物理卷·2018届江西省宜春市樟树中学高二上学期周练物理试卷（3） （解析版） 15页

‎2016-2017学年江西省宜春市樟树中学高二（上）周练物理试卷（3）‎ ‎　‎ 一、选择题（本题包括10小题，每小题6分，共60分.1-6题为单选题，7-10题为多选题）‎ ‎1．如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电荷量为q，它从上极板的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，则（　　）‎ A．微粒的加速度不为零 B．微粒的电势能减少了mgd C．两极板的电势差为 D．M板的电势低于N板的电势 ‎2．如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V．实线是一带电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，已知：带电粒子带电量为0.01C，在a点处的动能为0.5J，则该带电粒子（　　）‎ A．可能是带负电 B．在b点处的电势能为0.5J C．在b点处的动能为零 D．在c点处的动能为0.4 J ‎3．示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如下，XX′为水平偏转电极，YY′为竖直偏转电极．以下说法正确的是（　　）‎ A．XX′加图3波形电压、YY′不加信号电压，屏上在两个位置出现亮点 B．XX′加图2波形电压、YY′加图1波形电压，屏上将出现两条竖直亮线 C．XX′加图4波形电压、YY′加图2波形电压，屏上将出现一条竖直亮线 D．XX′加图4波形电压、YY′加图3波形电压，屏上将出现图1所示图线 ‎4．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道．当环中电子以光速的的速度流动而形成的电流是10mA时，环中运行的电子数目为（已知光速c=3×108 m/s，电子的电荷量e=1.6×10﹣19 C）（　　）‎ A．5×1010 B．5×1011 C．1×102 D．1×104‎ ‎5．如图所示，在两个等量负点电荷形成的电场中，o点是两电荷连线的中点，a、b是该线上的两点，c、d是两电荷连线中垂线上的两点，acbd为一菱形．若将一负粒子（不计重力且不影响原电场分布）从c点匀速移动到d点，电场强度用E，电势用φ来表示．则下列说法正确的是（　　）‎ A．φa一定小于φo，φo一定大于φc B．Ea一定大于Eo，Eo一定大于Ec C．负粒子的电势能一定先增大后减小 D．施加在负粒子上的外力一定先减小后增大 ‎6．下列说法正确的是（　　）‎ A．电动势反映了电源把电能转化为其他形式能量本领的物理量 B．电流强度有大小又有方向所以电流强度是矢量 C．电动势的单位和电势差相同，电动势实质上就是的电势差 D．同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化 ‎7．如图在某匀强电场中，A、B、C位于正三角形的三个顶点，O为正三角形的中心，正三角形的边长为2m．已知A、B、C三点电势分别为 6V、2V、﹣2V，则下列说法正确的是（　　）‎ A．O点电势为2V B．O点电势为4V C．匀强电场的电场强度为4V/m D．匀强电场的电场强度为8V/m ‎8．如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知（　　）‎ A．Q点的电势比P点高 B．油滴在Q点的动能比它在P点的大 C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 ‎9．如图所示，在矩形区域EFGH内有平行于HE边的匀速电场，以A点为圆心的半圆与EF、FG、HE分别相切于B、G、H点，C点是BG的中点．一个带正电的粒子（不计重力）从H点沿HG方向射入电场后恰好从F点射出．以下说法正确的是（　　）‎ A．粒子的运动轨迹一定经过C点 B．粒子的运动轨迹一定经过BC之间某点 C．若将粒子的初速度变为原来一半，粒子会由BF之间某点射出矩形EFGH区域 D．若将凿子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由B点射出矩形EFGH ‎10．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（　　）‎ A．带电油滴将沿竖直方向向下运动 B．P点的电势将降低 C．带电油滴的电势能将增大 D．若电容器的电容减少，则极板带电量将增大 ‎　‎ 二、填空题（共6分）‎ ‎11．如图所示，ABCD是匀强电场中一矩形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别是φA=15V，φB=3V、φC=﹣3V，由此可以推断D点电势φD=　　，并在图中画出过A点的电场线方向．‎ ‎　‎ 三、计算题（本题共3小题，解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分）‎ ‎12．如图所示，有一正粒子，质量为m，电荷量为q，由静止开始经电势差为U1的电场加速后，进入两块板间距离为d，板间电势差为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入偏转电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场．