物理卷·2018届湖北省襄阳市枣阳市白水高中高二上学期月考物理试卷（9月份） （解析版）

物理卷·2018届湖北省襄阳市枣阳市白水高中高二上学期月考物理试卷（9月份） （解析版）

‎2016-2017学年湖北省襄阳市枣阳市白水高中高二（上）月考物理试卷（9月份）‎ ‎　‎ 一、选择题（共13小题，每小题3分，满分39分。第4、6、9题为多选题；其他为单选）‎ ‎1．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　）‎ A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C．小鸟停在高压输电线上会被电死 D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险 ‎2．如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B（　　）‎ A．不带电 B．带正电 C．带负电 D．不能确定答案 ‎3．对于真空中电量为Q的静止点电荷而言，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，离点电荷距离为r处电势为φ=（k为静电力常量）．如图所示，一质量为m、电量为q可视为点电荷的带正电小球用绝缘丝线悬挂在天花板上，在小球正下方的绝缘底座上固定一半径为R的金属球，金属球接地，两球球心间距离为d（d＞＞R）．由于静电感应，金属球上分布的感应电荷的电量为q′．则下列说法正确的是（　　）‎ A．金属球上的感应电荷电量q′=﹣q B．金属球上的感应电荷电量q′=﹣q C．绝缘丝线中对小球的拉力大小为mg+‎ D．绝缘丝线中对小球的拉力大小mg﹣‎ ‎4．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、F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 ‎5．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　）‎ A．带电粒子带负电 B．带电粒子动能减少 C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D．M点电场强度小于N点的电场强 ‎6．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，电量为q=﹣1.0×10﹣5 C的负电荷由A移动到C电场力做功W1=4.0×10﹣5J，该电荷由C移动到B电场力做功W2=﹣2.0×10﹣5J，若B点电势为零，以下说法正确的是（　　）‎ A．A点电势为2V B．A点电势为﹣2V C．匀强电场的方向为由C指向A D．匀强电场的方向为垂直于AC指向B ‎7．如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN，下列说法正确的是（　　）‎ A．A、B两点电势相等 B．A、B两点场强相同 C．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功 D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 ‎8．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 ‎9．一个固定的光滑斜面，倾角为θ，其空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，一个质量为m的带电滑块沿光滑斜面匀速下滑，下列说法正确的是（　　）‎ A．物块一定带正电 B．物块受到的电场力大小是mgtanθ C．物块受到的支持力是mgcosθ D．物块向下运动过程中其电势增大，电势能减小 ‎10．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． =‎ ‎11．如图所示，在真空中有两个等量正电荷Q，置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的是（　　）‎ A．q的电势能逐渐增大 B．q的动能逐渐减小 C．q的机械能逐渐减小 D．q受到的电场力先增大后减小 ‎12．下列说法正确的是（　　）‎ A．点电荷就是体积较小的带电体 B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C．根据公式F=k，当r→0时，F→∞‎ D．点电荷是理想化的模型，实际上不存在 ‎13．把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰，两球都带等量的正电荷，这从本质上看是因为（　　）‎ A．A球的正电荷移到B球上 B．B球的负电荷移到A球上 C．A球的负电荷移到B球上 D．B球的正电荷移到A球上 ‎　‎ 二、计算题（共6小题，满分0分）‎ ‎14．如图所示，真空中光滑绝缘的水平面上的两个等量异号的点电荷，电荷量为Q，它们之间的距离为r，为使两电荷保持静止，现加一水平方向的匀强电场（静电力常量为k）‎ ‎（1）两电荷之间的库仑力的大小；‎ ‎（2）所加匀强电磁的场强E的大小和方向．