1、2016-2017学年安徽省合肥一六八中高二（上）期中物理试卷一、单项选择题（共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，每小题3分，共42分）1如图所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形金属导体上电荷的移动情况是（）A枕形金属导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动C枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动2孤立的A、B两点电荷相距R，A的电量是B的a倍，A的质量是B的b倍，已知A受到的静电力大小为F，则B受到的静电力大小为（）AFB（a+b）FC（
2、ab）FDabF3关于场强E，下面说法正确的是（）A电场中某点的场强方向与放入该点的电荷所受电场力的方向相同B电场中某点的场强大小与放入该点的电荷的电量成正比C两个等量异种点电荷产生的电场中，在两点电荷连线中点处场强最大D两个等量同种点电荷产生的电场中，两点电荷连线中点处的场强为零4如图为某点电荷产生的电场中的一条电场线，若一带负电的粒子从B点运动到A点的过程中，加速度增大而速度减小，则可以确定（）A该点电荷一定带正电B该点电荷可能带正电C该点电荷一定在A点的左侧D该点电荷一定在B点的右侧5一带电量为3109C的电荷从电场中的a点移至b点，电势能增加6108J，则（）A电场中的a点电势比b点低
3、B电场中a、b两点的电势差U=20VC场强方向是由a点指向b点D电荷由a 到b，电场力做功6108J6某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹（图中虚线）上的两点，下列说法中正确的是（）A粒子一定是从B点向A点运动B粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度C粒子在A点的动能小于它在B点的动能D电场中A点的电势高于B点的电势7如图所示，实线表示匀强电场的电场线一个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点若a点电势为a，b点电势为b，则（）A场强方向一定向左，且电势abB场强方向一定向左，且电势abC场强方
4、向一定向右，且电势abD场强方向一定向右，且电势ab8在图所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动，下列说法正确的是（）带电小球有可能做匀速率圆周运动 带电小球有可能做变速率圆周运动 带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小ABCD9如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状态现贴着下板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中（）A电容器的带电量不变B电路将有顺时针方向的短暂电流C带电液滴仍将静止D带电液滴将向上做加速运动10在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极
5、板与灵敏的静电计相接，极板B接地若极板B稍向右移动一点，由观察到静电计指针的变化，作出电容器电容变大的依据是（）A两极间的电压不变，极板上电荷量变小B两极间的电压不变，极板上电荷量变大C极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变小D极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变大11负电荷q绕某一固定的正电荷作半径为r的匀速圆周运动时必须具有V的线速度，如果再增加负电荷的电量至2q，并使轨道半径变为2r，那么此负电荷的（）A速度不变，周期变大B速度不变，周期不变C速度增至V，周期变大D速度增至2V，周期不变12电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能
6、够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间（）A随电压的增大而减小B随电压的增大而增大C加大两板间距离，时间将减小D与电压及两板间距离均无关13单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量决定于（）A电源的电动势B通过电源的电流C内外电路电阻之和D电荷运动一周所需要的时间14两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示，可知两电阻R1：R2等于（）A1：3B3：1C1：D：1二、填空题（共5小题，每小题，4分，共20分）15真空中有一电场，在电场中的P点放一电荷量为4109C的检验电荷，它受到的静电力为2105N，则P点的场强为N/C把检验电荷的电荷量减小为2109C，则检验电荷所受到的
7、静电力为N如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度为N/C16如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小为，方向为17有一个电容器，带电荷量为11005，两极板间电压为200V，电容器电容为F如果使它带电荷量再增加1106C，此时它的电容为F，两极板间的电压为V18如图所示质量为m，带正电的小球以速度v0从O点沿水平方向射入方向向下的匀强电场中，A点是小球运动轨迹上的一点，O、A两点的连线与水平方向夹角=30，则小球通过A点时的动能
