物理·广东省清远三中2016-2017学年高二上学期期中物理试卷 Word版含解析

物理·广东省清远三中2016-2017学年高二上学期期中物理试卷 Word版含解析

‎2016-2017学年广东省清远三中高二（上）期中物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（共48分，每题4分；漏选得2分，多选、错选不得分，其中1-8为单选，9-12题为多选）‎ ‎1．月球探测器在研究月球磁场分布时发现，月球上的磁场极其微弱．探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布：下图是探测器在月球上A、B、C、D四个位置所探测到的电子运动轨迹的照片，设在各位置电子速率相同，且电子进入磁场时速度方向均与磁场方向垂直．则由照片可判断这四个位置中磁场最弱的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎2．关于磁感应强度B=，下列说法正确的是（　　）‎ A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于 B．磁感应强度大小与电流元IL的乘积成反比，与F成正比 C．磁感应强度方向与电流元IL在此点的受力方向相同 D．磁感强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关 ‎3．赤道上某处有一竖直方向的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为（　　）‎ A．正东 B．正南 C．正西 D．正北 ‎4．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 µV，磁感应强度的大小为0.040T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（　　）‎ A．1.3 m/s，a正、b负 B．2.7 m/s，a正、b负 C．1.3 m/s，a负、b正 D．2.7 m/s，a负、b正 ‎5．如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，（电流方向和转动方向如图所示）．通电直导线所受磁场力的方向是（　　）‎ A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向里 D．水平向外 ‎6．如图所示，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内．若电子速度为υ，质量为m，带电量为q，磁感应强度为B． 电子在磁场中偏转后从C点射出，∠AOC=120°，下面结论正确的是（　　）‎ A．电子经过磁场的时间为 B．电子经过磁场的时间为 C．磁场半径R为 D．AC间的距离为 ‎7．在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R5的滑动触点向图中a端移动时（　　）‎ A．I变大，U变小 B．I变大，U变大 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 ‎8．有一只电熨斗，内部电路如图甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是（　　）‎ A．a方式为“高”档 B．b方式为“低”档 C．c方式为“关”档 D．d方式为“中”档 ‎9．在如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路．由图象可知（　　）‎ A．电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω B．电阻R的阻值为1Ω C．电源的输出功率为2W D．电源的效率为66.7%‎ ‎10．如图所示的电路中，A为理想电流表，V1和V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电池E内阻不可忽略，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．R2不变时，V2的读数与A读数之比等于R1‎ B．R2不变时，V1的读数与A读数之比等于R1‎ C．R2改变时，V1读数的变化量的绝对值大于V2读数的变化量的绝对值 D．R2改变时，V1读数的变化量的绝对值小于V2读数的变化量的绝对值 ‎11．如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c 三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法正确的是（　　）‎ A．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹 B．由于AB的长度等于BC的长度，故U AB=U BC C．a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变 D．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量 ‎12．如图所示，质量为m的物块，带正电荷Q，开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E=的匀强电场中（设斜面顶端处电势为零），斜面高为H．释放后，物块落地时的电势能为Ep，物块落地时的速度大小为v，则（　　）‎ A．Ep=﹣3mgH B．Ep=﹣mgH C．v=2 D．v=2gH ‎　‎ 二、计算题（本题共52分，每题13分）‎ ‎13．如图所示为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，电阻R=2.5Ω，当电动机以0.5m/s的速度匀速提升一质量为0.32kg的物体时（不计一切摩擦阻力，g=10m/s2），标有“3V　0.6W”的灯泡恰好正常发光，求电动机的内阻？‎ ‎14．一束电子流在经U0=5 000V的加速电场加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两板间距d=0.01m，板长l=0.05cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？‎ ‎15．两个带电小球A和B，质量分别为m1、m2，带有同种电荷，带电荷量分别为q1、q2．A、B两球均放在光滑绝缘的水平板上，A球固定，B球被质量为m3的绝缘挡板P挡住静止，A、B两球相距为d，如图所示．某时刻起挡板P在向右的水平力F作用下开始向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过一段时间带电小球B与挡板P分离，在此过程中力F对挡板做功W．求：‎ ‎（1）力F的最大值和最小值；‎ ‎（2）带电小球B与挡板分离时的速度．‎ ‎16．如图所示，电源电动势为E，内阻r=R，定值电阻R1和R2的阻值均为R．平行板电容器接在R2两端，两极板长度和距离均为d，足够大屏幕与电容器右端距离为d，OO1为电容器中心轴线．一个不计重力、质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点以一定的初速度沿OO1方向射入电场，离开电场时的位置与电容器下极板的距离为．‎ ‎（1）求粒子射入电场时的初速度大小．‎ ‎（2）若将平行板电容器沿竖直中线等分为两部分后均并联在R2两端．左半部分不动，右半部分向右平移，求粒子打在屏幕上的位置与OO1的距离．‎ ‎（3）若将平行板电容器沿竖直中线等分为两部分后均并联在R2两端，将右半部分向右平移x，求粒子打在屏幕上的位置与OO1的最小距离．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年广东省清远三中高二（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共48分，每题4分；漏选得2分，多选、错选不得分，其中1-8为单选，9-12题为多选）‎ ‎1．月球探测器在研究月球磁场分布时发现，月球上的磁场极其微弱．探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布：下图是探测器在月球上A、B、C、D四个位置所探测到的电子运动轨迹的照片，设在各位置电子速率相同，且电子进入磁场时速度方向均与磁场方向垂直．