1、2015-2016学年广东省东莞市南开实验学校高二（上）期初物理试卷一、单项选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目的要求每小题4分）1关于同一电场的电场线，下列表述正确的是（）A电场线是客观存在的B电场线越密，电场强度越小C沿着电场线方向，电势越来越低D电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小2如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b不计空气阻力，则（）A小球带负电B电场力跟重力平衡C小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D小球在运动过程中机械能守恒3如图所示，A、B为
2、两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中正确的是（）A把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片闭合C先把C移去，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开D把C移近导体A，把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合4在真空中的一个点电荷的电场中，离该点电荷距离为r0的一点引入电荷量为q的检验电荷，所受静电力为F，则离该点电荷为r处的场强为（）ABCD5一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场
3、方向竖直向下若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（）A动能减小B电势能增加C动能和电势能之和减小D重力势能和电势能之和增加6如图所示，P、Q是电量相等的两个正电荷，它们的连线中点是O，A、B是PQ连线的中垂线上的两点，OAOB，用EA、EB、A、B分别表示A、B两点的场强和电势，则（）AEA一定大于EB，A一定大于BBEA不一定大于EB，A一定大于BCEA一定大于EB，A不一定大于BDEA不一定大于EB，A不一定大于B7下列关于平行板电容器的电容，说法正确的是（）A跟两极板的正对面积S有关，两极板间距d相等时，S越大，C越大B跟两极板的间距d有关，d越大，C越大C跟两
4、极板上所加电压U有关，U越大，C越大D跟两极板上所带电荷量Q有关，Q越大，C越大8示波管原理图如图所示，当两偏转极XX、YY电压为零时，电子枪发射出的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间（图示坐标的O点，其中x轴与XX电场场强方向重合，x轴正方向垂直纸面指向纸内，y轴与YY电场场强方向重合）若要电子打在图示坐标的第象限，则（）AX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极BX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极CX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极DX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极9如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r的球面上的三
5、点将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大且增量相同不计q1、q2的相互作用，下列判断正确的是（）AQ带负电Bb、c两点电场强度相同Ca、b两点的电场强度的大小之比为1：4Dq1q210如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为l，每单位电压引起的偏移，叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法（）A增大U2B减小lC减小dD增大U1二、不定项选择题（每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目的要求每小题4分全对得4分，对但
6、不全得2分，有错选得0分）11如图所示，三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点来说（）A粒子必先过a，再到b，然后到cB粒子在三点的合力Fa=Fb=FcC粒子在三点的动能大小为EKbEKaEKcD粒子在三点的电势能大小为EPcEPaEPb12如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（）A小球运动过程中机械能守恒B小球经过环的最低点时速度最大C在最低点时球对环的压力为（mg+qE）D
7、在最低点时球对环的压力为3（mg+qE）13如图所示，一绝缘的长为L两端分别带有等量异种电荷的轻杆，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60，若使杆沿顺时针方向转过60（以杆上某一点为圆心转动），则下列叙述正确的是（）A电场力不做功，两电荷电势能不变B电场力做的总功为，两电荷的电势能减少C电场力做的总功为，两电荷的电势能增加D电场力做的总功大小跟转轴位置无关14如图所示，带电平行金属板A，B，板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔一带正电的微粒，带电量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由落下，若微粒恰能落至A，B板的正中央c点，则（）A微粒在下落过程中动能
8、逐渐增加，重力势能逐渐减小B微粒下落过程中重力做功为mg（h+），电场力做功为qUC微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为qUD若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板三填空题（每小题4分，共12分）15密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d可求出小油滴的电荷量q？16如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，一带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处水平飞入两极板间时，如两极板不加电压，则恰好从下板边缘飞出，若给A、B两极板加一电压U
