物理卷·2018届福建省宁德市霞浦一中高二上学期第一次月考物理试卷 （解析版） 16页

‎2016-2017学年福建省宁德市霞浦一中高二（上）第一次月考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（本题有12小题，1-8单选题，9-12多选题，4×12=48分，）‎ ‎1．把一个带电量为+q的检验电荷放在电场中的P点，测得P点的电场强度大小为E，场强的方向向东，有关P点的场强的说法，正确的是（　　）‎ A．若在P点不放电荷，那么P点的场强为零 B．只要P点在电场中的位置确定，它的场强应是一个确定值 C．若把﹣q的检验电荷放在P，则测得P点的场强大小仍为E，方向向西 D．若把电量为+2q的点电荷放在P点，则测得P点的场强大小为2E，方向向东 ‎2．如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面的距离是25cm，由此可确定电场强度的方向及大小为（　　）‎ A．竖直向下，E=0.4 N/C B．水平向右，E=0.4 N/C C．水平向左，E=40 N/C D．水平向右，E=40 N/C ‎3．真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则（　　）‎ A．q离Q2比离Q1远 B．q离Q2比离Q1近 C．q一定是正电荷 D．q一定是负电荷 ‎4．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电引力为F，若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来，它们间的距离变为2r，则它们之间的静电引力将变为（　　）‎ A． F B． F C． F D． F ‎5．正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下列图中的哪一个（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎6．如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断（　　）‎ A．该电场一定是匀强电场 B．场强Ea一定小于Eb C．电子具有的电势能Epa一定大于Epb D．两点的电势φa一定高于φb ‎7．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则（　　）‎ A．a一定带正电，b一定带负电 B．a的速度将减小，b的速度将增加 C．a的加速度将减小，b的加速度将增加 D．两个粒子的动能，一个增加一个减小 ‎8．一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（　　）‎ A．动能减小 B．电势能增加 C．动能和电势能之和减小 D．重力势能和电势能之和增加 ‎9．如图所示中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Ea、Eb分别表示a、b两点的场强大小，则（　　）‎ A．a、b两点场强方向相同 B．电场线从a指向b，所以Ea＞Eb C．电场线是直线，所以Ea=Eb D．不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb大小不能确定 ‎10．如图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近（不相碰）．下列说法中正确的是（　　）‎ A．B端的感应电荷越来越多 B．导体内场强越来越大 C．导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于感应电荷在N点产生的场强 D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等 ‎11．如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B．现给B一个沿垂直AB方向的速度v0，B球将（　　）‎ A．若A、B为异种电荷，B球可能做圆周运动 B．若A、B为异种电荷，B球一定做加速度、速度均变小的曲线运动 C．若A、B为同种电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动 D．若A、B为同种电荷，B球的动能一定会减小 ‎12．三个电子从同一地点同时沿同一方向垂直进入偏转电场，出现如图所示的轨迹，则可以判断（　　）‎ A．它们在电场中运动时间相同 B．A、B在电场中时间相同，C先飞离电场 C．C进入电场的速度最大，A最小 D．电场力对C做功最大 ‎　‎ 二、填空题（共14分）‎ ‎13．在电场中的P点放一个电荷量为4×10﹣9C的负点电荷，它受到的电场力为2×10﹣5N，方向水平向右，则P点场强大小为　　N/C，方向　　，把该点电荷移走，P点的场强又为　　N/C．‎ ‎14．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10﹣6J的功，那么电荷的电势能　　了5×10﹣6 J电荷的动能　　了5×10﹣6J（填“增加”或“减少”）．