‎ ‎15．匀强电场中场强为40N/C，在同一条电场线上有A、B两点，把质量为2×10﹣9kg、带电荷为﹣2×10﹣9的微粒从A点移到B点，静电力做1.5×10﹣7J的正功．‎ ‎（1）A、B两点间电势差UAB是多少？‎ ‎（2）A、B两点间距离是多少？‎ ‎（3）若微粒在A点具有与电场线同向的速度10m/s，在只有静电力作用的情况下，求经过B点时的速度．‎ ‎16．如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2（v2＜v1）．若小物体电荷量保持不变，OM=ON，则小物体上升的最大高度h为多少？（重力加速度为g）‎ ‎17．如图所示，用长为L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B置于光滑绝缘的水平面上，A球的带电量为+2q，B球的带电量为﹣3q，构成一个带电系统（它们均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）．现让小球A处在有界匀强电场区域内．已知虚线MP位于细杆的中垂线上，MP的左侧没有电场，右侧有匀强电场，电场强度大小为E，方向水平向右．从静止释放带电系统，（忽略带电系统运动过程中所产生的磁场影响）．求：‎ ‎（1）带电系统运动的最大速度为多少？‎ ‎（2）带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值多少？‎ ‎（3）若小球B带电量为q′，其它物理量不变，带电系统仍由图示位置静止释放，经时间t小球B进入电场，又经时间2t小球B第一次回到初始位置，则小球B的带电量q′为多少？‎ ‎18．如图所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点．现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：‎ ‎（1）小球运动到B点时的加速度大小．‎ ‎（2）B和A两点间的电势差（用Q和L表示）．‎ ‎19．在如图所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行．劲度系数K=5N/m的轻弹簧一端固定在0点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面．水平面处于场强E=5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中．已知A、B的质量分别为mA=0.1kg和mB=0.2kg，B所带电荷量q=+4×l0﹣6C．设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电量不变．取g=lOm/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求B所受静摩擦力的大小；‎ ‎（2）现对A施加沿斜面向下的拉力F使A以加速度a=0.6m/s2开始做匀加速直线运动．A从M到N的过程中，B的电势能增加了△Ep=0.06J．已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4．求A到达N点时拉力F的瞬时功率．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年湖北省襄阳市枣阳市白水高中高二（上）月考物理试卷（9月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共13小题，每小题3分，满分39分。第4、6、9题为多选题；其他为单选）‎ ‎1．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　）‎ A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C．小鸟停在高压输电线上会被电死 D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险 ‎【考点】静电屏蔽；静电现象的解释．‎ ‎【分析】穿金属的衣服和待在汽车里时，可以对里面的人体起到静电屏蔽作用，从而可以保护人的安全，由于塑料和油摩擦容易起电，用塑料的话，产生的静电荷不易泄漏，反而会早造成危险．‎ ‎【解答】解：A、电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业．所以A错误．‎ B、因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故．所以B正确．‎ C、小鸟的两只脚之间的距离很小，所以小鸟的两只脚之间的电压也很小，所以不会对小鸟造成危害，所以C错误．‎ D、一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下．所以D错误．‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B（　　）‎ A．