山東省日照市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試物理試題（含答案解析）

2022級(jí)高二上學(xué)期校際聯(lián)合考試物理試題注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫(xiě)在答題卡和試卷指定位置。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上。寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。4.本試卷共8頁(yè)，滿(mǎn)分100分，考試時(shí)間90分鐘。一、單項(xiàng)選擇題：本題包括8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.山東省氣象臺(tái)于2023年7月28日10時(shí)30分發(fā)布第5號(hào)臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”預(yù)報(bào)和暴雨藍(lán)色預(yù)警：今年第5號(hào)臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”已于28日9時(shí)55分前后在福建省晉江市沿海登陸，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力15級(jí)（50m/s，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)）。預(yù)計(jì)臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”將以25km/h的速度向北偏西方向移動(dòng)，強(qiáng)度逐漸減弱，于30日穿過(guò)我省西部繼續(xù)北上。報(bào)道中的兩個(gè)速度數(shù)值分別是指（）A.平均速度，瞬時(shí)速度 B.瞬時(shí)速度，平均速度C.平均速度，平均速度 D.瞬時(shí)速度，瞬時(shí)速度【答案】B【解析】【詳解】50m/s的速度是指臺(tái)風(fēng)中心時(shí)的速度，故為瞬時(shí)速度；而以每小時(shí)25公里左右的速度向北偏西方向移動(dòng)，指的是一個(gè)過(guò)程中的速度，故為平均速度。故選B。2.下列說(shuō)法中正確的是（）A.根據(jù)G=mg可知，兩個(gè)物體相比較，質(zhì)量較大的物體的重力一定較大B.用繩將物體吊在天花板上，繩所受物體的彈力方向是豎直向上的C.一個(gè)物體靜止在另一個(gè)物體的表面上，它們之間一定不存在摩擦力的作用D.力的作用效果不僅取決于力的大小和方向，還與力的作用點(diǎn)有關(guān)【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)G=mg可知，兩個(gè)物體相比較，質(zhì)量較大的物體的重力不一定大，還與g有關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B．用繩將物體吊在天花板上，繩所受物體的彈力方向是豎直向下的，故B錯(cuò)誤；C．一個(gè)物體靜止在另一個(gè)物體的表面上，它們之間可能存在摩擦力的作用，如一個(gè)物體靜止在斜面上，故C錯(cuò)誤；D．力的作用效果不僅取決于力的大小和方向，還與力的作用點(diǎn)有關(guān)，故D正確。故選D。3.如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，三根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)繩一端固定于O點(diǎn)，細(xì)繩OA、OB的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，另一端分別系有三個(gè)質(zhì)量相同的帶正電小球A、B、C，電荷量均為q。三球平衡時(shí)恰好組成一個(gè)正三角形，細(xì)繩OC沿豎直方向，細(xì)繩OA、OB與OC的夾角均為30°。已知靜電力常量為k，重力加速度大小為g。下列判斷正確的是（）A.小球的質(zhì)量B.小球的質(zhì)量C.細(xì)繩OA與OC的拉力大小之比為D.細(xì)繩OA與OC的拉力大小之比為1：3【答案】BC【解析】【詳解】AB．對(duì)B球進(jìn)行受力分析，設(shè)OB繩上拉力為T(mén)，對(duì)B球列平衡方程，水平方向豎直方向解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．細(xì)繩OC沿豎直方向，對(duì)C球受力分析得細(xì)繩OA與OB的拉力等大，所以細(xì)繩OA與OC的拉力大小之比為C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。4.假期中，小明和課外探究小組的同學(xué)們一起乘坐高鐵去外地進(jìn)行研學(xué)活動(dòng)。在征得乘務(wù)員同意并保證安全的前提下，他們用細(xì)線將一小球懸掛在正在沿直線軌道行駛的列車(chē)的固定架上，測(cè)量出細(xì)線與豎直方向的夾角θ=15°，如圖所示。下列判斷正確的是（）（重力加速度A.列車(chē)可能正在以約2.5m/s2的加速度向右減速行駛B.列車(chē)可能正在以約2.6m/s2的加速度向左減速行駛C.列車(chē)可能正在以約2.7m/s2的加速度向左加速行駛D.列車(chē)可能正在向右勻速行駛【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)牛頓第二定律有解得根據(jù)受力分析可知小球的合力向左，小球有向左的加速度，故列車(chē)可能正在以約2.7m/s2的加速度向左加速行駛。