‎ ‎15．把一检验电荷q=10﹣10放入某一电场中A点，具有电势能为10﹣8J，则该点电势为　　V．若在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C，则该点电势为　　V，具有电势能为　　J．‎ ‎16．一条平直的电场线上有A、B、C三点，把q=﹣2×10﹣9C的粒子从A点移到B点，电场力做功WAB=﹣2×10﹣7J，再把该电荷从B点移到C点，电场力做功WBC=4×10﹣8J，则UAB=　　V，UBC=　　V．‎ ‎　‎ 三、计算题（8+10+10+10=38分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）‎ ‎17．如图所示，一个挂在丝线下端的 带正电的小球B静止在图示位置．固定的带正电荷的A球电荷量为Q，B球质量为m、电荷量为q，θ=30°，A和B在同一水平线上，整个装置处在真空中，求A、B两球间的距离．‎ ‎18．将一电荷量为2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距为2cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，问：‎ ‎（1）在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功？‎ ‎（2）A、B两点间的电势差为多少？‎ ‎（3）该匀强电场的电场强度为多大？‎ ‎19．如图所示，竖直放置的光滑圆环上，穿过一个绝缘小球，小球质量为m，带电量为q，整个装置置于水平向左的匀强电场中．今将小球从与环心O在同一水平线上的A点由静止释放，它刚能顺时针方向运动到环的最高点D，而速度为零，求：‎ ‎（1）电场强度大小为多大？‎ ‎（2）小球到达最低点B时对环的压力为多大？‎ ‎20．如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O．试求；‎ ‎（1）粒子从射入到打到屏上所用的时间；‎ ‎（2）粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；‎ ‎（3）粒子打到屏上的点P到O点的距离s．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年福建省宁德市霞浦一中高二（上）第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本题有12小题，1-8单选题，9-12多选题，4×12=48分，）‎ ‎1．把一个带电量为+q的检验电荷放在电场中的P点，测得P点的电场强度大小为E，场强的方向向东，有关P点的场强的说法，正确的是（　　）‎ A．若在P点不放电荷，那么P点的场强为零 B．只要P点在电场中的位置确定，它的场强应是一个确定值 C．若把﹣q的检验电荷放在P，则测得P点的场强大小仍为E，方向向西 D．若把电量为+2q的点电荷放在P点，则测得P点的场强大小为2E，方向向东 ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量，与试探电荷无关，在电场中同一点，电场强度是确定不变的．‎ ‎【解答】解：电场中某点的场强是由电场本身决定的，只要P点在电场中的位置确定，它的场强应是一个确定值，与检验电荷的正负和带电量的多少无关．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面的距离是25cm，由此可确定电场强度的方向及大小为（　　）‎ A．竖直向下，E=0.4 N/C B．水平向右，E=0.4 N/C C．水平向左，E=40 N/C D．水平向右，E=40 N/C ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度．‎ ‎【分析】等势面是平行平面而且均匀分布，该电场一定是匀强电场．电根据公式U=Ed，匀强电场中，沿着电场线方向，相同距离电势差相同．‎ 电场线总和等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．‎ ‎【解答】解：根据电场线总和等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面可知，由图中可知电场方向是水平向右；‎ 匀强电场的等势面是一些平行的等间距的直线，且沿着电场线，电势降低的最快，且每前进相同距离，电势降低相等的值，由图可知电势差为10V，由场强与电势差关系公式U=Ed可以知道，E===40V/m；故D正确，ABC错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎3．真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则（　　）‎ A．q离Q2比离Q1远 B．q离Q2比离Q1近 C．q一定是正电荷 D．