浙江省杭州市周邊四校2022-2023學年高二上學期1月期末聯考物理試題2

2022學年第一學期期末杭州周邊四校聯考高二物理試題卷考生須知：1．本卷考試時間90分鐘。2．答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準考證號并填涂相應數字。3．所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效，考試結束后，只需上交答題紙。一、單項選擇題（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.在能量量子化研究的歷程中，以下說法中正確的是（）A.黑體即不反射電磁波，也不向外輻射電磁波B.一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度無關C.類似于能量的量子化，任何物體的帶電量也是“量子化”的D.麥克斯韋建立了電磁場理論，并用實驗捕捉到了電磁波【答案】C【解析】【詳解】A．黑體不反射電磁波，但會向外輻射電磁波，即黑體輻射，故A錯誤；B．一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，故B錯誤；C．類似于能量的量子化，任何物體的帶電量也是“量子化”的，即只能是元電荷的整數倍，故C正確；D．麥克斯韋建立了電磁場理論，赫茲用實驗捕捉到了電磁波，故D錯誤。故選C。2.如圖是庫侖扭秤實驗裝置，關于庫侖定律下列說法正確的是（）A.庫侖扭秤能研究微小的庫侖力，它在設計時最主要的物理思想方法是微小放大法B.庫侖定律的適用條件是點電荷，只有體積足夠小的電荷才可以看成點電荷C.由庫侖定律公式可知，當時，F將趨向于無窮大D.帶電量分別為Q和2Q的點電荷A、B相互作用時，B受到的庫侖力是A的2倍【答案】A【解析】【詳解】A．庫侖扭秤能研究微小的庫侖力，它在設計時最主要的物理思想方法是微小放大法，故A項正確；B．庫侖定律的適用條件是真空中的點電荷，當帶電體的形狀、大小以及電荷分布可以忽略不計時，可以將帶電體看成點電荷，故B項錯誤；C．當時，連個帶電體不能看成是點電荷，因此，此時不再適用庫侖定律，故C項錯誤；D．帶電量分別為Q和2Q點電荷A、B相互作用時，A受到庫侖力和B受到的庫侖力是一對相互作用力，所以大小相等，故D項錯誤。故選A。3.以下關于小磁針靜止時N極指向描述正確的是（）A.甲圖中N極垂直紙面向里 B.乙圖中N極垂直紙面向外C.丙圖中N極水平向右（線圈內部） D.丁圖中N極指向地理南極【答案】C【解析】【詳解】A．由右手定則可知甲圖中小磁針所在位置的磁場方向垂直紙面向外，即N極垂直紙面向外，A錯誤；B．由右手定則可知乙圖中小磁針所在位置的磁場方向垂直紙面向里，即N極垂直紙面向里，B錯誤；C．由右手定則可知丙圖中小磁針所在位置的磁場方向水平向右，即N極水平向右，C正確；D．由于地磁場的北極在地里南極附近，故丁圖中N極指向地理北極，D錯誤。故選C。4.成熟的柿子從樹上落下，不計空氣阻力，下列描述柿子落地前運動的圖像，其中正確的是（??）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】AB．柿子下落過程中受重力作用，故做勻變速直線運動，xt圖像斜率代表速度，其xt圖像是一條曲線，故AB錯誤；CD．柿子下落過程做勻變速直線運動，速度越來越大，vt圖像斜率代表加速度，其vt圖像為一條直線，故C正確，D錯誤。故選C。5.以前人們蓋房打地基叫打夯，夯錘的結構如圖所示。參加打夯的共有5人。四個人分別握住夯錘的一個把手，一個人負責喊號，喊號人一聲號子，四個人同時向上用力將夯錘提起，號音一落四人同時松手，夯錘落至地面將地基砸實。某次打夯時，設夯錘的質量為m，將夯錘提起時，每個人都對夯錘施加豎直向上的力，大小均為，持續(xù)的時間為t，然后松手，夯錘落地時將地面砸出一個凹痕。不計空氣阻力，則（??）A.在上升過程中，夯錘超重，在下落過程中，夯錘失重B.在下落過程中，夯錘速度增大，機械能增加C.