物理卷·2018届河北省保定三中高二上学期月考物理试卷（10月份） （解析版）

物理卷·2018届河北省保定三中高二上学期月考物理试卷（10月份） （解析版）

‎2016-2017学年河北省保定三中高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ ‎　‎ 一、选择题（1-7题为单选题，8-12多选题，每题4分，部分分2分，共48分）‎ ‎1．下列关于点电荷和元电荷的说法中，不正确的是（　　）‎ A．只有体积很小的带电体才可以看成点电荷 B．带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对它们间的相互作用力的影响可忽略不计时，带电体就可以视为点电荷 C．把1.6×10﹣19 C的电荷量叫元电荷 D．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍 ‎2．下列关于场强的说法正确的是（　　）‎ A．由E=可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比 B．在真空中点电荷Q产生的电场，电场强度的表达式E=，式中q是检验电荷的电量 C．由E=可知，在真空中点电荷Q产生的电场中某点的电场强度大小与Q成正比，与r2成反比 D．在真空中点电荷Q产生的电场中，电场强度的定义式E=仍成立，式中的Q就是产生电场的点电荷 ‎3．质量为m1和m2的两个带电小球，被两根丝线悬挂着，当达到平衡时，两小球在同一水平线上，且两根丝线与竖直方向的夹角分别为α和β，如图所示．则（　　）‎ A． = B． =‎ C． = D． =‎ ‎4．如图，真空中电量均为Q的两正点电荷，固定于一绝缘正方体框架的两侧面ABB1A1和DCC1D1中心连线上，且两电荷关于正方体中心对称，则（　　）‎ A．A、B、C、D四个点的电势相同 B．A1、B1、C1、D1四个点的电场强度相同 C．负检验电荷q在A点的电势能小于在C1点的电势能 D．正检验电荷q从C点移到C1点过程电场力对其做正功 ‎5．如图，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电量的大小都是q1，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是q2，q1＞q2．已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条（　　）‎ A．E1 B．E2 C．E3 D．E4‎ ‎6．如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球内，M、P分别是导体A、B内的点，N为导体A和B之间的一点，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．M、N、P三点的电势都相等 B．M点的电场强度为0，电势最高 C．N点的电场强度为0，电势大于0‎ D．M、N、P三点的电场强度都为0‎ ‎7．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M，N两点，OM=ON=2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（　　）‎ A． B．﹣E C．﹣E D． +E ‎8．如图所示，所画的曲线为某电场的三条电场线，其中有A、B两点，下列说法中正确的是（　　）‎ A．该电场是负点电荷的电场 B．由E=可知，在A点放入的点电荷电荷量越大，A点场强越小 C．点电荷q在A点受到的电场力在B点受到的电场力大 D．A、B两点不可能在同一条电场线上 ‎9．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为1m的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为10V、20V、30V，则下列说法正确的是（　　）‎ A．B、E一定处在同一等势面上 B．匀强电场的场强大小为10V/m C．正点电荷从E点移到F点，则电场力做负功 D．电子从F点移到D点，电荷的电势能减少20eV ‎10．如图所示，水平放置的平行板电容器充电后断开电源，一带电粒子沿着上板水平射入电场，恰好沿下板边缘飞出，粒子电势能△E1．若保持上板不动，将下板上移，小球仍以相同的速度从原点射入电场，粒子电势能△E2，下列分析正确的是（　　）‎ A．两板间电压不变 B．两板间场强变大 C．粒子将打在下板上 D．△E1＞△E2‎ ‎11．两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图所示．一个电量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v﹣t图象如图所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）．则下列说法正确的是（　　）‎ A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=2V/m B．由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 C．由C点到A点的过程中，电势逐渐降低 D．AB两点的电势差UAB=﹣5V ‎12．如图所示，在竖直平面内，AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为﹣Q．现从A点将一质量为m、电荷量为﹣q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为4．