物理·甘肃省武威六中2016-2017学年高二上学期第一次段考物理试卷 Word版含解析

物理·甘肃省武威六中2016-2017学年高二上学期第一次段考物理试卷 Word版含解析

‎2016-2017学年甘肃省武威六中高二（上）第一次段考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，1-8小题只有一个选项正确，9-12有的小题有多个选项正确）‎ ‎1．下列关于碰撞和爆炸的说法，正确的是（　　）‎ A．非对心碰撞的动量一定不守恒 B．非弹性碰撞的能量不守恒 C．当两物体质量相等时，碰撞后速度互换 D．爆炸过程相互作用时间很短，内力远大于外力，系统总动量守恒 ‎2．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（　　）‎ A．Mv0=（M﹣m）v′+mv B．Mv0=（M﹣m）v′+m（v+v0）‎ C．Mv0=（M﹣m）v′+m（v+v′） D．Mv0=Mv′+mv ‎3．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电引力为F．若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的，它们间的距离变为2r，则它们间的静电引力将变为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎4．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（　　）‎ A．若在A点换上﹣q，A点的场强方向发生改变 B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D．A点场强的大小、方向与q的大小、方向、有无均无关 ‎5．真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q，相距2r，两点电荷连线中点处的场强为（　　）‎ A．0 B． C． D．‎ ‎6．如图所示，两根细线拴着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线中的拉力分别是TA、TB，现在使A、B带同种电荷，此时上、下细线受力分别为TA′、TB′，则（　　）‎ A．TA′=TA，TB′＞TB B．TA′=TA，TB′＜TB C．TA′＜TA，TB′＞TB D．TA′＞TA，TB′＜TB ‎7．四种电场的电场线如图所示．一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中的（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎8．如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎9．下列现象可能发生的是（　　）‎ A．物体所受到的合外力很大，但物体的动量变化很小 B．物体所受到的冲量不为零，但物体的动量大小却不变 C．物体做曲线运动，但动量变化在相等的时间内却相同 D．物体只受到一个恒力的作用，但物体的动量却始终不变 ‎10．如图所示，小车放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时小车和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是（　　）‎ A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时小车也向右运动 B．C与B碰前，C与小车的速率之比为M：m C．C与油泥粘在一起后，小车立即停止运动 D．C与油泥粘在一起后，小车继续向右运动 ‎11．如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升．下列说法正确的是（　　）‎ A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh C．B能达到的最大高度为2h D．B能达到的最大高度为4h ‎12．两点电荷A、B带电量qA＞qB，在真空中相距为L0，现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置当A、B为（　　）‎ A．同种电荷时，在A、B连线上靠近B一侧 B．同种电荷时，在A、B连线上靠近A一侧 C．异种电荷时，在BA连线的延长线上靠近A一侧 D．异种电荷时，在AB连线的延长线上靠近B一侧 ‎　‎ 二、填空题（每空2分，共14分）‎ ‎13．把一带电量为q=3.2×10﹣19C的点电荷放在某电场中的P点，受到的电场力F=9.6×10﹣17N，则P点的电场强度为　　N/C；如果再把此电荷从P点移走，那么P点的电场强度为　　N/C．‎ ‎14．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图甲表示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．‎ ‎（1）下面是实验的主要步骤：‎ ‎①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；‎ ‎②向气垫导轨通入压缩空气；‎ ‎③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；‎ ‎④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；‎ ‎⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；‎ ‎⑥先　　，然后　　，让滑块带动纸带一起运动；‎ ‎⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图丙所示：‎ ‎⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容．