松手時夯錘的動能為D.夯錘上升的最大高度為【答案】C【解析】【詳解】A．上升過程中分為兩個過程，第一個過程，四人的合力大于夯錘的重力，加速度向上，是超重，放手后只受重力，加速度向下是失重，即夯錘上升過程先超重后失重；在下落過程中，夯錘只受重力作用，夯錘處于完全失重，故A錯誤；B．在下落過程中，夯錘的重力勢能轉化為動能，速度增大，由于不計空氣阻力，因此機械能守恒，故B錯誤；C．由牛頓第二定律，得故方向豎直向上，由松手時夯錘的動能為故C正確；D．由選項C分析知，對夯錘施力后，夯錘先向上以，勻加速運動t時間，位移為接下來以加速度g向上做勻減速運動，因此加速位移和減速位移大小相等，則夯錘上升的最大高度為，故D錯誤。故選C。6.圖甲所示的救生緩降器由掛鉤（或吊環(huán)）、吊帶、繩索及速度控制裝置等組成，是一種可使人沿（隨）繩（帶）緩慢下降的安全營救裝置。如圖乙所示，高層建筑工人在一次險情中，將安全帶系于腰部，從離地面某高度處通過鋼絲繩先勻加速運動后勻減速運動安全著陸，圖丙是工人運動全過程的圖像。已知工人的質量，，則下列說法中錯誤的是（）A.發(fā)生險情處離地面的高度為B.時重力的功率為C.整個過程中工人重力做功為D.時鋼絲繩對工人拉力的瞬時功率為【答案】C【解析】【詳解】A．根據圖像與橫軸圍成的面積等于位移，則有可知發(fā)生險情處離地面的高度為，A說法正確，不滿足題意要求；B．時重力的功率為B說法正確，不滿足題意要求；C．整個過程中工人重力做功為C說法錯誤，滿足題意要求；D．工人在內向下做勻減速直線運動，工人的加速度大小為根據牛頓第二定律可得解得時工人的速度為時鋼絲繩對工人拉力的瞬時功率為D說法正確，不滿足題意要求；故選C。7.用如圖a所示的圓弧一斜面裝置研究平拋運動，每次將質量為m的小球從半徑為R的四分之一圓弧形軌道不同位置靜止釋放，并在弧形軌道最低點水平部分處裝有壓力傳感器測出小球對軌道壓力的大小F．已知斜面與水平地面之間的夾角θ=45°，實驗時獲得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如圖b所示的F﹣x圖象，g取10m/s2，則由圖可求得圓弧軌道的半徑R為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】在圓軌道上運動時，小球受到重力以及軌道的支持力作用，合力充當向心力，所以有小球做平拋運動時時的水平射程小球的豎直位移：根據幾何關系可得聯立即得x圖像的縱截距表示重力，即mg=5N所以有解得：R故選B；【名師點睛】知道平拋運動水平方向和豎直方向上運動的規(guī)律，抓住豎直位移和水平位移的關系，尤其是掌握平拋運動的位移與水平方向夾角的正切值的表達式進行求解．注意公式和圖象的結合，重點是斜率和截距8.如圖所示是兩個等量點電荷的電場線分布，虛線是某帶電體在電場中僅受電場力的運動軌跡，圖中A、是軌跡上其中兩點，則（）A.該帶電體應帶是正電荷B.題中等量點電荷左邊為正電荷，而右邊應為負電荷C.該帶電體在A處的加速度比在處的加速度要大D.該帶電體在A處的電勢能比處的電勢能大【答案】D【解析】【詳解】AB．根據等量點電荷電場線的箭頭可知，該等量點電荷均為正電荷，而電場力為合力指向凹側，則帶電體受到吸引力，為負電荷。故AB錯誤；確；C．由圖可知，A處電場線疏，則該帶電體在A處的加速度比在處的加速度要小。故C錯誤。D．根據電場線的方向可以判斷，A處電勢比B處電勢低，所以帶電體在A處電勢能要大，故D正確。故選D。9.空間存在一電場，一帶負電粒子僅在電場力作用下從x1處沿x軸負方向運動，初速度大小為v0，其電勢能Ep隨坐標x變化的關系如圖所示，圖線關于縱軸左右對稱，以無窮遠處為零電勢能點，粒子在原點O處電勢能為E0，在x1處電勢能為E1，則下列說法中正確的是（）A.從x1到O之間，該電場的場強先減小后增大B.由x1運動到O過程加速度一直減小C.粒子經過x1、x1處速度相同D粒子能夠一直沿x軸負方向運動，一定有【答案】C【解析】【詳解】A．在圖像中，圖像斜率的絕對值反應電場強度的大小，根據圖像可知，有x1到O之間，斜率的絕對值先增大后減小，故電場的強度先增大后減小，故A錯誤；B．