天津市武清區(qū)楊村中學(xué)2023年秋季學(xué)期高二年級(jí)第一次階段性檢測(cè)物理試卷含答案解析

天津市武清區(qū)楊村中學(xué)2023年秋季學(xué)期高二年級(jí)第一次階段性檢測(cè)

物理試卷

一、單選題（共48分）

1.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.在電勢(shì)高處，電荷具有的電勢(shì)能大

B.沿電場(chǎng)線(xiàn)方向場(chǎng)強(qiáng)減小，電勢(shì)降低

C.場(chǎng)強(qiáng)為零處，電勢(shì)不一定為零

D.電場(chǎng)線(xiàn)密集處場(chǎng)強(qiáng)大，電勢(shì)高

【答案】C

【詳解】

A.在電勢(shì)高處，正電荷具有的電勢(shì)能大，負(fù)電荷具有的電勢(shì)能小，故A錯(cuò)誤；

B.沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低，場(chǎng)強(qiáng)不一定減小，故B錯(cuò)誤；

C.場(chǎng)強(qiáng)為零處，電勢(shì)不一定為零，例如等量同種電荷的連線(xiàn)中點(diǎn)，故C正確；

D.電場(chǎng)線(xiàn)密集處場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電勢(shì)不一定高，故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.如圖所示，在粗糙的水平面上固定一點(diǎn)電荷Q,在M點(diǎn)無(wú)初速度釋放一帶有恒定電量的小物

塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)停止，則從M到N的過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.小物塊所受的電場(chǎng)力逐漸減小

B.小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減小

C.M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N的電勢(shì)

D.小物塊電勢(shì)能的減小量一定等于克服摩擦力做的功

【答案】C

【詳解】

小物塊在從M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程中，一定受到向右的摩擦力，所以庫(kù)侖力一定向左.隨著由M運(yùn)動(dòng)

到M離電荷。距離越來(lái)越大，所以小物塊受到的靜電力即庫(kù)侖力一定減小，A正確；由動(dòng)能定

理可得〃加gx—WE=0,即WE=〃/?gx,靜電力做正功，小物塊具有的電勢(shì)能減小，其減少量等于

克服滑動(dòng)摩擦力做的功值，B、D正確；因點(diǎn)電荷Q的電性未知，不能判斷M、N兩點(diǎn)電勢(shì)的高

低，C錯(cuò)誤.此題選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選C.

3.靜電紡紗是利用高壓靜電場(chǎng)使單纖維兩端帶異種電荷，在電場(chǎng)力作用下使纖維伸直、平行排列

和凝聚的紡紗工藝。如圖所示為其電場(chǎng)分布簡(jiǎn)圖，下列說(shuō)法正確的是（）

A.虛線(xiàn)可能是等勢(shì)線(xiàn)

B.電場(chǎng)強(qiáng)度EAVECVEB

C.負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于其在A點(diǎn)的電勢(shì)能

D.在C點(diǎn)靜止釋放一電子，它將在電場(chǎng)力作用下沿著虛線(xiàn)C。運(yùn)動(dòng)

【答案】C

【詳解】

A.電極是等勢(shì)體，其表面是等勢(shì)面，根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面垂直可知虛線(xiàn)應(yīng)是電場(chǎng)線(xiàn)，選項(xiàng)A錯(cuò)

誤；

B.由電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小可知

EA<EB<EC

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.電場(chǎng)線(xiàn)由高壓電源的正極到負(fù)極，所以A點(diǎn)的電勢(shì)高，C點(diǎn)的電勢(shì)低，由

Ep=q（p

可知，負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于其在A點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)C正確；

D.C。電場(chǎng)是曲線(xiàn)，在C點(diǎn)靜止釋放一電子，在電場(chǎng)力作用下不會(huì)沿著虛線(xiàn)C。運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D

錯(cuò)誤。

故選Co

4.如圖所示，帶箭頭的線(xiàn)段表示某一電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn)的分布情況。一帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌

跡如圖中虛線(xiàn)所示。若只受電場(chǎng)力，則下列判斷中正確的是（）

A.若粒子是從A到B,則粒子帶正電；若粒子是從8到A,則粒子帶負(fù)電

B.帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

C.若粒子是從8運(yùn)動(dòng)到A,則其速度減小

D.粒子從8運(yùn)動(dòng)到A,加速度逐漸增大

【答案】B

【詳解】

A.帶電粒子只受電場(chǎng)力，根據(jù)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合力方向位于軌跡的凹側(cè)，可知電場(chǎng)力方向偏左，與