已知重力加速度为g．规定电场中B点的电势为零，则在﹣Q形成的电场中（　　）‎ A．D点的电势为 B．A点的电势高于D点的电势 C．D点的电场强度大小是A点的倍 D．点电荷﹣q在D点具有的电势能为7mgr ‎　‎ 二、实验题（每空3分，共15分）‎ ‎13．在“探究两个电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关”的试验中，某同学采用如图所示的装置；试验时他保持两个小球所带的电量不变，研究力与两个带电小球间距离的关系；保持两个小球间距离不变，研究力与两个带电小球所带电量的关系．‎ ‎（1）试验表明：两个电荷间相互作用力的大小，随两球间距离的　　而增大；随两球所带电量的　　而增大．‎ ‎（2）试验中该学生采用了　　这种方法来研究多个变量间的关系．（选填“累积法”、“控制变量法”、“演绎法”、“等效替代法”）‎ ‎14．美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验．如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止．‎ ‎（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有：　　．‎ A．油滴质量m B．两板间的电压U C．两板间的距离d D．两板的长度L ‎（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=　　（已知重力加速度为g）‎ ‎　‎ 三、计算题（共37分，写出必要的文字说明，）‎ ‎15．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q=4×10﹣8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1=1.2×10﹣7J，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E；‎ ‎（2）电荷从b移到c，静电力做功W2‎ ‎（3）a、c两点间的电势差Uac．‎ ‎16．一束初速度不计的电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d=1.0cm，板长L=5.0cm，则：‎ ‎（1）要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？‎ ‎（2）若在偏转电场右侧距极板右边缘X=2.5cm处放置一半径R=0.5cm的光屏（中线过光屏中心且与光屏垂直），要使电子能从平行板间飞出，且打到光屏上，则两个极板上最多能加多大电压？‎ ‎17．如图所示，在光滑绝缘水平面放置一带正电的长直细棒，其周围产生垂直于带电细棒的辐射状电场，场强大小E与距细棒的垂直距离r成反比，即E=，k为未知常量．在带电长直细棒右侧，有一长为l的绝缘细线连接了两个质量均为m的带电小球A和B，小球A、B所带电荷量分别为+2q和+5q，A球距直棒的距离也为l，两个球在外力F=2mg的作用下处于静止状态．不计两小球之间的静电力作用．‎ ‎（1）求k的表达式；‎ ‎（2）若撤去外力F，求撤去外力瞬间A、B小球间绝缘细线上的拉力T．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年河北省保定三中高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（1-7题为单选题，8-12多选题，每题4分，部分分2分，共48分）‎ ‎1．下列关于点电荷和元电荷的说法中，不正确的是（　　）‎ A．只有体积很小的带电体才可以看成点电荷 B．带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对它们间的相互作用力的影响可忽略不计时，带电体就可以视为点电荷 C．把1.6×10﹣19 C的电荷量叫元电荷 D．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍 ‎【考点】元电荷、点电荷．‎ ‎【分析】点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电电荷量均是元电荷的整数倍．‎ ‎【解答】解：A、当两个带电体形状和大小及电荷分布对它们间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型，并不是只有体积很小的带电体才可以看成点电荷，故A错误，B正确；‎ C、把1.6×10﹣19 C的电荷量叫元电荷，故C正确；‎ D、点电荷是一种理想化的物理模型，元电荷又称“基本电量”，在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，任何带电体所带电荷都是e的整数倍，故D正确；‎ 本题选择错误的，故选：A．‎ ‎　‎ ‎2．下列关于场强的说法正确的是（　　）‎ A．由E=可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比 B．在真空中点电荷Q产生的电场，电场强度的表达式E=，式中q是检验电荷的电量 C．由E=可知，在真空中点电荷Q产生的电场中某点的电场强度大小与Q成正比，与r2成反比 D．在真空中点电荷Q产生的电场中，电场强度的定义式E=仍成立，式中的Q就是产生电场的点电荷 ‎【考点】电场强度；点电荷的场强．‎ ‎【分析】E=是比值定义法，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，由电场本身性质决定，适用于任何电场．