物理卷·2018届湖南省衡阳一中高二上学期月考物理试卷（10月份） （解析版） 17页

‎2016-2017学年湖南省衡阳一中高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ ‎　‎ 一、选择题（共48分，每小题4分．1-8小题只有一个选项正确．9-12至少有2个选项正确，全选对得4分，部分选对得2分，不选或有错选计0分）‎ ‎1．电场强度的定义式为E=，点电荷的场强公式为E=，下列说法中正确的是（　　）‎ A．E=中的场强E是电荷q产生的 B．E=中的d表示两点间的距离 C．E=中的场强E是电荷Q产生的 D．E=和E=都只对点电荷适用 ‎2．两个完全相同的金属球A和B带电量之比为1：7，相距为r．两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是（　　）‎ A．16：7 B．9：7 C．4：7 D．3：7‎ ‎3．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的（　　）‎ A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理 B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患 D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系 ‎4．关于电场力做功和电势差的说法中，正确的是（　　）‎ A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷量决定 B．电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定 C．电势差是矢量，电场力做的功是标量 D．在电场中，与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零 ‎5．如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为a、b的中点．若一个运动的正电荷先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为φa=﹣3V、φb=7V，则（　　）‎ A．c点电势为2V B．a点的场强小于b点的场强 C．正电荷在a点的动能小于在b点的动能 D．正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 ‎6．如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q．a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．b、d两点的电场强度相同 B．a点的电势等于f点的电势 C．点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，电场力做功一定不为零 D．将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大 ‎7．如图所示，在两个等量正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表示，电势用φ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可能先减小后增大 ‎8．在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图所示，那么匀强电场的场强大小为（　　）‎ A．最大值是 B．最小值是 C．唯一值是 D．同一方向上，可有不同的值 ‎9．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有（　　）‎ A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EA C．UAB＜UBC D．UAB=UBC ‎10．如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　）‎ A．粒子带负电 B．M点的电势高于N点的电势 C．粒子在M点的动能大于在N点的动能 D．粒子在M点的加速度小于在N点的加速度 ‎11．如图所示，A、B、C三个小球（可视为质点）的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电（不考虑小球间的静电感应），不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E，以下说法正确的是（　　）‎ A．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg+qE B．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg﹣qE C．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE D．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE ‎12．