q一定是负电荷 ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】解决本题一定要把握“放入的电荷处于平衡状态”这一特点进行受力分析．‎ ‎【解答】解：AB、根据库仑定律，对q有①‎ Q1＞Q2 ②‎ 有①②得：‎ q离Q2比离Q1近 故A错误、B正确．‎ CD、因为Q1、Q2为固定的正电荷，只要放入的电荷受到的合力为0即可，通过受力分析可知，既可以放入正电荷，也可以放入负电荷，故CD错误；‎ 故选：B ‎　‎ ‎4．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电引力为F，若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来，它们间的距离变为2r，则它们之间的静电引力将变为（　　）‎ A． F B． F C． F D． F ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】由库仑定律可得出变化前后F的表达式，由表达式作比可得出变化后的静电力与F的关系．‎ ‎【解答】解：由库仑定律可得：F=k；‎ 变化后F′=k=‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎5．正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下列图中的哪一个（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】电场线；电场强度．‎ ‎【分析】电荷在电场只受电场力，根据牛顿第二定律可知，电场力越大，加速度越大．正电荷的电场力与电场强度成正比，电场线的疏密表示电场强度的大小．根据上述知识分析．‎ ‎【解答】解：A、P到Q，电场线越来越疏，电场强度越来越小，电荷做加速度减小的加速运动．不符合题意．故A错误 ‎ B、电荷在匀强电场中做匀加速直线运动，不符合题意．故B错误．‎ ‎ C、P到Q，电场线越来越疏，电场强度越来越小，电荷做加速度减小的加速运动．不符合题意．故C错误．‎ ‎ D、P到Q，电场线越来越密，电场强度越来越大，电荷做加速度减大的加速运动．符合题意．故D正确．‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎6．如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断（　　）‎ A．该电场一定是匀强电场 B．场强Ea一定小于Eb C．电子具有的电势能Epa一定大于Epb D．两点的电势φa一定高于φb ‎【考点】电场线；电势能．‎ ‎【分析】电场线的疏密代表电场的强弱，电场线越密，场强越大，电场线越疏，场强越小．电场力F=qE．‎ 负电荷由静止释放，且由a向b运动，则说明负电荷所受的电场力一定是由a指向b．而负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，确定出电场线的方向．由于不知负电荷由a运动到b的过程中电场力的变化情况，因此无法确定场强大小关系．‎ ‎【解答】解：A、据题，负电荷由静止释放，且由a向b运动，则负电荷所受的电场力一定是由a指向b．因为负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，说明电场线的方向一定是由b指向a．由于不知负电荷由a运动到b的过程中电场力的变化情况，因此无法确定场强大小关系，故AB错误；‎ C、由题意知，电场力对电子做正功，电势能减小，所以电子具有的电势能EPa一定大于EPb，故C正确；‎ D、由A可知电场方向由b指向a，而沿着电场线方向电势降低，所以电势φa一定低于φb，故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎7．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则（　　）‎ A．a一定带正电，b一定带负电 B．a的速度将减小，b的速度将增加 C．a的加速度将减小，b的加速度将增加 D．两个粒子的动能，一个增加一个减小 ‎【考点】电场线；电势能．‎ ‎【分析】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．‎ 物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧．‎ 根据电场力做功来判断动能的变化．‎ ‎【解答】解：A、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，由于电场线的方向不知，所以粒子带电性质不定，故A错误；‎ B、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，从图中轨道变化来看速度与力方向的夹角小于90°，‎ 所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故B错误，D错误．‎ C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎8．