在真空中点电荷Q产生的电场，电场强度的表达式E=，式中Q是场源电荷的电量．‎ ‎【解答】解：A、E=是电场强度的定义式，采用比值法定义，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，由电场本身性质决定，所以不能说“场强E与q成反比，与F成正比”．故A错误．‎ B、在真空中点电荷Q产生的电场，电场强度的表达式E=，式中Q是场源电荷的电量．故B错误．‎ C、由E=可知，某点的电场强度大小与Q成正比，与r2成反比，故C正确．‎ D、电场强度的定义式E=仍成立，式中的Q是检验电荷，故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎3．质量为m1和m2的两个带电小球，被两根丝线悬挂着，当达到平衡时，两小球在同一水平线上，且两根丝线与竖直方向的夹角分别为α和β，如图所示．则（　　）‎ A． = B． =‎ C． = D． =‎ ‎【考点】库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】对小球受力分析，根据受力平衡可得出小球的倾角与电量、重力的关系，则可得出两小球的质量的大小关系．‎ ‎【解答】解：对两球受力分析，如图所示：‎ 根据共点力平衡和几何关系得：‎ m1gtanα=F1，m2gtanβ=F2‎ 根据牛顿第三定律，有：‎ F1=F2，‎ 故=；‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎4．如图，真空中电量均为Q的两正点电荷，固定于一绝缘正方体框架的两侧面ABB1A1和DCC1D1中心连线上，且两电荷关于正方体中心对称，则（　　）‎ A．A、B、C、D四个点的电势相同 B．A1、B1、C1、D1四个点的电场强度相同 C．负检验电荷q在A点的电势能小于在C1点的电势能 D．正检验电荷q从C点移到C1点过程电场力对其做正功 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势．‎ ‎【分析】解答本题要掌握等量同种电荷周围电场分布情况，电场线与等势面垂直，而且顺着电场线电势逐渐减小．结合对称性进行分析．‎ ‎【解答】解：等量同种电荷周围电场分布情况如图：‎ 将该图与题图结合可知：‎ A、将两个图比较可知，A、B、C、D四个点的是关于连线对称的，所以电势相同，故A正确；‎ B、由于A1、B1、C1、D1四个点是关于连线对称，场强大小相等，但方向不同，所以场强不同，故B错误．‎ C、D、将两个图比较可知，A、B、C、D四个点和A1、B1、C1、D1四个点关于点电荷的连线的中心是对称的，所以8个点的电势高低是相等的，所以负检验电荷q在A点的电势能等于在C1点的电势能，正检验电荷q从C点移到C1点过程电场力对其做功的和为0．故C错误，D错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎5．如图，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电量的大小都是q1，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是q2，q1＞q2．已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条（　　）‎ A．E1 B．E2 C．E3 D．E4‎ ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】图中点O的电场强度等于四个点电荷分别单独存在时在O点产生场强的矢量和，根据平行四边形定则两两合成即可．‎ ‎【解答】解：由于q1＞q2，a、d两点电荷在O点的合场强水平向右，b、c两点电荷的合场强指向左下，但这个向左的分量没有a与d两点电荷在O点的合场强强，所以总的场强指向右下；故ACD错误；B正确．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球内，M、P分别是导体A、B内的点，N为导体A和B之间的一点，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．M、N、P三点的电势都相等 B．M点的电场强度为0，电势最高 C．N点的电场强度为0，电势大于0‎ D．M、N、P三点的电场强度都为0‎ ‎【考点】静电场中的导体；电势；电势能．‎ ‎【分析】将带正电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，B空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷．整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，内部场强处处为零．电场线辐射状向外，沿电场线的方向电势降低．‎ ‎【解答】解：A、根据点电荷的电场线分部，电场线辐射状向外，沿电场线的方向电势降低，故M、N、P三点的电势相一次降低，故A错误．‎ B、导体内部场强为零，同A可知M电势最高，故B正确．‎ C、根据点电荷的场强公式E=C，故N点电场强度不为零，故C错误 D、同理D错误，‎ 故选：B ‎　‎ ‎7．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M，N两点，OM=ON=2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（　　）‎ A． B．﹣E C．