故選C。5.如圖所示，一根跨越兩個(gè)光滑定滑輪的輕繩，兩端分別栓有物體A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)）。物體A放在地面上，左側(cè)連接物體A的細(xì)繩豎直且繃緊，右側(cè)連接物體B的細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°，此時(shí)將物體B從圖示位置由靜止開(kāi)始釋放，當(dāng)物體B擺至最低點(diǎn)時(shí)，物體A剛好對(duì)地面無(wú)壓力。不計(jì)空氣阻力，則A與B的質(zhì)量之比為（）A.1：1 B.1：2 C.2：1 D.3：1【答案】C【解析】【詳解】設(shè)B到滑輪的距離為，B在最低點(diǎn)的速度為，在B下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中由動(dòng)能定理可得在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律有對(duì)A由平衡條件有聯(lián)立解得故選C。6.三個(gè)定值電阻的阻值分別為R1=40Ω、R2=20Ω、R3=10Ω，（額定功率分別為：P1=40W、P2=80W、P3=10W，由它們分別組成如圖甲、乙所示的電路。下列說(shuō)法正確的是（）A.圖甲兩端允許承擔(dān)最大電壓為40VB.圖甲電路允許消耗的最大功率為40WC.圖乙兩端允許承擔(dān)的最大電壓為50VD.圖乙電路允許通過(guò)的最大電流為1.25A【答案】D【解析】【詳解】對(duì)電阻R1，其額定電流額定電壓U1=I1R1=40V對(duì)電阻R2，其額定電流額定電壓U2=I2R2=40V對(duì)電阻R3，其額定電流額定電壓U3=I3R3=10VA．圖甲中三個(gè)電阻并聯(lián)，取最小額定電壓，故最大電壓為10V，故A錯(cuò)誤；B．最大電壓為10V，圖甲電路允許消耗的最大功率為故B錯(cuò)誤；CD．圖乙中R1與R3并聯(lián)，取最小額定電壓，故最大電壓為10V，故最大電流為圖乙兩端允許承擔(dān)的最大電壓為故C錯(cuò)誤D正確。故選D。7.以速度v0水平拋出一小球，從拋出到某時(shí)刻，小球豎直分位移的大小與水平分位移的大小之比為不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是（）A.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為B.此時(shí)小球的速度方向與位移方向相同C.此時(shí)小球的速度大小為2v0D.此時(shí)小球的豎直分速度大小是水平分速度大小的2倍【答案】A【解析】【詳解】A．小球豎直分位移的大小與水平分位移的大小之比為，則解得故A正確；B．因?yàn)樗俣扰c水平方向夾角正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，所以小球的速度方向與位移方向不相同，故B錯(cuò)誤；C．此時(shí)小球的速度大小為故C錯(cuò)誤；D．豎直分速度故D錯(cuò)誤。故選A。8.如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的直角形支架兩直角邊長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，支架兩端分別連接質(zhì)量為3m的小球A和質(zhì)量為2m的小球B。支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，重力加速度大小為g。開(kāi)始時(shí)連接A球的邊處于水平狀態(tài)，現(xiàn)將小球A由靜止釋放，到小球B到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球A、B的重力勢(shì)能之和一直減小B.小球A到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為C.小球A由釋放至最低點(diǎn)的過(guò)程中，桿對(duì)小球A所做的功為D.小球A不能夠擺動(dòng)到豎直方向左側(cè)與豎直方向成30°角的位置【答案】D【解析】【詳解】A．小球A由靜止釋放，到小球B到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)能先增大后減小，機(jī)械能守恒，所以重力勢(shì)能先減小后增大，故A錯(cuò)誤；B．小球A到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為解得故B錯(cuò)誤；C．小球A由釋放至最低點(diǎn)的過(guò)程中，桿對(duì)小球A所做的功解得故C錯(cuò)誤；D．假設(shè)可以擺動(dòng)到豎直方向左側(cè)與豎直方向成30°角的位置，則所以不能擺動(dòng)到豎直方向左側(cè)與豎直方向成30°角的位置，故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題包括4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.質(zhì)量的物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，其在相互垂直的x方向和y方向的分速度和vy隨時(shí)間變化的圖像如圖甲、乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.物體的初速度大小為3m/sB.物體所受合力大小為0.5NC.內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.內(nèi)物體的位移大小為【答案】AB【解析】【詳解】A．