物理卷·2018届辽宁省本溪高中高二上学期月考物理试卷（10月份） （解析版） 17页

‎2016-2017学年辽宁省本溪高中高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ ‎　‎ 一、选择题（本大题共12小题每小题4分，计48分.1-8只有一个选项正确，9-12有两个或两个以上答案正确）‎ ‎1．下列物理量中与检验电荷有关的是（　　）‎ A．电场强度E B．电势φ C．电势差UAB D．电场力F ‎2．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是（　　）‎ A．铜丝编织的衣服不易拉破 B．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零 C．电工被铜丝衣服所包裹，使体内场强为零 D．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用 ‎3．取一对用绝缘支柱支撑的金属导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在A、B下面的金属箔是闭合的．现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了．下列说法正确的是（　　）‎ A．A内部的场强比B内部的场强大 B．A、B内部的场强均为零 C．A左端的电势比B右端的电势低 D．A左端的电势比B右端的电势高 ‎4．如图，等量异种点电荷在真空中相隔一定的距离，竖直线代表两点电荷连线的中垂线，在两点电荷所存在的某平面内取a、b、c三点，则这三点的电势高低和场强大小的关系是（　　）‎ A．φc＞φa＞φb，Ec＞Ea＞Eb B．φc=φa＞φb，Ea＞Eb＞Ec C．φa＞φb＞φc，Ea=Eb＞Ec D．φa=φb＞φc，Ec＞Ea＞Eb ‎5．如图所示，虚线表示某电场的等势面，一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示．粒子在A、B点的加速度分别为aA、aB，电势能分别为EA、EB，下列判断正确的是（　　）‎ A．aA＞aB，EA＞EB B．aA＞aB，EA＜EB C．aA＜aB，EA＞EB D．aA＜aB，EA＜EB ‎6．如图直线是真空中某一电场中的一条电场线，A、B是该电场线上的两点．一个电子以速度VA经过A点向右运动，经过一段时间后，该电子以速度VB经过B点，方向仍向右，且VB＞VA．则下列说法中正确的是（　　）‎ A．A点处的场强一定小于B点处的场强 B．A点的电势高于B点的电势 C．电子在A点的电势能一定大于它在B点的电势能 D．在此过程中，电场力一定对电子做了负功 ‎7．喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中（　　）‎ A．向负极板偏转 B．电势能逐渐增大 C．运动轨迹是抛物线 D．运动轨迹与带电量无关 ‎8．真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离．下列说法中正确的是（　　）‎ A．A点的电势低于B点的电势 B．A点的电场强度方向由A指向B C．A点的电场强度小于B点的电场强度 D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功 ‎9．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，在桌面的另一处有另一带电小球B，现给B一个垂直于AB方向的速度v0，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．B球可能做直线运动 B．B球的电势能可能增加 C．A球对B球的库仑力可能对B球不做功 D．B球可能从电势较高处向电势较低处运动 ‎10．图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线．两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点，已知o点电势高于c 点．若不计重力，则（　　）‎ A．M带负电荷，N带正电荷 B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C．N在从o点运动至a点的过程中克服电场力做功 D．M在从o点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 ‎11．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上极板的过程中（　　）‎ A．它们运动的时间tP：tQ=1：2‎ B．它们的电势能减少量之比△EP：△EQ=1：4‎ C．它们所带电荷量之比qp：qQ=1：2‎ D．它们的速度增量之比△vp：△vQ=1：2‎ ‎12．如图所示，一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（　　）‎ A．小球在运动过程中机械能守恒 B．小球经过环的最低点时速度最大 C．