﹣E D． +E ‎【考点】电场线；电势．‎ ‎【分析】均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，‎ 假设将带电量为2q的球面放在O处在M、N点所产生的电场和半球面在M点的场强对比求解．‎ ‎【解答】解：若将带电量为2q的球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．‎ 则在M、N点所产生的电场为E==，‎ 由题知当半球面如图所示M点的场强大小为为E，则N点的场强为 E′=﹣E，‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，所画的曲线为某电场的三条电场线，其中有A、B两点，下列说法中正确的是（　　）‎ A．该电场是负点电荷的电场 B．由E=可知，在A点放入的点电荷电荷量越大，A点场强越小 C．点电荷q在A点受到的电场力在B点受到的电场力大 D．A、B两点不可能在同一条电场线上 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．‎ ‎【分析】点电荷的电场是辐射状．电场线越密，场强越大．电场强度是描述电场本身的性质的物理量，与试探电荷无关．‎ ‎【解答】解：A、由于点电荷的电场是辐射状，由图可知该电场是不是负点电荷的电场．故A错误；‎ B、电场强度是描述电场本身的性质的物理量，与放入电场中的试探电荷无关．故B错误．‎ C、由图看出，A处电场线比B处电场线密，则A点场强大于B点的场强，点电荷q在A点受到的电场力在B点受到的电场力大．故C正确．‎ D、由图看出AB不在同一条电场线上．故D正确．‎ 故选：CD ‎　‎ ‎9．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为1m的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为10V、20V、30V，则下列说法正确的是（　　）‎ A．B、E一定处在同一等势面上 B．匀强电场的场强大小为10V/m C．正点电荷从E点移到F点，则电场力做负功 D．电子从F点移到D点，电荷的电势能减少20eV ‎【考点】电势；元电荷、点电荷．‎ ‎【分析】连接AC，根据匀强电场电势随距离均匀变化（除等势面）的特点，则知AC中点的电势为2V，连接EB，EB即为一条等势线，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．由W=qU，则电场力做功就可以求解．‎ ‎【解答】解：A、连接AC，AC中点电势为20V，与B电势相等，则EB连线必为一条等势线，故A正确．‎ B、BA间的电势差为UBA=10V，又UBA=EdABcos30°，得场强E== V/m=V/m．故B错误；‎ C、由上得知，E的电势为20V，F点与A点的电势相等为10V，则正电荷从E点移到F点，电势能减小，则电场力做正功，故C错误．‎ D、由上得知，F的电势为10V，D点与C点的电势相等为30V，则电子从F点移到D点，电场力做功WFD=eUFD=e（φF﹣φD）=﹣（10﹣30）eV=20eV，‎ 那么电势能将减小20eV．故D正确．‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，水平放置的平行板电容器充电后断开电源，一带电粒子沿着上板水平射入电场，恰好沿下板边缘飞出，粒子电势能△E1．若保持上板不动，将下板上移，小球仍以相同的速度从原点射入电场，粒子电势能△E2，下列分析正确的是（　　）‎ A．两板间电压不变 B．两板间场强变大 C．粒子将打在下板上 D．△E1＞△E2‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电容器的动态分析．‎ ‎【分析】将电容器下板向上移动一段距离，电容器所带的电量Q不变，根据电容器的定义式导出电场强度的变化，判断粒子的运动情况，粒子做类平抛运动 ‎【解答】解：A、将电容器上板向下移动一段距离，电容器所带的电量Q不变，由于：E===，可知当d减小时，场强E不变，但极板间电压U=Ed会随d减小而降低，故A错误 B、由A分析知，B错误 C、由于场强不变，故粒子运动轨迹不变，由于下板上移，故粒子将打在下板上，故C正确 D、由于电势差变小，电场力做功减小，故电势能该变量变小，故D正确 故选CD ‎　‎ ‎11．两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图所示．一个电量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v﹣t图象如图所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）．则下列说法正确的是（　　）‎ A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=2V/m B．由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 C．由C点到A点的过程中，电势逐渐降低 D．AB两点的电势差UAB=﹣5V ‎【考点】电场的叠加；电势能．‎ ‎【分析】根据v﹣t图可知粒子在B点的加速度最大，此处电场强度最大，根据牛顿第二定律求场强的最大值．由C到A的过程中物块的动能一直增大，由能量守恒定律分析电势能的变化情况．由动能定理可求得AB两点的电势差．