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《解析》江西省赣州市南康二中2015-2016学年高二上学期月考物理试卷(10月份) WORD版含解析.doc

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资源描述

1、2015-2016学年江西省赣州市南康二中高二(上)月考物理试卷(10月份)一、选择题(本题共11小题,每小题4分,共40分.在每题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1如图所示,当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上的电荷移动的情况是()A枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动B枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动,正电荷不移动C枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动2两个相同的带异种电荷的导体小球所带电荷量的比值为1

2、:3,相距为r时相互作用的库仑力的大小为F,今使两小球接触后再分开放到相距为2r处,则此时库仑力的大小为()A FB FC FD F3如图所示,用两根绝缘轻细绳悬挂两个小球A和B,这时上、下两根绳子中的张力分别为T1和T2;使两球都带上正电荷,上、下两根绳子中的张力分别为T1和T2,则()AT1=T1BT1T1CT2=T2DT2T24图中a、b是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧?()AQ1、Q2都是正电荷,且Q1Q2BQ1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1|Q2|CQ1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|Q

3、2DQ1、Q2都是负电荷,且|Q1|Q2|5电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是()A铜丝编织的衣服不易拉破B电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零C电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零D铜丝电阻小,能对人体起到保护作用6细胞膜的厚度约等于800nm(1nm=109m),当膜的内外层间的电压达到0.4V时,即可让一价钠离子渗透设细胞膜内的电场为匀强电场,则钠离子在渗透时()A膜内电场强度约为5105V/mB膜内电场强度约为2105V/mC每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为6.410 20JD每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为1.610 19J7如图所示,A、B为竖直

4、方向的一根电场线上的两点,一带电质点在A点由静止释放,沿电场线向上运动,到B点恰好速度为零下列说法中正确的是()A带电质点在A、B两点所受的电场力都是竖直向上的BA点的电势比B点电势高CA点的电场强度比B点的电场强度大D带电质点在A点的电势能比在B点的电势能小8某静电场沿x方向的电势分布如图所示,则()A在0x1之间不存在沿x方向的电场B在0x1之间存在着沿x方向的匀强电场C在x1x2之间存在着沿x方向的非匀强电场D在x1x2之间存在着沿x方向的匀强电场9如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且相互垂直,O点为圆心空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行现有一电子,在电场力作用下(重力

5、不计),先从A点运动到C点,动能减少了W;又从C点运动到B点,动能增加了W,那么关于此空间存在的静电场可能是()A方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场B方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场C位于O点的正点电荷形成的电场D位于D点的正点电荷形成的电场10如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中,最后分别打在正极板的A、B、C处,则()A三种粒子在电场中运动时间相同B三种粒子在电场中的加速度为aAaBaCC三种粒子到达正极板时动能EKCEKBEKAD落在C处的粒子带负电,落在B处的粒子不带电,落在A处的粒子带正电11如

6、图所示,一个带正电的粒子先后分别沿1、2、3、4条不同路径到达同一带负电的导体上(导体与地绝缘),电场力对该带电粒子做功分别为W1、W2、W3和W4,则它们间的关系正确的是()AW1W2W3W4BW1W2=W3W4CW1W2=W3W4DW1=W2=W3=W4二计算题(每题12分,共60分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)12在真空中相距0.3m的光滑平面上,分别放置电量为Q、+4Q的两点电荷qA、qB,在何处放点电荷qC,qC的电量多大时,可使三个电荷都处于平衡状态13如图所示,小球的质量为m,带电量为q,

7、悬挂小球的丝线与竖直方向成角时,小球恰好在匀强电场中静止不动,丝线长度为L(1)小球带何种电荷,电量是多少?(2)若烧断丝线,则小球将作什么运动?(设电场范围足够大)(3)现将小球拉回到悬线竖直的方向上来,则拉力至少做多少功?14如图所示,两块平行金属板A、B带有等量异种电荷,竖直固定在光滑绝缘的小车上,小车的总质量为M,整个装置静止在光滑的水平面上质量为m、带电量为q的小球以初速度v0沿垂直金属板的方向从B板底部小孔射入,且恰好不与A板相碰,求A、B金属板间的电势差?15如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0102V/m,两板相距d=16cm,板长L=30cm一带电量

8、q=1.01016C、质量m=1.01022kg的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:(1)粒子带何种电荷?(2)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大?(3)粒子飞出电场时最大偏角为多大?(用正切值表示即可)16充电后的平行板电容器水平放置,如图所示两板间距离为5cm,在距下板2cm处有一质量为2mg的不带电小球由静止开始下落,小球与下板碰撞时获得2108C的负电荷,并能反弹到离下板4cm的高处已知小球与下板的碰撞无机械能损失,上板的带电荷量为+1.0106C,取g=10m/s2求:(1)两板间的场强E(2)电容器的电容C17如图