8、为19在一个电阻两端加12V电压时，通过它的电流为240mA，当通过它的电流是1.8A时，它两端的电压是V，这个电阻的阻值是三、计算题（共4小题，20题6分，21题10分，22题10分，23题12分，共38分）20将带电荷量为1108C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1106J问：（1）电荷的电势能是增加还是减小？电荷在A点具有多少电势能？（2）A点的电势是多少？21有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A已知铜的密度=8.9103kg/m3，铜的摩尔质量M=6.4102kg/mol，阿弗加德罗常数NA=6.021023mol1，电子的电量大小e=1.610
9、19C，每个铜原子可提供一个自由电子求铜导线中自由电子定向移动的速率22如图所示，一个“V”型玻璃管倒置于竖直平面内，并处于E=103v/m、方向竖直向下的匀强电场中，一个带负电的小球，重为G=103N，电量q=2106C，从A点由静止开始运动，球与管壁的摩擦因数=0.5已知管长AB=BC=2m，倾角=37，且管顶B处有一很短的光滑圆弧求：（1）小球第一次运动到B时的速度多大？（2）小球运动后，第一次速度为0的位置在何处？（3）从开始运动到最后静止，小球通过的总路程是多少？（sin37=0.6，cos37=0.8）23在金属板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压Uo，其周
10、期是T现有电子以平行于金属板的速度vo从两板中央射入（如图甲）已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，求：（1）若电子从t=0时刻射入，在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小（2）若电子从t=0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少多长？（3）若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入，两板间距至少多大？2016-2017学年安徽省合肥一六八中高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，每小题3分，共42分）1如图所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形金属导
11、体上电荷的移动情况是（）A枕形金属导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动C枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动【考点】静电现象的解释【分析】带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，发生了静电感应现象，金属导电的实质是自由电子的移动，正电荷不移动；电荷间的相互作用，同号电荷相互排斥，异种电荷相互吸引【解答】解：A、当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，发生了静电感应现象，在外电场的作用下枕形金属导体自由电子向A移动，故A错误 B、金属导电的实质是自由电子的移动，即负电荷在外
12、电场的作用下枕形金属导体自由电子向A移动，正电荷不移动，故B正确 C、同上可知，C错误 D、同理可知，D错误故选B2孤立的A、B两点电荷相距R，A的电量是B的a倍，A的质量是B的b倍，已知A受到的静电力大小为F，则B受到的静电力大小为（）AFB（a+b）FC（ab）FDabF【考点】库仑定律；牛顿第三定律【分析】A、B两电荷之间的静电力遵守牛顿第三定律，大小相等，与电量、质量无关【解答】解：A、B两电荷之间的静电力是作用力与反作用力关系，根据牛顿第三定律可知，B对A的静电力与A对B的静电力大小相等，则B受到的静电力大小为F故选A3关于场强E，下面说法正确的是（）A电场中某点的场强方向与放入该点
13、的电荷所受电场力的方向相同B电场中某点的场强大小与放入该点的电荷的电量成正比C两个等量异种点电荷产生的电场中，在两点电荷连线中点处场强最大D两个等量同种点电荷产生的电场中，两点电荷连线中点处的场强为零【考点】电场强度【分析】本题考查对电场强度的理解，应抓住这样知识进行解答：场强方向与放入该点的正电荷所受电场力的方向相同；场强的定义式E=，具有比值法定义的共性；电场线的疏密表示电场强度的相对大小【解答】解：A、电场中某点的场强方向与放入该点的正电荷所受电场力的方向相同，与放入该点的负电荷所受电场力的方向相反，故A错误B、电场强度的定义式是E=，采用比值法定义，定义出来的E与F、q无关，所以不能说
14、场强大小与放入该点的电荷的电量成正比，故B错误C、根据电场线的疏密表示电场强度的相对大小，可知在两个等量异种点电荷产生的电场中，由于两点电荷连线中点处电场线最疏，所以场强最小，故C错误D、两个等量同种点电荷产生的电场中，两点电荷连线中点处，根据对称性和电场的叠加原理可知：中点处的场强为零，故D正确故选：D4如图为某点电荷产生的电场中的一条电场线，若一带负电的粒子从B点运动到A点的过程中，加速度增大而速度减小，则可以确定（）A该点电荷一定带正电B该点电荷可能带正电C该点电荷一定在A点的左侧D该点电荷一定在B点的右侧【考点】电场线【分析】带负电的粒子从B点运动到A点时，加速度增大而速度减小，说明场
