《2025年高考帮高中物理》

10.[直线运动 + 圆周运动]如图所示，左边竖直半圆光滑绝缘轨道与水平光滑绝缘轨道相切于 A 点，整个空间有斜向左上方的匀强电场，与水平方向夹角θ = 30°，电场强度$E = 1.0×10^{3}$ N/C，B 点是轨道的最高点，半圆半径 R = 2 m. 在水平轨道上距 A 点$L = \frac{8\sqrt{3}}{3}$ m 的 C 处由静止释放一质量$m = 2×10^{-4}$ kg、电荷量$q = 2×10^{-6}$ C 的带正电小球 P，小球沿水平轨道运动一段时间，从 A 点冲上半圆轨道，并沿半圆轨道到达轨道最高点 B，取 A 点电势为零，重力加速度 g 取 10 m/s². 求小球在半圆轨道上运动的过程中：

答案：
10.
(1)−6×10−³J　
(2)10m/s 解析　
(1)设过0点的 电场线与半圆轨道的交 点为M,则小球在M点 电势能最低，如图所示. 　　　　　　　　 OM与竖直方向成60° 角,E=0,小球从A到 M的过程中，根据功能关 系有WA=EPA−EpN 电场力做功W;M=EqR(1+sinθ) 联立并代入数据解得E=−6×10−³J
(2)小球从C到A的过程中,根据动能定理有 EqLcos0　1 因为mg=Eq,且重力与电场力的夹角为120°,所以合力为F= mg,方向斜向左下方,与竖直方向成β=60°角,过o点沿F。的方向作直线，交半圆轨道于D点，如图所示，则小球在D点时速度最大 小球从A到D的过程中，根据动能定理有 F合R(1−cos60⁰)=m²−m 联立并代入数据解得u=10m/s 所以小球在半圆轨道上运动的最大速度为10m/s. 

11.[圆周运动 + 抛体运动/2024 云南昆明“三诊一模”摸底]如图所示，质量为 m、带电荷量为 +q 的小球（可视为质点）与不可伸长的绝缘轻绳相连，绳子另一端固定在 O 点的拉力传感器上（拉力传感器没有画出），O 点距离水平地面的高度为 2R，空间存在竖直向下的匀强电场. 现使小球获得一初速度后绕 O 点在竖直平面内做半径为 R 的圆周运动，拉力传感器显示出绳子拉力的最小值为 0，最大值为 12mg，g 为重力加速度.
(1)求匀强电场的场强大小 E；
(2)若小球运动到最低点时绳子断裂，求小球落地点到 O 点的水平距离.

答案： 11.
(1)m9g　
(2)$\sqrt{10}$R 解析　
(1)依题意，小球通过最高点时，由牛顿第二定律有 mg+qE=m$\frac{}{R}$ 从最高点到最低点，据动能定理有 (mg+qE)×2R　1　　　m² 通过最低点时,由牛顿第二定律有12mg−(mg+qE)=m$\frac{2²}{R}$ 联(2立)绳解断得后E小=球m9g做类平抛运动 竖直方向上:R=a1t² 水平方向上:x=ut 根据牛顿第二定律有mg+qE=ma 联立解得x=　$\sqrt{10}$R.

实验十 观察电容器的充、放电现象
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1.实验目的
（1）理解电容器的储能特性及其在电路中能量的转换规律.
（2）电容器充、放电过程中，电路中的电流和电容器两端电压的变化规律.

答案：

2.实验原理
| |描述|
| ---- | ---- |
|电容器的充电过程|如图，在充电开始时电流比较[1]（填“大”或“小”），以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐[2]减小（填“增大”或“减小”），当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动，电流$I = 0$.|
|电容器的放电过程|如图，放电开始电流较[3]大（填“大”或“小”），随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐[4]减小（填“增大”或“减小”），两极板间的电压也逐渐减小到零.|

答案：  [1]大　[2]减小　[3]大　[4]减小

3.实验器材
直流电源、导线、单刀双掷开关、电容器、定值电阻、电流表（电流传感器）、电压表（电压传感器）.

答案：

4.实验步骤
（1）按图连接好电路.
（2）把单刀双掷开关 S 打在上面，使触点 1 和触点 2 连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中.
（3）将单刀双掷开关 S 打在下面，使触点 3 和触点 2 连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中.
（4）记录好实验结果，关闭电源.

答案：

5.数据处理
在$I - t$图中画出如图所示的竖立的狭长矩形（$\Delta t$很小），它的面积的物理意义是在$\Delta t$时间内通过电流表的电荷量.

答案：

6.注意事项
（1）电流表要选用小量程的灵敏电流计.
（2）要选择大容量的电容器.
（3）在做放电实验时，电路中要串联一个电阻，避免烧坏电流表.
（4）实验要在干燥的环境中进行.
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答案：