9、所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O处,C带正电、D带负电两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒(微粒的重力不计),问:(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大;(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足什么条件;(3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒会通

10、过半圆形金属板间的最低点P点?2015-2016学年江西省赣州市南康二中高二(上)月考物理试卷(10月份)参考答案与试题解析一、选择题(本题共11小题,每小题4分,共40分.在每题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1如图所示,当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上的电荷移动的情况是()A枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动B枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动,正电荷不移动C枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动【考

11、点】静电场中的导体【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:金属导电的实质是自由电子的移动,即负电荷在外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,ACD错误故选:B2两个相同的带异种电荷的导体小球所带电荷量的比值为1:3,相距为r时相互作用的库仑力的大小为F,今使两小球接触后再分开放到相距为2r处,则此时库仑力的大小为()A FB FC FD F【考点】库仑定律【分析】由库仑定律可得出两球在接触前后的库仑力表达式,则根据电量的变化可得出

12、接触后的作用力与原来作用力的关系【解答】解:设一个小球带电量为大小Q,则另一个为大小3Q,根据库伦定律有:两球接触前:F=K接触再分开后,两球分别带电量大小为:Q1=Q2=Q;由库伦定律得:F=K=,故BCD错误,A正确故选:A3如图所示,用两根绝缘轻细绳悬挂两个小球A和B,这时上、下两根绳子中的张力分别为T1和T2;使两球都带上正电荷,上、下两根绳子中的张力分别为T1和T2,则()AT1=T1BT1T1CT2=T2DT2T2【考点】库仑定律【分析】对整体分析,得出上面绳子力的大小关系,隔离对下面小球分析,根据平衡得出下面绳子拉力的大小关系【解答】解:对整体分析,带上电荷和未带上电荷,上面绳子

13、的拉力相等,即T1=T1=(mA+mB)g,未带上电荷时,对下面小球分析,T2=mBg,带上电荷后,T2=mg+F库仑力T2故选:A4图中a、b是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧?()AQ1、Q2都是正电荷,且Q1Q2BQ1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1|Q2|CQ1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|Q2DQ1、Q2都是负电荷,且|Q1|Q2|【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】利用在该点正电荷所受电场力方向为电场强度方向来确定各自电场强度方向然后两点电荷在同一点的场强是由各自电场强度矢量

14、叠加而成的【解答】解:A、Q1,Q2都是正电荷,对放在P点的正试探电荷都是排斥力,故合力在两个排斥力之间的某个方向,由于Q1Q2,故Q2的排斥力较大,故合力偏向左侧,故电场强度偏向左侧,不可能沿指向MN的右侧故A错误;B、Q1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1|Q2|,故Q1对放在P点的正试探电荷的排斥力大于Q2对其的吸引力,故合力偏向右,故电场强度偏向右侧,故B正确;C、Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|Q2,故Q1对放在P点的正试探电荷的吸引力小于Q2对其的排斥力,故合力偏向左,故电场强度偏向左侧,故C错误;D、Q1,Q2都是负电荷,且|Q1|Q2|,对放在P点的正试探电荷都是吸引力,故合

15、力在两个吸引力之间的某个方向,由于|Q1|Q2|,故Q1的吸引力较大,故合力偏向左侧,故电场强度偏向左侧,故D错误;故选:B5电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是()A铜丝编织的衣服不易拉破B电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零C电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零D铜丝电阻小,能对人体起到保护作用【考点】静电场中的导体【分析】处在高压电场中的人体,会有危险电流流过,危及人身安全,因而所有进入高电场的工作人员,都应穿全套屏蔽服 带电作业屏蔽服又叫等电位均压服,是采用均匀的导体材料和纤维材料制成的服装其作用是在穿用后,使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面,从而防护

16、人体免受高压电场及电磁波的危害 成套的屏蔽服装应包括上衣、裤子、帽子、袜子、手套、鞋及其相应的连接线和连接头【解答】解:屏蔽服作用是在穿用后,使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面,从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害等电位说明电势相等而不是等于0,等电势时电势差为0,电场强度为0所以C正确,ABD错误故选C6细胞膜的厚度约等于800nm(1nm=109m),当膜的内外层间的电压达到0.4V时,即可让一价钠离子渗透设细胞膜内的电场为匀强电场,则钠离子在渗透时()A膜内电场强度约为5105V/mB膜内电场强度约为2105V/mC每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为6.41