不带电 B．带正电 C．带负电 D．不能确定答案 ‎【考点】静电现象的解释．‎ ‎【分析】带电小球A靠近金属导体B时，由于静电感应，会使金属导体B带电，根据静电感应的现象来分析即可．‎ ‎【解答】解：当闭合开关时S，由于静电感应的作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，左端带负电，‎ 再断开S，再移走A，则导体B带负电．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎3．对于真空中电量为Q的静止点电荷而言，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，离点电荷距离为r处电势为φ=‎ ‎（k为静电力常量）．如图所示，一质量为m、电量为q可视为点电荷的带正电小球用绝缘丝线悬挂在天花板上，在小球正下方的绝缘底座上固定一半径为R的金属球，金属球接地，两球球心间距离为d（d＞＞R）．由于静电感应，金属球上分布的感应电荷的电量为q′．则下列说法正确的是（　　）‎ A．金属球上的感应电荷电量q′=﹣q B．金属球上的感应电荷电量q′=﹣q C．绝缘丝线中对小球的拉力大小为mg+‎ D．绝缘丝线中对小球的拉力大小mg﹣‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．‎ ‎【分析】AB、金属球心的电势为零，金属球心的电势为q在球心的电势和感应电荷在球心的电势的标量和；‎ CD、小球受重力、静电引力和拉力，根据平衡条件和库仑定律求解拉力，注意金属球上的电荷集中在球的上端．‎ ‎【解答】解：AB、金属球上感应电荷在球心产生的电势为：φ1=；‎ q在球心的电势为：；‎ 由于球心的电势为零，故：φ1+φ2=0；‎ 联立解得：q′=﹣q；故A正确，B错误；‎ CD、金属球上的电荷由于q的存在而集中在球的上端，即电荷q′到小球q的距离l小于d，对小球受力分析，由受力平衡可知F拉=mg+F=mg+，由于l小于d，则F拉＞mg+，故CD错误；‎ 故选：A ‎　‎ ‎4．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、F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】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．‎ ‎【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20V，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、DF，AC中点电势为20V，与B电势相等，则EB连线必为一条等势线，而匀强电场的等势面平行，则DF直线也是一条等势线，BF不处于等势线上．故A错误；‎ B、BA间的电势差为UBA=10V，又UBA=EdABcos30°，得场强E==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，电场力做正功，故C错误；‎ D、由以上得，F点与A点电势相等，故电子从F点移到C点与从A点移到C点电场力做功相同，电荷的电势能减少量为20eV，故D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎5．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　）‎ A．带电粒子带负电 B．带电粒子动能减少 C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D．M点电场强度小于N点的电场强 ‎【考点】电场线．‎ ‎【分析】由轨迹的弯曲方向判断带电粒子所受电场力的大致方向，确定带电粒子的电性．根据电场力做功的正负判断电势能的大小和动能的大小．‎ 根据电场线的疏密判断电场强度的大小，再去判断电场力的大小．‎ ‎【解答】解：A、由图看出，粒子的轨迹向下弯曲，粒子所受电场力大致向下，电场线方向斜向下，说明粒子带正电．故A错误．‎ B、D粒子从M运动到N的过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增大，则粒子M点的电势能大于N点的电势能，粒子在M点的动能小于在N点的动能．故B错误．‎ CD、场线的疏密反映电场的强弱，所以M点的场强小于N点的场强，所以粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，故C错误，D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎6．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，电量为q=﹣1.0×10﹣5 C的负电荷由A移动到C电场力做功W1=4.0×10﹣5J，该电荷由C移动到B电场力做功W2=﹣2.0×10﹣5J，若B点电势为零，以下说法正确的是（　　）‎ A．A点电势为2V B．A点电势为﹣2V C．匀强电场的方向为由C指向A D．