求：‎ ‎（1）粒子刚进入偏转电场时的速度v0；‎ ‎（2）粒子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度；‎ ‎（3）粒子穿出偏转电场时的动能．‎ ‎13．如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场（边界上有电场），电场强度为E=，ACB为光滑固定的半圆形绝緣轨道，轨道半径为R，O点是圆心，直径AB水平，A、B为直径的两个端点，AC为圆弧．一个质童为m．电荷量为﹣q的带负电小球，从A点正上方高为R处由静止释放，从A点沿切线进入半圆轨道，不计空气阻力．求：‎ ‎（1）小球到达C点时对轨道的压力；‎ ‎（2）若E′=，小球从A点正上方离A点至少多高处静止释放，才能使小球沿轨道运动到C点．‎ ‎14．水平放置的平行板电容器如图，原来两板不带电，上板接地，板长L=1m，两板间距离d=0.4m．有一束相同的带正电微粒，以相同的初速度v0先后从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒落到下板上，微粒所带电荷立即转移到下板且均匀分布在下极板上．设前一微粒落到下板上时后一微粒才能开始射入两板间，且第一个微粒恰好落在下极板中点处．已知微粒质量m=1×10﹣4kg，电量q=1×10﹣6C，电容器电容C=3×10﹣6F，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）微粒入射的初速度v0；‎ ‎（2）当微粒从极板间穿出时，极板间电压U；‎ ‎（3）当微粒从极板间穿出时，落在下极板上的微粒个数．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年江西省宜春市樟树中学高二（上）周练物理试卷（3）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本题包括10小题，每小题6分，共60分.1-6题为单选题，7-10题为多选题）‎ ‎1．如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电荷量为q，它从上极板的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，则（　　）‎ A．微粒的加速度不为零 B．微粒的电势能减少了mgd C．两极板的电势差为 D．M板的电势低于N板的电势 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，电场力与重力必定平衡做匀速直线运动，否则就做曲线运动．微粒的加速度一定为零．根据能量守恒研究微粒电势能的变化．由△ɛ=qU，求解电势差．由题可判断出电场力方向竖直向上，微粒带负电，电场强度方向竖直向下，M板的电势高于N板的电势 ‎【解答】解：A、由题分析可知，微粒做匀速直线运动，加速度为零．故A错误．‎ ‎ B、重力做功mgd，微粒的重力势能减小，动能不变，根据能量守恒定律得知，微粒的电势能增加了mgd．故B错误．‎ ‎ C、由上可知微粒的电势能增加量△E=mgd，又△E=qU，得到两极板的电势差U=．故C正确．‎ ‎ D、由题可判断出电场力方向竖直向上，微粒带负电，电场强度方向竖直向下，M板的电势高于N板的电势．故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎2．如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V．实线是一带电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，已知：带电粒子带电量为0.01C，在a点处的动能为0.5J，则该带电粒子（　　）‎ A．可能是带负电 B．在b点处的电势能为0.5J C．在b点处的动能为零 D．在c点处的动能为0.4 J ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势；电势能．‎ ‎【分析】由运动轨迹确定受力方向，从而确定电荷的正负，由动能定理确定各点的动能．‎ ‎【解答】解：A、场强方向向上，电场力向上，则为正电荷，则A错误 ‎ B、b点处的电势能φq=0.01×30=0.3J，则B错误 ‎ C、总能量守恒由a点处可知E=0.01×10+0.5=0.6J，则b点处的动能为：0.6﹣0.3=0.3J，则C错误 ‎ D、C点处的动能为为0.6﹣0.01×20=0.4J，则D正确 故选：D ‎　‎ ‎3．示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如下，XX′为水平偏转电极，YY′为竖直偏转电极．以下说法正确的是（　　）‎ A．XX′加图3波形电压、YY′不加信号电压，屏上在两个位置出现亮点 B．XX′加图2波形电压、YY′加图1波形电压，屏上将出现两条竖直亮线 C．XX′加图4波形电压、YY′加图2波形电压，屏上将出现一条竖直亮线 D．XX′加图4波形电压、YY′加图3波形电压，屏上将出现图1所示图线 ‎【考点】示波管及其使用．