‎ ‎【解答】解：A、从速度时间图象可知带电粒子在B点的加速度最大为 am==2m/s2，所受的电场力最大为 Fm=mam=2N，据E=知，B点的场强最大为1N/C，故A错误；‎ B、从速度时间图象可知带电粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，故B错误；‎ C、据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，故C正确；‎ D、从速度时间图象可知A、B两点的速度分别为 vA=6m/s，vB=4m/s，再根据动能定理得 qUAB=mvB2﹣mvA2=×1×（42﹣62）J=﹣10J，解得：UAB=﹣5V，故D正确．‎ 故选：CD ‎　‎ ‎12．如图所示，在竖直平面内，AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为﹣Q．现从A点将一质量为m、电荷量为﹣q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为4．已知重力加速度为g．规定电场中B点的电势为零，则在﹣Q形成的电场中（　　）‎ A．D点的电势为 B．A点的电势高于D点的电势 C．D点的电场强度大小是A点的倍 D．点电荷﹣q在D点具有的电势能为7mgr ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势．‎ ‎【分析】根据沿着电场线方向，电势降低，分析D与A两点电势的高低；根据动能定理，求解﹣q在D点具有的电势能，再结合电势的定义式即可求解D点的电势；‎ 根据点电荷电场强度公式E=k，即可研究D、A两点场强的关系．‎ ‎【解答】解：ABD、由题意可知，A、B到C的距离相等，则AB的电势相等．‎ 沿着电场线的方向，电势降低，而电场线会聚于负电荷，则A点的电势低于D点电势 ‎﹣q电荷从A到D运动，根据动能定理，则有：mgr+W电=m（4）2﹣0，解得电场力做功：W电=7mgr；‎ 规定电场中B点的电势为零，A点的电势也为零，因由A到D点电场力做正功，则电势能减小，因此点电荷﹣q在D点的电势能为EPD=﹣7mgr；‎ D点的电势为 φD==，故A正确，BD错误．‎ C、由几何关系得：D到C的距离与A到C的距离之比为：1，根据点电荷电场强度公式E=k，电场强度的大小与间距的平方成反比，则有D点电场强度大小是A点的倍，故C错误；‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ 二、实验题（每空3分，共15分）‎ ‎13．在“探究两个电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关”的试验中，某同学采用如图所示的装置；试验时他保持两个小球所带的电量不变，研究力与两个带电小球间距离的关系；保持两个小球间距离不变，研究力与两个带电小球所带电量的关系．‎ ‎（1）试验表明：两个电荷间相互作用力的大小，随两球间距离的　减小　而增大；随两球所带电量的　增大　而增大．‎ ‎（2）试验中该学生采用了　控制变量法　这种方法来研究多个变量间的关系．（选填“累积法”、“控制变量法”、“演绎法”、“等效替代法”）‎ ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】由于实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，所以采用的方法是控制变量法．‎ ‎【解答】解：（1）对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：F=mgtanθ，即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；‎ 所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；‎ 两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大；‎ ‎（2）先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，这是只改变它们之间的距离；‎ 再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，这是只改变电量；‎ 所以采用的方法是控制变量法．‎ 故答案为：（1）减小，增大；（2）控制变量法．‎ ‎　‎ ‎14．美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验．如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止．‎ ‎（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有：　ABC　．‎ A．油滴质量m B．两板间的电压U C．两板间的距离d D．两板的长度L ‎（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=　　（已知重力加速度为g）‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】平行金属板板间存在匀强电场，根据公式U=Ed求出两板电势差．液滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，由平衡条件即可求解．‎ ‎【解答】解：（1）平行金属板板间存在匀强电场，液滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有：‎ mg=qE=‎ 所以需要测出的物理量有油滴质量m，两板间的电压U，两板间的距离d，‎ 故选：ABC．