17、0 20JD每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为1.610 19J【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度【分析】匀强电场中电场强度与电势差的关系为E=,由此式可求E,根据电场力做功与电势差的关系公式W=qU可求每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功【解答】解:AB、由题意得,膜内电场强度为:E=V/m=5105V/m,故A正确,B错误;CD、每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功为:W=qU=1.610190.4J=6.41020J,故C正确,D错误故选:AC7如图所示,A、B为竖直方向的一根电场线上的两点,一带电质点在A点由静止释放,沿电场线向上运动,到B点恰好速度为零下列说法中正确

18、的是()A带电质点在A、B两点所受的电场力都是竖直向上的BA点的电势比B点电势高CA点的电场强度比B点的电场强度大D带电质点在A点的电势能比在B点的电势能小【考点】电势能【分析】带电质点受两个力:重力和电场力质点由静止向上运动,可判断出电场力的方向,根据电场力做的功,判断电势能的变化通过带电质点初末速度为零可比较出两点的电场强度【解答】解:A、由题意可知,带电质点受两个力:重力和电场力开始由静止向上运动,则知电场力大于重力,且电场力方向向上因为在一根电场线上,所以在两点的电场力方向都向上故A正确;B、沿电场线的方向电势逐渐降低,由于质点的电性未知,不能确定电场的方向,所以不能判断a、b电势高低

19、,故B错误;C、在A点,电场力大于重力,到B点恰好速度为零,可知先加速后减速,所以B点所受的电场力小于重力所以A点的电场强度比B点的电场强度大故C正确D、电场力做正功,电势能降低,所以带电质点在A点的电势能比在B点的电势能大故D错误;故选:AC8某静电场沿x方向的电势分布如图所示,则()A在0x1之间不存在沿x方向的电场B在0x1之间存在着沿x方向的匀强电场C在x1x2之间存在着沿x方向的非匀强电场D在x1x2之间存在着沿x方向的匀强电场【考点】电势;电场强度【分析】沿着场强方向电势减小,垂直场强方向电势不变,根据题中图象得到电势变化规律,再判断电场强度的情况【解答】解:A、沿着场强方向电势减

20、小,垂直场强方向电势不变,从0到x1电势不变,故0x1之间电场强度在x方向分量为零,即不存在沿x方向的电场,故A正确,B错误;C、在x1x2之间,电势随着位移均匀减小,故电场强度在x方向没有分量不变,即存在着沿x方向的匀强电场,故C错误,D正确;故选:AD9如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且相互垂直,O点为圆心空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行现有一电子,在电场力作用下(重力不计),先从A点运动到C点,动能减少了W;又从C点运动到B点,动能增加了W,那么关于此空间存在的静电场可能是()A方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场B方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场C位于O点的正

21、点电荷形成的电场D位于D点的正点电荷形成的电场【考点】电场强度【分析】根据电子的电势能的变化确定A和B电势相等如果是匀强电场,AB连线是等势线根据电子先从A点运动至C点,根据动能减少了W去判断A点和C点电势高低,从而判断场强方向如果是点电荷形成的电场,根据电子先从A点运动至C点,根据动能减少了W去判断场强方向【解答】解:现让一电子先从A点运动至C点,动能减少了W,电势能增加;又从C点运动到B点,动能增加了W,所以A和B电势相等A、如果是匀强电场,AB连线是等势线,匀强电场垂直于AB,由于电子先从A点运动至C点,动能减少,所以A点电势大于C点电势,沿着电场线电势一定降低所以方向垂直于AB由O点指

22、向C点,故A正确,B错误C、如果位于O点的正点电荷形成的电场,A点电势等于C点电势,故C错误D、位于D点的正电荷形成的电场,从A点运动到C点,动能减少了;又从C点运动到B点,动能增加了,符合题意,故D正确故选AD10如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中,最后分别打在正极板的A、B、C处,则()A三种粒子在电场中运动时间相同B三种粒子在电场中的加速度为aAaBaCC三种粒子到达正极板时动能EKCEKBEKAD落在C处的粒子带负电,落在B处的粒子不带电,落在A处的粒子带正电【考点】带电粒子在匀强电场中的运动【分析】