有A的分析可知，由x1到O之間，電場的強度先增大后減小，電場力就先增大后減小，加速度就先增大后減小，故B錯誤；C．由x1到x1之間，由x1到O，電場力先做負功，電勢能增大，負電粒子減速，再由O到x1，電場力做正功，電勢能減小，負電粒子加速，圖線關于縱軸左右對稱，故電場力做的正功與負功一樣多，故粒子在經過x1、x1處速度相同，故C正確；D．粒子要能夠一直沿x軸的負方向運動，就一定要能沖過O點，有解得故D錯誤。故選C。10.兩根粗細相同、材質不同的金屬棒A、B接在—起后接入電路，已知兩棒長度之比LALB=21，電阻率ρAρB=12，如圖所示，則下列說法正確的是（）A.A棒兩端電壓小于B兩端電壓B.通過兩棒的電流強度不相等C.兩棒電阻相等D.電流流過兩棒產生的熱功率不相等【答案】C【解析】【詳解】根據可知金屬棒A、B的電阻之比為，將它們串聯在電路中，其通過兩棒的電流強度相等，根據可知A棒兩端電壓等于B兩端電壓，根據可知電流流過兩棒產生的熱功率相等，故C正確，A、B、D錯誤；故選C．11.利用電動機通過如圖所示的電路提升重物，已知電源電動勢，電源內阻，電阻，重物質量，當將重物固定時，電壓表的示數為，當重物不固定，且電動機最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，電壓表的示數為，不計摩擦，取，下列說法正確的是（）A.電動機內部線圈的電阻為B.穩(wěn)定勻速提升重物時，流過電動機的電流為C.重物勻速上升時的速度為D.勻速提升重物時電動機的輸入功率是【答案】D【解析】【詳解】A．由題，電源電動勢E=6V，電源內阻r=1Ω，當將重物固定時，電壓表的示數為5V，則根據閉合電路歐姆定律得電路中電流為電動機的電阻為故A錯誤；BD．當重物勻速上升時，電壓表的示數為，電路中電流為電動機兩端的電壓為消耗的電功率為故B錯誤，D正確；C．電動機輸出的電功率根據能量轉化和守恒定律得解得故C錯誤。故選D。12.在2022年北京冬殘奧會高山滑雪女子超級大回轉（站姿組）比賽中，張夢秋奪得金牌。如下圖甲所示，質量為m（包含雪板）的運動員在安全速降過程獲得的最大速度為v，為了順利通過水平面上半徑為R的旗門彎道，運動員利用身體傾斜將雪板插入雪中。如下圖乙所示，雪板A底面與水平面夾角為、受支持力大小為F，雪板A兩側面不受力，回轉半徑R遠大于運動員B的身高，重力加速度大小為g，不計空氣與摩擦阻力影響，下列說法正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】AB．運動員所受支持力的豎直分力等于重力，即得A錯誤，B正確；CD．支持力的水平分力提供圓周運動的向心力，即得CD錯誤。故選B。13.如圖所示，是一兒童游戲機的工作示意圖。光滑游戲面板與水平面成一夾角θ，半徑為R的四分之一圓弧軌道BC與AB管道相切于B點，C點為圓弧軌道最高點，輕彈簧下端固定在AB管道的底端，上端系一輕繩，輕繩通過彈簧內部連一輕質手柄P。將彈珠投入AB管內，緩慢下拉手柄使彈簧被壓縮，釋放手柄，彈珠被彈出，與游戲面板內的障礙物發(fā)生一系列碰撞后落入彈槽里，根據入槽情況可以獲得不同的獎勵。假設所有軌道均光滑，忽略空氣阻力，彈珠視為質點。某次緩慢下拉手柄，使彈珠到B點距離為L，釋放手柄，彈珠被彈出，到達C點速度為v，下列說法正確的是（）A.彈珠從開始到觸碰障礙物之前的過程中機械能守恒B.調整手柄的位置，可以使彈珠從C點離開后做勻變速直線運動，直到碰到障礙物C.彈珠脫離彈簧的瞬間，其動能達到最大D.此過程中，彈簧的最大彈性勢能為【答案】D【解析】【詳解】A．彈珠從釋放手柄開始到離開彈簧的過程中，彈簧的彈力對彈珠做正功，彈珠的機械能增加，彈珠離開彈簧以后到觸碰障礙物之前的過程中機械能守恒，A錯誤；B．彈珠離開C點時的速度水平向左，彈珠所受合力沿斜面向下，彈珠從C點離開后做勻變速曲線運動，直到碰到障礙物，B錯誤；C．彈珠脫離彈簧前合力等于零的瞬間，其動能達到最大，脫離彈簧的瞬間彈珠的機械能最大，C錯誤；D．