物理卷·2018届贵州省黔西南州兴义八中高二上学期第一次月考物理试卷 （解析版）

物理卷·2018届贵州省黔西南州兴义八中高二上学期第一次月考物理试卷 （解析版）

‎2016-2017学年贵州省黔西南州兴义八中高二（上）第一次月考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题 ‎1．关于静电场，下列说法正确的是（　　）‎ A．电势等于零的物体一定不带电 B．电场强度为零的点，电势一定为零 C．同一电场线上的各点，电势一定相等 D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 ‎2．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度﹣时间图象如图所示．则这一电场可能是下图中的（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎3．在真空中固定一个正点电荷，一个具有一定初速度的带负电的粒子，仅在这个电荷的电场力作用下，不可能做（　　）‎ A．以点电荷为一个焦点的椭圆运动 B．速度增大、加速度增大的直线运动 C．动能和电势能都不变的运动 D．匀速直线运动或类平抛运动 ‎4．如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别位于A点和B点，两点相距L．在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球+q（视为点电荷），在P点平衡．若不计小球重力，那么，PA与AB的夹角α与Q1、Q2的关系应满足（　　）‎ A．tan2α= B．tan2α= C．tan3α= D．tan3α=‎ ‎5．如图所示，在一真空区域中，AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点上各放置电荷量为+Q和﹣Q的点电荷，设C、D两点的电场强度分别为EC、ED，电势分别为φC、φD，下列说法正确的是（　　）‎ A．EC与ED相同，φC与φD不相等 B．EC与ED不相同，φC与φD相等 C．EC与ED相同，φC与φD相等 D．EC与ED不相同，φC与φD不相等 ‎6．如图所示，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等，在o点处有固定点电荷，已知b点电势低于c点电势．若一带负电粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则（　　）‎ A．两个过程中电场力做功相等 B．前一过程中，粒子的电势能不断减小 C．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功 D．后一过程中，粒子动能不断减小 ‎7．图中，a、b两点在A中是位于以正点电荷为圆心的同一圆周上，在B图中是在导体内部，在C图中是等量异种电荷连线的中垂线上，且aO=bO，在D图中是带带量异种电荷的平行板间，则a、b两点场强相等，电势也相等的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎8．将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地．三个微粒分别落在图中A、B、C三点，不计其重力作用，则（　　）‎ A．三个微粒在电场中运动时间相等 B．三个的带电量相同 C．三个微粒所受电场力的大小关系是FA＜FB＜FC D．三个微粒到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA ‎9．如图所示，长为L，倾角为θ=30o的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v0，则（　　）‎ A．小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能 B．A、B两点的电势差一定为 C．若是匀强电场，则该电场的场强一定是 D．若该电场是AC边中点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷 ‎10．如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动．已知金属块在移动的过程中，力F做功32J，金属块克服电场力做功8J，金属块克服摩擦力做功16J，重力势能增加18J，则在此过程中金属块的（　　）‎ A．动能减少18J B．电势能增加24J C．机械能减少24J D．热能增加16J ‎　‎ 二、填空题 ‎11．如图所示，竖直方向的直线是匀强电场的电场线．质量为m、带电量为﹣q的质点P，从电场边缘的A点射入该电场，并沿直线AB从B点射出电场．直线AB跟电场线夹角为θ，A、B两点间距离为d，匀强电场的场强E=　　，AB两点间电势差为　　．‎ ‎12．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=﹣3V，由此可知D点电势UD=　　V；若该正方形的边长为a=2cm，且电场方向与正方形所在平面平行，则场强为E=　　V/m．‎ ‎　‎ 三、计算题 ‎13．如图所示，MN板间匀强电场的场强E=2.4×104N/C，方向竖直向上，场上A、B两点相距10cm，AB连线与电场方向夹角θ=60o，A点和M板相距2cm，求：‎ ‎（1）UBA等于多少？