15、强增大电场力方向与粒子的速度方向相反，方向从A点到B点，负电荷所受电场力方向与场强方向相反，说明电场强度方向是从B点到A点根据电场强度的变化情况，判断点电荷的位置【解答】解：据题，带负电的粒子从B点运动到A点时，速度减小，说明电场力方向从A点到B点，说明电场强度方向是从B点到A点加速度增大，说明场强增大，则点电荷一定在A的左侧，并且一定带负电故选：C5一带电量为3109C的电荷从电场中的a点移至b点，电势能增加6108J，则（）A电场中的a点电势比b点低B电场中a、b两点的电势差U=20VC场强方向是由a点指向b点D电荷由a 到b，电场力做功6108J【考点】电势；电势差【分析】根据公式U=，
16、求出ab间的电势差，即可得到M点电势由此公式求出ab间的电势差根据电场力做功多少，分析电势能的变化，电场力做功场强的方向是电势降落最快的方向【解答】解：A、将负电荷从电场中的a点移至b点，电势能增加，说明电场力做负功，电场力的方向与运动的方向相反；又因为负电荷受到的电场力的方向与电场的方向相反，所以该电荷运动的方向与电势降落的方向相同，即a点的电势高于b点故A错误；B、ab之间的电势差： V故B正确；C、由A的分析可得，该电荷运动的方向与电势降落的方向相同，即a点的电势高于b点，但电势降落的方向并不都是场强的方向，场强的方向是电势降落最快的方向故C错误；D、将负电荷从电场中的a点移至b点，电势
17、能增加，说明电场力做负功故D错误故选：B6某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹（图中虚线）上的两点，下列说法中正确的是（）A粒子一定是从B点向A点运动B粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度C粒子在A点的动能小于它在B点的动能D电场中A点的电势高于B点的电势【考点】电场线；牛顿第二定律；电势【分析】根据做曲线运动的物体所受合外力指向其轨迹的内侧来判断电场力方向，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功时，电势能减小，电场力做负功时，电势能增加【解答】解：A、带电粒子仅在电场力作用下运动，带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，粒子可能
18、是从B点向A点运动，也有可能是从A点向B点运动的，故A错误B、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，粒子在A点时受到的电场力大，故B正确C、带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，假设由A点运动到B点过程中，电场力与轨迹上每一点的切线方向也就是速度方向成钝角，所以电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以粒子在A点的动能大于它在B点的动能，粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能反之一样故C错误D、带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，所以粒子带正电，由于粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能，所以电场中A点的电势低于B点的电势，故D错误故选B7如图所示，实线表示匀强电场的电场线一
19、个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点若a点电势为a，b点电势为b，则（）A场强方向一定向左，且电势abB场强方向一定向左，且电势abC场强方向一定向右，且电势abD场强方向一定向右，且电势ab【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；带电粒子在匀强电场中的运动【分析】粒子在电场力作用下做曲线运动，根据轨迹的弯曲方向，可判断出合力（电场力）的方向，再根据电场力方向和电荷性质判断场强方向根据沿着电场线的方向电势降低的可作出a、b点的等势点（要同在一根电场线），接着沿着电场线去判定电势高低【解答】解：由曲线运动条件可知合力指向曲线
20、的内侧，而电场强度方向应该是电场线上每一点的切线方向，所以该带电粒子所受的电场力一定向右由于该粒子是负电荷，所以场强方向一定向左根据沿着电场线的方向电势降低的作出a、b点的等势点（要同在一根电场线），根据沿着电场线电势降低可判定a点的电势小于b点，即ab故B正确故选：B8在图所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动，下列说法正确的是（）带电小球有可能做匀速率圆周运动 带电小球有可能做变速率圆周运动 带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小ABCD【考点】带电粒子在混合场中的运动；牛顿第二定律；向心力【分析】小球在