釋放手柄的瞬間，彈簧的彈性勢能最大，根據機械能守恒定律，此過程中，彈簧的最大彈性勢能為D正確。故選D。二、多項選擇題（本題共3小題，每小題2分，共6分。全部選對的得2分，選對但不全的得1分，有選錯的得0分）14.下列應用動量定理解釋的現象，說法合理的是（）A.體操運動員在落地時要屈腿，這樣可以減小人落地過程的動量變化量B.船舷和碼頭懸掛一些舊輪胎，可以在船靠岸時增加接觸時間，減小碼頭對船的沖量C.運動員在跳高時，需要落到沙坑里或海綿墊上，這樣做是為了減小接觸物對運動員的作用力D.玻璃杯從同一高度落在水泥地上比落在草地上容易碎，其原因是玻璃杯落在水泥地上時與水泥地相互作用力大?！敬鸢浮緾D【解析】【詳解】A．體操運動員落地時的速度一定，則人的動量變化一定，屈腿是延長時間t，可以減小人所受到的平均沖擊力，故A錯誤；B．在碼頭上裝橡皮輪胎，是為了延長作用時間，從而減小沖力，不能減小船舶靠岸過程中動量變化量，即碼頭對船的沖量，故B錯誤；C．跳高運動員在落地的過程中，動量變化一定。由動量定理可知，運動員受到的沖量I一定；跳高運動員在跳高時跳到沙坑里或跳到海綿墊上可以延長著地過程的作用時間t，由I=Ft可知，延長時間t可以減小運動員所受到的平均沖力F，故C正確；D．玻璃杯兩次與地面碰撞過程，初動量相同，末動量為零，兩次的動量變化量相同，但在水泥地上碰撞過程時間短，則動量的變化快，根據動量定理知，相互作用力大，掉在草地上的杯子動量改變慢，相互作用力小，故D正確。故選CD。15.中國將于2020年左右建成空間站，如圖所示，它將成為中國空間科學和新技術研究實驗的重要基地，在軌運營10年以上．設該空間站繞地球做勻速圓周運動，其運動周期為T，軌道半徑為r，萬有引力常量為G，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g．下列說法正確的是()A.空間站的線速度大小為B.空間站的向心加速度為C.地球的質量為D.地球的質量為【答案】BC【解析】【詳解】A．空間站繞地球做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力列式：得在地球表面，根據重力等于萬有引力得

R為地球的半徑，所以空間站的線速度大小故A錯誤；B．根據空間站的向心加速度故B正確；C．根據萬有引力等于向心力得解得：故C正確；D．根據可知，地球的質量為故D錯誤；故選BC．【點睛】地球衛(wèi)星做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，根據牛頓第二定律列式；在地球表面，根據重力等于萬有引力，再次列式，然后聯立求解．16.景區(qū)的網紅秋千受到游客的追捧，有一種秋千我們可以簡化為圖示模型，開始前外力使秋千靜止于圖中A位置，然后自由釋放。秋千開始蕩起來，B為秋千運動的最低點。已知兩繩長度均為且夾角為，秋千拉至與堅直方向夾角為時靜止釋放，游客和底座總質量為，在運動中可視為質點，不計繩子質量及一切阻力，重力加速度為以下說法正確的是（）A.運動過程中細繩的最大拉力B.游客運動到點時的速度大小為C.游客從運動至的過程中，機械能守恒D.以橫桿處為重力勢能的零勢能面，游客（含底座）在位置的重力勢能為【答案】BC【解析】【詳解】AB．當游客運動到最低點時，細繩有最大拉力，從釋放到最低點由動能定理得在最低點滿足解得故A錯誤，B正確；C．由題意知，游客從A運動至B的過程中，只有重力做功，則機械能不變，故C正確；D．若以橫桿MN處為重力勢能的零勢能面，游客（含底座）在A位置的重力勢能為故D錯誤。故選BC。三、實驗題（本大題共2小題，每空1分，共14分）17.在用帶滑輪木板、小車、打點計時器、紙帶等裝置完成“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”、“探究加速度與力、質量的關系”兩個實驗時：①在下列實驗器材中，兩個實驗都需要用到的是________。A．B．C．D．