‎ ‎（2）一点电荷Q=5×10﹣8C，从A移动到B点电场力做的功？‎ ‎（3）若M板接地，则A点电势为？‎ ‎14．一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．将小球拉至水平位置A由静止释放，小球向下摆动，当细线转过120°角时，小球到达B点速度恰好为零．试求：‎ ‎（1）匀强电场的场强大小；‎ ‎（2）小球摆到最低点是时细线对小球的拉力大小？‎ ‎15．如图所示，竖直平面xoy内有三个宽度均为L首尾相接的电场区域ABFE、BCGF和CDHG．三个区域中分别存在方向+y、+y、+x的匀强电场，其场强大小比例为2：1：2．现有一带正电的物体以某一初速度从坐标为（0，L）的P点射入ABFE场区，初速度方向水平向右．物体恰从坐标为（2L，）的Q点射入CDHG场区，已知物体在ABFE区域所受电场力和所受重力大小相等，重力加速度为g，物体可以视作质点，y轴竖直向上，区域内竖直方向电场足够大．求：‎ ‎（1）物体进入ABFE区域时的初速度大小；‎ ‎（2）物体在ADHE区域运动的总时间．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年贵州省黔西南州兴义八中高二（上）第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题 ‎1．关于静电场，下列说法正确的是（　　）‎ A．电势等于零的物体一定不带电 B．电场强度为零的点，电势一定为零 C．同一电场线上的各点，电势一定相等 D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 ‎【考点】电势；电场．‎ ‎【分析】静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，沿电场线电势一定降低．‎ ‎【解答】解：A、静电场中，电势具有相对性，电势为零的物体不一定不带电，故A错误；‎ B、静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，故B错误；‎ C、沿场强方向电势减小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，故沿电场线电势一定降低，故C错误；‎ D、电场线的切线方向表示电场强度的方向，负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故D正确；‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎2．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度﹣时间图象如图所示．则这一电场可能是下图中的（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】匀变速直线运动的图像；电场线．‎ ‎【分析】（1）速度﹣﹣时间图象中，图象的斜率表示加速度；‎ ‎（2）电场线分布密集的地方电场强度大，分布稀疏的地方，电场强度小；‎ ‎（3）负电荷受电场力的方向与电场强度方向相反；‎ ‎（4）对只受电场力作用的带电微粒，电场力越大，加速度越大，也就是电场强度越大，加速度越大．‎ ‎【解答】解：由图象可知，速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，受力方向与运动方向相反．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎3．在真空中固定一个正点电荷，一个具有一定初速度的带负电的粒子，仅在这个电荷的电场力作用下，不可能做（　　）‎ A．以点电荷为一个焦点的椭圆运动 B．速度增大、加速度增大的直线运动 C．动能和电势能都不变的运动 D．匀速直线运动或类平抛运动 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】判定物体的运动类型要根据物体的受力和初速度的方向、大小关系来判定．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，若在电场线上运动，则做加速运动或减速运动，若在等势面上做匀速圆周运动，则电场力大小应该不变；或以点电荷为一个焦点的椭圆运动．该情况下的运动也可以类比地球上的物体的运动．‎ ‎【解答】解：A若粒子初速度的方向与电场线由夹角，负电荷也可能做以点电荷为一个焦点的椭圆运动．故A错误； ‎ B、若负电荷逆电场线运动，离正电荷就越来越近，电场力越来越大，负电荷做加速度增大的加速运动；故B错误；‎ C、若在等势面上做运动，则电场力大小应该不变，恰好提供向心力，则粒子做匀速圆周运动，动能和电势能都不变．故C错误；‎ D、负电荷在电场中一定受到电场力的作用，所以负电荷不可能做匀速直线运动，该电场不是匀强电场，负电荷也不可能做平抛运动．故D正确 本题选不可能的，故选：D．‎ ‎　‎ ‎4．如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别位于A点和B点，两点相距L．在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球+q（视为点电荷），在P点平衡．若不计小球重力，那么，PA与AB的夹角α与Q1、Q2的关系应满足（　　）‎ A．tan2α= B．tan2α= C．tan3α= D．