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg+qE）‎ D．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg+qE）‎ ‎　‎ 二、填空题（共两小题，共20分）‎ ‎13．在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地 ‎（1）若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角　　（填“变大”或“变小”），此实验说明平行板电容器的电容随　　而增大；‎ ‎（2）若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角　　（填“变大”或“变小”），此实验说明平行板电容器的电容随　　而增大．‎ ‎14．如图所示，两带电平行板A、B间的电场为匀强电场，场强为E，两板相距d，板长L．一带电量为q、质量为m的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子所受重力，则 ‎（1）粒子带　　电荷（填“正”或“负”）‎ ‎（2）要使粒子能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v0至少为　　，此过程中粒子在电场中运动时间为　　，电势能的变化量为　　（用已知量表示）‎ ‎　‎ 三、计算题（共3小题，共42分）‎ ‎15．如图所示，O点固定，绝缘轻细杆l，A端粘有一带正电荷的小球，电量为q，质量为m，水平方向的匀强电场的场强为E，将小球拉成水平后自由释放，求在最低点时小球给绝缘杆的力．‎ ‎16．如图所示，两平行金属板带等量异号电荷，两板间距离为d，与水平方向成α角放置，一电量为+q、质量为m的带电小球恰沿水平直线从一板的端点向左运动到另一板的端点，求：‎ ‎（1）该电场的场强大小及小球运动的加速度大小 ‎（2）小球静止起从一板到达另一板所需时间．‎ ‎17．如图所示，质量为m、带电量为+q的小球在距离地面高为h处，以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离上处有一管口略比小球直径大一些的竖直细管，管上口距地面，为使小球能无碰撞地通过管子，在管子上方整个区域内加一个水平向左的匀强电场．求：‎ ‎（1）小球的初速度v；‎ ‎（2）电场强度E；‎ ‎（3）小球落地时的动能．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年辽宁省本溪高中高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本大题共12小题每小题4分，计48分.1-8只有一个选项正确，9-12有两个或两个以上答案正确）‎ ‎1．下列物理量中与检验电荷有关的是（　　）‎ A．电场强度E B．电势φ C．电势差UAB D．电场力F ‎【考点】电场强度；电势．‎ ‎【分析】本题考查了对电场中几个概念的理解情况，物理中有很多物理量是采用比值法定义的，要正确理解比值定义法的含义．‎ ‎【解答】解：AB、电场强度和电势分别从力和能量的角度来描述电场的，均是采用比值定义法定义的，它们的大小均与检验电荷的电量无关，由电场本身决定的，故AB错误；‎ C、电势差：UAB=φA﹣φB所以电势差仅仅与电场本身以及电场中的点有关，与试探电荷无关．故C错误；‎ D、电场力F=qE，在电场中的同一点，检验电荷所受的电场力与试探电荷的电量成正比．故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是（　　）‎ A．铜丝编织的衣服不易拉破 B．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零 C．电工被铜丝衣服所包裹，使体内场强为零 D．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用 ‎【考点】静电场中的导体．‎ ‎【分析】处在高压电场中的人体，会有危险电流流过，危及人身安全，因而所有进入高电场的工作人员，都应穿全套屏蔽服． 带电作业屏蔽服又叫等电位均压服，是采用均匀的导体材料和纤维材料制成的服装．其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害． 成套的屏蔽服装应包括上衣、裤子、帽子、袜子、手套、鞋及其相应的连接线和连接头．‎ ‎【解答】解：屏蔽服作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害．等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0．‎ 所以C正确，ABD错误 故选C．‎ ‎　‎ ‎3．取一对用绝缘支柱支撑的金属导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在A、B下面的金属箔是闭合的．现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了．