9、，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U=17质量为m，电荷量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧由A运动到B，其速度方向改变角，AB弧长为s，则A、B两点的电势差UAB=，AB中点的场强大小E=四计算题（写出必要的文字说明10+10+12=32分）18如图，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1r2（l）a、b两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？（3）若a、b两点问的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点时电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？19一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如
10、图所示，AB与电场线夹角=30已知带电微粒的质量m=1.0107kg，电量q=1.01010C，A、B相距L=20cm（取g=10m/s2，结果要求二位有效数字）求：（1）试说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由（2）电场强度大小、方向？（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？20如图所示，EF与GH间为一无场区无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上一
11、个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动（不计粒子的重力、管的粗细）求：（1）O处点电荷的电性和电荷量；（2）两金属板间所加的电压2015-2016学年广东省东莞市南开实验学校高二（上）期初物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目的要求每小题4分）1关于同一电场的电场线，下列表述正确的是（）A电场线是客观存在的B电场线越密，电场强度越小C沿着电场线方向，电势越来越低D电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小【考点】电场线；电势【分析】电场线是为
12、了形象的描述电场强弱和方向引入的，并非实际存在的，电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线电势降低【解答】解：A、电场线是人为引入，假象的线，并非真实存在的，故A错误；B、电场线的疏密表示场强的强弱，电场线密的地方电场强，疏的地方电场弱，故错误；C、沿电场线电势降低，电势的高低与电场线的疏密无关，故C正确；D、电势能的高低通过电场力做功来判断，沿电场线运动，电场力不一定做正功，电势能不一定减小，故D错误故选C2如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b不计空气阻力，则（）A小球带负电B电场
13、力跟重力平衡C小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D小球在运动过程中机械能守恒【考点】电势能；机械能守恒定律【分析】小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、电场力和细绳的拉力，电场力与重力必定平衡，可判断小球的电性由电场力做功情况，判断电势能的变化机械能守恒的条件是只有重力做功【解答】解：A、B据题小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、电场力和细绳的拉力，电场力与重力平衡，则知小球带正电故A错误，B正确C、小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大故C错误D、由于电场力做功，所以小球在运动过程中机械能不守恒故D错误故选B3如图所示，A、B为两个相互接触的、用绝缘
14、支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中正确的是（）A把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片闭合C先把C移去，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开D把C移近导体A，把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合【考点】静电场中的导体【分析】当导体A、B放在带正电的附近时，出现感应起电现象电荷周围有电场存在，从而导体A、B处于电场中，在电场力的作用下，使导体中的自由电子重新分布而处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面，内部电场强度为
15、零，且是等势体【解答】解：A、B、感应带电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，故A正确，B错误；C、先把C移走，A、B电荷恢复原状，A、B两端都不带电；若再把A、B分开，A、B上的金属箔片不会张开，故C错误；D、先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A与B上的电荷重新中和，A上的金属箔片闭合，B上的金属
16、箔片也闭合故D错误；故选：A4在真空中的一个点电荷的电场中，离该点电荷距离为r0的一点引入电荷量为q的检验电荷，所受静电力为F，则离该点电荷为r处的场强为（）ABCD【考点】电场强度；库仑定律【分析】先根据电场强度的定义式E=求出离该点电荷距离为r0处的场强大小，再由点电荷场强公式E=k，运用比例求解离该点电荷为r处的场强【解答】解：根据电场强度定义得r0处的场强大小为 E1=根据点电荷的场强公式得E=k，Q为场源电荷的电量，则离该点电荷为r0处的场强为：E1=k，离该点电荷为r处的场强为：E2=k，由上两式之比得： =所以该点电荷为r处的场强的大小为 E2=E1=故选：B5一带电油滴在场强为