21、竖直平面内做圆周运动，重力、电场力、绳子拉力的合力提供向心力，分析各选项，然后答题【解答】解：、当小球所示重力与电场力合力为零时，绳子的拉力提供向心力，合外力做功为零，小球做匀速圆周运动，故正确；、当小球所受重力与电场力合力不为零时，合外力对小球所做的功不为零，小球速度大小发生变化，小球做变速圆周运动，故正确；、当小球做匀速圆周运动时，细线的拉力提供向心力，在圆周上任何一点细线的拉力都相等，如果小球做非匀变速运动，小球带正电时，在最高点细线拉力最小，如果小球带负电且电场力大于重力的情况下，在最高点，小球的拉力最大，故错误；、小球所受重力与电场力不相等，做变速圆周运动，且小球带负电时，当电场力大
22、于重力时，在最低点细线拉力最小，故正确；故选：D9如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状态现贴着下板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中（）A电容器的带电量不变B电路将有顺时针方向的短暂电流C带电液滴仍将静止D带电液滴将向上做加速运动【考点】电容器【分析】根据电容器的定义式C=、决定式，抓住电容器两端间的电势差不变进行判断【解答】解：A、插入一金属板相当于极板间距离变小了，根据决定式，知电容增大，电势差不变，则Q=CU知，电容器带电量增大电路中有逆时针方向的短暂电流故A、B错误C、电势差不变，d减小，则电场强度增大，带电液滴所受的电场力增大，大于重
23、力，将向上做加速运动故C错误，D正确故选D10在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地若极板B稍向右移动一点，由观察到静电计指针的变化，作出电容器电容变大的依据是（）A两极间的电压不变，极板上电荷量变小B两极间的电压不变，极板上电荷量变大C极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变小D极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变大【考点】电容器的动态分析【分析】电容器与电源断开，电量不变，根据决定式判断电容的变化，静电计测量的是两极板间的电势差，根据定义式判断两板间电压的变化【解答】解：根据C=知，极板B稍向右移动一小段距离，d减小，则电容变大，根据C=知，极板
24、上的电荷量几乎不变，两板间的电压变小，则指针偏角变小故选：C11负电荷q绕某一固定的正电荷作半径为r的匀速圆周运动时必须具有V的线速度，如果再增加负电荷的电量至2q，并使轨道半径变为2r，那么此负电荷的（）A速度不变，周期变大B速度不变，周期不变C速度增至V，周期变大D速度增至2V，周期不变【考点】库仑定律；匀速圆周运动【分析】负电荷做匀速圆周运动时，静电引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解速度和周期的表达式进行分析即可【解答】解：负电荷做匀速圆周运动时，静电引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：解得：v=，电量增加为2倍，半径增加为2倍，则线速度不变；周期T=，电量增加为2倍，半径增加为
25、2倍，周期变为2倍；故A正确，BCD错误；故选A12电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间（）A随电压的增大而减小B随电压的增大而增大C加大两板间距离，时间将减小D与电压及两板间距离均无关【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；运动的合成和分解【分析】电子垂直于场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，在平行于金属板的方向做匀速直线运动，由位移公式分析时间与哪些因素【解答】解：电子垂直于场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，在平行于金属板的方向电子不受力而做匀速直线运动，由L=v0t得，电子穿
26、越平行板所需要的时间为t=，与金属板的长成正比，与电子的初速度大小成反比，与其他因素无关，即与电压及两板间距离均无关故选D13单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量决定于（）A电源的电动势B通过电源的电流C内外电路电阻之和D电荷运动一周所需要的时间【考点】闭合电路的欧姆定律【分析】电源电动势是电源做功能力大小的标志，即决定电源释放的总能量【解答】解：在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能因此在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程电源的电动势正是由此定义的，即
27、非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值，称电源的电动势，电动势的物理意义为，在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功所以电源释放的总能量决定于电源的电动势，故A正确故选：A14两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示，可知两电阻R1：R2等于（）A1：3B3：1C1：D：1【考点】欧姆定律【分析】在IU图象中图象中，电阻等于图象的斜率的倒数，由斜率可求得电阻【解答】解：由图可知，R1=；R2=；故R1：R2=tan30：tan60=1：3；故选：A二、填空题（共5小题，每小题，4分，共20分）15真空中有一电场，在电场中的P点放一电荷量为4109C的检