如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中符合实际的是（　　）‎ A．合上S，使A、B两板靠近一些，指针张开的角度减小 B．合上S，使A、B正对面积错开一些，指针张开的角度不变 C．断开S，使A、B间距增大一些，指针张开的角度减小 D．断开S，使A、B正对面积错开一些，指针张开的角度增大 ‎　‎ 二、填空题（共11分）‎ ‎13．如图所示，一个枕形导体位于带正电小球的附近，A、B为导体的左、右端点，C为导体内的一点．则由于静电感应，A端带　　电，B端带　　电，C点处的电场强度为　　，A端电势　　（填“高于”、“低于”或“等于”）B端电势．若用手接触一下枕形导体的中部，导体将　　 （填“带不带电或带什么电”）．‎ ‎14．如图所示A、B、C是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L=2cm，电荷量为q=﹣1.0×10﹣5 C的电荷由A移动到C电场力做功W1=4.0×10﹣5 J，该电荷由C移动到B电场力做功W2=﹣2.0×10﹣5 J，若B点电势为零，由以上条件可知：A点的电势为　　V，场强的大小为　　V/m，场强的方向为　　．‎ ‎　‎ 三、计算题（共41分．解本题要求写出必要的文字说明和物理公式）‎ ‎15．如图所示，长度未知的两端封闭的玻璃真空管，内壁光滑，装有A、B两个金属小球，质量、电量分别为m、3q和3m、q，现将真空管与水平面成30°放置时，A球处在管底，而B球恰在管的正中央位置，试求真空管的长度．‎ ‎16．如图所示，一带电荷量为q=﹣5×10﹣3C，质量为m=0.1kg的小物块处于一倾角为θ=37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态．（g取10m/s2）（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：‎ ‎（1）电场强度多大？‎ ‎（2）若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑距离L=1.5m时的速度大小？‎ ‎17．长为L的绝缘细线下系一带正电的小球，其带电荷量为Q，悬于O点，如图所示．当在O点另外固定一个正电荷时，如果球静止在A处，则细线拉力是重力mg的两倍．现将球拉至图中B处（θ=60°），放开球让它摆动，问：‎ ‎（1）固定在O处的正电荷的带电荷量为多少？‎ ‎（2）摆球回到A处时悬线拉力为多少？‎ ‎18．如图所示，两块水平放置的平行金属板a、b，相距为d，组成一个电容为C的平行板电容器，a板接地．a板的正中央有一小孔B，从B孔正上方h处的A点，一滴一滴地由静止滴下质量为m、电荷量为q的带电油滴，油滴穿过B孔后落到b板，把全部电荷量传给b板，；a板也会带上等量的异种电荷，若不计空气阻力及板外电场．问：‎ ‎（1）当有n滴油滴b板上后，两板间的场强多大？‎ ‎（2）第几滴油滴落到两板间将在a、b板间做匀速直线运动？‎ ‎（3）能到达b板的油滴不会超过多少滴？‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年湖南省衡阳一中高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共48分，每小题4分．1-8小题只有一个选项正确．9-12至少有2个选项正确，全选对得4分，部分选对得2分，不选或有错选计0分）‎ ‎1．电场强度的定义式为E=，点电荷的场强公式为E=，下列说法中正确的是（　　）‎ A．E=中的场强E是电荷q产生的 B．E=中的d表示两点间的距离 C．E=中的场强E是电荷Q产生的 D．E=和E=都只对点电荷适用 ‎【考点】点电荷的场强；电场强度．‎ ‎【分析】E=是电场强度的定义式，q是试探电荷，该式适用任何电场．公式E=中的d表示两点间沿电场方向的距离．E=是真空中点电荷的电场强度的计算式，Q是场源电荷．‎ ‎【解答】解：A、E=中q是放入电场中的检验电荷，E不是q产生的，故A错误．‎ B、公式E=中的d表示两点间沿电场方向的距离．故B错误．‎ C、E=中的Q是场源电荷，场强E是电荷Q产生的，故C正确．‎ D、E=适用于任何电场，E=只对点电荷适用，故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎2．两个完全相同的金属球A和B带电量之比为1：7，相距为r．两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是（　　）‎ A．16：7 B．9：7 C．4：7 D．3：7‎ ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，根据库仑定律即可解题．‎ ‎【解答】解：两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，‎ 设金属球A和B带电量为Q：7Q 所以A、B所带的电荷相等都为3Q，‎ 根据库仑定律得：‎ F=k F′=k 解得：F′=F，则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是9：7．‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎3．