由題圖可知，，所以物體的初速度大小為故A正確；B．物體在x方向的加速度大小在y方向的加速度大小故合加速度為根據(jù)牛頓第二定律得故B正確；C．由圖可知，物體水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故物體做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．內(nèi)物體在x、y方向上位移分別為，所以?xún)?nèi)物體的位移故D錯(cuò)誤。故選AB。10.如圖所示，上圖為航天員“負(fù)荷”訓(xùn)練的載人水平旋轉(zhuǎn)離心機(jī)，離心機(jī)旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)半徑為R：下圖為在離心機(jī)旋轉(zhuǎn)臂末端模擬座艙中質(zhì)量為m的航天員。一次訓(xùn)練時(shí)，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為n，重力加速度大小為g，航天員可視為質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.航天員處于完全失重狀態(tài)B.航天員運(yùn)動(dòng)的線速度大小為2πnRC.航天員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力為4π2n2mRD.航天員受到座艙對(duì)他的作用力為mg【答案】BC【解析】【詳解】A．航天員豎直方向上加速度為0，不處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．角速度航天員運(yùn)動(dòng)的線速度大小為=2πnR故B正確；C．航天員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力為F==4π2n2mR故C正確；D．航天員受到座艙對(duì)他作用力方向應(yīng)該斜向上，一個(gè)分力與重力平衡，一個(gè)分力提供向心力，所以航天員受到座艙對(duì)他的作用力大于mg，故D錯(cuò)誤。故選BC。11.當(dāng)?shù)厍蛭挥谔?yáng)和火星之間且三者幾乎排成一條直線時(shí)，稱(chēng)之為“火星沖日”?，F(xiàn)認(rèn)為地球和火星在同一平面上、沿同一方向繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知火星半徑約為地球半徑的，質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，火星的公轉(zhuǎn)周期約為地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍，。下列說(shuō)法正確的是（）A.火星沖日時(shí)間間隔約為2.1年B.火星與地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3：2C.火星與地球表面重力加速度之比約為2：9D.火星與地球密度之比約為8：9【答案】ABD【解析】【詳解】A．火星沖日時(shí)，地球與火星相距最近，因此到下一次相距最近時(shí)，兩者運(yùn)行角度差一整個(gè)圓周角，所以可得解得A正確；B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可得可解得火星與地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3：2，B正確；C．在星球表面，根據(jù)萬(wàn)有引力提供重力可得解得因此代入數(shù)據(jù)可解得火星與地球表面重力加速度之比約為4：9，C錯(cuò)誤；D．由密度公式可得因此可解得火星與地球密度之比約為8：9，D正確。故選ABD。12.如圖所示，光滑的水平面上靜止著一輛小車(chē)（用絕緣材料制成），小車(chē)上固定一對(duì)豎直放置的帶電金屬板，小車(chē)連同金屬板總質(zhì)量為M，金屬板組成的電容器電容為C，帶電量為Q，兩金屬板之間的距離為d；在右金屬板的同一條豎直線上有兩個(gè)小孔a、b，兩小孔之間的距離為h。一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從小孔a以某一水平速度進(jìn)入金屬板，小球剛好不與左板相碰，最后又恰好從小孔b出金屬板。下列判斷正確的是（）A.在小球從小孔a到小孔b過(guò)程中，做變加速運(yùn)動(dòng)B.小球從小孔a到小孔b的過(guò)程中小車(chē)發(fā)生的位移為C.小球從小孔a進(jìn)入至運(yùn)動(dòng)到金屬板左板過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)所做總功為D.小球從小孔a進(jìn)入至運(yùn)動(dòng)到金屬板左板過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)所做總功為【答案】BD【解析】【詳解】A．在小球從小孔a到小孔b的過(guò)程中，受重力和電場(chǎng)力，合力為恒力，所以做勻變速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．小球從小孔a到小孔b的過(guò)程中豎直方向水平方向?qū)π≤?chē)小車(chē)位移故B正確；CD．小球從小孔a進(jìn)入至運(yùn)動(dòng)到金屬板左板過(guò)程中，系統(tǒng)電勢(shì)能增大，電勢(shì)能看的是相對(duì)位置變化，即小球相對(duì)電容器剛好走位正極板，所以電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)所做總功為故C錯(cuò)誤D正確。故選BD。三、非選擇題：本題包括6小題，共60分。13.