下列说法正确的是（　　）‎ A．A内部的场强比B内部的场强大 B．A、B内部的场强均为零 C．A左端的电势比B右端的电势低 D．A左端的电势比B右端的电势高 ‎【考点】电荷守恒定律；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】当导体A、B放在带正电的附近时，出现感应起电现象．电荷周围有电场存在，从而导体A、B处于电场中，在电场力的作用下，使导体中的自由电子重新分布．而处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面，内部电场强度为零，且是等势体．‎ ‎【解答】解：A、带正电荷的球C移近导体A，在A的左端感应出负电荷，在B的右端出现正电荷，电荷只分布在外表面，内部场强处处为零，导体是个等势体．‎ 故选：B ‎　‎ ‎4．如图，等量异种点电荷在真空中相隔一定的距离，竖直线代表两点电荷连线的中垂线，在两点电荷所存在的某平面内取a、b、c三点，则这三点的电势高低和场强大小的关系是（　　）‎ A．φc＞φa＞φb，Ec＞Ea＞Eb B．φc=φa＞φb，Ea＞Eb＞Ec C．φa＞φb＞φc，Ea=Eb＞Ec D．φa=φb＞φc，Ec＞Ea＞Eb ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场线．‎ ‎【分析】画出等量异号电荷的电场线和等势面的分布图象，如图所示：‎ 电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线与等势面垂直，沿着电场线方向电势逐渐降低．将两图比较即可解答．‎ ‎【解答】解：如图所示，电场线的疏密程度表示电场强度的大小，在a、b、c三点中，c带电位置电场线最密，故场强最大的点是c点，其次为ab；即Ec＞Ea＞Eb 离正电荷最近的等势面的电势最高，中垂线上电势相等；故由图可得ab两点电势相等；c点的电势最低；故D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，虚线表示某电场的等势面，一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示．粒子在A、B点的加速度分别为aA、aB，电势能分别为EA、EB，下列判断正确的是（　　）‎ A．aA＞aB，EA＞EB B．aA＞aB，EA＜EB C．aA＜aB，EA＞EB D．aA＜aB，EA＜EB ‎【考点】等势面．‎ ‎【分析】根据曲线的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力，根据等差等势面的疏密判断场强大小，结合牛顿第二定律得到加速度大小关系；根据电场力做功情况断电势能高低．‎ ‎【解答】解：根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力，根据U=Ed知，等差等势面越密的位置场强越大，B处等差等势面较密集，则场强大，带电粒子所受的电场力大，加速度也大，即aA＜aB；‎ 从A到B，电场线对带电粒子做负功，电势能增加，则知B点电势能大，即EA＜EB；故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎6．如图直线是真空中某一电场中的一条电场线，A、B是该电场线上的两点．一个电子以速度VA经过A点向右运动，经过一段时间后，该电子以速度VB经过B点，方向仍向右，且VB＞VA．则下列说法中正确的是（　　）‎ A．A点处的场强一定小于B点处的场强 B．A点的电势高于B点的电势 C．电子在A点的电势能一定大于它在B点的电势能 D．在此过程中，电场力一定对电子做了负功 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度；电势能．‎ ‎【分析】由题，电子的初速度vA向右，而末速度vB方向向左，说明电子所受的电场力方向向左，则可判断出电场线的方向，进一步判断电势的高低．由于一条电场线不能反映电场强度的大小，无法比较场强的大小．根据电场力做功正负判断电势能和动能的大小 ‎【解答】解：A、由题，电子的初速度vA、vB方向向右，且VB＞VA．说明电子所受的电场力方向向右，但仅仅有一条一条电场线无法反映电场线的疏密，故电场的大小未知，故A错误；‎ B、电子所受的电场力方向向右，电场线方向从B指向A，所以A点的电势一定低于B点的电势．故B错误 C、电子从A到B过程中，电场力做正功，则电子的电势能减小，则在A点的电势能一定大于它在B点的电势能．故C正确 D、由动能定理可得，电场力一定对电子做了正功，故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎7．喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中（　　）‎ A．向负极板偏转 B．电势能逐渐增大 C．运动轨迹是抛物线 D．运动轨迹与带电量无关 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】由电子带负电，在电场中受到的力来确定偏转方向；根据电子做类平抛运动来确定侧向位移，根据电场力做功来确定电势能变化情况．