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的（　　）‎ A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理 B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患 D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系 ‎【考点】静电现象的解释．‎ ‎【分析】加油站中由于静电会引起汽油的燃烧发生危险，故应避免一些引起静电的行为．‎ ‎【解答】解：A、用塑料梳子梳头时会产生静电，会引起静电，用塑料梳子梳头时会产生静电，会引起静电，穿衣，脱衣也会产生静电． 这些图标都是为了减少静电的产生；不是静电屏蔽．故A错误；‎ B、工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装，会引起静电，故B错误；‎ C、化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会引起静电，从而引起油料燃烧的危险；故C正确；‎ D、用塑料梳子梳头时会产生静电，会引起静电；故D错误；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎4．关于电场力做功和电势差的说法中，正确的是（　　）‎ A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷量决定 B．电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定 C．电势差是矢量，电场力做的功是标量 D．在电场中，与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】电势差的定义公式：UAB=，是用比值法定义的，电势差与试探电荷无关 ‎【解答】解：A、电场中两点间的电势差与试探电荷无关，由电场本身和两点的位置共同决定，故A错误；‎ B、根据公式WAB=qUAB，电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定，故B正确；‎ C、电势差是标量，电场力做的功是标量，故C错误；‎ D、只有在匀强电场中，与电场线垂直的线为等势线，等势线上任意两点间的电势差为零，子啊非匀强电场中不一定．故D错误 故选：B ‎　‎ ‎5．如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为a、b的中点．若一个运动的正电荷先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为φa=﹣3V、φb=7V，则（　　）‎ A．c点电势为2V B．a点的场强小于b点的场强 C．正电荷在a点的动能小于在b点的动能 D．正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 ‎【考点】电场线；电势；电势能．‎ ‎【分析】题中是一条电场线，无法判断该电场是否是匀强电场，不能确定c点处的电势具体大小．根据正电荷在电势高处电势能大，分析电势能的关系．由能量守恒分析动能关系．‎ ‎【解答】解：A、沿电场线方向电势降低，由题意知电场线向左，只有在匀强电场中c点的电势为2V．故A错误．‎ B、一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小，所以a点处的场强Ea可能小于b点处的场强，也可能大于Eb．故B错误．‎ C、D根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从a点运动到b点的过程中克服电场力做功，电势能一定增大，而由能量守恒得知，其动能一定减小．故C错误，D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎6．如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q．a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．b、d两点的电场强度相同 B．a点的电势等于f点的电势 C．点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，电场力做功一定不为零 D．将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势．‎ ‎【分析】本题中电场可以看作是由匀强电场和点电荷的电场叠加而成，点电荷电场中电场线是发散状，以+Q为球心的球面是等势面，可根据电场线和等势面的对称性判断电场力做功和电场强度、电势的关系．‎ ‎【解答】解：A、点电荷+Q在b点产生的电场方向为竖直向上，在d点产生的电场方向为竖直向下，b、d两点的场强方向不同，大小相等，所以电场强度不同．