28、验电荷，它受到的静电力为2105N，则P点的场强为5000N/C把检验电荷的电荷量减小为2109C，则检验电荷所受到的静电力为1105N如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度为5000N/C【考点】电场强度【分析】已知检验电荷所受的电场力和电荷量，由场强的定义式E=，即可求解P点的场强由E=变形求解电场力电场强度由电场本身决定，与检验电荷无关【解答】解：由题意：检验电荷的电荷量 q=4109C，所受的静电力 F=2105N，则P点的场强为： E=N/C=5000N/C把检验电荷的电荷量减小为2109C，该点的场强不变，则检验电荷所受到的静电力为： F=qE=21095000N=1105N电场
29、强度反映电场本身的强弱和方向，由电场本身决定，与检验电荷无关，所以如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度不变，仍为5000N/C故答案为：5000；1105；500016如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片不张开（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为静电屏蔽此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小为E，方向为水平向左【考点】静电现象的解释【分析】本题从静电屏蔽的原理出发即可解题金属内部由于电子可以自由移动，会产生一个与外加电场相反的电场，来抵消在金属内部的电场，以保证平衡，从而使金属上电荷重新分布【解
30、答】解：因为在金属内部由于电子可以自由移动，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，金属网罩会产生一个与外加电场相反的电场，来抵消在金属内部的电场，以保证平衡，从而金属上电荷重新分布就是所谓“静电屏蔽”的原理此时验电器不会受到影响，故验电器的箔片不张开故答案为：不张开；静电屏蔽；E；水平向左17有一个电容器，带电荷量为11005，两极板间电压为200V，电容器电容为5108F如果使它带电荷量再增加1106C，此时它的电容为5108F，两极板间的电压为220V【考点】电容【分析】根据电容的定义式C=进行求解电容，对于固定的电容器，其电容是不变的根据这个公式变形即可求得电压【解答】解：由电容的
31、定义式得：C=5108 F，电荷量发生变化时，电容不变，还是5108F由C=得： 两极间的电压为U=V=220V故答案为：5108；5108；22018如图所示质量为m，带正电的小球以速度v0从O点沿水平方向射入方向向下的匀强电场中，A点是小球运动轨迹上的一点，O、A两点的连线与水平方向夹角=30，则小球通过A点时的动能为【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】小球在电场中受到重力和电场力而做类平抛运动，水平方向不受力做匀速运动，运用速度合成，求出P点的速度，再求出动能【解答】解：小球做类平抛运动，tan30=解得，在A点的动能=故答案为：19在一个电阻两端加12V电压时，通过它的电流
32、为240mA，当通过它的电流是1.8A时，它两端的电压是90V，这个电阻的阻值是50【考点】欧姆定律；闭合电路的欧姆定律【分析】（1）已知电阻两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出电阻的阻值；（2）电阻是本身的已知性质，与两端的电压和通过的电流无关，然后根据欧姆定律求出当通过它的电流是1.8A时，它两端的电压【解答】解：（1）电阻的阻值：R=50；（2）因为电阻的阻值与两端的电压和通过的电流无关，所以当通过它的电流是1.8A时，这个电阻的阻值仍为50，此时它两端的电压U=IR=1.850=90V故答案为：90；50三、计算题（共4小题，20题6分，21题10分，22题10分，23题12分，共
33、38分）20将带电荷量为1108C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1106J问：（1）电荷的电势能是增加还是减小？电荷在A点具有多少电势能？（2）A点的电势是多少？【考点】电势能；匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】取无限远处电势为零根据电场力做正功时，电荷的电势能减小，电场力做负功时电势能增加根据电势公式、电场力做功和功能关系进行分析和计算【解答】解：（1）电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1106J，电荷的电势能增加；无限远处电势能为零，则电荷在A点具有1106J的电势能，（2）A点的电势为 V；答：（1）电荷的电势能增加，电荷在A点具有1106J电
34、势能；（2）A点的电势是100V21有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A已知铜的密度=8.9103kg/m3，铜的摩尔质量M=6.4102kg/mol，阿弗加德罗常数NA=6.021023mol1，电子的电量大小e=1.61019C，每个铜原子可提供一个自由电子求铜导线中自由电子定向移动的速率【考点】电流、电压概念【分析】可设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，再解得自由电子定向移动的速率自由电子的数目等于摩尔数与阿弗加德罗常数的乘积，摩尔数等于质量除以摩尔质量【解答】解