‎ ‎【分析】首先知道示波管的工作原理：电子枪发射出电子，要想让亮斑沿OY向上移动，要使电子在YY′中受到的电场力向上；要想让亮斑移到荧光屏的左上方，用同样的方法分析电子在两个电场中所受的电场力方向；根据水平方向偏转距离与偏转电压的关系，即可分析所加电压的特点，据此分析即可．‎ ‎【解答】解：A、XX′加图3波形电压、YY′不加信号电压，据示波管的工作原理可知会使电子枪发射的电子在水平电场的作用下，左右周期性的打在屏上，所以出现屏上在两个位置出现亮点，故A正确；‎ B、XX′加图2波形电压、YY′加图1波形电压，屏上将出现一条竖直亮线，故B错误；‎ C、XX′加图4波形电压、YY′加图2波形电压，屏上将出现一条水平亮线，故C错误；‎ D、XX′加图4波形电压、YY′加图3波形电压，屏上将出现两条水平亮线，故D错误；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎4．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道．当环中电子以光速的的速度流动而形成的电流是10mA时，环中运行的电子数目为（已知光速c=3×108 m/s，电子的电荷量e=1.6×10﹣19 C）（　　）‎ A．5×1010 B．5×1011 C．1×102 D．1×104‎ ‎【考点】电流、电压概念．‎ ‎【分析】知道电子的速度和周长，利用速度公式求电子运动一周用的时间，再根据电流定义式求电荷量，而一个电子电荷量e=1.6×10﹣19C，可求在整个环中运行的电子数目．‎ ‎【解答】解：电子运动一周用的时间：‎ t===8×10﹣6s，‎ I=，‎ 则电量为：Q=It=0.01A×8×10﹣6s=8×10﹣8C，‎ 在整个环中运行的电子数目：‎ n==5×1011个．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，在两个等量负点电荷形成的电场中，o点是两电荷连线的中点，a、b是该线上的两点，c、d是两电荷连线中垂线上的两点，acbd为一菱形．若将一负粒子（不计重力且不影响原电场分布）从c点匀速移动到d点，电场强度用E，电势用φ来表示．则下列说法正确的是（　　）‎ A．φa一定小于φo，φo一定大于φc B．Ea一定大于Eo，Eo一定大于Ec C．负粒子的电势能一定先增大后减小 D．施加在负粒子上的外力一定先减小后增大 ‎【考点】电场线；电场强度．‎ ‎【分析】A、B为两个等量的负点电荷，其连线中垂线上电场强度方向沿中垂线指向O，沿着电场线电势降落，负粒子在电势低处电势能大，在电势高处电势能小．‎ ‎【解答】解：A、沿着电场线电势降落可知φc＞φ o＞φa，A项错误；‎ B、o点合场强为零，故Ea＞Eo，Ec＞Eo，B项错误；‎ C、负粒子在电势低处电势能大，在电势高处电势能小，可判断出C项正确；‎ D、粒子沿cd匀速移动，受力平衡，外力在大小上等于其所受的静电力，而沿cd方向，但电场强度大小无法判断，因此外力如何变化无法得知，故D项错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎6．下列说法正确的是（　　）‎ A．电动势反映了电源把电能转化为其他形式能量本领的物理量 B．电流强度有大小又有方向所以电流强度是矢量 C．电动势的单位和电势差相同，电动势实质上就是的电势差 D．同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化 ‎【考点】电源的电动势和内阻；电流、电压概念．‎ ‎【分析】电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，由电源本身的特性决定，与外路的结构无关．电动势的大小等于电源没有接入电路时两极间的电压．‎ ‎【解答】解：A、电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小．故A错误．‎ ‎ B、电流有方向，但电流的加减不使用平行四边形定则，所以是标量．故B错误．‎ ‎ C、电动势的单位和电势差相同，但电动势与电势差是两个不同的物理量，它们的物理意义不同．故C错误．‎ ‎ D、电动势由电源本身的特性决定，跟电源的体积无关，与外电路的结构无关．同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化．故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎7．如图在某匀强电场中，A、B、C位于正三角形的三个顶点，O为正三角形的中心，正三角形的边长为2m．已知A、B、C三点电势分别为 6V、2V、﹣2V，则下列说法正确的是（　　）‎ A．O点电势为2V B．O点电势为4V C．匀强电场的电场强度为4V/m D．匀强电场的电场强度为8V/m ‎【考点】电势；电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】根据匀强电场电势随距离均匀变化（除等势面）的特点，AC中点的电势为2V，则EB为一条等势线，CA连线即为一条电场线，由BA间的电势差，由公式U=Ed求出场强大小．‎ ‎【解答】解：A、B：AC中点D的电势为UD=V，与B电势相等，则D0B连线必为一条等势线（如图），O点的电势为2V；故A正确，B错误；‎ C、D：AB间的电势差为UAB=UA﹣UB=4V；．