匀强电场的方向为垂直于AC指向B ‎【考点】电场的叠加；电场强度；电势．‎ ‎【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 ‎【解答】解：A、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．故A错误，B正确；‎ C、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，故C正确，D错误；‎ 故选：BC ‎　‎ ‎7．如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN，下列说法正确的是（　　）‎ A．A、B两点电势相等 B．A、B两点场强相同 C．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功 D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】沿着电场线电势逐渐降低，电场强度可以用电场线形象描述；电场力做正功，电势能减小．‎ ‎【解答】解：A、MN间电场线从M到N，沿着电场线电势逐渐降低，故A点电势高与B点电势，故A错误；‎ B、电场中A、B两点的电场线疏密程度相同，方向相同，故A、B两点的电场强度相同，故B正确；‎ C、将一正电荷从A点移到B点，电场力向右，做正功，电势能减小，故C错误；‎ D、将一个负电荷从A移到B，电场力向左，做负功，故电势能增加，故D错误；‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎8．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．‎ ‎　‎ ‎9．一个固定的光滑斜面，倾角为θ，其空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，一个质量为m的带电滑块沿光滑斜面匀速下滑，下列说法正确的是（　　）‎ A．物块一定带正电 B．物块受到的电场力大小是mgtanθ C．物块受到的支持力是mgcosθ D．物块向下运动过程中其电势增大，电势能减小 ‎【考点】电势能；共点力平衡的条件及其应用；电场强度．‎ ‎【分析】解决本题要：对滑块进行正确的受力分析，根据所处状态列出方程即可．‎ ‎【解答】解：物体受力如图所示，所受电场力水平向右，因此带正电，故A正确；‎ 物体匀速下滑因此有，沿斜面：mgsinθ=Eqcosθ，垂直斜面：FN=mgcosθ+Eqsinθ，‎ 所以有：Eq=mgtanθ，，故B正确，C错误；‎ 下滑过程中电场力做负功，电势能增大，故D错误．‎ 故选AB．‎ ‎　‎ ‎10．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．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，在真空中有两个等量正电荷Q，置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的是（　　）‎ A．q的电势能逐渐增大 B．q的动能逐渐减小 C．q的机械能逐渐减小 D．q受到的电场力先增大后减小 ‎【考点】机械能守恒定律；重力势能．‎ ‎【分析】由题，DC为两个等量的正电荷连线的中垂线，作出CD线上的电场线，根据电场线方向判断正电荷q由C点沿CD移至D点的过程中，电势的变化，由电场力做功正负判断其电势能的变化．运用极限法判断场强的变化，确定电场力的变化．‎ ‎【解答】解：‎ A、B，作出中垂线CD上电场线如图，根据顺着电场线电势降低，可知正电荷q由C点沿CD移至D点的过程中，电势不断降低，电场力做正功，其电势能不断减小．动能增加；机械能增加；故ABC错误；‎ C、D根据电场的叠加可知，C点的场强为零，而无穷远处场强也为零，所以由C点沿CD移至D点的过程中，场强先增大，后减小，q受到的电场力先逐渐增大，后逐渐减小．故D正确；‎ 故选：D ‎　‎ ‎12．下列说法正确的是（　　）‎ A．点电荷就是体积较小的带电体 B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C．根据公式F=k，当r→0时，F→∞‎ D．点电荷是理想化的模型，实际上不存在 ‎【考点】库仑定律；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．库仑定律只适用于真空中的点电荷．‎ ‎【解答】解：A、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，与体积大小无直接关系，故AB错误；‎ C、库仑定律只适用于真空中的静止的点电荷，当距离很小时，带电体不能再看作是点电荷，故库仑定律不再适用，故C错误；‎ D、点电荷是理想化的物理模型，实际上并不存在，故D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎13．把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰，两球都带等量的正电荷，这从本质上看是因为（　　）‎ A．