35、：设自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为： n=t时间内通过导体截面的电荷量 q=ne 则电流强度为 I=得：v=m/s=7.5105m/s 答：铜导线中自由电子定向移动的速率为7.5105m/s22如图所示，一个“V”型玻璃管倒置于竖直平面内，并处于E=103v/m、方向竖直向下的匀强电场中，一个带负电的小球，重为G=103N，电量q=2106C，从A点由静止开始运动，球与管壁的摩擦因数=0.5已知管长AB=BC=2m，倾角=37，且管顶B处有一很短的光滑圆弧求：（1）小球第
36、一次运动到B时的速度多大？（2）小球运动后，第一次速度为0的位置在何处？（3）从开始运动到最后静止，小球通过的总路程是多少？（sin37=0.6，cos37=0.8）【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】（1）根据牛顿第二定律求出在AB中的加速度，结合速度位移公式求出第一次到达B点的速度（2）根据牛顿第二定律求出在BC中运动的加速度，结合速度位移公式求出第一次速度为零的位置（3）小球最终停在B处，对全过程运用动能定理求出总路程的大小【解答】解：（1）在上滑的过程中受到重力、竖直向上的电场力、垂直玻璃管向下的弹力和沿玻璃管向下的摩擦力，受力如图所示根据牛顿第二定律得：（qEmg）sin
37、37（qEmg）cos37=ma1得：a1=2m/s2所以小球第一次到达B点时的速度为：（2）在下滑的过程中受到重力、竖直向上的电场力、垂直玻璃管向下的弹力和沿玻璃管向上的摩擦力，受力如图所示在BC面上，小球开始从B点做匀减速运动，加速度的大小为：a2=g（sin+cos）=10（sin37+cos37）=10m/s2所以，速度为0时到B的距离为：s=0.4m（3）接着小球又反向向B加速运动，到B后又减 速向A运动，这样不断地往复，最后停在B点如果将全过程等效为一个直线运动，则有：（qEmg）lsin=（qEmg）cosL得：L=3m，即小球通过的全路程为3m答：（1）小球第一次运动到B时的速
38、度为m/s；（2）小球运动后，第一次速度为0的位置在距离B点0.4m处；（3）从开始运动到最后静止，小球通过的总路程是3m23在金属板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压Uo，其周期是T现有电子以平行于金属板的速度vo从两板中央射入（如图甲）已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，求：（1）若电子从t=0时刻射入，在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小（2）若电子从t=0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少多长？（3）若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入，两板间距至少多大？【考点】带电粒子在匀强电场中的运动【分析】（1
39、）电子在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出，在此过程中只有电场力做功，根据动能定理即可解除电子飞出时的速度（2）若电子从t=0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，说明电子在竖直方向前半周期做匀加速直线运动，后半周期做匀减速直线运动，到电子飞出电场最少用时为T；（3）若电子恰能从两板中央平行于板飞出，要满足两个条件，第一竖直方向的位移为零，第二竖直方向的速度为零；则电子竖直方向只能先加速到某一速度vy再减速到零，然后反方向加速度到vy再减速到零【解答】解：（1）电子飞出过程中只有电场力做功，根据动能定理得：e=mv2mv02解得：v=（2）若电子恰能平行于金属板飞出，说明电子在竖直方向前半周期做匀加速
40、直线运动，后半周期做匀减速直线运动，到电子飞出电场最少用时为T；则电子水平方向做匀速直线运动：L=v0T（3）若电子恰能从两板中央平行于板飞出，要满足两个条件，第一竖直方向的位移为零，第二竖直方向的速度为零；则电子竖直方向只能先加速到某一速度vy再减速到零，然后反方向加速到vy再减速到零由于电子穿过电场的时间为T，所以竖直方向每段加速、减速的时间只能为，即电子竖直方向只能先加速时间到达某一速度vy再减速时间速度减小到零，然后反方向加速时间到达某一速度vy，再减速时间速度减小到零，电子回到原高度根据以上描述电子可以从t时刻进入：t=+（k=0，1，2，3） 设两板间距至为d，而电子加速时间的竖直位移为：h=（）2而电子减速时间的竖直位移也为：h所以电子在竖直方向的最大位移为：y=2h=h+（）2 而：y由解得：d=所以d的最小值：d=答：（1）若电子从t=0时刻射入，在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小为（2）若电子从t=0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少v0T（3）若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子可以从t时刻进入：t=+（k=0，1，2，3），两板间距至少2016年11月13日