一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（　　）‎ A．动能减小 B．电势能增加 C．动能和电势能之和减小 D．重力势能和电势能之和增加 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】由粒子的运动轨迹可知粒子电性，则可求得电场力对粒子所做的功的性质；由动能定理可求得动能的变化；由能量关系可知重力势能与电势能总和的变化，及动能和电势能之和的变化．‎ ‎【解答】解：A、粒子由a到b，由运动轨迹可判出粒子受电场力与重力的合力向上，故粒子带负电且电场力大于重力，电场力与重力的合力做正功，由动能定理可知，油滴的动能增大；故A错误；‎ B、由于电场力做正功，故电势能减小，故B错误；‎ C、D、由能量的转化与守恒知，系统中重力势能、动能、电势能之和保持不变，由题易知重力势能增加，故动能和电势能之和减小；‎ 同理由前面分析知动能增加，则重力势能和电势能之和减小；‎ 故C正确D错误；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示中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Ea、Eb分别表示a、b两点的场强大小，则（　　）‎ A．a、b两点场强方向相同 B．电场线从a指向b，所以Ea＞Eb C．电场线是直线，所以Ea=Eb D．不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb大小不能确定 ‎【考点】电场线；电场强度．‎ ‎【分析】电场线的大小由电场线的疏密表示，一条电场线无法判断疏密，就无法确定a、b两处场强的大小．‎ ‎【解答】解：A、该电场线为一条直线，由图可知，电场线上各点的场强的方向相同，则ab两点的场强的方向相同．故A正确；‎ B、a、b两点在一条电场线上，由于无法判断电场线的疏密，也就无法判断a、b两点电场强度的大小，故BC错误，D正确；‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近（不相碰）．下列说法中正确的是（　　）‎ A．B端的感应电荷越来越多 B．导体内场强越来越大 C．导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于感应电荷在N点产生的场强 D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等 ‎【考点】静电场中的导体；电场强度．‎ ‎【分析】根据静电感应可以判断金属导体的感应的电荷的情况，从而可以判断导体带电的情况；‎ 导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反向、共线．‎ ‎【解答】解：A、离的越近，导体上的电子与负电荷排斥力越大，越会向左排斥，故N端带负电荷越多，M端带的正电荷也越多，故A正确；‎ B、导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，故B错误；‎ C、D、不由于内部场强处处为零，所以感应电荷产生的电场与点电荷产生的电场大小相等，方向相反，由库仑定律可知，点电荷在M点产生的场强恒大于感应电荷在N点产生的场强，所以导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于感应电荷在N点产生的场强，故C正确；D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B．现给B一个沿垂直AB方向的速度v0，B球将（　　）‎ A．若A、B为异种电荷，B球可能做圆周运动 B．若A、B为异种电荷，B球一定做加速度、速度均变小的曲线运动 C．若A、B为同种电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动 D．若A、B为同种电荷，B球的动能一定会减小 ‎【考点】库仑定律；匀速圆周运动．‎ ‎【分析】根据库仑力与B球所需要的向心力的关系，判断B球能否做圆周运动．匀变速曲线的加速度恒定不变．根据库仑定律判断B球的运动情况．根据电场力做功的正负，由动能定理判断动能的变化．‎ ‎【解答】解：A、若A、B为异性电荷，A、B间存在引力，当A对B的引力恰好等于B球所需要的向心力时，B球做圆周运动，否则不做圆周运动．故A正确．‎ B、若A、B为异种电荷，AB之间的库仑力为吸引力，当AB之间的库仑力大于需要的向心力的时候，B球做向心运动，速度和加速度都要变大，当AB之间的库仑力小于需要的向心力的时候，B球做离心运动，速度和加速度都要减小，故B错误；‎ C、D、若A、B为同种电荷，AB之间的库仑力为排斥力，并且力的方向和速度的方向不再一条直线上，所以B球一定做曲线运动，由于AB之间的距离越来越大，它们之间的库仑力也就越来越小，所以B球的加速度在减小，而库仑力做正功，故动能变大，故C正确，D错误．‎ 故选：AC ‎　‎ ‎12．三个电子从同一地点同时沿同一方向垂直进入偏转电场，出现如图所示的轨迹，则可以判断（　　）‎ A．