故C正确，D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎8．如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知（　　）‎ A．Q点的电势比P点高 B．油滴在Q点的动能比它在P点的大 C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】根据曲线运动的性质以及运动轨迹可明确粒子受力情况，再根据电场力的性质即可判断电场线的方向，从而明确电势高低；根据电场力做功情况可明确动能的变化以及电势能的变化；根据力的性质可明确加速度的关系．‎ ‎【解答】解：A、根据粒子的弯折方向可知，粒子受合力一定指向上方；同时因轨迹关于P点对称，则可说明电场力应竖直向上；粒子带负电，故说明电场方向竖直向下；则可判断Q点的电势比P点高；故A正确；‎ B、粒子由P到Q过程，合外力做正功，故油滴在Q点的动能比它在P点的大；故B正确；‎ C、因电场力做正功，故电势能减小，Q点的电势能比它在P点的小；故C错误；‎ D、因受力为恒力；故PQ两点加速度大小相同；故D错误；‎ 故选：AB．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，在矩形区域EFGH内有平行于HE边的匀速电场，以A点为圆心的半圆与EF、FG、HE分别相切于B、G、H点，C点是BG的中点．一个带正电的粒子（不计重力）从H点沿HG方向射入电场后恰好从F点射出．以下说法正确的是（　　）‎ A．粒子的运动轨迹一定经过C点 B．粒子的运动轨迹一定经过BC之间某点 C．若将粒子的初速度变为原来一半，粒子会由BF之间某点射出矩形EFGH区域 D．若将凿子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由B点射出矩形EFGH ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】由题意可知电场向上．粒子做的是抛物线运动，把图翻过来看，和平抛运动的规律是一致的，只不过平抛时受到重力，这个题受的是电场力．仿照平抛运动的分析方法，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，根据平抛运动的规律分析即可．‎ ‎【解答】解：A、B、粒子从H点沿HA方向射入电场后恰好从F点射出，其轨迹是抛物线，则过F点做速度的反向延长线一定与水平位移交于AF的中点C，所以粒子轨迹一定经过BC之间某点，故A错误、B正确；‎ C、D、由平抛知识可知，当竖直位移一定时，水平速度变为原来的一半，则水平位移也变为原来的一半，粒子恰好由B点射出矩形EFGH．故C错误、D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（　　）‎ A．带电油滴将沿竖直方向向下运动 B．P点的电势将降低 C．带电油滴的电势能将增大 D．若电容器的电容减少，则极板带电量将增大 ‎【考点】电容器；电势．‎ ‎【分析】将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，电容器两板间电压不变，根据E= 分析板间场强的变化，判断电场力变化，确定油滴运动情况．由U=Ed分析P点与下极板间电势差如何变化，即能分析P点电势的变化和油滴电势能的变化．根据电容的定义式C=，电容器与电源保持相连，则U不变，Q与C成正比变化．‎ ‎【解答】解：A、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A正确．‎ B、板间场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B正确．‎ C、由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加．故C正确．‎ D、根据电容的定义式C=，电容器与电源保持相连，则U不变，当C减小，则Q也减小．故D错误．‎ 故选：ABC．‎ ‎　‎ 二、填空题（共6分）‎ ‎11．如图所示，ABCD是匀强电场中一矩形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别是φA=15V，φB=3V、φC=﹣3V，由此可以推断D点电势φD=　9V　，并在图中画出过A点的电场线方向．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】连接AC，在AC上找出与B点等电势点，作出等势线，再过D作出等势线，在AC线上找出与D等势点，再确定D点的电势 ‎【解答】解：连接AC，将AC三等分，标上三等分点E、F，则根据匀强电场中沿电场线方向相等距离，电势差相等可知，E点的电势为3V，F点的电势为9V．连接BE，则BE为一条等势线，根据几何知识可知，DF∥BE，则DF也是一条等势线，所以D点电势UD=9V．‎ ‎ 过A点作出垂直于BE的有向线段，由高电势点A直线BE，如图中红线所示，即为电场线．‎ 故答案为：9V 如图 ‎　‎ 三、计算题（本题共3小题，解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分）‎ ‎12．