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量為M，盤(pán)及盤(pán)中的沙子質(zhì)量為m。（1）該實(shí)驗(yàn)需要采用的研究方法是_________。（2）當(dāng)m與M的大小關(guān)系滿(mǎn)足_________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中沙子的重力。（3）改變盤(pán)中沙子的質(zhì)量，多次重復(fù)測(cè)量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫(huà)出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_________。②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是_________A.小車(chē)與軌道之間存在摩擦B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C.所掛盤(pán)及盤(pán)中沙子的總質(zhì)量太大D.所用小車(chē)的質(zhì)量太大【答案】①.控制變量法②.m?M③.在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比④.C【解析】【詳解】（1）[1]在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，保持所受外不變或保持物體質(zhì)量不變，探究加速與物體質(zhì)量M或所受外力F的關(guān)系，用到了控制變量法。（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)mmg-F=ma對(duì)M，有F=Ma解得當(dāng)時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤(pán)的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤(pán)的總重力。（3）①[3]圖像中OA為過(guò)原點(diǎn)的一條直線，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比；②[4]當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)F=mg根據(jù)牛頓第二定律F=（M+m）a可得該題圖已經(jīng)顯示是平衡過(guò)摩擦力的，所掛鉤碼的質(zhì)量太大會(huì)引起繩子的拉力不等于鉤碼的重力，從而影響斜率變化，小車(chē)的質(zhì)量大，不會(huì)導(dǎo)致斜率變化，但是會(huì)導(dǎo)致加速度較小，故選C。14.如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室中利用水平氣墊導(dǎo)軌和兩個(gè)光電門(mén)計(jì)時(shí)器A和B驗(yàn)證質(zhì)量為M的滑塊（含遮光條）和質(zhì)量為m的鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。已知遮光條的寬度為d，先后通過(guò)A、B光電門(mén)的時(shí)間分別為t1、t2，光電門(mén)A、B之間的距離為s，滑塊運(yùn)動(dòng)通過(guò)光電門(mén)B時(shí)，鉤碼未落地。（重力加速度大小為g）（1）實(shí)驗(yàn)中，下列實(shí)驗(yàn)器材不需要的是_________A.天平B.刻度尺C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D.秒表（2）滑塊先后通過(guò)A、B兩個(gè)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度大小分別為_(kāi)________、_________。（用題中給定字母表示）（3）驗(yàn)證本系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為_(kāi)________。（用題中給定字母表示）（4）下列情況中可能增大實(shí)驗(yàn)誤差的是_________A.氣墊導(dǎo)軌未調(diào)至完全水平B.滑塊質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m不滿(mǎn)足m<<MC.遮光條寬度較大D.兩光電門(mén)間距過(guò)小【答案】①.（1）CD##DC②.③.④.⑤.ACD##ADC##CAD##CDA##DAC##DCA【解析】【詳解】（1）[1]對(duì)于鉤碼和滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)有可知需要使用天平測(cè)量滑塊與鉤碼的質(zhì)量，需要刻度尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)之間的距離，通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間直接由光電門(mén)測(cè)得，故不需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和秒表。故選CD。（2）[2]滑塊通過(guò)A光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為[3]滑塊通過(guò)B光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為（3）[4]根據(jù)機(jī)械能守恒有整理得（4）[5]A．