tan3α=‎ ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；库仑定律．‎ ‎【分析】分析带电小球+q的受力情况，作出力图，运用三角形相似法得出+q所受的两个静电力与PB、AP的关系，再由库仑定律求解tan2α．‎ ‎【解答】解：带电小球+q的受力情况如图所示，由图可知，力的三角形F1FPP和几何三角形PBA为两个直角三角形，且有一个角都为α，因此这两个三角形相似，则有 根据库仑定律得 ‎，，‎ 由数学知识得tanα=，故tan3α=．‎ 故选D ‎　‎ ‎5．如图所示，在一真空区域中，AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点上各放置电荷量为+Q和﹣Q的点电荷，设C、D两点的电场强度分别为EC、ED，电势分别为φC、φD，下列说法正确的是（　　）‎ A．EC与ED相同，φC与φD不相等 B．EC与ED不相同，φC与φD相等 C．EC与ED相同，φC与φD相等 D．EC与ED不相同，φC与φD不相等 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】根据题意作出等量异号电荷电场线的分布规律，根据电场线的切线方向和疏密表示电场强度的大小，根据电场线的方向表示电势的大小关系．‎ ‎【解答】解：带等量异号电荷的电场的电场线如图：可以看出C、D两点的电场强度大小相等、方向相同；‎ 沿着电场线电势减小，D点电势一定小于C′点电势，而C′点电势等于C点电势，故D点电势一定小于C点电势；‎ 故A正确，BCD错误；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等，在o点处有固定点电荷，已知b点电势低于c点电势．若一带负电粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则（　　）‎ A．两个过程中电场力做功相等 B．前一过程中，粒子的电势能不断减小 C．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功 D．后一过程中，粒子动能不断减小 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】根据b点电势低于c点电势，可判断出电场线的方向，确定出点电荷的电性，即可知道a、b间与b、c间场强的大小关系，由U=Ed分析电势差关系，由W=qU，分析电场力做功的关系；‎ 根据电场力方向与负电荷速度方向的关系，判断出电场力做功的正负，即可判断电势能和动能的变化．‎ ‎【解答】解：A、B由题，b点电势低于c点电势，则知电场线方向由c指向O，则点电荷带负电，a、b间电场线比b、c间电场线密，则a、b间场强大于b、c间的场强，由公式U=Ed可知，a、b间电势差大于b、c间电势差，由公式W=qU可知，后一过程中电场力做的功大于前一过程中电场力做的功．故AC错误．‎ C、负电荷所受的电场力方向向右，与速度方向相反，则电场力做负功，电势能增大，故B错误； ‎ D、电场力做负功，由动能定理得知，后一过程，粒子动能不断减小，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎7．图中，a、b两点在A中是位于以正点电荷为圆心的同一圆周上，在B图中是在导体内部，在C图中是等量异种电荷连线的中垂线上，且aO=bO，在D图中是带带量异种电荷的平行板间，则a、b两点场强相等，电势也相等的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】电场的叠加．‎ ‎【分析】电势是标量，同一等势面各点电势相等．电场强度是矢量，只有大小和方向均相同时，场强才相同．根据电场线的分布情况和带电导体的特点分析．‎ ‎【解答】解：A、a、b是离点电荷等距的a、b两点，处于同一等势面上，电势相等，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不等．故A错误．‎ B、带电导体内部场强处处为零，整个导体是一个等势体，所以a、b两点的电势及电场强度均相等，故B正确．‎ C、a、b在等量异种电荷连线的垂直平分线上，电势相等，根据电场的对称性，a、b两点场强相同．故C正确．‎ D、a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同，根据顺着电场线电势降低，则知a、b的电势不同．故D错误．‎ 故选：BC ‎　‎ ‎8．将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地．三个微粒分别落在图中A、B、C三点，不计其重力作用，则（　　）‎ A．三个微粒在电场中运动时间相等 B．三个的带电量相同 C．三个微粒所受电场力的大小关系是FA＜FB＜FC D．三个微粒到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】微粒在电场中做类平抛运动，根据运动的合成与分解处理类平抛问题即可．‎ ‎【解答】解：带电微粒进入垂直电场方向进入电场后均做类平抛运动，可沿水平方向建立x轴，竖直方向建立y轴，则有题意有：‎ A、B、C三个微粒在水平方向位移有：xA＞xB＞xC，在竖直方向位移有：yA=yB=yC 因为微粒在水平方向做匀速直线运动，故满足x=v0t得运动时间有t=‎ ‎∵xA＞xB＞xC ‎∴tA＞tB＞tC，所以A错误．