②在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，探究小車在恒定拉力作用下的加速度與小車質量的關系時，改變小車的質量后________（填“需要”或者“不需要”）重新調整小車軌道的傾角。【答案】①.B②.不需要【解析】【詳解】①[1]A．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中不需要測量力的大小，不需要彈簧測力計。故A錯誤，與題意不符；B．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”、“探究加速度與力、質量的關系”兩個實驗中都需要刻度尺測量紙帶上的點間距。故B正確，與題意相符；C．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中不需要天平。故C錯誤，與題意不符；D.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”、“探究加速度與力、質量的關系”兩個實驗中由打點計時器在紙帶上打點計時，不需要秒表。故D錯誤，與題意不符。故選B。②[2]設平衡摩擦力時軌道的傾角為，在沿軌道方向根據平衡條件有解得所以軌道的傾角與小車質量M無關，每次改變小車的質量時，不需要重新調整小車軌道的傾角。18.學校物理興趣小組驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖甲所示（1）實驗室有質量為50g的鋁錘A，質量為200g的鉛錘B，本實驗應選___________（填字母代號）；（2）實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示，O為打出的第一個點，A、B、C、D為依次打下的點，紙帶中C點對應的刻度尺讀數為___________cm；（3）要驗證OC間機械能是否守恒，已知A點在刻度尺上讀數為、B點讀數為，D點讀數為，根據紙帶上的數據計算可知、計時器打C點時的速度大小為___________m/s，動能增加___________J，重力勢能減少___________J。（重力加速度g取2，結果均保留三位有效數字）【答案】①.B②.19.10（均給分）③.④.⑤.（均給分）【解析】【詳解】（1）[1]本實驗應該選取質量大體積小的重物，所以應該選擇鉛錘B；（2）[2]由圖可得，C點對應的刻度尺讀數為；（3）[3]由題意得[4]增加動能為[5]減少的重力勢能為19.小明同學在做物理實驗時，①分別使用螺旋測微器和游標卡尺測量某一元件的直徑與長度示數如圖所示，請你幫他讀出這一元件的直徑和長度。甲圖讀數為________；乙圖讀數為________。②以下均為實驗室常備的實驗器材，僅利用這些器材可以完成的實驗有________。A．測量干電池的電動勢和內阻B．探究電磁感應產生條件C．測量定值電阻的阻值D．奧斯特電流的磁效應【答案】①.②.③.CD##DC【解析】【詳解】①[1]根據螺旋測微器讀數規(guī)則可得圖示螺旋測微器示數為2.0mm+32.0×0.01mm=2.320mm[2]根據游標卡尺讀數規(guī)則可得圖示游標卡尺示數為42mm+6×0.05mm=42.30mm②[3]把色標電阻標為編號①，導線為②，指南針為③，開關為④，電阻箱為⑤，小燈泡為⑥，滑動變阻器為⑦，學生電源為⑧，電流表為⑨，電壓表為⑩。A．測量干電池的電動勢和內阻，需要用到干電池。故A錯誤；B．探究電磁感應產生條件，需要用到線圈。故B錯誤；C．利用①②④⑦⑧⑨⑩可以測量定值電阻的阻值。故C正確；D．利用②③④⑦⑧可做奧斯特電流的磁效應實驗。故D正確。故選CD。20.小鄭同學在做“測定電池的電動勢和內阻”實驗。（1）除了一節(jié)干電池、開關、導線外，還需要其它器材，能達成實驗目的的選項有______；（多選）A．一個電流表和一個電阻箱B．一個電壓表和一個滑動變阻器C．一個多用電表和一個滑動變阻器D．一個電流表、一個電壓表和一個滑動變阻器（2）小鄭同學采用了上述實驗中的一種，并加了一個定值電阻R0（阻值為），按照圖甲電路圖連接電路，根據實驗數據做出電池的U—I圖像（圖乙）。