‎ ‎【解答】解：A、由于带负电，故向正极板偏转，A错误；‎ B、由于带负电墨汁微滴做正功，故电势能减少，B错误；‎ C、由于电子在电场中做类平抛运动，轨迹为抛物线，故C正确；‎ D、由侧向位移y=at2=2，可知运动轨迹与带电量有关，D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎8．真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离．下列说法中正确的是（　　）‎ A．A点的电势低于B点的电势 B．A点的电场强度方向由A指向B C．A点的电场强度小于B点的电场强度 D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功 ‎【考点】电势；电场强度；电势能．‎ ‎【分析】根据直线上各点的电势φ分布图判断A点和B点电势．‎ 沿电场线方向电势逐点降低．‎ 根据电场力方向和运动方向判断做功情况．‎ ‎【解答】解：A、r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离．所以A点的电势高于B点的电势，故A错误．‎ B、A到B电势降低，所以A点的电场强度方向由A指向B，故B正确．‎ C、根据场强公式E=得A点的电场强度大于B点的电场强度，故C错误．‎ D、正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力方向由A指向B，所以电场力做正功，故D错误．‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎9．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，在桌面的另一处有另一带电小球B，现给B一个垂直于AB方向的速度v0，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．B球可能做直线运动 B．B球的电势能可能增加 C．A球对B球的库仑力可能对B球不做功 D．B球可能从电势较高处向电势较低处运动 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势．‎ ‎【分析】由小球B受到的静电力与速度不在同一直线上可知，B球不可能做直线运动．若小球A、B带异种电荷小球B做匀速圆周运动，库仑力不做功，若小球B所受的引力小于所需要的向心力，小球B做离心运动时，B球的电势能可能增加．B球不一定从电势较高处向电势较低处运动．‎ ‎【解答】解：A、由题看出，小球B受到的静电力与速度不在同一直线上，则B球不可能做直线运动．故A错误．‎ B、若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好等于m时，B球做匀速圆周运动，A球对B球的库仑力不做功．故B正确．‎ C、若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好小于m时，B球会远离A球，引力做负功，电势能增加．故C正确．‎ D、由于两球电性未知，B球可能受斥力会远离A球，也可能受到引力靠近A球，所以B球可能从电势较高处向电势较低处运动．故D正确．‎ 故选：BCD ‎　‎ ‎10．图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线．两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点，已知o点电势高于c 点．若不计重力，则（　　）‎ A．M带负电荷，N带正电荷 B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C．N在从o点运动至a点的过程中克服电场力做功 D．M在从o点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．‎ ‎【分析】‎ 根据带电粒子轨迹的弯曲方向可判断粒子所受的电场力方向，根据O点电势高于c点，由电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可判断出电场方向，从而确定出粒子的电性．由动能定理可知，N在a点的速度与M在c点的速度大小相等，但方向不同．N从O点运动至a点的过程中电场力做正功．O、b间电势差为零，由动能定理可知电场力做功为零．‎ ‎【解答】解：‎ A、等势线在水平方向，O点电势高于c点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可知电场方向竖直向下．根据带电粒子的轨迹可知，N所受的电场力方向竖直向上，M所受的电场力方向竖直向下，故知N粒子带负电，M带正电．故A错误．‎ B、aO间与Oc间电势差相等，根据W=qU知，N从从O到a与M从O到c电场力做功相等，由动能定理可知，N在a点的速度与M在c点的速度大小相等．故B正确．‎ C、N从O点运动至a点的过程中电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功．故C错误．