‎ ‎∵微粒在y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动，有得：‎ a=‎ 又∵yA=yB=yC，tA＞tB＞tC ‎∴aA＜aB＜aC ‎∵微粒在电场中受电场力产生加速度，则由牛顿第二定律有：F=ma ‎∴有FA＜FB＜FC，所以C正确；‎ 在电场中有F=qE=得到qA＜qB＜qC，所以B错误；‎ 又因为微粒在电场中电场力对微粒做的功等于微粒动能的变化，由于微粒初动能相同，则可以比较电场力做功确定微粒末动能的大小 由于FA＜FB＜FC，yA=yB=yC 所以C正确；‎ 所以有电场力做功WC＞WB＞WA 据W=Ek﹣Ek0由于初动能相同所以有三个微粒到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA 故D正确．‎ 故选CD．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，长为L，倾角为θ=30o的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v0，则（　　）‎ A．小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能 B．A、B两点的电势差一定为 C．若是匀强电场，则该电场的场强一定是 D．若该电场是AC边中点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】根据动能定理和电场力做功公式结合，求解A、B两点的电势差．根据电场力做功的正负，判断小球电势能的大小，当电场力做正功时，小球电势能减小；相反，电势能增大．若电场是匀强电场，根据力学知识确定电场力的最小值，再确定场强的最小值．‎ ‎【解答】解：A、小球从A运动到B的过程中，动能不变，重力势能增加，根据能量守恒定律可知电势能必定减小，则小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能．故A正确；‎ B、根据动能定理得：﹣mgLsinθ+qUAB=mv02﹣mv02=0，得到：UAB==，故B正确；‎ C、若电场力与重力、支持力的合力为零时，小球做匀速直线运动，到达B点时小球速度仍为v0．小球的重力沿斜面向下的分力为mgsinθ一定，则当电场力沿斜面向上，大小为F=mgsinθ时，电场力最小，场强最小．若电场强度与运动方向不共线，则电场力沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力相平衡时，电场力的范围如图：根据矢量的合成法则可知，电场的场强的可能大于．故C错误．‎ D、若该电场是AC边中点的点电荷Q产生的，Q到A的距离小，到B点的距离大，由于B点的电势低与A点的电势，则Q一定是正电荷．故D正确；‎ 故选：ABD．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动．已知金属块在移动的过程中，力F做功32J，金属块克服电场力做功8J，金属块克服摩擦力做功16J，重力势能增加18J，则在此过程中金属块的（　　）‎ A．动能减少18J B．电势能增加24J C．机械能减少24J D．热能增加16J ‎【考点】电势能；功能关系．‎ ‎【分析】在金属块移动的过程中，重力、拉力、电场力和摩擦力做功，总功等于动能的变化，根据动能定理分析动能的增加量．金属块克服电场力做功8.0J，知电势能的增加量．拉力、电场力和摩擦力三力做功的总和等于机械能的变化量．根据功能关系进行分析．‎ ‎【解答】解：A、在金属块移动的过程中，外力F做功为32J，电场力做功为﹣8.0J，摩擦力做功为﹣16J，重力做功﹣18J，则总功为W=32J﹣8.0J﹣16J﹣18J=﹣10J，根据动能定理得知，动能减少10 J．故A错误；‎ B、金属块克服电场力做功8.0J，则电势能增加8J．故B错误；‎ C、外力、电场力和摩擦力做的总功为8J，根据功能关系得知，机械能增加8J．故C错误；‎ D、金属块克服摩擦力做功16J，就有16J的机械能转化为内能，内能增加16J．故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ 二、填空题 ‎11．如图所示，竖直方向的直线是匀强电场的电场线．质量为m、带电量为﹣q的质点P，从电场边缘的A点射入该电场，并沿直线AB从B点射出电场．直线AB跟电场线夹角为θ，A、B两点间距离为d，匀强电场的场强E=　　，AB两点间电势差为　．　．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】质点沿直线运动，所受的合力必定为零，否则不做直线运动，根据共点力平衡求出场强的大小，根据电势差与电场强度的关系求出AB间的电势差．‎ ‎【解答】解：质点做直线运动，知质点做匀速直线运动，则有：qE=mg，解得：E=．‎ 则AB间的电势差为：U=Edcosθ=．‎ 故答案为：，．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=﹣3V，由此可知D点电势UD=　9　V；若该正方形的边长为a=2cm，且电场方向与正方形所在平面平行，则场强为E=　300　V/m．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势．‎ ‎【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．根据电场线与等势面垂直垂直画出电场线，根据U=Ed计算电场强度．