氣墊導(dǎo)軌未調(diào)至完全水平，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，可能增大實(shí)驗(yàn)誤差，故A正確；B．驗(yàn)證本系統(tǒng)機(jī)械能守恒不需要滑塊質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m滿(mǎn)足m<<M，故B錯(cuò)誤；C．遮光條寬度較大，會(huì)導(dǎo)致通過(guò)遮光條的平均速度與瞬時(shí)速度間的差值變大，增大實(shí)驗(yàn)誤差，故C正確；D．兩光電門(mén)間距過(guò)小，可能增大實(shí)驗(yàn)誤差，故D正確。故選ACD。15.一輛自行車(chē)從靜止出發(fā)，開(kāi)始以2m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)3s后改做運(yùn)動(dòng)方向不變的勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻速直線運(yùn)動(dòng)5s后改做運(yùn)動(dòng)方向不變的加速度大小為1m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。求：（1）整個(gè)過(guò)程中自行車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離：（2）勻減速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中自行車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）第一階段勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移第一階段結(jié)束時(shí)的速度第二階段勻速運(yùn)動(dòng)的距離第三階段勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移所以整個(gè)過(guò)程中自行車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離（2）第三階段勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間16.如圖所示，質(zhì)量為M的物塊A靜置于水平臺(tái)面上，質(zhì)量為2M的半球體C靜置于水平地面上，質(zhì)量為m的光滑小球B（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在半球體C上，P點(diǎn)為三根輕繩PA、PB、PO的結(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)在圖示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，P點(diǎn)位于半球體球心的正上方，PO豎直，PA水平，PB剛好與半球體相切且與豎直方向的夾角θ=30°。已知物塊A與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。求：（1）繩PO受到的拉力大小及物塊A受到的摩擦力大小；（2）半球體C對(duì)地面的壓力?！敬鸢浮浚?），；（2），方向豎直向下【解析】【詳解】（1）對(duì)小球B受力分析如圖PB的拉力大小對(duì)P點(diǎn)受力分析可知，OP受到的拉力大小對(duì)物塊A受力分析可知，物塊A所受摩擦力大小等于PA繩子的拉力，則得（2）對(duì)整體受力分析可知，地面對(duì)半球C的支持力大小為得由牛頓第三定律得，半球體C對(duì)地面的壓力大小為，方向豎直向下。17.空間中有場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向右，如圖所示。一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，從O點(diǎn)豎直向上拋出，此時(shí)動(dòng)能為，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小球再次與O點(diǎn)高度相同時(shí)動(dòng)能為5Ek0，不計(jì)空氣阻力，已知重力加速度大小為g。求：（1）小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間；（2）小球的電荷量；（3）此過(guò)程中小球動(dòng)能的最小值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）帶電小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球豎直初速度為v0，則有解得小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間（2）水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，帶電小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，小球回到與O點(diǎn)相同高度處，豎直分速度大小仍然為v0，設(shè)此時(shí)水平分速度為vx，則合速度有則與O點(diǎn)等高度處的動(dòng)能為聯(lián)立解得水平方向上，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得解得（3）當(dāng)帶電小球速度方向與合力垂直時(shí)，速度最小，動(dòng)能最小，水平方向加速度大小為由幾何關(guān)系可得，此時(shí)小球水平速度和豎直速度大小相等，即解得所以此時(shí)則此時(shí)合速度大小為此時(shí)動(dòng)能