如图所示，有一正粒子，质量为m，电荷量为q，由静止开始经电势差为U1的电场加速后，进入两块板间距离为d，板间电势差为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入偏转电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场．求：‎ ‎（1）粒子刚进入偏转电场时的速度v0；‎ ‎（2）粒子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度；‎ ‎（3）粒子穿出偏转电场时的动能．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】（1）对直线加速过程运用动能定理直接列式求解即可；‎ ‎（2）在偏转电场U2中粒子做类似平抛运动，将运动沿着初速度方向和电场力方向正交分解，然后运用运动学公式列式求解；‎ ‎（3）对从直线加速到偏转结束的整个运动过程运用动能定理列式求解即可．‎ ‎【解答】解：（1）粒子在加速电场后经电场加速，根据动能定理有：‎ 可得 ‎（2）粒子在右边的偏转电场中可分解为沿板方向的匀速直线运动和垂直板方向的匀加速直线运动，所以沿板方向：‎ x=L=v0t…①‎ 垂直板方向：‎ y==at2…②‎ 而加速度：．a=…③‎ 由以上各式解得：L=；t=；‎ ‎（3）质子先在加速电场中电场力对其做正功，而后又在偏转电场中，尽管做曲线运动，但电场力对它仍然做正功，且电场力做功与路径无关．所以整个过程由动能定律得：‎ qU1+q=Ek﹣0‎ 所以质子射出电场时的动能为：Ek=qU1+）‎ 答：（1）粒子刚进入偏转电场时的速度v0为；‎ ‎（2）粒子在偏转电场中运动的时间为和金属板的长度为；‎ ‎（3）粒子穿出偏转电场时的动能为qU1+）．‎ ‎　‎ ‎13．如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场（边界上有电场），电场强度为E=，ACB为光滑固定的半圆形绝緣轨道，轨道半径为R，O点是圆心，直径AB水平，A、B为直径的两个端点，AC为圆弧．一个质童为m．电荷量为﹣q的带负电小球，从A点正上方高为R处由静止释放，从A点沿切线进入半圆轨道，不计空气阻力．求：‎ ‎（1）小球到达C点时对轨道的压力；‎ ‎（2）若E′=，小球从A点正上方离A点至少多高处静止释放，才能使小球沿轨道运动到C点．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；向心力．‎ ‎【分析】（1）小球进入圆轨道，电场力和重力平衡，做匀速圆周运动，根据动能定理求出进入圆轨道的速度大小，结合牛顿第二定律求出在C点所受的弹力，从而得出小球到达C点时对轨道的压力；‎ ‎（2）若E′=，电场力为2mg，抓住最低点临界状态，弹力为零，结合牛顿第二定律求出C点的速度，根据动能定理求出最小高度．‎ ‎【解答】解：（1）小球进入半圆轨道，电场力和重力平衡，小球做匀速圆周运动，根据动能定理知，mgR=，‎ 解得，‎ 根据牛顿第二定律得，．‎ 再由牛顿第三定律得，小球到达C点时对轨道的压力为2mg，方向竖直向下．‎ ‎（2）若，小球在最低点轨道的作用力为零，小球从A点正上方离A点的高度为H，根据牛顿第二定律得，‎ ‎，‎ 解得，‎ 根据动能定理得，mg（H+R）﹣qE′R=，‎ 解得H=，所以H至少为．‎ 答：（1）小球到达C点时对轨道的压力为2mg，方向竖直向下．‎ ‎（2）H至少为．‎ ‎　‎ ‎14．水平放置的平行板电容器如图，原来两板不带电，上板接地，板长L=1m，两板间距离d=0.4m．有一束相同的带正电微粒，以相同的初速度v0先后从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒落到下板上，微粒所带电荷立即转移到下板且均匀分布在下极板上．设前一微粒落到下板上时后一微粒才能开始射入两板间，且第一个微粒恰好落在下极板中点处．已知微粒质量m=1×10﹣4kg，电量q=1×10﹣6C，电容器电容C=3×10﹣6F，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）微粒入射的初速度v0；‎ ‎（2）当微粒从极板间穿出时，极板间电压U；‎ ‎（3）当微粒从极板间穿出时，落在下极板上的微粒个数．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】（1）根据粒子做平抛运动的规律，运用运动的合成与分解，并依据运动学公式，即可求解；‎ ‎（2）微粒做类平抛运动，应用类平抛运动规律求出微粒的加速度，然后由牛顿第二定律求出电压；‎ ‎（3）由电容的定义式求出极板所带电荷量，然后求出微粒个数．‎ ‎【解答】解：（1）第一个粒子在极板间做平抛运动，‎ 水平位移：x=L=v0t，‎ 竖直位移： =gt2，‎ 联立并代入数据解得：v0=2.5m/s；‎ ‎（2）微粒恰好从极板下边缘射出，‎ 水平方向：L=v0t′，‎ 竖直方向： =at′2，‎ 代入数据解得：a=2.5m/s2，‎ 由牛顿第二定律得：‎ mg﹣=ma，‎ 代入数据解得：U=300V；‎ ‎（3）电荷量：Q=CU=9×10﹣4C，‎ 微粒个数：n===900个；‎ 答：（1）微粒入射的初速度v0为2.5m/s；‎ ‎（2）当微粒从极板间穿出时，极板间电压U为300V；‎ ‎（3）当微粒从极板间穿出时，落在下极板上的微粒个数为900个．‎ ‎　‎ ‎2016年12月10日