23、因为上极板带负电,所以平行板间有竖直向上的电场,正电荷在电场中受到向上的电场力,负电荷受到向下的电场力则不带电的小球做平抛运动,带负电的小球做类平抛运动,加速度比重力加速度大,带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动由此根据平抛和类平抛运动规律求解【解答】解:A、根据题意,三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动,球到达下极板时,在竖直方向产生的位移h相等:h=at2 解得t=由于平行板间有竖直向上的电场,正电荷在电场中受到向上的电场力,向下的合力最小,向下的加速度最小,负电荷受到向下的电场力,向下的合力最大,向下的加速度最大,不带电的小球做平抛运动,加速度为重力加速度g,根据t=

24、得到正电荷运动时间最长,负电荷运动时间最短,不带电的小球所用时间处于中间;故A错误BD、三粒子水平方向做匀速直线运动,水平位移:x=v0t,由于初速度相同,所用时间越长则水平位移越大,所用A粒子带负电,B粒子不带电,C粒子带正电,三种粒子在电场中的加速度为aAaBaC,故B正确D错误C、3种粒子下落过程有重力和电场力做功,它们的初动能相同,根据动能定理合力做功越多则末动能越大,而重力做功相同,A粒子带负电,电场力做正功;B粒子不带电,电场力不做功;C粒子带正电电场力做负功;所以动能EkCEkBEkA,故C错误故选:B11如图所示,一个带正电的粒子先后分别沿1、2、3、4条不同路径到达同一带负电

25、的导体上(导体与地绝缘),电场力对该带电粒子做功分别为W1、W2、W3和W4,则它们间的关系正确的是()AW1W2W3W4BW1W2=W3W4CW1W2=W3W4DW1=W2=W3=W4【考点】等势面;动能定理的应用【分析】电荷在静电场中从一点移到另一点时,电场力的功的值只跟始末两点的位置电势差有关,而和所经过的路径的形状完全无关【解答】解:带正电的粒子,第一次沿直线1移动该电荷,电场力做功为W1;第二次沿路径2移动该电荷,电场力做功W2;第三次沿曲线3移动该电荷,电场力做功为W3,第四次沿曲线4移动该电荷,电场力做功为W4,带负电的导体上表面是个等势体,在四个过程,始末两点的位置电势相同,电

26、场力的功的值只跟始末两点的位置的电势差有关,而和所经过的路径的形状完全无关所以W1=W2=W3=W4故选D二计算题(每题12分,共60分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)12在真空中相距0.3m的光滑平面上,分别放置电量为Q、+4Q的两点电荷qA、qB,在何处放点电荷qC,qC的电量多大时,可使三个电荷都处于平衡状态【考点】库仑定律【分析】A、B、C三个点电荷都处于静止状态,对电荷受力分析,每个电荷都处于受力平衡状态,故根据库仑定律可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果【解答】解:设qCqA、qB

27、如图放置,为保证三个电荷都平衡,qC应当为正电荷,且应在qA、qB延长线的左侧,以qA为对象,受qB、qC的吸引力,二力大小相等,方向相反,有:以qB为对象,有:以qC为对象,有:联立上式,可解得:qC=4Q,r=r=0.3m答:在A左侧0.3m处放点电荷qC,qC的电量4Q时,可使三个电荷都处于平衡状态13如图所示,小球的质量为m,带电量为q,悬挂小球的丝线与竖直方向成角时,小球恰好在匀强电场中静止不动,丝线长度为L(1)小球带何种电荷,电量是多少?(2)若烧断丝线,则小球将作什么运动?(设电场范围足够大)(3)现将小球拉回到悬线竖直的方向上来,则拉力至少做多少功?【考点】电场强度;匀强电场

28、中电势差和电场强度的关系【分析】(1)带电小球有电场力、细线的拉力与重力处于平衡状态,根据图示位置可确定电场力的方向,则由电场线的方向可得出带电小球的电性,及电量大小(2)烧断丝线,则小球从图示位置做初速度为零,加速度不变的匀加速直线运动;(3)球从竖直方向成角的位置缓慢拉回到悬线竖直的方向,由于缓慢即速度大小不变,则根据动能定理来求出拉力做功【解答】解:(1)对小球进行受力分析,由电场力的方向可确定小球带正电,且电量为:q=(2)当线断后,小球的合力为F=;由牛顿第二定律,则有:a=;初速度为零,加速度的方向沿着线的反向,大小为,加速直线运动由上分析可知,当烧断丝线,则小球有沿着线的反向,初