‎ ‎（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为　　kg•m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为　　 kg•m/s（保留三位有效数字）．‎ ‎（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是　　．‎ ‎　‎ 三、计算题（每小题10分，共38分）‎ ‎15．如图所示，A、B是带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上，B平衡于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时，恰与A等高．若B的质量为30g，则B所带的电荷量是多少？（重力加速度g取10m/s2，静电力恒量k=9.0×109N・m2/C2）‎ ‎16．如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三个质量均为m，相距均为L，若三球均带电，且qA=+10q，qB=+q，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F作用与C球，使三者一起向右匀速运动，求：‎ ‎（1）F的大小；‎ ‎（2）C球的电性和电荷量．‎ ‎17．如图所示，质量m1=0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.5m，现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，求 ‎（1）物块在车面上滑行的时间t；‎ ‎（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少？‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年甘肃省武威六中高二（上）第一次段考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，1-8小题只有一个选项正确，9-12有的小题有多个选项正确）‎ ‎1．下列关于碰撞和爆炸的说法，正确的是（　　）‎ A．非对心碰撞的动量一定不守恒 B．非弹性碰撞的能量不守恒 C．当两物体质量相等时，碰撞后速度互换 D．爆炸过程相互作用时间很短，内力远大于外力，系统总动量守恒 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】碰撞的基本规律是动量守恒．当两物体质量相等时，发生弹性碰撞后速度互换．爆炸过程相互作用时间很短，内力远大于外力，系统总动量守恒．‎ ‎【解答】解：A、对于非对心碰撞的动量，若合外力为零时，系统的动量守恒，故A错误．‎ B、非弹性碰撞的能量是守恒的，故B错误．‎ C、当两物体质量相等时，发生弹性碰撞时速度才互换．故C错误．‎ D、爆炸过程相互作用时间很短，内力远大于外力，外力的冲量可忽略不计，则系统总动量守恒．故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎2．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（　　）‎ A．Mv0=（M﹣m）v′+mv B．Mv0=（M﹣m）v′+m（v+v0）‎ C．Mv0=（M﹣m）v′+m（v+v′） D．Mv0=Mv′+mv ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】发射炮弹过程中动量守恒，注意根据动量守恒列方程时，要选择同一参照物，注意方程的矢量性、‎ ‎【解答】解：以地面为参照物，发射炮弹过程中动量守恒，所以有：‎ ‎，故BCD错误，A正确．‎ 故选A．‎ ‎　‎ ‎3．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电引力为F．若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的，它们间的距离变为2r，则它们间的静电引力将变为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】由库仑定律可得出变化前后F的表达式，由表达式作比可得出变化后的静电力与F的关系．‎ ‎【解答】解：由库仑定律可得：F=；‎ 变化后F′==‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎4．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（　　）‎ A．若在A点换上﹣q，A点的场强方向发生改变 B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D．A点场强的大小、方向与q的大小、方向、有无均无关 ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】根据场强的定义式E=，判断A点的场强大小；电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关．‎ ‎【解答】解：电场强度E=是通过比值定义法得出的，电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关，故在A点换上﹣q或2q或把q移去，A点的场强都不变，故ABC错误，D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎5．