電場(chǎng)方向相反，則帶電粒子一定帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；

BC.根據(jù)沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，可知A點(diǎn)的電勢(shì)大于8點(diǎn)的電勢(shì)；根據(jù)

Ep=q（p

由于粒子帶負(fù)電，所以帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能；只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)

能與動(dòng)能之和保持不變，則帶電粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能大于在3點(diǎn)的動(dòng)能，若粒子是從8運(yùn)動(dòng)到A,

則其動(dòng)能增大，速度增大，故B正確，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的疏密程度可知，粒子從3運(yùn)動(dòng)到A,電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，受到的電場(chǎng)力逐漸減

小，加速度逐漸減小，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

5.如圖所示，E、八G、”為矩形ABCO各邊的中點(diǎn)，。為EG、”尸的交點(diǎn)，邊的長(zhǎng)度為d。

E、G兩點(diǎn)分別固定一等量正點(diǎn)電荷，另一電荷量為Q的負(fù)點(diǎn)電荷置于4點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度

恰好為零。若將”點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷移到。點(diǎn)，則尸點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋o電力常量為k）

A.寫(xiě),方向向右B.鬻，方向向左

C.嚶,方向向右D.當(dāng)，方向向左

【答案】D

【分析】

【詳解】

當(dāng)負(fù)點(diǎn)電荷在"點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零，根據(jù)公式后二女多可得負(fù)點(diǎn)電荷在F點(diǎn)產(chǎn)生的電

r2

場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=k2,方向水平向左，故兩個(gè)正點(diǎn)電荷在F點(diǎn)產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=

磋，方向水平向右；負(fù)點(diǎn)電荷移到。點(diǎn)，在尸點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ei=k^,方向水平向

左，所以F點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為

問(wèn),4Q一院0_=,憧3（2

方向水平向左，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。

故選D。

6.某空間存在如圖所示的電場(chǎng)，圖中的虛線(xiàn)為電場(chǎng)的等勢(shì)線(xiàn)。一帶電荷量為2e的粒子（不考

慮所受重力）以某一速度從圖中。點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線(xiàn)所示，下列說(shuō)法正確

的是（）

+10V

J+5V

'-10V

A.該粒子帶正電

B.若粒子經(jīng)過(guò)4點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為12eV,則該粒子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為22eV

C.該粒子經(jīng)過(guò)7點(diǎn)時(shí)的加速度為0

D.粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能減小20eV

【答案】B

【詳解】

A.以c點(diǎn)研究，根據(jù)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合力方向位于軌跡的凹側(cè)，可知粒子在c點(diǎn)受到的電場(chǎng)力向

上，根據(jù)沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低結(jié)合電場(chǎng)方向與等勢(shì)面垂直，可知c點(diǎn)處的電場(chǎng)方向向下，則該粒

子受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相反，所以該粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；

B.若粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為12eV,該粒子在d點(diǎn)的電勢(shì)能為

Epd=-2ex（-5V）=10eV

則該粒子的動(dòng)能與電勢(shì)能之和為

E=Ek+Ep=12eV+10eV=22eV

由于粒子只受電場(chǎng)力作用，則該粒子的動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變，該粒子經(jīng)過(guò)。點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

為0,則該粒子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為22eV,故B正確；

C.該粒子經(jīng)過(guò)了點(diǎn)時(shí)，該處的場(chǎng)強(qiáng)不為0,則該粒子經(jīng)過(guò)7點(diǎn)時(shí)的加速度不為0,故c錯(cuò)誤；

D.該粒子在c點(diǎn)的電勢(shì)能為

Epc=-2ex(-10V)=20eV

則粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能增加20eV,故D錯(cuò)誤。

故選Bo

7.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立一直角坐標(biāo)系，如圖所示，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿+y軸前進(jìn)了0.4m到A點(diǎn)，電勢(shì)

降低了10aV,從坐標(biāo)原點(diǎn)沿+%軸前進(jìn)了0.4m到B點(diǎn)，電勢(shì)升高了10&V,取坐標(biāo)原點(diǎn)處的

電勢(shì)為零，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向?yàn)?)

A.50V/m,方向B—AB.50V/m,方向A—B

C.100V/m,方向B—AD.lOOV/m,方向垂直AB斜向下

【答案】A

【詳解】

%軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為

U-10V2「

E，=40B=-^V/m=-25&V/m

y軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為

U0A10V2「

Ey=--=——V/m=25V2V/m

,d0A04

勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

E==50V/m

設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與工軸正方向所成的角為。，可得

tan。=--=—!