‎ ‎（2）根据平衡条件可知：mg=qE=‎ 则所表示出该油滴的电荷量为：q=，‎ 故答案为：（1）ABC；（2）‎ ‎　‎ 三、计算题（共37分，写出必要的文字说明，）‎ ‎15．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q=4×10﹣8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1=1.2×10﹣7J，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E；‎ ‎（2）电荷从b移到c，静电力做功W2‎ ‎（3）a、c两点间的电势差Uac．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电势差；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】（1）根据电场力做功公式W=qEd，求解电场强度，d是电场线方向两点间的距离．‎ ‎（2）电场力做功公式W=qEd，求解电荷从b移到c电场力做功W2．‎ ‎（3）先求出电荷从a到c电场力做功，再求解a、c两点的电势差Uac．‎ ‎【解答】解：ab=5cm0.05m，bc=12cm=0.12m ‎（1）由题，由W1=qELab得：E==V/m=60V/m，‎ ‎（2）电荷从b移到c电场力做功为：W2=qELbccos60°=4×10﹣8×60×0.12×0.5J=1.44×10﹣7J ‎（3）电荷从a移到c电场力做功为：Wac=W1+W2‎ 则a、c两点的电势差为：Uac==V=6.6V 答：（1）匀强电场的场强为60V/m．‎ ‎（2）电荷从b移到c电场力做功为1.44×10﹣7J．‎ ‎（3）a、c两点的电势差为6.6V．‎ ‎　‎ ‎16．一束初速度不计的电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d=1.0cm，板长L=5.0cm，则：‎ ‎（1）要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？‎ ‎（2）若在偏转电场右侧距极板右边缘X=2.5cm处放置一半径R=0.5cm的光屏（中线过光屏中心且与光屏垂直），要使电子能从平行板间飞出，且打到光屏上，则两个极板上最多能加多大电压？‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】（1）在加速电压一定时，偏转电压U′越大，电子在极板间的偏转距离就越大．当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压．进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上作匀速运动，在垂直于板面的方向上作匀加速直线运动，偏转距离为y，能飞出的条件为y≤d，联立方程即可解题；‎ ‎（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，离开偏转电场后做匀速直线运动，应用类平抛运动规律求解．‎ ‎【解答】解：（1）在加速电场中，由动能定理得：，‎ 电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向：L=v0t，‎ 竖直方向：，F=ma，F=qE，，‎ 整理得：，U′≤，解得：U′≤400V，‎ 两个极板最多能加400V的电压；‎ ‎（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，‎ 竖直方向：，水平速度：vX=v0，‎ 竖直分速度：，‎ 速度偏角正切值：，‎ y+xtanϕ≤R，解得：U′≤200V，‎ 两个极板最多能加200V的电压；‎ 答：（1）要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加400V的电压．‎ ‎（2）两个极板上最多能加的电压为200V．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，在光滑绝缘水平面放置一带正电的长直细棒，其周围产生垂直于带电细棒的辐射状电场，场强大小E与距细棒的垂直距离r成反比，即E=，k为未知常量．在带电长直细棒右侧，有一长为l的绝缘细线连接了两个质量均为m的带电小球A和B，小球A、B所带电荷量分别为+2q和+5q，A球距直棒的距离也为l，两个球在外力F=2mg的作用下处于静止状态．不计两小球之间的静电力作用．‎ ‎（1）求k的表达式；‎ ‎（2）若撤去外力F，求撤去外力瞬间A、B小球间绝缘细线上的拉力T．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用；电场强度．‎ ‎【分析】（1）分析AB系统的受力情况，根据给出的电场强度的表达式求解电场力，再根据平衡条件即可明确k的表达式；‎ ‎（2）撤去拉力后绳子上的张力突变，故分别对两小球分析，根据牛顿第二定律可明确各自的加速度，分析两球的运动情况，从而明确两球整体的运动规律，再由牛顿第二定律可分析拉力．‎ ‎【解答】解：（1）小球A、B及细线构成的整体受力平衡，有 得 ‎（2）若撤去外力瞬时，A、B间细线拉力突然变为零，则 对A球：‎ 得，方向向右 对B球：得 ‎，方向向右 因为aA＜aB，所以在撤去外力瞬时A、B将以相同的加速度a一起向右运动，A、B间绝缘细线张紧，有拉力T 因此，对A、B整体，由牛顿第二定律，有 由第（1）问可知：‎ 对A：‎ 解得 答：（1）k的表达式为；‎ ‎（2）若撤去外力F，撤去外力瞬间A、B小球间绝缘细线上的拉力T为 ‎　‎