它们在电场中运动时间相同 B．A、B在电场中时间相同，C先飞离电场 C．C进入电场的速度最大，A最小 D．电场力对C做功最大 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】三个电子都做类平抛运动，在垂直电场方向上做匀速直线运动，在沿电场方向上做初速度为0的匀加速直线运动．粒子的质量和电量相同，加速度相同．比较沿电场方向上的位移，可比较出运动时间，再根据垂直电场方向的位移可知初速度的大小．通过动能定理比较动能的变化量．‎ ‎【解答】解：A、b、c竖直方向上的位移不等，yc＜yb．根据y=at2，可知tc＜tb．AB竖直位移相同，故AB在电场中运动的时间相同，C先飞离电场；故A错误，B正确 C、在垂直于电场方向即水平方向，三个粒子做匀速直线运动，则有：v=，因xc=xb，tc＜tb，则vc＞vb．根据ta=tb，xb＞xa．则vb＞va．所以有：vc＞vb＞va．故C正确．‎ D、根据W=EqL可知，ab竖直位移相同，而c的竖直位移最小，故a、b两电荷，电场力做功一样多，而电场力对c电荷做功最小，故D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ 二、填空题（共14分）‎ ‎13．在电场中的P点放一个电荷量为4×10﹣9C的负点电荷，它受到的电场力为2×10﹣5N，方向水平向右，则P点场强大小为　5000　N/C，方向　水平向左　，把该点电荷移走，P点的场强又为　5000　N/C．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】电场强度等于试探电荷所受电场力与其电荷量的比值，方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反．同一点电场强度不变，由电场力F=qE求解电荷量．‎ ‎【解答】解：P点的场强为：E===5000N/C，方向：水平向左．‎ ‎ 把另一负电荷放在该点时，场强不变，则所受的电场力方向向左．‎ ‎ 故答案为：5000 N/C，水平向左，5000 N/C ‎　‎ ‎14．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10﹣6J的功，那么电荷的电势能　减少　了5×10﹣6 J电荷的动能　增加　了5×10﹣6J（填“增加”或“减少”）．‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点，电场力做了5×10﹣6J的功，电荷的电势能减小5×10﹣6J，根据动能定理得知，动能增加了5×10﹣6J ‎【解答】解：由题知道电场力做了5×10﹣6J的功，根据功能关系得知，电荷的电势能减小5×10﹣6J．电荷只在电场力作用下，电场力做了5×10﹣6J的功，合力做功即为5×10﹣6J，根据动能定理得知，动能增加了5×10﹣6J．‎ 故答案为：减少，增加 ‎　‎ ‎15．把一检验电荷q=10﹣10放入某一电场中A点，具有电势能为10﹣8J，则该点电势为　100　V．若在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C，则该点电势为　100　V，具有电势能为　﹣10﹣8　J．‎ ‎【考点】电势能．‎ ‎【分析】已知电荷在A点的电势能，由公式φA=求解A点的电势．A点的电势与试探电荷无关，只与电场有关，同一点电势不变．‎ ‎【解答】解：由题，将q=10﹣10C的检验电荷放入电场中A点，具有电势能为Ep=10﹣8J，则A点的电势为：‎ φA==100V．‎ 在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C，电势不变，仍为100V．‎ 该电荷具有的电势能为：Ep=q′φA=﹣10﹣10C×100J=﹣10﹣8J．‎ 故答案为：100，100，﹣10﹣8‎ ‎　‎ ‎16．一条平直的电场线上有A、B、C三点，把q=﹣2×10﹣9C的粒子从A点移到B点，电场力做功WAB=﹣2×10﹣7J，再把该电荷从B点移到C点，电场力做功WBC=4×10﹣8J，则UAB=　200　V，UBC=　﹣20　V．‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】已知电场力做的功和粒子的电荷量q，根据电势差的定义式代入求解 ‎【解答】解：UAB==100V；‎ UBC==﹣20V；‎ 故答案为：200V，﹣20V．‎ ‎　‎ 三、计算题（8+10+10+10=38分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）‎ ‎17．如图所示，一个挂在丝线下端的 带正电的小球B静止在图示位置．固定的带正电荷的A球电荷量为Q，B球质量为m、电荷量为q，θ=30°，A和B在同一水平线上，整个装置处在真空中，求A、B两球间的距离．‎ ‎【考点】库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】根据B球的状态可以求出B球的受力情况，从而求出两球之间的库仑力，再根据库仑定律求出两球之间的距离．