匕X

可得

9=135°

勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與x軸正方向所成的角為135。，即方向B-A。

故選Ao

8.一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿龍軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖

所示，其中0?小段是關(guān)于直線(xiàn)％=與對(duì)稱(chēng)的曲線(xiàn)，％2?段是直線(xiàn)，則下列說(shuō)法正確的是

()

A.與處電場(chǎng)強(qiáng)度最小，但不為零

B.粒子在0?％2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，42?久3段做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C.在%1、%2、％3處電勢(shì)仍，82，83的關(guān)系為81<<03

D.%2?段是勻強(qiáng)電場(chǎng)

【答案】D

【詳解】

A.%圖象的斜率表示電場(chǎng)力，石處圖象斜率最小，為零，粒子受到電場(chǎng)力最小，為零，故

修處電場(chǎng)強(qiáng)度最小，為零，故A錯(cuò)誤;

B.Ep-x圖象在0?上段斜率不恒定，粒子受到電場(chǎng)力不恒定，粒子在0?小段做變加速運(yùn)動(dòng)，

Ep-x圖象在X2?與段斜率恒定，粒子受到電場(chǎng)力恒定，粒子的電勢(shì)能增大，粒子的動(dòng)能減小,

粒子在冷?冷段做勻減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤;

C.由圖可知

EpX]<Ep%2<Ep%3

根據(jù)帶負(fù)電的粒子在電勢(shì)高處電勢(shì)能反而小可得

<P1><P2>03

故c錯(cuò)誤;

D.Ep-%圖象在%2?久3段斜率恒定，粒子受到電場(chǎng)力恒定，故式2?％3段是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故D正

確。

故選Do

二、多選題（共24分）

9.如圖所示，一帶電小球懸掛在平行板電容器內(nèi)部，閉合電鍵S,電容器充電后，細(xì)線(xiàn)與豎直方

向夾角為a,下列說(shuō)法正確的有（）

A.保持電鍵S閉合，使兩極板稍靠近一些，a將減小

B.保持電鍵S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，a將增大

C.斷開(kāi)電鍵S,使兩極板稍靠近一些，a將不變

D.斷開(kāi)電鍵S,若將細(xì)線(xiàn)燒斷，小球?qū)⒆鲋本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)

【答案】CD

【詳解】

A.保持電鍵S閉合時(shí)，電容器極板間電壓不變，兩極板靠近時(shí)，板間距減小，由

U

E=-

a

可知極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將增大，小球所受電場(chǎng)力將增大，則a增大，故A錯(cuò)誤；

B.保持電鍵S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，不會(huì)改變電容器兩極板間的電壓，由

U

E=-

a

可知極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，小球所受電場(chǎng)力不變，則a不變，故B錯(cuò)誤；

C.斷開(kāi)電鍵S,則兩極板上的電荷量將保持不變，由

磊，

可得

4兀AQ

ErS

當(dāng)兩極板靠近一些時(shí)，可知極板間的場(chǎng)強(qiáng)不變，貝以不變，故c正確；

D.斷開(kāi)電鍵S后，極板間的場(chǎng)強(qiáng)不變，小球所受電場(chǎng)力不變，若將細(xì)線(xiàn)燒斷，則小球受到的重

力和電場(chǎng)力的合力為恒力，小球?qū)撵o止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故D正確。

故選CDo

10.兩個(gè)點(diǎn)電荷Qi和Q2固定在％軸上。、。兩點(diǎn)，兩者之間連線(xiàn)上各點(diǎn)電勢(shì)高低如圖中曲線(xiàn)所示

（OB>BD）,取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，由圖可知（）

A.8點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零

B.Qi為負(fù)電荷，為正電荷

C.Qi電量一定大于（?2電量

D.將電子沿X軸從A點(diǎn)移到。點(diǎn)，電場(chǎng)力一直做正功

【答案】BCD

【分析】

【詳解】

A.由3-X圖象的斜率看出，B處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤；

B.由題，無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，而Qi處電勢(shì)小于零，<22處電勢(shì)大于零，則知，Qi為負(fù)電荷，Q2為

正電荷，B正確；

C.9圖象的斜率大小等于場(chǎng)強(qiáng)大小，則知B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不為零，即兩電荷的合場(chǎng)強(qiáng)方向不等

于零，B離g較遠(yuǎn)，由公式E=得知，Qi的電荷量大于（22的電荷量，C正確；

D.將電子沿%軸從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，即將電子由低電勢(shì)移到高電勢(shì)點(diǎn)，電場(chǎng)力一直做正功，D正