故A错误；‎ B、将一个试探正电荷由a点移动到f点，点电荷电场力不做功，匀强电场的电场力做正功，故合力做正功，电势能减小，电势降低，故两点电势不相等，故B错误；‎ C、当电荷+q沿着球面上的aedf移动时，匀强电场的电场力不做功，点电荷电场力也不做功，故合电场力不做功，故C错误；‎ D、将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，点电荷电场力不做功，从a点移动到c点，匀强电场的电场力做功最大，故电势能的变化量最大，故D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，在两个等量正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表示，电势用φ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可能先减小后增大 ‎【考点】电场的叠加；电势能．‎ ‎【分析】两个等量的正点电荷连线的中垂线上电场强度方向沿中垂线由O点指向无穷远，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．根据电场线的分析情况分析场强的大小．‎ ‎【解答】解：A、aO间的电场方向由a→O，根据沿着电场线电势降落，可知φa一定大于φO，cO间的电场线方向从O→c，可知φO一定大于φc，故A错误；‎ B、O点合场强为零，故Ea一定大于EO．由于O点与c点两处电场线的分布情况不能确定，所以无法判断O、c两点场强大小关系，故B错误；‎ C、负粒子从c点匀速移动到d点，电势先升高后降低，则负粒子的电势能一定先减小后增大，故C错误；‎ D、负粒子从c点匀速移动到d点，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，因此外力可能先减小后增大，故D正确；‎ 故选：D ‎　‎ ‎8．在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图所示，那么匀强电场的场强大小为（　　）‎ A．最大值是 B．最小值是 C．唯一值是 D．同一方向上，可有不同的值 ‎【考点】力的合成与分解的运用．‎ ‎【分析】带电小球受到电场力与重力作用，小球沿合力方向做加速直线运动，根据图示位置可确定电场力的方向，则由电场线的方向可得出带电小球的电性及电量大小．‎ ‎【解答】解：小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线运动，当电场力的大小与重力沿合力的垂直方向分力相等时，电场力最小，‎ 即qE=mgsinθ，故E=；‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有（　　）‎ A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EA C．UAB＜UBC D．UAB=UBC ‎【考点】电场线；电势；电势能．‎ ‎【分析】电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．‎ ‎【解答】解：A、考查静电场中的电场线、等势面的分布知识和规律．A、B、C三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故φA＞φB＞φC，故A正确；‎ B、由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为EC＞EB＞EA，故B正确；‎ C、电场线密集的地方电势降落较快，故UBC＞UAB，故C正确，D错误．‎ 故选：ABC．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　）‎ A．粒子带负电 B．M点的电势高于N点的电势 C．粒子在M点的动能大于在N点的动能 D．粒子在M点的加速度小于在N点的加速度 ‎【考点】电场线．‎ ‎【分析】由粒子轨迹的弯曲方向判断电场力方向．电场力方向应指向轨迹的内侧．由电场力做功正负，判断电势能的大小和动能的大小．由电场线的疏密判断场强大小，确定电场力的大小．‎ ‎【解答】解：‎ A、由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，与电场线的方向基本一致，可知粒子带正电．故A错误．‎ B、C、粒子所受电场力方向大致斜向左下方，从M到N电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，在M点的动能小于在N点的动能．故B正确，C错误；‎ D、电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，N点的电场线密，所以N点的电场强度大，点电荷在N点受到的电场力大，所以粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，故D正确．‎ 故选：BD ‎　‎ ‎11．如图所示，A、B、C三个小球（可视为质点）的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电（不考虑小球间的静电感应），不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E，以下说法正确的是（　　）‎ A．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg+qE B．