17、E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（）A动能减小B电势能增加C动能和电势能之和减小D重力势能和电势能之和增加【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能【分析】由粒子的运动轨迹可知粒子电性，则可求得电场力对粒子所做的功的性质；由动能定理可求得动能的变化；由能量关系可知重力势能与电势能总和的变化，及动能和电势能之和的变化【解答】解：A、粒子由a到b，由运动轨迹可判出粒子受电场力与重力的合力向上，故粒子带负电且电场力大于重力，电场力与重力的合力做正功，由动能定理可知，油滴的动能增大；故A错误；B、由于电场力做正
18、功，故电势能减小，故B错误；C、D、由能量的转化与守恒知，系统中重力势能、动能、电势能之和保持不变，由题易知重力势能增加，故动能和电势能之和减小；同理由前面分析知动能增加，则重力势能和电势能之和减小；故C正确D错误；故选：C6如图所示，P、Q是电量相等的两个正电荷，它们的连线中点是O，A、B是PQ连线的中垂线上的两点，OAOB，用EA、EB、A、B分别表示A、B两点的场强和电势，则（）AEA一定大于EB，A一定大于BBEA不一定大于EB，A一定大于BCEA一定大于EB，A不一定大于BDEA不一定大于EB，A不一定大于B【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度；电势【分析】根据点电荷场强公式E=
19、，运用矢量合成的平行四边形定则求出连线中垂线上各个点的合场强【解答】解：两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，场强最大的P点可能在A点下，也可能在A点上，还可能在A点，由于A、B两点的间距也不确定，故EA可能大于EB，也可能小于EB，还可能等于EB；由于OAOB，故从O到A电势降低小于从O到B电势的降低，故A一定大于B；故A错误，B正确，C错误，D也错误；故选：B7下列关于平行板电容器的电容，说法正确的是（）A跟两极板的正对面积S有关，两极板间距d相等时，S越大，C越大B跟两极板的间距d有关，d越大，C越大C跟两
20、极板上所加电压U有关，U越大，C越大D跟两极板上所带电荷量Q有关，Q越大，C越大【考点】电容【分析】电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关，根据C=，可知电容与两极板的距离、正对面积有关【解答】解：A、根据电容器的决定式可知，电容与正对面积有关，两极板间距d相等时，S越大，则C增大，故A正确；B、根据电容器的决定式可知，电容器与间距d成反比，d越大，则C越小；故B错误；C、电容的大小与电容器两端的电压U及电容器所带的电量无关故CD错误故选：A8示波管原理图如图所示，当两偏转极XX、YY电压为零时，电子枪发射出的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间（图示坐标的O点，其中x轴与X
21、X电场场强方向重合，x轴正方向垂直纸面指向纸内，y轴与YY电场场强方向重合）若要电子打在图示坐标的第象限，则（）AX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极BX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极CX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极DX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极【考点】示波管及其使用；带电粒子在匀强电场中的运动【分析】将粒子的运动沿着x、y和初速度方向进行正交分解，要使粒子打在第三象限，经过YY区间时电场力向下，经过XX区间时电场力向外，再进一步确定各个极板的极性【解答】解：将粒子的运动沿着x、y和初速度方向进行正交分解，沿初速度方向不受外力，做匀速直线运动；打在第三象限，故
22、经过YY区间时电场力向下，即Y接负极；打在第三象限，故经过XX区间时电场力外，即X接负极；故选D9如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r的球面上的三点将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大且增量相同不计q1、q2的相互作用，下列判断正确的是（）AQ带负电Bb、c两点电场强度相同Ca、b两点的电场强度的大小之比为1：4Dq1q2【考点】电场强度；电势能【分析】电场力做功等于电势能的减小量，根据公式E=判断电场强度的大小【解答】解：A、将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电
23、荷的电势能均增大；电场力做功等于电势能的减小量，故电场力做负功，故场源电荷带负电，故A正确；B、根据公式E=，b、c两点电场强度相等，但方向不同，故不同，故B错误；C、根据公式E=，a、b两点与场源间距之比为2：1，故电场强度的大小之比为4：1，故C错误；D、无穷远处的电势能为零，电势能的变化量相同，故电场力做功相同；电场力做功为：W=，由于q1对应的半径小，故电荷量也小，即q1q2，故D错误；故选：A10如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为l，每单位电压引起的偏移，叫做示波
24、管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法（）A增大U2B减小lC减小dD增大U1【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；示波器的使用【分析】根据灵敏度的定义，分析电子的偏转位移的大小，找出灵敏度的关系式，根据关系式来分析灵敏度与哪些物理量有关【解答】解：电子在加速电场中加速，根据动能定理可得，eU1=mv02，所以电子进入偏转电场时速度的大小为，v0=，电子进入偏转电场后的偏转的位移为，h=at2=，所以示波管的灵敏度=，所以要提高示波管的灵敏度可以增大l，减小d和减小U1，所以C正确故选C二、不定项选择题（每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目的要求每小题4分全对得4分，对但不全得2分