‎ D、O、b间电势差为零，由W=qU知M从O点运动至b点的过程中，电场力对它做功为零．故D正确．‎ 故选：BD ‎　‎ ‎11．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上极板的过程中（　　）‎ A．它们运动的时间tP：tQ=1：2‎ B．它们的电势能减少量之比△EP：△EQ=1：4‎ C．它们所带电荷量之比qp：qQ=1：2‎ D．它们的速度增量之比△vp：△vQ=1：2‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电势能．‎ ‎【分析】两个粒子均做类平抛运动，将两个带电粒子的运动按垂直电场方向和平行电场方向进行正交分解，垂直电场方向不受力，做匀速直线运动；平行电场方向受到电场力，做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式、牛顿第二定律和功能关系联合列式分析．‎ ‎【解答】解：A、带电粒子在垂直电场方向上不受力，都做匀速直线运动，位移相等，由x=v0t可知运动时间相等，即tQ=tP．故A正确；‎ B、电势能的减小量等于电场力做的功即△E=qEy，因为竖直位移之比为：yP：yQ=1：2，‎ 电荷量之比为：qP：qQ=1：2，‎ 所以它们电势能减少量之比为：△EM：△EN=1：4．故B正确；‎ C、平行电场方向受到电场力，做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有：‎ 解得：q=‎ 由于两带电粒子平行电场方向分位移之比为 yP：yQ=1：2，‎ 所以它们所带的电荷量之比 qP：qQ=yP：yQ=1：2，故C正确；‎ D、根据，得，故D正确；‎ 故选：ABCD．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（　　）‎ A．小球在运动过程中机械能守恒 B．小球经过环的最低点时速度最大 C．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg+qE）‎ D．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg+qE）‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；向心力；功能关系．‎ ‎【分析】小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．根据动能定理知小球经过环的最低点时速度最大．根据动能定理求出小球经过在最低点时的速度，由牛顿第二定律求出环对球的支持力，得到球对环的压力．‎ ‎【解答】解：‎ A、小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．故A错误．‎ B、小球从最高点到最低点的过程中，合力做正功最多，则根据动能定理得知，动能增加增大，速率增大增大，所以小球经过环的最低点时速度最大．故B正确．‎ C、D小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：（mg+qE）R=‎ 又由，联立解得N=3（mg+qE）．故C正确，D错误．‎ 故选：BC ‎　‎ 二、填空题（共两小题，共20分）‎ ‎13．在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地 ‎（1）若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角　变大　（填“变大”或“变小”），此实验说明平行板电容器的电容随　两极板间正对面积的增大　而增大；‎ ‎（2）若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角　变大　（填“变大”或“变小”），此实验说明平行板电容器的电容随　两极板间间距离的减小　而增大．‎ ‎【考点】电容器的动态分析．‎ ‎【分析】平行板电容器与静电计相接，电容器的电量不变，先由电容的决定式C= 分析电容的变化，根据电容的定义式C=，分析电压U的变化．即可判断静电计指针偏角的变化．‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）若极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，由电容的决定式C= 分析知电容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式C=，极板间的电压U增大．则静电计指针偏角增大，此实验说明平行板电容器的电容随正对面积的增大而增大；‎ ‎（2）若极板B稍向左移动一点，板间距离增大，由电容的决定式C= 分析知电容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式C=，极板间的电压U增大．则静电计指针偏角增大，此实验说明平行板电容器的电容与极板间距离成反比．极板间距离的减小而增大；‎ 故答案为：（1）变大，两极板间正对面积的增大； （2）变大，两极板间间距离的减小｡‎ ‎　‎ ‎14．