真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q，相距2r，两点电荷连线中点处的场强为（　　）‎ A．0 B． C． D．‎ ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】根据点电荷场强公式E=求出两个点电荷单独存在时的场强，再进行矢量合成．‎ ‎【解答】解：正负点电荷单独存在时，在中点处产生的电场强度都为E1=E2=，且方向相同，故合场强为E=E1+E2=；‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，两根细线拴着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线中的拉力分别是TA、TB，现在使A、B带同种电荷，此时上、下细线受力分别为TA′、TB′，则（　　）‎ A．TA′=TA，TB′＞TB B．TA′=TA，TB′＜TB C．TA′＜TA，TB′＞TB D．TA′＞TA，TB′＜TB ‎【考点】库仑定律；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】A、B始终处于静止状态，分别对带电前后进行受力分析，判断绳子拉力的变化．‎ ‎【解答】解：带电前：对B有：‎ T2=GB 对AB组成的整体有：‎ T1=GA+GB 带电后：对B有：‎ T2′=F电+GB 对整体：‎ T1′=GA+GB 综上所述：T1=T1′，T2＜T2′‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎7．四种电场的电场线如图所示．一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中的（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】电场线；电场强度．‎ ‎【分析】由粒子做加速运动可知，粒子受力方向，则可判断电场线的方向；由加速度的变化可知电荷受力的变化，则由F=Eq可得出场强的变化，则可判断电场线的疏密．‎ ‎【解答】解：因粒子由M到N是加速运动，而粒子带正电，故说明电场线是由M到N的；‎ 因粒子在运动中加速度越大越大，说明受电场力越大越大，则电场强度越大越大，电场线越来越密；故D正确；‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】带电小球沿竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管从A点静止释放，当滑到最低点时，对管壁恰好无压力．在下滑过程中由动能定理可求出最低点的速度大小，从而由牛顿第二定律可求出电场力，从而确定电场强度大小．‎ ‎【解答】解：（1）设圆的半径是r，由A到B，由动能定理得：‎ 在B点，对小球由牛顿第二定律得：‎ 联立以上两式解得：‎ 由于是点电荷﹣Q形成的电场，由得到，等势面上各处的场强大小均相等，即AB弧中点处的电场强度为 故选：B ‎　‎ ‎9．下列现象可能发生的是（　　）‎ A．物体所受到的合外力很大，但物体的动量变化很小 B．物体所受到的冲量不为零，但物体的动量大小却不变 C．物体做曲线运动，但动量变化在相等的时间内却相同 D．物体只受到一个恒力的作用，但物体的动量却始终不变 ‎【考点】动量定理．‎ ‎【分析】物体合力的冲量等于动量的变化；曲线运动速度方向是切线方向，时刻改变，合力可能为恒力，也可能为变力 ‎【解答】解：A、由I=Ft=mv﹣mv0可知，当F很大，但t很小，故动量变化很小，故A正确；‎ B、曲线运动的物体，其动量的大小始终不变，可能做匀速圆周运动，若时间为周期的整数倍，则相等时间内合外力的冲量大小总相等，故B正确；‎ C、物体做曲线运动，速度方向一定改变，速度大小可能改变，在相等时间内物体受到的合外力的冲量可能始终相等，故C正确；‎ D、由Ft=mv﹣mv0可知，动量一定变化，故D错误；‎ 故选：ABC ‎　‎ ‎10．如图所示，小车放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时小车和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是（　　）‎ A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时小车也向右运动 B．C与B碰前，C与小车的速率之比为M：m C．C与油泥粘在一起后，小车立即停止运动 D．C与油泥粘在一起后，小车继续向右运动 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】小车、物块和弹簧组成的系统动量守恒，抓住总动量为零，结合动量守恒定律分析物块和小车的速度之比，以及C与泥粘在一起时的运动情况．‎ ‎【解答】解：A、小车、物块和弹簧组成的系统动量守恒，开始总动量为零，当弹簧伸长的过程中，C向右运动，则小车向左运动，故A错误．‎ B、规定向右为正方向，在C与B碰前，根据动量守恒得，0=mvC﹣Mv，解得vC：v=M：m，故B正确．‎ C、因为小车、物块和 弹簧组成的系统动量守恒，开始总动量为零，当C与泥粘在一起时，总动量仍然为零，则小车停止运动，故C正确，D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升．下列说法正确的是（　　）‎ A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh C．B能达到的最大高度为2h D．B能达到的最大高度为4h ‎【考点】动能定理的应用；功能关系．‎ ‎【分析】B从轨道上下滑过程，只有重力做功，B的机械能守恒．运用机械能守恒定律可求得B与A碰撞前的速度．两个物体碰撞过程动量守恒，即可求得碰后的共同速度．