25、，有错选得0分）11如图所示，三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点来说（）A粒子必先过a，再到b，然后到cB粒子在三点的合力Fa=Fb=FcC粒子在三点的动能大小为EKbEKaEKcD粒子在三点的电势能大小为EPcEPaEPb【考点】等势面；动能定理的应用；电势能【分析】此题首先要根据三条表示等势面的虚线等距离判断出电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点的电场力是相同的；因带电粒子的运动轨迹是抛物线，所以两种运动方式都有可能；根据abc三点的位置关系以及带电粒子的电势能与
26、动能之间的互化，可判断出经过a、b、c三点时的动能和电势能的大小关系【解答】解：A、由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会的到如图的轨迹选项A错误B、因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等选项B正确；C、带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在C点的动能最大，在b点的动能最小选项C错误D、由对C的分析可知，在b点时的电势能最大，在c点
27、的电势能最小，故D选项正确；故选BD12如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（）A小球运动过程中机械能守恒B小球经过环的最低点时速度最大C在最低点时球对环的压力为（mg+qE）D在最低点时球对环的压力为3（mg+qE）【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】根据机械能守恒的条件判断小球运动过程中机械能是否守恒，通过动能定理判断小球在何位置速度最大，根据动能定理求出最低点的速度，结合牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出球对环的压力大小【解答】解：A、小球在运动的过程中除了
28、重力做功以外，还有电场力做功，机械能不守恒故A错误B、根据动能定理知，在运动到最低点的过程中，电场力和重力一直做正功，到达最低点的速度最大故B正确C、根据动能定理得：mgR+qER=，解得：，根据牛顿第二定律得：NqEmg=m，解得：N=3（mg+qE），则球对环的压力为3（mg+qE）故C错误，D正确故选：BD13如图所示，一绝缘的长为L两端分别带有等量异种电荷的轻杆，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60，若使杆沿顺时针方向转过60（以杆上某一点为圆心转动），则下列叙述正确的是（）A电场力不做功，两电荷电势能不变B电场力做的总功为，两电荷的电势能减少C电场力做的总
29、功为，两电荷的电势能增加D电场力做的总功大小跟转轴位置无关【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】杆沿顺时针方向转过60，电场力对两电荷都做正功，电势能都减少根据W=qEd计算电场力做功，其中d是沿电场方向两点间的距离【解答】解：A、+Q所受电场力水平向右，Q所受电场力水平向左，当杆沿顺时针方向转过60时，电场力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都减小，故A错误B、电场力对正电荷所受的功W1=QE（1cos60）=QEL，电场力对负电荷所受的功：W2=QE（1cos60）=QEL，电场力做的总功为W=W1+W2=QEL，由于电场力做正功，两个电荷的电势能减少，动能增加，故B正确，C错误
30、D、由B可知，电场力做的总功：W=QEL，总功与跟转动轴无关，故D正确故选：BD14如图所示，带电平行金属板A，B，板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔一带正电的微粒，带电量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由落下，若微粒恰能落至A，B板的正中央c点，则（）A微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小B微粒下落过程中重力做功为mg（h+），电场力做功为qUC微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为qUD若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板【考点】电势能；功能关系；带电粒子在匀强电场中的运动【分析】微粒在下落过程中先做加速运动，后做减速运动，动能先增大，后减小重
31、力一直做正功，重力一直减小微粒下落过程中重力做功为mg（h+），电场力做功为qU微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量为qU根据动能定理研究微粒从距B板高2h处自由下落，能否到达A板【解答】解：A、微粒在下落过程中先做加速运动，后做减速运动，动能先增大，后减小重力一直做正功，重力一直减小故A错误 B、微粒下降的高度为h+，重力做正功，为WG=mg（h+），电场力向上，位移向下，电场力做负功，WE=q=qU故B正确 C、微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量等于微粒克服电场力做功EP=qU故C正确 D、由题微粒恰能落至A，B板的正中央c点过程，由动能定理得： mg
32、（h+）qU=0 若微粒从距B板高2h处自由下落，设达到A板的速度为v，则由动能定理得： mg（2h+d）qU=由联立得v=0，即恰好能达到A板故D正确故选BCD三填空题（每小题4分，共12分）15密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d可求出小油滴的电荷量q？【考点】带电粒子在混合场中的运动【分析】小油滴悬浮在两板间电场中不动，处于静止状态即平衡态，再根据E=，即可求的小油滴的电荷量【解答】解：小油滴悬浮在两板间电场中不动，处于静止状态，受力平衡，可得：qE=mg
