡调零)
K:选择开关(选择测量功能和量程),机械调零应旋动S,使指针对准I=0或R=∞。
(3)欧姆调零应旋动T,使指针对准电阻的0刻度线。
(4)指针偏转角度小,说明待测电阻阻值大,所选倍率小,应改选更大的倍率,重新进行欧姆调零,所以应选“×1k”挡位,被测电阻的阻值应为Ω。
【分析】一、核心考点
1、多用电表的基本结构
S:机械调零螺丝(表头调零)T:欧姆调零旋钮(电阻挡调零)K:选择开关(选择测量功能和量程)
2、测量电阻的步骤
机械调零:使用前检查指针是否指在电流零刻度(左端),如果不是,用螺丝刀调节 S。
选挡:K 旋到电阻挡合适倍率。
欧姆调零:红黑表笔短接,调节 T,使指针指到电阻零刻度(右端)。
测量:表笔接电阻两端,读数。
换挡重调:若指针偏角太小(读数靠近左端),应选更大倍率,并重新欧姆调零。
读数方法:电阻值 = 指针示数 × 倍率
图示表盘:欧姆刻度不均匀,从右向左增大。
二、常见易错点
1、机械调零与欧姆调零混淆
机械调零(S):在任何测量前进行,针对电表指针的物理零位(电流、电压零刻度)。
欧姆调零(T):只在电阻挡、每次换挡后、表笔短接时进行,使指针指向 0 Ω。
2、指针偏转角度“过小”的含义
偏角小 → 指针靠近左端(∞ 处) → 电阻大 → 应选更大倍率(如从 ×100 换到 ×1k)。
易错:误以为偏角小应换小倍率。
3、读数不看对应刻度线
测电阻时看最上方的欧姆刻度(非线性),不是电流、电压刻度。
易错:读成直流电流或电压值。
4、不重新欧姆调零
换挡后必须重新短接表笔,调节 T 使指针指 0 Ω,否则测量不准。
12.(2025高二上·来宾期中)无线话筒内有一块刚启用的如图甲所示的方形电池,标称电动势为9V,某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材∶
A.待测方形电池;
B.电压表(量程为0~3V,内阻为3kΩ);
C.电流表(量程为0~3A,内阻为0.1Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~20Ω);
E.电阻箱(阻值范围为0~9999Ω);
F.开关、导线若干。
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图,实验需要把电压表量程扩大为0~10V,则电阻箱的阻值应调整为 Ω。
(2)将的滑片移到最 (填“左”或“右”)端,闭合开关S,移动的滑片,测出多组数据,并作出图线如图丙所示,由此可得,该电池的电动势 V,内阻 Ω。(后两空结果均保留一位小数)
【答案】(1)7k
(2)左;9.4;2.9
【知识点】表头的改装;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)电压表量程 0~3 V,内阻 ,要扩大量程为 0~10 V。串联电阻箱 后,总电压为 时,电压表分担 ,电阻箱分担 。电阻箱的阻值应调整为
(2)滑动变阻器限流式连接,闭合开关前阻值因达到最大阻值处,闭合开关K之前应将的滑片移到最左端;
电压表示数为U,则R1两端电压为,根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得,可知U-I图像的纵轴截距为,解得该电池的电动势为E=9.4V
U-I图像的斜率绝对值为,解得内阻为r=2.9Ω
【分析】易错点
1. 电压表扩程计算时单位错误
题目给的内阻是 ,结果应保持单位一致,填“7k”或“7000”都行,但若只写“7”会丢分。
2. 忽略电流表内阻
若直接由斜率求 r 时忘记 ,会得到 而不是 。
3. 混淆电压表读数与实际路端电压
最易错的一步:直接把图丙的纵坐标 当成路端电压代入 计算,这样会得到完全错误的 E 和 r。必须转换为实际路端电压 。
4. 图像纵截距读错
图丙纵坐标是 原电压表读数(0~3 V),不是 0~10 V。若误把纵坐标最大值 3 V 当作 10 V 来理解截距,会错得离谱。
二、总结
本题把电表改装与测电源电动势和内阻结合,难点在于:正确进行电压表量程扩展的计算。
理解改装后电压表读数与实际电压的换算关系。在闭合电路欧姆定律中代入换算后的电压,并正确处理电流表内阻的影响。只要清晰地写出电路方程,并明确每个物理量的含义,就能避免这些易错点。
(1)电阻箱的阻值应调整为
(2)[1]滑动变阻器限流式连接,闭合开关前阻值因达到最大阻值处,闭合开关K之前应将的滑片移到最左端;
[2][3]电压表示数为U,则R1两端电压为,根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知U-I图像的纵轴截距为
解得该电池的电动势为E=9.4V
U-I图像的斜率绝对值为
解得内阻为r=2.9Ω
13.(2025高二上·来宾期中)如图所示,将内壁光滑的细管弯成四分之三圆弧轨道并竖直固定,细管内径远小于轨道半径,轻绳穿过细管连接小球A和重物B,小球A的质量为M,直径略小于细管内径,小球A恰好静止在Q 点,OA与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为g。
(1)求重物B的质量m;
(2)突然剪断轻绳,求此瞬间小球A的加速度大小a。
【答案】(1)解:对小球 A 受力分析,如图所示
根据几何关系有,
解得
(2)解:剪断轻绳后,根据牛顿第二定律有
解得
【知识点】共点力的平衡;牛顿第二定律
【解析】【分析】考点:
1、轻绳穿过光滑弯管时的张力方向
绳对管内小球的力沿圆弧的切线方向。