碰后共同体压缩弹簧，当速度为零，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，根据系统的机械能守恒求得最大的弹性势能．当弹簧再次恢复原长时，A与B将分开，根据机械能守恒求得B能达到的最大高度．‎ ‎【解答】解：AB、对B下滑过程，据机械能守恒定律得：mgh=，则得，B刚到达水平地面时的速度 v0=．‎ B与A碰撞过程，以A、B组成的系统为研究对象，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：‎ ‎ mv0=2mv，得A与B碰撞后的共同速度为 v=v0，所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 Epm=•2mv2=mgh，故A错误，B正确；‎ CD、当弹簧再次恢复原长时，A与B将分开，B以v的速度沿斜面上滑，根据机械能守恒定律可得 mgh′=mv2，解得，B能达到的最大高度为 h′=，故CD错误．‎ 故选：B ‎　‎ ‎12．两点电荷A、B带电量qA＞qB，在真空中相距为L0，现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置当A、B为（　　）‎ A．同种电荷时，在A、B连线上靠近B一侧 B．同种电荷时，在A、B连线上靠近A一侧 C．异种电荷时，在BA连线的延长线上靠近A一侧 D．异种电荷时，在AB连线的延长线上靠近B一侧 ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】解决本题一定要把握“放入的电荷处于平衡状态”这一特点进行受力分析．‎ 物体受两个力合力为零，这两个力应该等值，反向．‎ ‎【解答】解：若qA和qB均为固定的正电荷，只要放入的电荷受到的合力为0即可，‎ 通过受力分析可知，‎ 有库仑定律，对q有=‎ 因为qA＞qB．所以rA＞rB 而且保证两个力的方向相反，‎ 所以应将qC置于AB线段上，且靠近B．‎ 若qA和qB为固定的异种电荷，只要放入的电荷受到的合力为0即可，‎ 通过受力分析可知，‎ 有库仑定律，对q有=‎ 因为qA＞qB．所以rA＞rB 而且保证两个力的方向相反，‎ 所以应将qC置于AB连线的延长线上，且靠近B．故AD正确，BC错误；‎ 故选AD．‎ ‎　‎ 二、填空题（每空2分，共14分）‎ ‎13．把一带电量为q=3.2×10﹣19C的点电荷放在某电场中的P点，受到的电场力F=9.6×10﹣17N，则P点的电场强度为　3×102　N/C；如果再把此电荷从P点移走，那么P点的电场强度为　3×102　N/C．‎ ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】放入电场中电荷是试探电荷，电场强度等于试探电荷所受的电场力与电荷量的比值，由场强的定义式E=求解P点的电场强度．将检验电荷移走后，该点的电场强度不变．‎ ‎【解答】解：由场强的定义式E= 得，p点的电场强度为E= N/C=3×102N/C 电场强度是反映电场本身特性的物理量，由电场决定，与试探电荷无关，则将检验电荷移走后，该点的电场强度不变，仍为3×102N/C．‎ 故答案为：3×102，3×102．‎ ‎　‎ ‎14．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图甲表示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．‎ ‎（1）下面是实验的主要步骤：‎ ‎①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；‎ ‎②向气垫导轨通入压缩空气；‎ ‎③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；‎ ‎④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；‎ ‎⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；‎ ‎⑥先　接通打点计时器的电源　，然后　放开滑块1　，让滑块带动纸带一起运动；‎ ‎⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图丙所示：‎ ‎⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容．‎ ‎（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为　0.620　kg•m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为　0.618　 kg•m/s（保留三位有效数字）．‎ ‎（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是　纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用　．‎ ‎【考点】验证动量守恒定律．‎ ‎【分析】（1）明确在使用打点计时器时，应先接通电源后释放纸带；‎ ‎（2）本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量； ‎ ‎（3）明确实验中误差存在的原因，知道在误差允许的范围内可验证动量守恒．‎ ‎【解答】解：（1）⑥使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1；‎ ‎（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：‎ 碰撞前滑块1的动量为：p1=m1v1=0.310×=0.620kg•m/s，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s 碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：（m1+m2）v2=（0.310+0.205）×=0.618kg•m/s ‎（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．