如图所示，两带电平行板A、B间的电场为匀强电场，场强为E，两板相距d，板长L．一带电量为q、质量为m的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子所受重力，则 ‎（1）粒子带　正　电荷（填“正”或“负”）‎ ‎（2）要使粒子能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v0至少为　　，此过程中粒子在电场中运动时间为　　，电势能的变化量为　　（用已知量表示）‎ ‎【考点】电容器的动态分析．‎ ‎【分析】根据粒子所受电场力的方向确定粒子的电性．粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，在沿电场方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，结合运动学公式求出粒子的初速度；并由电场力做功，求得电势能的变化量．‎ ‎【解答】解：（1）粒子所受的电场力向下，则粒子带正电； ‎ ‎（2）由题意： at2=‎ 即： =‎ 代入数据解得：v0=‎ 而t=；‎ 根据电场力做功多少，则电势能变化多少，‎ 那么电势能的变化量为：△E=q=； ‎ 故答案为：（1）正；（2），，．‎ ‎　‎ 三、计算题（共3小题，共42分）‎ ‎15．如图所示，O点固定，绝缘轻细杆l，A端粘有一带正电荷的小球，电量为q，质量为m，水平方向的匀强电场的场强为E，将小球拉成水平后自由释放，求在最低点时小球给绝缘杆的力．‎ ‎【考点】带电粒子在混合场中的运动；向心力；动能定理的应用；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】由动能定理求出小球到达最低点时的速度，小球做圆周运动，由牛顿第二定律可以求出杆对小球的作用力．‎ ‎【解答】解：小球从水平位置运动到最低点过程中，‎ 由动能定理得：mgl+qEl=mv2﹣0‎ 在最低点，小球做圆周运动，由牛顿第二定律得：‎ F﹣mg=m，‎ 解得，绝缘杆对小球的作用力：F=3mg+2qE；‎ 答：在最低点时绝缘杆给小球的力为3mg+2qE．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，两平行金属板带等量异号电荷，两板间距离为d，与水平方向成α角放置，一电量为+q、质量为m的带电小球恰沿水平直线从一板的端点向左运动到另一板的端点，求：‎ ‎（1）该电场的场强大小及小球运动的加速度大小 ‎（2）小球静止起从一板到达另一板所需时间．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】带电粒子做的是直线运动，说明合力与速度在同一直线上，分析受力可知粒子受电场力的方向及其大小，由牛顿第二定律可得求出加速度的大小；由几何知识求解水平运动距离，然后结合运动学公式s=at2可以求解运动时间．‎ ‎【解答】解：（1）带电小球恰沿水平直线运动，故电场力和重力的合力在水平方向，由平行四边形定制可知F合=mgtanα；故小球运动的加速度大小a==gtanα；‎ 在竖直方向上合外力为零，故qE=，故电场的场强大小E=；‎ ‎（2）小球从一板到达另一板运动的距离s=①；‎ 小球由静止开始匀加速直线运动，即s=at2②；‎ 由①②可得：t=；‎ 答：（1）该电场的场强大小为；小球运动的加速度大小为gtanα；‎ ‎（2）小球静止起从一板到达另一板所需时间t=．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，质量为m、带电量为+q的小球在距离地面高为h处，以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离上处有一管口略比小球直径大一些的竖直细管，管上口距地面，为使小球能无碰撞地通过管子，在管子上方整个区域内加一个水平向左的匀强电场．求：‎ ‎（1）小球的初速度v；‎ ‎（2）电场强度E；‎ ‎（3）小球落地时的动能．‎ ‎【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；平抛运动；电场强度．‎ ‎【分析】（1）将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向上做匀减速直线运动到零，根据分运动合运动具有等时性求出水平初速度．‎ ‎（2）根据水平方向做匀减速直线运动根据速度位移公式求出运动的加速度，再根据牛顿第二定律求出加速度．‎ ‎（3）小球落地的过程中有重力和电场力做功，根据动能定理求出小球落地的速度．‎ ‎【解答】解：（1）竖直方向，自由落体运动，则运动时间为：‎ 水平方向，粒子做匀减速运动，减速至0位移 解得 ‎ 故小球的初速度为．‎ ‎（2）水平方向，根据牛顿第二定律：qE=ma 又由运动学公式：‎ 解得，方向水平向左． ‎ 故电场强度的大小为，方向水平向左．‎ ‎（3）由动能定理：WG+W电=△EK 即：‎ 解得：EK=mgh 故小球落地时的动能为mgh．‎ 答：（1）小球的初速度v．‎ ‎（2）电场强度，方向水平向左．‎ ‎（3）小球落地时的动能为mgh．‎ ‎　‎ ‎2016年12月9日