33、其中：解得：答：小油滴的电荷量q为16如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，一带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处水平飞入两极板间时，如两极板不加电压，则恰好从下板边缘飞出，若给A、B两极板加一电压U，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U=【考点】带电粒子在匀强电场中的运动【分析】两极间不加电压时，粒子做平抛运动，根据平抛运动的特点即可求出金属板的长度L；当两极间加上电压U时，粒子做匀变速曲线运动，即类平抛运动，根据类平抛运动的特点结合牛顿第二定律即可求解U【解答】解：两极间不加电压时，粒子做平抛运动水平方向上：L=vt 竖直方向上： d=gt2 当两极间加上电压U时，
34、粒子做匀变速曲线运动即水平方向上：L=vt竖直方向上： d=at2 由、得：a=g（方向向上）由牛顿运动定律得：qmg=ma解得：U=故答案为：17质量为m，电荷量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧由A运动到B，其速度方向改变角，AB弧长为s，则A、B两点的电势差UAB=0，AB中点的场强大小E=【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度【分析】由题意知电荷在静电力作用下做的是匀速圆周运动，静电力做的功是零得出A、B两点间的电势差静电力是质点做圆周运动的向心力列出等式和点电荷的场强公式结合求解AB弧中点的场强大小【解答】解：由题意知电荷在静电力作用下做的是匀速圆周运动，从A点运动到B点
35、，由动能定理知，静电力做的功是零，所以A、B两点间的电势差UAB=0设场源电荷的电荷量为Q，质点做圆周运动的轨道半径为r，则弧长s=r 静电力是质点做圆周运动的向心力，即弧AB中点的场强大小E=解组成的方程组得E=故答案为：0；四计算题（写出必要的文字说明10+10+12=32分）18如图，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1r2（l）a、b两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？（3）若a、b两点问的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点时电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？【考点】电势能；电势差与电场强度的关系【分析】（1
36、）沿着电场线的方向电势逐渐降低，点电荷周围的等势面是一簇簇球面根据这一规律判断a、b两点的电势（2）根据负电荷在电势高处电势能小、在电势低处电势能大，分析电势能的大小（3）根据W=qU求出电场力所做的功，将q的正负，电势差的正负代入计算【解答】解：（1）沿着电场线方向电势逐渐降低，点电荷Q电场的等势面是以Q点为球心的球面，离Q越近，等势面的电势越高，所以a点电势高（2）a点电势高，而负电荷在电势高处电势能小、在电势低处电势能大，则负电荷放在b点电势能较大（3）负离子由a点移到b点，电场力做功 W=Uq=100（3.21019）J=3.21017J所以电荷克服电场力做功，克服做功为3.21017
37、J答：（l）a点是电势高（2）将一负电荷放在a、b两点，b点电势能较大（3）将二价负离子由a点移到b点，电荷克服电场力做功，克服做功为3.21017J19一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示，AB与电场线夹角=30已知带电微粒的质量m=1.0107kg，电量q=1.01010C，A、B相距L=20cm（取g=10m/s2，结果要求二位有效数字）求：（1）试说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由（2）电场强度大小、方向？（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？【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；动能定理的应
38、用【分析】（1）根据直线运动的条件并结合受力分析，得到电场力的方向，最终分析出物体的运动规律；（2）根据力的合成的平行四边形定则并结合几何关系得到电场力，求出电场强度；（3）对粒子的运动过程运用动能定理列式求解即可【解答】解：（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB直线运动，故合力一定与速度在同一条直线上，可知电场力的方向水平向左，如图所示微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度VA方向相反，微粒做匀减速直线运动即微粒做匀减速直线运动（2）根据共点力平衡条件，有：qE=mgtan1故电场强度E=1.7104N/C，电场强度方向水平向左（3）微粒由A运动到B的速度vB=0，微粒进入电场中的速度最小，
39、由动能定理有：mgLsin+qELcos=mvA2解得vA=2.8m/s即要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是2.8m/s20如图所示，EF与GH间为一无场区无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动（不计粒子的重力
40、、管的粗细）求：（1）O处点电荷的电性和电荷量；（2）两金属板间所加的电压【考点】带电粒子在匀强电场中的运动【分析】根据粒子进入细管，由几何关系求出粒子射出电场时的偏转角，粒子进入细管后做匀速圆周运动，利用平抛运动的知识即可【解答】解：（1）粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力作匀速圆周运动，粒子带正电，则知O处点电荷带负电由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30，进入D点时速度为：v=v0在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足k=m由得：Q=（2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30tan 30=vy=ata=t=由得：U=答：（1）O处点电荷的电性为负和电荷量为；（2）两金属板间所加的电压为2017年3月23日