‎ ‎【解答】解：匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化都相等，故连接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．‎ 如图作出一条过A点的电场线（红线）．根据几何知识得：AE=‎ 在△AEB中，由正弦定理得：‎ 而UAB=E•ABsinα，AB=a=2cm 联立解得：E=300V/m 故答案为：9；300．‎ ‎　‎ 三、计算题 ‎13．如图所示，MN板间匀强电场的场强E=2.4×104N/C，方向竖直向上，场上A、B两点相距10cm，AB连线与电场方向夹角θ=60o，A点和M板相距2cm，求：‎ ‎（1）UBA等于多少？‎ ‎（2）一点电荷Q=5×10﹣8C，从A移动到B点电场力做的功？‎ ‎（3）若M板接地，则A点电势为？‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】（1）根据电势差与电场强度之间的关系可求得AB两点的电势差；‎ ‎（2）电场力做功W=Uq，注意做功的正负．‎ ‎（3）电势等于相对于零电势点之间的电势差；求出电势差即可求得电势；‎ ‎【解答】解：（1）AB两点间的电势差为：UAB=ELABcosθ=2.4×104×0.1×0.5=1200V；‎ ‎（2）电场力做功为：W=Uq=1200×5×10﹣8C=6×10﹣5J；‎ ‎（3）A点的电势等于A点与M点的电势差，故：φA=UAM=﹣ELMA=﹣1200×0.02=﹣24V；‎ 答：（1）AB两点间的电势差大小为1200V；‎ ‎（2）电场力做的功为6×10﹣5J；‎ ‎（3）若M板接地（电势为0），A点电势φA为﹣24V；‎ ‎　‎ ‎14．一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．将小球拉至水平位置A由静止释放，小球向下摆动，当细线转过120°角时，小球到达B点速度恰好为零．试求：‎ ‎（1）匀强电场的场强大小；‎ ‎（2）小球摆到最低点是时细线对小球的拉力大小？‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】（1）对小球应用动能定理可以求出电场强度．‎ ‎（2）应用动能定理求出小球到达最低点时的速度，然后应用牛顿第二定律求出细线对小球的拉力．‎ ‎【解答】解：（1）小球从A到B过程，由动能定理得：‎ mgLcos30°﹣qEL（1+sin30°）=0﹣0，解得：E=；‎ ‎（2）小球从A点运动到最低点过程，‎ 由动能定理得：mgL﹣qEL=mv2﹣0，‎ 在最低点，由牛顿第二定律得：‎ T﹣mg=m，解得：T=mg；‎ 答：（1）匀强电场的场强大小为；‎ ‎（2）小球摆到最低点是时细线对小球的拉力大小为mg．‎ ‎　‎ ‎15．如图所示，竖直平面xoy内有三个宽度均为L首尾相接的电场区域ABFE、BCGF和CDHG．三个区域中分别存在方向+y、+y、+x的匀强电场，其场强大小比例为2：1：2．现有一带正电的物体以某一初速度从坐标为（0，L）的P点射入ABFE场区，初速度方向水平向右．物体恰从坐标为（2L，）的Q点射入CDHG场区，已知物体在ABFE区域所受电场力和所受重力大小相等，重力加速度为g，物体可以视作质点，y轴竖直向上，区域内竖直方向电场足够大．求：‎ ‎（1）物体进入ABFE区域时的初速度大小；‎ ‎（2）物体在ADHE区域运动的总时间．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；平抛运动．‎ ‎【分析】（1）分析物体的受力情况和运动情况：物体在ABFE区域所受电场力和所受重力大小相等，做匀速直线运动．进入BCGF后，受力竖直向下的重力和竖直向上的电场力，做类平抛运动．根据物体到达Q的速度大小和方向，分析物体进入CDHG的运动情况．在BCDF区域，物体做类平抛运动，水平位移为L，竖直位移为．根据牛顿第二定律求出加速度，运用运动的分解方法，求出初速度．‎ ‎（2）物体在ABFE区域做匀速直线运动，根据位移和初速度求出时间；在BCGF区域，物体做类平抛运动，求出物体到达Q速度大小和方向，物体进入CDHG区域，做匀加速直线运动，由牛顿第二定律和位移公式结合求出时间，再求出总时间．‎ ‎【解答】解：设三个区域的电场强度大小依次为2E、E、2E，‎ 物体在三个区域运动的时间分别t1、t2、t3．‎ ‎（1）在BCGF区域，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律得：‎ mg﹣qE=ma2，由题意可知：2qE=mg，解得：a2=g，‎ 在水平方向有：L=v0t，‎ 在竖直方向有： =a2t22，‎ 解得：v0=，t2=；‎ ‎（2）在ABEF区域．对物体进行受力分析，在竖直方向有：2qE=mg 物体做匀速直线运动，有：v0=，t1=t2=，‎ 在BCGF区域，物体做类平抛运动，有：v0=，t2=，‎ 在Q点竖直方向速度为：vy=a2t2==v0，‎ 则Q点速度为：vQ==，与水平方向夹角为45°，‎ 在CDHG区域 由于2qE=mg，‎ 对物体进行受力分析，F=mg，与水平方向夹角为45°，‎ 与速度方向相同，物体做匀加速直线运动，‎ 水平方向L=v0t3+a3t32，解得：t3=，‎ 运动总时间：t=t1+t2+t3=；‎ 答：（1）物体进入ABFE区域时的初速度大小为；‎ ‎（2）物体在ADHE区域运动的总时间为．‎ ‎　‎ ‎2016年12月10日