確。

故選BCDo

11.如圖所示，帶電平行金屬板A、B,板間的電勢(shì)差為U,板間距離為d,A板帶正電，B板中

央有一小孔。一帶正電的微粒，帶電量為4,質(zhì)量為加，自孔的正上方距板高/?處自由落下，若

微粒恰能落至A、B兩板的正中央c點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，則（）

c64

5A

A.微粒在下落過(guò)程中動(dòng)能逐漸增加，重力勢(shì)能逐漸減小

B.微粒在下落過(guò)程中重力做功為7ngm+9，電場(chǎng)力做功為-qU

C.微粒落入電場(chǎng)中，電勢(shì)能逐漸增大，其增加量為

D.若微粒從距B板高2/7處自由下落，則恰好能達(dá)到A板

【答案】CD

【詳解】

A.微粒在下落過(guò)程中重力勢(shì)能逐漸減?。晃⒘＿M(jìn)入電場(chǎng)前做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增加，微粒進(jìn)入電

場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小，故A錯(cuò)誤；

B.微粒下落過(guò)程中重力做功為

WG=mg[h+

電場(chǎng)力做功為

1

WF=--qU

故B錯(cuò)誤；

C.微粒落入電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能逐漸增大，其增加量等于微?？朔妶?chǎng)力做功，則

有

1

%=-WF=-qU

故C正確；

D.微粒從開(kāi)始下落到c點(diǎn)，由動(dòng)能定理可得

mg+=0-0

若微粒從距B板高2萬(wàn)處自由下落，設(shè)達(dá)到A板的速度為明則由動(dòng)能定理得

1

mg(2h+d)—qU=-mv2—0

聯(lián)立解得

v=0

即恰好能達(dá)到A板，故D正確。

故選CDo

12.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.當(dāng)兩個(gè)正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們之間的庫(kù)侖力增大，它們的電勢(shì)能也增加

B.當(dāng)兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們之間的庫(kù)侖力增大，它們的電勢(shì)能也增加

C.電力工人高壓帶電作業(yè)，穿絕緣衣比穿金屬衣（包含金屬絲的織物制成）安全

D.燃?xì)庠铧c(diǎn)火器的放電電極做成了針形，是防止出現(xiàn)尖端放電現(xiàn)象

【答案】AB

【詳解】

A.根據(jù)庫(kù)侖定理可知，當(dāng)兩個(gè)正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們之間的庫(kù)侖力增大，兩個(gè)正點(diǎn)電荷受

到的庫(kù)侖力方向都與其運(yùn)動(dòng)方向相反，庫(kù)侖力做負(fù)功，它們的電勢(shì)能增加，故A正確；

B.根據(jù)庫(kù)侖定理可知，當(dāng)兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們之間的庫(kù)侖力增大，兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷受

到的庫(kù)侖力方向都與其運(yùn)動(dòng)方向相反，庫(kù)侖力做負(fù)功，它們的電勢(shì)能增加，故B正確；

C.電力工人高壓帶電作業(yè)，穿金屬衣（包含金屬絲的織物制成）可以起到靜電屏蔽作用，比穿

絕緣衣安全，故c錯(cuò)誤；

D.燃?xì)庠铧c(diǎn)火器的放電電極做成了針形，是利用尖端放電現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選ABo

三、實(shí)驗(yàn)題（共6分）

13.如甲圖所示是觀察電容器的充、放電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。電源輸出電壓恒為8V,S是單刀雙

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接時(shí)（選填“1”或"2”）平行板電容器放電，流經(jīng)G表的電流方向

與充電時(shí)（選擇“相同”或“相反”），此過(guò)程中電容器的電容將（選填

“增大”或“減小”或“不變”）。

（2）將G表?yè)Q成電流傳感器，電流傳感器可以把電容器放電電流隨時(shí)間變化規(guī)律描繪出來(lái)。一

個(gè)電容器先把它接到8V的電源上充電。然后通過(guò)電流傳感器放電，其電流隨時(shí)間變化圖象如圖

所示。由圖象和坐標(biāo)軸所圍的面積知道電容器放電前所帶的電量。已知如圖所圍的面積約為40

個(gè)方格，電容器充電完畢后再放電，其放電電流隨時(shí)間變化圖像如乙圖所示，由圖可估算出電容

器的電容。=F(保留兩位有效數(shù)字)。

(3)如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R,放電時(shí)/-t曲線(xiàn)與橫軸所圍成的面積將

(填“增大”“不變”或“變小”)；放電時(shí)間將(填“變長(zhǎng)”“不變”或

“變短”)

【答案】⑴.2(2).相反(3).不變(4).4.0x10-4(5).不變(6).變短

【詳解】

(1)[1]放電時(shí)必須將電容器接電阻，故將單刀雙擲開(kāi)關(guān)撥向2；

⑵電容器充電時(shí)，上板接電源正極，電容器上板帶正電，充電時(shí)正電荷流入電容器上板，放電

時(shí)正電荷從上極板流出，故流經(jīng)G表的電流方向與充電時(shí)相反；

⑶電容器電容與極板間距離、正對(duì)面積和電介質(zhì)有關(guān)，該過(guò)程沒(méi)有改變這些因素，故電容器電

容不變。

(2)[4]放電電流隨時(shí)間變化曲線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍面積為電容器的放電量，可得

q=nit=40x0.2x0.4x10-3C=3.2x10-3C

電容器的電容為

q.