29、速度为零,加速度不变的匀加速直线运动(3)小球从竖直方向成角的位置缓慢拉回到悬线竖直的方向,根据动能定理可得:WF+mghqEd=0则有:WF=qELsinmgL(1cos)将电场强度代入上式可得:WF=mgL(1)答:(1)小球带正电,;(2)小球有沿着线的反向,初速度为零,加速度不变的匀加速直线运动(3)拉力做功mgL(1)14如图所示,两块平行金属板A、B带有等量异种电荷,竖直固定在光滑绝缘的小车上,小车的总质量为M,整个装置静止在光滑的水平面上质量为m、带电量为q的小球以初速度v0沿垂直金属板的方向从B板底部小孔射入,且恰好不与A板相碰,求A、B金属板间的电势差?【考点】动量守恒定律;

30、动能定理的应用【分析】小球以初速度v0沿垂直金属板的方向从B板底部小孔射入,且恰好不与A板相碰,说明小球与电容器板间电场间存在作用力,使小球做减速运动,小车做加速运动,系统所受的合力为零,动量守恒,由动量守恒定律求出小球与小车相同的速度,根据动能定理分别对车和小球研究,即可求出A、B间的电势差【解答】解:由于水平面光滑,所以小车与小球系统水平方向动量守恒,则有 mv0=(m+M)v设两板间电势差为U,两板间距为d,对车,据动能定理得:qS=Mv 2对小球,据动能定理得:q(S+d)=mv02m v 2由上式联立解得:答:A、B金属板间的电势差是15如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场

31、,场强E=4.0102V/m,两板相距d=16cm,板长L=30cm一带电量q=1.01016C、质量m=1.01022kg的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:(1)粒子带何种电荷?(2)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大?(3)粒子飞出电场时最大偏角为多大?(用正切值表示即可)【考点】带电粒子在匀强电场中的运动【分析】(1)平行金属板B板带负电,粒子向B板偏转,粒子带正电(2)当粒子恰好从B板右侧边缘飞出电场时,此时粒子水平位移为L,竖直位移为粒子做类平抛运动,将其分解为水平和竖直两个方向研究,根据牛顿第二定律求出加速度,由

32、运动学公式求出初速度(3)粒子飞出电场时速度与水平方向的夹角的正切值是位移偏转角正切值的2倍【解答】解:(1)由于B板带负电,粒子向B板偏转,说明粒子带正电(2)粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛运动的规律得:竖直方向有: =at2=t2得:t=水平方向有:v0=L=0.3m/s=1.5104m/s所以要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为1.5104m/s;(3)粒子飞出电场时速度与水平方向的夹角的正切值为:tan=2tan=2=2=故:=arctan答:(1)粒子带正电荷 (2)要使粒子恰能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0为1.5104m/s(3)粒子飞出电场时速度与水平方

33、向的夹角为:arctan16充电后的平行板电容器水平放置,如图所示两板间距离为5cm,在距下板2cm处有一质量为2mg的不带电小球由静止开始下落,小球与下板碰撞时获得2108C的负电荷,并能反弹到离下板4cm的高处已知小球与下板的碰撞无机械能损失,上板的带电荷量为+1.0106C,取g=10m/s2求:(1)两板间的场强E(2)电容器的电容C【考点】电容【分析】小球下落过程机械能守恒,小球反弹后以同样大小速度上升过程,重力和电场力对小球做功,根据动能定理即可求得极板之间的电场强度;极板之间的电势差:U=Ed,电容器的电容C由定义式即可求出【解答】解:(1)设开始小球离下板的距离为d1,弹后离下

34、板的距离为d2,上板带电量为Q,碰后小球带量为q由动能定理得:mg(d2d1)+Eqd2=0代入数据得E=500(V/m)(2)设板间距离为d由电容的定义式可知,C=而电势差与场强间的关系:U=Ed 由两式代入数据得:C=4.0108(F)答:(1)两板间的场强E为500V/m(2)电容器的电容C为4.0108(F)17如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O处,C带正电、D带负电两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度

35、可认为大小处处相等,方向都指向O半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒(微粒的重力不计),问:(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大;(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足什么条件;(3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒会通过半圆形金属板间的最低点P点?【考点】动能定理的应用;带电粒子在匀强电场中的运动【分析】运用动能定理研究微粒在加速电场的过程微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,列出等式匀加速直线运动和匀速圆周运动运用各自的规律求解时间【解答】解:(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有(1)解得(2)微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有(2)联立(1)、(2),得(3)微粒从释放开始经t1射出B板的小孔,则(3)设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点,则(4)所以从释放微粒开始,经过微粒第一次到达P点;根据运动的对称性,易知再经过2(t1+t2)微粒再一次经过P点;所以经过时间,k=0,1,2,微粒经过P点答:(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大是;(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足;(3)从释放微粒开始,经过时间,k=0,1,2,微粒经过P点2016年11月15日

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