由圖像得到電池的電動勢E=______V，電池的內阻r=______Ω；（結果保留兩位小數）（3）在電路接入定值電阻R0的目的是______。（單選）A．使電流表的變化更加明顯B．減小電壓表的分壓作用C．避免電池的放電電流太大D．增大滑動變阻器的電壓【答案】①.AD②.③.（允許范圍：）④.C【解析】【詳解】（1）[1]要達到“測定電池的電動勢和內阻”的實驗目的，需知道電路中的電流及外電路的電壓；A．一個電流表和一個電阻箱，可通過讀出電阻箱度數計算出外電路的電壓，A正確；BC．滑動變阻器不能確定其接入電路的阻值，不能達到實驗目的，BC錯誤；D．一個電流表、一個電壓表和一個滑動變阻器可直接讀出電流及外電路的電壓，D正確；故選AD；（2）[2]由圖可知電池的電動勢為[3]電池的內阻為（3）[4]在電路接入定值電阻R0的目的是避免電池的放電電流太大，故選C。四、計算題（本題共4小題，共41分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數值計算的題，答案中必須明確寫出數據的單位。）21.可愛的企鵝喜歡在冰面上玩游戲，如圖所示，有一企鵝在傾角為37°的傾斜冰面上，先以加速度a2從冰面底部由靜止開始沿直線向上“奔跑”，t=8s時，突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行，最后退滑到出發(fā)點，完成一次游戲（企鵝在滑動過程中姿勢保持不變）。已知企鵝肚皮與冰面間的動摩擦因數μ，重力加速度g取10m/s2。求：（1）企鵝向上“奔跑”的位移大小；（2）企鵝在冰面向前滑動的加速度大小；（3）企鵝退滑到出發(fā)點時的速度大小。（結果可用根式表示）【答案】(1)(2)(3)【解析】【詳解】【分析】企鵝向上“奔跑”做勻加速運動，由運動學公式求出企鵝向上“奔跑”的位移大小；根據牛頓第二定律求出企鵝在冰面滑動的加速度大小，結合運動學公式求出企鵝退滑到出發(fā)點時的速度大小；解：（1）“奔跑”過程（2）上滑過程：下滑過程（3）上滑位移，退滑到出發(fā)點的速度，解得22.在足夠長的光滑平臺左端鎖定一被壓縮的輕質彈餐，一個可視為質點的質量m的滑塊與彈簧接觸但不栓接。某一時刻釋放彈簧彈出滑塊，滑塊從平臺右端A點水平飛出，恰能落到B點，剛好無碰撞地沿著傾斜軌道BC滑下。已知AB的豎直高度h，傾斜軌道BC長L，軌道傾角α=37°，BC通過粗糙水平軌道CD與光滑豎直半圓軌道DE和連，CD長s，滑塊與BC、CD的動摩擦因數μ，各部分平滑連接。（g=10m/s2，，）求：（1）彈簧處于鎖定狀態(tài)時的彈性勢能；（2）若小球能運動到軌道最高點E，豎直圓弧軌道的半徑應滿足什么條件；（3）小球從最高點E水平拋出，落在水平軌道的F點（圖中未畫出），F離豎直半圓軌道D點的水平距離為x，僅改變軌道半徑R，當R為何值時x有最大值，最大值為多少。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）A到B平拋運動，滿足在點聯立解得所以被釋放前彈簧的彈性勢能為（2）在B點B到D解得當恰好過豎直圓軌道最高點時從D到圓軌道最高點解得R所以使小球能運動到軌道最高點E，豎直圓弧軌道的半徑應滿足（3）小球從E點飛出后做平拋運動，豎直方向水平方向D到E機械能守恒得所以當時，x有最大值為23.如圖甲所示，靜電除塵裝置中有一長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上、下面板使用金屬材料．上、下兩板與一控制電路相連，如圖乙所示．控制電路的輸入電壓恒定，R1是一個最大阻值為R的滑動變阻器，R2是一個阻值為R的定值電阻．質量為m、電荷量為－q、分布均勻的塵埃以速度v0進入矩形通道，當帶負電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時被收集．通過調整滑動變阻器的阻值和兩板間距d可以改變收集效率η．當R1=R、d=d0時η=