‎ 故答案为：（1）⑥接通打点计时器的电源，放开滑块1；（2）0.620，0.618；（3）纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用 ‎　‎ 三、计算题（每小题10分，共38分）‎ ‎15．如图所示，A、B是带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上，B平衡于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时，恰与A等高．若B的质量为30g，则B所带的电荷量是多少？（重力加速度g取10m/s2，静电力恒量k=9.0×109N・m2/C2）‎ ‎【考点】库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】对B球分析，B球受到重力、支持力与库仑力，且三力均不变．所以三力处于平衡状态．运用平衡条件列方程求解．‎ ‎【解答】解：设A、B所带电荷量均为Q，以B为对象，受力分析如右图，根据平衡条件 Ncos30°=mg Nsin30°=F 联立以上三式得 ‎=‎ 答：B所带的电荷量是1×10﹣6C．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三个质量均为m，相距均为L，若三球均带电，且qA=+10q，qB=+q，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F作用与C球，使三者一起向右匀速运动，求：‎ ‎（1）F的大小；‎ ‎（2）C球的电性和电荷量．‎ ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】A球向右加速，合力向右，B球对C球是向左的静电力，故C球对其为吸引力，故C球带负电；‎ 把A、B、C三者作为整体为研究对象，根据牛顿第二定律列式求解．分别以A、B为研究对象，运用静电力公式结合牛顿第二定律列式后联立求解即可．‎ ‎【解答】解：A球向右加速，合力向右，B球对C球是向左的静电力，故C球对其为吸引力，故C球带负电；‎ 设加速度为a，‎ 由牛顿第二定律：对A：；‎ 对B：，‎ 解得：qC=，a=‎ 对整体，根据牛顿第二定律，有：F=3ma，‎ 所以：F=‎ 答：（1）F的大小；‎ ‎（2）C球带负电和电荷量．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，质量m1=0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.5m，现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，求 ‎（1）物块在车面上滑行的时间t；‎ ‎（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少？‎ ‎【考点】动量守恒定律；动量定理；功能关系．‎ ‎【分析】本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题，涉及动量守恒定律、动量定理、功能关系、牛顿第二定律和运动学公式这些物理规律的运用．‎ ‎（1）根据动量守恒定律、动量定理物块在车面上滑行的时间t，首先判断动量是否守恒，再选取正方向列式求解；也可运用运动学公式和牛顿第二定律求解，对m2进行受力分析，求出加速，结合运动学公式v=v0+at可解出结果．‎ ‎（2）根据动量守恒定律、能量守恒求解．也可运用牛顿第二定律求出物体和小车的加速度，由相对运动表示出出物块和小车的相对位移L，再结合运动学公式可解出结果．‎ ‎【解答】解：‎ 解法一：‎ ‎（1）由题意知动量守恒，设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向（如图所示），根据动量守恒定律有 m2v0=（m1+m2）v…①‎ 设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有 ‎﹣Ft=m2v﹣m2v0…②‎ 其中F=μm2g…③‎ 解得 ‎ 代入数据得 t=0.24s…④‎ ‎（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′，则 m2v'0=（m1+m2）v'…⑤‎ 由功能关系有…⑥‎ ‎⑤⑥联立并代入数据解得：v0′=5m/s 故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v0′不能超过5m/s．‎ 解法二：‎ ‎　（1）选物块原来的方向为正，‎ 对小车有a1==m/s2，…①‎ 对物块a2==﹣5m/s2…②‎ 由于物块在车面上某处与小车保持相对静止，物块和车具有共同速度．‎ 所以有v0+a2t=a1t…③‎ ‎①②式代入③式解得t=0.24s ‎（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度v′设小车的位移为s1，物块的位移为s2，物块原来的速度为v0'‎ 对小车有：v′2﹣0=2a1s1…④‎ 对物块有：…⑤‎ s2﹣s1=L…⑥‎ ‎①②④⑤⑥联立解得v0'=5m/s 答：（1）物块在车面上滑行的时间为0.24s ‎（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′不超过5m/s．‎ ‎　‎ ‎2016年10月25日