‎ ‎【解答】解：以小球为研究对象，对小球进行受力分析，根据小球处于平衡状态可知：‎ F=mgtan30°=mg…（1）‎ 而小球所受库仑力大小为：‎ F=k…（2）‎ 联立（1）（2）解得A、B两球之间的距离为r=‎ 答：A、B两球间的距离为．‎ ‎　‎ ‎18．将一电荷量为2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距为2cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，问：‎ ‎（1）在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功？‎ ‎（2）A、B两点间的电势差为多少？‎ ‎（3）该匀强电场的电场强度为多大？‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】（1）根据电势能变化和电场力做功的关系，电势能增加多少，电场力做负功多少．‎ ‎（2）由U=即可求解电势差．‎ ‎（3）由U=Ed求解电场强度E．d是两点沿电场线方向的距离．‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）因为负电荷由A移到B的过程中，电势能增加了0.1J，所以电场力负功，大小为0.1J，即W=﹣△E=﹣0.1J． ‎ ‎（2）A、B两点间的电势差：UAB==V=5×103V． ‎ ‎（3）因为在匀强电场中U=Ed，所以有：E===5×105V/m 答：‎ ‎（1）在电荷由A移到B的过程中，电场力做了﹣0.1J功．‎ ‎（2）A、B两点间的电势差为5×103V．‎ ‎（3）该匀强电场的电场强度为5×105V/m ‎　‎ ‎19．如图所示，竖直放置的光滑圆环上，穿过一个绝缘小球，小球质量为m，带电量为q，整个装置置于水平向左的匀强电场中．今将小球从与环心O在同一水平线上的A点由静止释放，它刚能顺时针方向运动到环的最高点D，而速度为零，求：‎ ‎（1）电场强度大小为多大？‎ ‎（2）小球到达最低点B时对环的压力为多大？‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】（1）对AD过程分析，由动能定理可以求出电场强度．‎ ‎（2）对AB过程由动能定理可以求出小球到达B时的速度．小球做圆周运动，由牛顿第二定律可以求出小球在B点受到的环的支持力，然后由牛顿第三定律求出环受到的压力．‎ ‎【解答】解：小球在运动过程中受到重力、电场力与环的弹力作用，环的弹力对小球不做功；‎ ‎（1）从A到D的过程中，‎ 由动能定理得：﹣mgr+qEr=0﹣0，‎ 解得：E=；‎ ‎（2）从A到B的过程中，‎ 由动能定理得：mgr+qEr=mv2﹣0，‎ 解得：v=2；‎ 小球在B点做圆周运动，环的支持力与重力的合力提供向心力，‎ 由牛顿第二定律得：F﹣mg=m，‎ 解得：F=5mg，‎ 由牛顿第三定律得：小球在B点时对环的压力大小F′=F=5mg；‎ 答：（1）电场强度大小为；‎ ‎（2）小球在B点时对环的压力大小为5mg．‎ ‎　‎ ‎20．如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O．试求；‎ ‎（1）粒子从射入到打到屏上所用的时间；‎ ‎（2）粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；‎ ‎（3）粒子打到屏上的点P到O点的距离s．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】（1）带电粒子垂直射入电场，只受电场力作用而做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，由L=v0t求解时间t．‎ ‎（2）根据牛顿第二定律求出加速度．研究竖直方向的运动情况，由速度公式vy=at求出粒子刚射出电场时竖直分速度，由求出tanα．‎ ‎（3）由位移公式求出粒子刚射出电场时偏转的距离y．带电粒子离开电场后做匀速直线运动，偏转的距离Ltanα，两个偏转之和即为粒子打到屏上的点P到O点的距离s．‎ ‎【解答】解：（1）根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，所以粒子从射入到打到屏上所用的时间．‎ ‎（2）设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律，粒子在电场中运动的时间：‎ 粒子在电场中的加速度为：‎ 所以：．‎ 所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为：‎ ‎．‎ ‎（3）设粒子在电场中的偏转距离为y，则有：‎ 又s=y+Ltan α，‎ 解得：．‎ 答：（1）粒子从射入到打到屏上所用的时间；‎ ‎（2）粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值；‎ ‎（3）粒子打到屏上的点P到O点的距离．‎ ‎　‎ ‎2016年12月6日