C=^=4.0x10-4F

(3)[5]/-t曲線(xiàn)與橫軸所圍成的面積表示電容器的放電量，只減小電阻凡電容器帶電量不

變，故放電時(shí)/-t曲線(xiàn)與橫軸所圍成的面積不變。

⑹只減小電阻凡電容器的放電電流增大，電容器的放電量不變，故放電時(shí)間將變短。

四、解答題(共18分)

14.豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)。其電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用

絲線(xiàn)懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線(xiàn)跟豎直方向成。角時(shí)小球恰好平衡，如圖所示，重力加速

度為g,求:

(1)小球的電性及所帶電荷量仍

(2)從剪斷絲線(xiàn)到小球碰到金屬板所需的時(shí)間建

+

【答案】（1）帶正電，行筆皿；（2）

1Eygtand

【分析】

【詳解】

解析：（1）由于小球處于平衡狀態(tài)，對(duì)小球受力分析如圖所示，小球帶正電;

根據(jù)平衡條件有

FsinO-Qe,Feos

由上述兩式得

tan6=—

mg

故

mgtand

（2）由第（1）問(wèn)知

尸=理

cosd

而剪斷絲線(xiàn)后，小球所受電場(chǎng)力和重力的合力與未剪斷絲線(xiàn)時(shí)絲線(xiàn)的拉力大小相等，故剪斷絲線(xiàn)

后小球所受重力、電場(chǎng)力的合力等于幾小球的加速度

a=￡m=號(hào)cos0

小球由靜止開(kāi)始沿著絲線(xiàn)拉力的反方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到金屬板時(shí)，它經(jīng)過(guò)的位移為

b

S=—

sin。

又由

s=^at2

2

得

t=2匕

gtand

15.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于3、C兩點(diǎn)，在圓心處有

一固定的正點(diǎn)電荷，8點(diǎn)為AC的中點(diǎn)，C點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為粗、電荷量為

-q、套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿桿下滑。已知重力加速度為g,

A點(diǎn)距過(guò)C點(diǎn)的水平面的豎直高度為3R,小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為J頻。求:

(1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為8；

(2)小球滑至C點(diǎn)時(shí)的速度的大??；

(3)若以C點(diǎn)為參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))，試確定A點(diǎn)的電勢(shì)。

【答案】⑴以=-嘿;(2)外=3/；(3)%=一誓

【詳解】

(1)小球從A到'由動(dòng)能定理可得

3R1,

mg-—~qUAB=-mv^

又

=j6gR

解得A、8兩點(diǎn)的電勢(shì)差為

一方

(2)根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)特征可知，所在的圓是一個(gè)等勢(shì)面，所以小球從B到C電場(chǎng)力做的

總功為零，由幾何關(guān)系可得8C的豎直高度為

3

研=

小球從B到&根據(jù)動(dòng)能定理可得

311

mg--R=-mvl--mvl

解得

?C=

(3)以。點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，則有

UAB=—8B=8A—9C

解得

3mgR

(PA=UAB=------

2q

16.如圖所示，在兩條平行的虛線(xiàn)內(nèi)存在著寬度為L(zhǎng)、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在與右側(cè)虛線(xiàn)相距

也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)平行的屏?，F(xiàn)有電荷量為+2q、質(zhì)量為4加的a粒子和電荷量為“、質(zhì)量為

，”的質(zhì)子兩種粒子(粒子的重力均不計(jì))，先后分別以垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向的初速度火射入電場(chǎng)

中，為方向的延長(zhǎng)線(xiàn)與屏的交點(diǎn)為。。試求：

(1)兩種粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間之比；

(2)兩種粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值之比；

(3)質(zhì)子打到屏上的點(diǎn)尸到。點(diǎn)的距離〃

【詳解】

(1)設(shè)a粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間為S，質(zhì)子從射入到打到屏上所用的時(shí)間為t2,根

據(jù)題意，兩種粒子在垂直于電場(chǎng)線(xiàn)的方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，兩種粒子從射入到打到屏上所用的

時(shí)間