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg﹣qE C．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE D．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】静止时，对B球进行受力分析，B受到AB间细线的拉力，BC间细线的拉力，重力和电场力，受力平衡，即可求得A、B球间细线的拉力；假设B球也不带电，则剪断OA线瞬间，A、B、C三个小球一起以加速度g自由下落，互相相对静止，AB、BC间拉力为0．若B球带电，则相当于在上述状态下给B球瞬间施加一个竖直向下的电场力qE，把AB看成一个整体即可求解．‎ ‎【解答】解：静止时，对B球进行受力分析，则有：‎ T=2mg+3mg+Eq=5mg+Eq，故A正确，B错误；‎ B球带负电，相当于在上述状态下给B球瞬间施加一个竖直向下的电场力qE，‎ 经过AB绳传递，qE对A、B球整体产生一个竖直向下的加速度，‎ 此时A、B球的加速度为g+（显然＞g），C球以加速度g保持自由下落，以A球为研究对象可得A、B球间细线的拉力为qE．故C正确，D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎12．如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中符合实际的是（　　）‎ A．合上S，使A、B两板靠近一些，指针张开的角度减小 B．合上S，使A、B正对面积错开一些，指针张开的角度不变 C．断开S，使A、B间距增大一些，指针张开的角度减小 D．断开S，使A、B正对面积错开一些，指针张开的角度增大 ‎【考点】电容器的动态分析．‎ ‎【分析】静电计测量的是电容器两端间的电势差．合上开关，电容器两端间的电势差不变；断开开关，电容器所带的电荷量不变．‎ ‎【解答】解：A、合上开关，电容器两端间的电势差不变，静电计指针张角不变．故A错误、B正确．‎ ‎ C、断开S，电容器带电量保持不变，使A、B间距增大一些，根据C=，d变大，C变小．根据C=，U增大，张角变大．故C错误．‎ ‎ D、断开S，电容器带电量保持不变，使A、B正对面积错开一些，根据C=，S变小，C变小．根据C=，U增大，张角增大．故D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ 二、填空题（共11分）‎ ‎13．如图所示，一个枕形导体位于带正电小球的附近，A、B为导体的左、右端点，C为导体内的一点．则由于静电感应，A端带　负　电，B端带　正　电，C点处的电场强度为　零　，A端电势　等于　（填“高于”、“低于”或“等于”）B端电势．若用手接触一下枕形导体的中部，导体将　带负电　 （填“带不带电或带什么电”）．‎ ‎【考点】电荷守恒定律；元电荷、点电荷．‎ ‎【分析】感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分，既然是转移，那么电荷必然守恒．‎ 正电荷产生的电场是发散的电场，沿着电场线电势要降低．‎ ‎【解答】解：由于静电感应，A端带负电，B端带正电．若用手接触一下枕形导体的中部，大地中电子跑到导体上，将正电荷中和，所以导体将负电．‎ 把一个在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带正电的导体A附近，达到静电平衡后，枕形导体是个等势体，各点的电势相等．‎ 带正电的导体产生的是发散的电场，产生的电场的电场线由A到B，而感应电荷产生电场与正电荷电场叠加，导致合电场强度为零，即C点电场强度为零．‎ 故答案为：负，正，零，等于，带负电．‎ ‎　‎ ‎14．如图所示A、B、C是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L=2cm，电荷量为q=﹣1.0×10﹣5 C的电荷由A移动到C电场力做功W1=4.0×10﹣5 J，该电荷由C移动到B电场力做功W2=﹣2.0×10﹣5 J，若B点电势为零，由以上条件可知：A点的电势为　﹣2　V，场强的大小为　200　V/m，场强的方向为　C指向A　．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】根据试探电荷的电荷量和电场力做功，根据公式U=分别求出A与无穷远间、A与B间电势差，无穷远处电势为零，再确定A、B两点的电势．再由U=Ed确定电场强度的大小和方向．‎ ‎【解答】解：对于C、B间电势差为UCB==V=2V，‎ 若B点电势为零，UCB=φC﹣φB，则C点电势φC=2V．‎ 而A与C间的电势差为UAC==V=﹣4V，‎ UAC=φA﹣φC，则A点电势φA=﹣2V．‎ 由上分析可知，AC连线的中点M电势为0，M与B点的连线即为等势线，且电场线垂直于等势线，三角形ABC为等边三角形，BM⊥AC，‎ 根据沿着电场线方向，电势降低，则有匀强电场的方向由C到A；‎ 则根据U=Ed可知，E===200V/m 故答案为：﹣2；200；C指向A ‎　‎ 三、计算题（共41分．解本题要求写出必要的文字说明和物理公式）‎ ‎15．如图所示，长度未知的两端封闭的玻璃真空管，内壁光滑，装有A、B两个金属小球，质量、电量分别为m、3q和3m、q，现将真空管与水平面成30°放置时，A球处在管底，而B球恰在管的正中央位置，试求真空管的长度．‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系．‎ ‎【分析】对B球受力分析，然后进行力的分解，根据受力平衡方程，来确定库仑斥力与重力的关系；再由库仑定律来算出真空管的长度．‎ ‎【解答】解：B球受力，重力、库仑力、支持力．对重力进行分解，则有：‎ k=3mgsin30°‎ 解得：‎ L=‎ 答：真空管的长度为．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，一带电荷量为q=﹣5×10﹣3C，质量为m=0.1kg的小物块处于一倾角为θ=37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态．（g取10m/s2）（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：‎ ‎（1）电场强度多大？‎ ‎（2）若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑距离L=1.5m时的速度大小？‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】（1）对物块受力分析，根据平衡条件列式可求得电场强度；‎ ‎（2）由牛顿第二定律可求得物块的加速度，再根据速度和位移关系即可求得速度大小．‎ ‎【解答】解：（1）小物块受力如图 由受力平衡得：qE﹣FNsin θ=0…①‎ mg﹣FNcos θ=0…②‎ 由①②得：E=‎ ‎ 代入数据得：E=150N/C．‎ ‎（2）由牛顿第二定律得：mgsin θ﹣cos θ=ma…③‎ v2=2aL…④‎ 由③④得：v=‎ 代入数据得速度大小为：v=3m/s．‎ 答：（1）电场强度为150N/C；‎ ‎（2）若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑距离L=1.5m时的速度大小为3m/s．‎ ‎　‎ ‎17．长为L的绝缘细线下系一带正电的小球，其带电荷量为Q，悬于O点，如图所示．当在O点另外固定一个正电荷时，如果球静止在A处，则细线拉力是重力mg的两倍．现将球拉至图中B处（θ=60°），放开球让它摆动，问：‎ ‎（1）固定在O处的正电荷的带电荷量为多少？‎ ‎（2）摆球回到A处时悬线拉力为多少？‎ ‎【考点】库仑定律；向心力．‎ ‎【分析】（1）球静止在A处经受力分析知受三个力作用：重力、静电力F和细线拉力，由受力平衡和库仑定律列式求解 ‎（2）摆回的过程只有重力做功，所以机械能守恒，列出等式表示出最低点速度，由牛顿第二定律求解．‎ ‎【解答】解：（1）球静止在A处经受力分析知受三个力作用：重力mg、静电力F和细线拉力F拉，由受力平衡和库仑定律列式：‎ F拉=F+mg，‎ F=，‎ F拉=2mg 三式联立解得：‎ q=．‎ ‎（2）摆回的过程只有重力做功，所以机械能守恒，规定最低点重力势能等于零，列如下方程：‎ mgL（1﹣cos60°）=mv2‎ F拉′﹣mg﹣F=m 由（1）知静电力F=mg 解上述三个方程得：F拉′=3mg．‎ 答：（1）固定在O处的正电荷的带电荷量为 ‎（2）摆球回到A处时悬线拉力为3mg．‎ ‎　‎ ‎18．如图所示，两块水平放置的平行金属板a、b，相距为d，组成一个电容为C的平行板电容器，a板接地．a板的正中央有一小孔B，从B孔正上方h处的A点，一滴一滴地由静止滴下质量为m、电荷量为q的带电油滴，油滴穿过B孔后落到b板，把全部电荷量传给b板，；a板也会带上等量的异种电荷，若不计空气阻力及板外电场．问：‎ ‎（1）当有n滴油滴b板上后，两板间的场强多大？‎ ‎（2）第几滴油滴落到两板间将在a、b板间做匀速直线运动？‎ ‎（3）能到达b板的油滴不会超过多少滴？‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在混合场中的运动．‎ ‎【分析】（1）当有n滴油滴b板上后，极板上的电荷量是nq，结合C=和即可求出两板间的场强；‎ ‎（2）设第N滴液滴在A、B板间做匀速直线运动时，重力与电场力平衡，由E=，U=，Q=（N﹣1）q，结合求解N．‎ ‎（3）油滴不断从小孔滴下并附着到下板上，上下板之间就形成了电势差，也就形成了匀强电场，设最终有x个油滴可以打到下板上，即第x+1个油滴到达下极板时速度正好等于0，以后的油滴就不会打到板上了，根据动能定理即可求解．‎ ‎【解答】解：（1）当有n滴油滴b板上后，极板上的电荷量是：Q=nq，所以极板之间的电势差：U=‎ 所以极板之间的电场强度：E=‎ ‎（2）设第N滴液滴在A、B板间做匀速直线运动，此时，板上电荷量为Q=（N﹣1）q，板上电压U==．‎ 板间电场强度 E== ①‎ 由平衡条件得 qE=mg ②‎ 由①②得 N=+1．‎ ‎（2）设能够到达B板的液滴不会超过x滴，且第（x﹣1）滴到B板的速度恰为0，然后返回极板上，最大电荷量Q′=xq ③‎ 极板间最大电压U′== ④‎ 对第（x﹣1）滴，由动能定理得：mg（h+d）﹣qU′=0 ⑤‎ 由④⑤解得 x=+1．‎ 答：（1）当有n滴油滴b板上后，两板间的场强是；‎ ‎（2）第+1滴液滴在A、B板间做匀速直线运动．‎ ‎（3）能够到达B板的液滴不会超过+1．‎ ‎　‎ ‎2016年12月9日