A球的正电荷移到B球上 B．B球的负电荷移到A球上 C．A球的负电荷移到B球上 D．B球的正电荷移到A球上 ‎【考点】电荷守恒定律．‎ ‎【分析】金属是自由电子和金属正离子组成的，正离子只做热振动，不移动，而自由电子可以移动．根据这个分析接触带电的实质．‎ ‎【解答】解：A、D金属上正电荷只做无规则的热振动，不能发生移动，更不可能从一个球移动到另一个球．故A、D错误．‎ ‎ B、C，B球原来不带电，与A球接触后，由于A球上正电荷对电子的吸引，电子从B球转移到A球上，原来中性的B球就带正电．电子带负电，所以B带正电是由于B球上的负电荷移到A球上的缘故．故B正确，C错误．‎ 故选B．‎ ‎　‎ 二、计算题（共6小题，满分0分）‎ ‎14．如图所示，真空中光滑绝缘的水平面上的两个等量异号的点电荷，电荷量为Q，它们之间的距离为r，为使两电荷保持静止，现加一水平方向的匀强电场（静电力常量为k）‎ ‎（1）两电荷之间的库仑力的大小；‎ ‎（2）所加匀强电磁的场强E的大小和方向．‎ ‎【考点】库仑定律；电场强度．‎ ‎【分析】（1）根据库仑定律求解两电荷之间的库仑力的大小；‎ ‎（2）根据平衡条件求解所加匀强电磁的场强E的大小和方向．‎ ‎【解答】解：（1）根据库仑定律得：两电荷之间的库仑力F=，‎ ‎（2）AB两点电荷是异号电荷，库仑力是吸引力，则A受到的电场力水平向右，根据平衡条件可知，A受到的电场力水平向左，则电场强度方向水平向左，‎ 则有 解得：E=‎ 答：（1）两电荷之间的库仑力的大小为；‎ ‎（2）所加匀强电磁的场强E的大小为，方向水平向左．‎ ‎　‎ ‎15．匀强电场中场强为40N/C，在同一条电场线上有A、B两点，把质量为2×10﹣9kg、带电荷为﹣2×10﹣9的微粒从A点移到B点，静电力做1.5×10﹣7J的正功．‎ ‎（1）A、B两点间电势差UAB是多少？‎ ‎（2）A、B两点间距离是多少？‎ ‎（3）若微粒在A点具有与电场线同向的速度10m/s，在只有静电力作用的情况下，求经过B点时的速度．‎ ‎【考点】动能定理的应用；电势差；电势．‎ ‎【分析】（1）根据求出A、B两点间的电势差．‎ ‎（2）根据求出A、B两点间的距离．‎ ‎（3）根据动能定理求出经过B点时的速度．‎ ‎【解答】解：（1）‎ 故A、B两点间电势差UAB是﹣75V．‎ ‎（2）根据匀强电场的场强公式得，‎ ‎．‎ ‎（3）根据动能定理得，‎ ‎，‎ 故经过B点时的速度为．‎ 由于从A到B的过程中，电场力做正功，微粒带负电，所以电场线方向由B指向A．‎ 所以微粒从A到B的过程中，速度先减小，后增大，所以经过B点时的速度方向与初速度方向相反．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2（v2＜v1）．若小物体电荷量保持不变，OM=ON，则小物体上升的最大高度h为多少？（重力加速度为g）‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系．‎ ‎【分析】对上升的过程和下滑的过程分别运用动能定理，联立解得小物体上升的最大高度．‎ ‎【解答】解：设物体上升过程中，摩擦力做功为W，上升的最大高度为h．由于OM=ON，M、N两点的电势相等，上升和下滑过程中电场力做功都为0，则根据动能定理得 上升过程：W﹣mgh=0﹣，‎ 下滑过程：W+mgh=‎ 联立解得，h=．‎ 答：小物体上升的最大高度为．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，用长为L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B置于光滑绝缘的水平面上，A球的带电量为+2q，B球的带电量为﹣3q，构成一个带电系统（它们均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）．现让小球A处在有界匀强电场区域内．已知虚线MP位于细杆的中垂线上，MP的左侧没有电场，右侧有匀强电场，电场强度大小为E，方向水平向右．从静止释放带电系统，（忽略带电系统运动过程中所产生的磁场影响）．求：‎ ‎（1）带电系统运动的最大速度为多少？‎ ‎（2）带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值多少？‎ ‎（3）若小球B带电量为q′，其它物理量不变，带电系统仍由图示位置静止释放，经时间t小球B进入电场，又经时间2t小球B第一次回到初始位置，则小球B的带电量q′为多少？‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】（1）小球B刚进入电场带电系统具有最大速度，根据动能定理求出带电系统运动的最大速度；‎ ‎（2）当带电系统速度第一次为零，B克服电场力做功最多，B增加的电势能最多，根据动能定理求出B运动的最大位移，结合电场力做功求出电势能增加量的最大值．‎ ‎（3）根据牛顿第二定律，结合位移时间公式求出带电系统由静止释放到小球B刚进入电场的加速度，再根据牛顿第二定律和速度时间公式求出系统匀减速运动到零的时间，结合对称性求出带电系统回到初始位置时的加速度；由牛顿第二定律即可求出电量q．