2、静力学平衡条件在曲线坐标系中的应用
将力分解为切向和法向分量,分别列平衡方程。
3、瞬时变化问题
剪断绳瞬间,速度为零,法向加速度为零,仅切向加速度立即变化。
4、连接体问题
通过轻绳连接的两个物体,张力大小相等。
易错点:
1、切向与法向分力的计算错误
错误判断重力在切向和法向的分量符号或大小。
正确做法:建立径向单位矢量 (圆心到小球向外)和切向单位矢量 (逆时针为正),然后投影。
2、误认为剪断绳后法向加速度立即改变
剪断绳瞬间,小球速度为零,所以法向加速度 ,法向合力仍为零,N 会突变但大小仍等于 。
3、误将绳的张力当成沿某固定水平或竖直方向
必须理解绳在光滑管中可自由移动,张力沿切线。
4、第(2)问中错误使用向心力公式
有同学会错误地认为剪断绳后 N 消失或变为零,其实 N 大小仍为 (瞬间),因为要平衡重力的法向分量,保持径向静止(瞬时)。
(1)对小球 A 受力分析,如图所示
根据几何关系有,
解得
(2)剪断轻绳后,根据牛顿第二定律有
解得
14.(2025高二上·来宾期中)如图甲所示的控制电路中,当环境温度低于10℃时,控制开关自动启动加热系统,当环境温度高于40℃时,控制开关自动关闭加热系统。已知电源的电动势V、内阻不计,定值电阻Ω,热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示,求∶
(1)环境温度为10℃时,1、2两端的电压;
(2)环境温度为40℃时,1、2两端的电压。
【答案】(1)解:由题图乙可知,10℃时,,有
解得
(2)解:由题图乙可知,40℃时,,有
解得
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】考点:
1、串联电路的分压计算
欧姆定律 ,电流 。
2、热敏电阻的温度-阻值识图
从图乙读取对应温度的阻值。
3、比较器工作的临界点分析
虽然本题直接问的是电压,但隐含比较器在 10℃ 和 40℃ 时 等于参考电压(或与参考电压比较决定开关状态)。
易错点:
1、看错热敏电阻的阻值
图像可能不是线性,要仔细对应 10℃ 和 40℃ 的准确阻值。
2、混淆UR1 与URt
题目明确是“1、2 两端的电压”,1、2 是接在 两端,不是 两端。如果误求 电压,结果会不同。
3、不理解电路控制逻辑与本题问题的关系
虽然控制逻辑给出了温度阈值,但第(1)(2)问只是求电压,与比较器参考电压无关,不要混淆
(1)由题图乙可知,10℃时,,有
解得
(2)由题图乙可知,40℃时,,有
解得
15.(2025高二上·来宾期中)空间存在水平向左的匀强电场(图中未画出),某时刻将一质量为m、带电荷量为q的小球从P点以大小的速度水平向右抛出,如图所示,经过一段时间后,小球经过P点正下方、距P点距离为h的Q点,重力加速度大小为,求:
(1)小球经过Q点时的速度大小vQ;
(2)该匀强电场的电场强度大小E;
(3)小球从P点运动到Q点的过程中的最小速度。
【答案】(1)解:小球从P点运动到Q点的过程中,只有重力做功,则有
解得
(2)解:小球从P点运动到Q点的过程中,竖直方向上做自由落体,所用时间为t,竖直方向速度为。则有
可解得
在这个过程中,水平方向上的速度从变化为,加速度为
根据直线运动公式,有
解得
(3)解:把小球受到的重力和电场力合成为一个力F,小球在这个合力的作用下,做匀变速曲线运动。当小球的速度与合力F垂直时,速度最小。
设合力F与水平方向的夹角为θ,则有
解得
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】主要易错点:
1、第(1)问中误以为机械能守恒
错误:认为“只有重力做功” → 错因是忽略了电场力。
正确:虽然电场力存在,但在 P→Q 过程中水平位移为零,电场力做功为零,所以动能定理简化为 。
若水平位移不为零,则不能忽略电场力做功。
2、第(2)问中电荷 q 正负号的处理
题目未说明 q 的正负,但电场向左,若 q>0,电场力向左,水平加速度向左;若 q<0,电场力向右,水平加速度向右,为使水平位移为零,q 必须为正电荷(加速度向左,才能先向右减速再向左回到竖直线),最终 E 的大小表达式应含 或说明 q>0。
3、第(3)问中最小速度的求法
错误:认为最小速度就是竖直方向速度为零或水平方向速度为零的时刻。
正确:最小速度出现在合加速度方向与速度方向垂直时。
方法:将初速度分解到垂直合外力方向,该分量全程不变,就是最小速度。
4、计算中的符号错误
水平加速度 (若取向右为正,q>0,E>0)。
列水平位移为零的方程时,容易漏掉负号,导致 E 为虚数的荒谬结果。
总结解题关键步骤:
1、第(1)问:由 P→Q 水平位移为零 → 电场力做功为零 → 动能定理仅重力做功 → 。
2、第(2)问:竖直方向 求时间 t;水平方向位移为零求 ;再由 求 E。
3、第(3)问:求合力方向,将初速度分解到垂直合力方向,该分速度即为最小速度。
(1)小球从P点运动到Q点的过程中,只有重力做功,则有
解得
(2)小球从P点运动到Q点的过程中,竖直方向上做自由落体,所用时间为t,竖直方向速度为。则有
可解得
在这个过程中,水平方向上的速度从变化为,加速度为
根据直线运动公式,有
解得
(3)把小球受到的重力和电场力合成为一个力F,小球在这个合力的作用下,做匀变速曲线运动。当小球的速度与合力F垂直时,速度最小。
设合力F与水平方向的夹角为θ,则有
解得
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