‎ ‎【解答】解：（1）小球B刚进入电场带电系统具有最大速度，从释放带电系统到小球B刚进入电场的过程中，根据动能定理有：‎ 整理得：．‎ ‎（2）当带电系统速度第一次为零，B克服电场力做功最多，B增加的电势能最多 设B球在电场中的最大位移为x，由动能定理得：2qE（L+x）﹣3qEx=0﹣0‎ 得：x=2L 所以B电势能增加的最大值为：W1=3qE×2L=6qEL ‎（3）设带电系统由静止释放到小球B刚进入电场的过程中，带电系统运动的时间为t，则有：‎ 其中：，解得 末速度v=a1t 又设小球B进入电场后至小球B出电场的过程中，带电系统运动的时间为t′，‎ 其中：‎ 解得：‎ 根据对称性可知，带电系统从出电场到回到出发点的过程中所用的时间也是为t，而经时间t小球B进入电场，又经时间2t小球B第一次回到初始位置，所以：‎ t′=t 解得：q′=﹣6q．‎ 答：（1）带电系统运动的最大速度为．‎ ‎（2）带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值为6qEL；‎ ‎（3）小球B的带电量q′为﹣6q．‎ ‎　‎ ‎18．如图所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点．现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：‎ ‎（1）小球运动到B点时的加速度大小．‎ ‎（2）B和A两点间的电势差（用Q和L表示）．‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势差．‎ ‎【分析】（1）根据库仑定律和牛顿第二定律分别研究小球在A点和B点的加速度，分别列式即可求得小球运动到B点时的加速度大小．‎ ‎（2）根据动能定理和电场力公式W=qU结合，求解B和A两点间的电势差．‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）根据牛顿第二定律和库仑定律得：‎ 带电小球在A点时有：‎ ‎ mgsin 30°﹣k=maA 带电小球在B点时有：‎ ‎ k﹣mgsin 30°=maB 且aA=，可解得：aB=‎ ‎（2）由A点到B点应用动能定理得：‎ ‎ mgsin 30°•﹣UBA•q=0‎ 由mgsin 30°﹣k=m•aA=m 可得： mg=k 可求得：UBA=k 答：‎ ‎（1）小球运动到B点时的加速度大小为．‎ ‎（2）B和A两点间的电势差为k．‎ ‎　‎ ‎19．在如图所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行．劲度系数K=5N/m的轻弹簧一端固定在0点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面．水平面处于场强E=5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中．已知A、B的质量分别为mA=0.1kg和mB=0.2kg，B所带电荷量q=+4×l0﹣6C．设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电量不变．取g=lOm/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求B所受静摩擦力的大小；‎ ‎（2）现对A施加沿斜面向下的拉力F使A以加速度a=0.6m/s2开始做匀加速直线运动．A从M到N的过程中，B的电势能增加了△Ep=0.06J．已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4．求A到达N点时拉力F的瞬时功率．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；摩擦力的判断与计算；功率、平均功率和瞬时功率．‎ ‎【分析】（1）分别对A和B受力分析，根据共点力平衡求出B所受摩擦力的大小．‎ ‎（2）通过电势能的变化，得出电场力做功，从而得出B移动的距离，根据几何关系求出弹簧的形变量，通过对A在N点、以及B受力分析，根据牛顿第二定律结合胡克定律，求出拉力F的大小，‎ ‎【解答】解：（1）F作用之前，AB处于静止状态，设B所受的静摩擦力大小为 f0，AB间的绳子的张力为FT，据题意 静止时 受力分析如图所示，由平衡条件得：‎ 对A有：mAgsinθ=FT…①‎ 对B有：qE+f0=FT…②‎ 代入数据得：f0=0.4 N…③‎ ‎（2）据题意 A到N点时 受力分析 如图所示由 牛顿第二定律 得：‎ 对A有 F+mAgsinθ﹣FT﹣FKsinθ=mAa…④‎ 对B有 FT′﹣qE﹣f=mBa…⑤‎ 其中 f=μmBg…⑥‎ 设弹簧的伸长量是x，FK=kx…⑦‎ 设物块的位移是d，由电场力做功与电势能的关系得△EP=qEd…⑧‎ 由几何关系得…⑨‎ A由M到N，由得A运动到N的速度为：…⑩‎ 拉力F在N点的瞬时功率为：P=Fv…⑪‎ 由以上各式 代入数据有：P=0.528W…⑫‎ 答：（1）B所受静摩擦力的大小为0.4N．‎ ‎（2）A到达N点时拉力F的瞬时功率为0.528W ‎　‎ ‎2016年12月9日