则由照片可判断这四个位置中磁场最弱的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．‎ ‎【分析】电子在月球磁场中做圆周运动时，根据半径公式r=分析得知，半径与磁感应强度成反比，由图分析轨迹半径的大小，即可得到磁感应强度的大小．‎ ‎【解答】解：电子在月球磁场中做匀速圆周运动的半径为r=，m、q、v相同，则半径r与磁感应强度B成反比．由图看出，D照片中电子轨迹半径最大，则磁感应强度B最小，即磁场最弱．故D正确．‎ 故选D ‎　‎ ‎2．关于磁感应强度B=，下列说法正确的是（　　）‎ A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于 B．磁感应强度大小与电流元IL的乘积成反比，与F成正比 C．磁感应强度方向与电流元IL在此点的受力方向相同 D．磁感强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关 ‎【考点】磁感应强度．‎ ‎【分析】磁感应强度B=是采用比值法定义的，B大小与F、IL无关，由磁场本身决定的．‎ ‎【解答】解：A、若电流的方向与磁场方向垂直，磁感应强度B=，否则B，故A错误．‎ B、磁感应强度大小与电流元IL的乘积无关，故B错误．‎ C、根据左手定则知，磁感应强度的方向与电流元在此点的受力方向不同，故C错误．‎ D、磁感强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关．故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎3．赤道上某处有一竖直方向的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为（　　）‎ A．正东 B．正南 C．正西 D．正北 ‎【考点】左手定则；安培力．‎ ‎【分析】根据电流的方向、磁场的方向，通过左手定则判断安培力的方向．‎ ‎【解答】解：地磁场的方向在赤道处从南向北，电流的方向竖直向下，根据左手定则，安培力的方向为向东．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎4．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 µV，磁感应强度的大小为0.040T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（　　）‎ A．1.3 m/s，a正、b负 B．2.7 m/s，a正、b负 C．1.3 m/s，a负、b正 D．2.7 m/s，a负、b正 ‎【考点】霍尔效应及其应用．‎ ‎【分析】血液中正负离子流动时，会受到洛伦兹力，发生偏转，正离子往哪一个电极偏转，哪一个电极带正电．电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．根据平衡可求出血流速度．‎ ‎【解答】解：血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，‎ 所以正离子向上偏，负离子向下偏．则a带正电，b带负电．‎ 最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有q=qvB，所以v==m/s=1.3m/s．故A正确，B、C、D错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，（电流方向和转动方向如图所示）．通电直导线所受磁场力的方向是（　　）‎ A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向里 D．水平向外 ‎【考点】安培力；电流的磁场对磁针的作用．‎ ‎【分析】带电圆盘转动时形成环形电流，利用右手螺旋定则判断出环形电流在导线处的磁场方向，然后根据左手定则即可正确判断通电直导线所受磁场力的方向．‎ ‎【解答】解：带电圆盘如图转动时，形成逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上，根据左手定则，伸开左手，让四指和电流方向一致，磁感线穿过手心，则大拇指指向纸面内侧，因此安培力的方向水平向里，故ABD错误，C正确．‎ 故选C．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内．若电子速度为υ，质量为m，带电量为q，磁感应强度为B． 电子在磁场中偏转后从C点射出，∠AOC=120°，下面结论正确的是（　　）‎ A．电子经过磁场的时间为 B．电子经过磁场的时间为 C．磁场半径R为 D．AC间的距离为 ‎【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．‎ ‎【分析】由题意可知电子运动的轨迹，由几何关系可得出电子转动的半径及所对的圆心角，则可求得电子经过磁场的时间、AC的距离及磁场圆的半径．‎ ‎【解答】解：由Bqv=m可得：r=，由图可知电子在磁场中转过的圆心角为60°，根据几何知识可知AC长等于半径r=，故D错误；‎ 电子转动的时间t=T=×=，故B正确；A错误；‎ 对AOC分析可知，半径AO==，故C错误；‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎7．在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R5的滑动触点向图中a端移动时（　　）‎ A．I变大，U变小 B．I变大，U变大 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定电流表A和电压表的读数变化．‎ ‎【解答】解：当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，则由闭合电路欧姆定律知，总电流I变大，路端电压变小，U变小．电路中并联部分电压变小，则I变小．‎ 故选D ‎　‎ ‎8．有一只电熨斗，内部电路如图甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是（　　）‎ A．a方式为“高”档 B．b方式为“低”档 C．c方式为“关”档 D．d方式为“中”档 ‎【考点】串联电路和并联电路．‎ ‎【分析】由P=可知，当电阻最小时，功率最高，为高档；电阻最大时，功率最小，为低档；根据串并联电路的规律可得出接法．‎ ‎【解答】解：a中回路未闭合，故a方式为“关挡”，b中总电阻Rb=R1+R2，c中总电阻为Rc=R1，d中总电阻为 Rd=，由公式P=可知，d方式为“高”档，c方式为“中”档，b方式为“低”档，所以B正确，A、C、D错误；‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎9．在如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路．由图象可知（　　）‎ A．电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω B．电阻R的阻值为1Ω C．电源的输出功率为2W D．电源的效率为66.7%‎ ‎【考点】闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】由电源的路端电压与电流的关系图象与纵轴的交点读出电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻．电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻．两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率和效率．‎ ‎【解答】解：‎ A、根据闭合电路欧姆定律得U=E﹣Ir，当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则r=．故A正确．‎ B、电阻R=．故B正确．‎ C、两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为P出=UI=4W．故C错误．‎ D、电源的效率η==66.7%．故D正确．‎ 故选：ABD ‎　‎ ‎10．如图所示的电路中，A为理想电流表，V1和V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电池E内阻不可忽略，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．R2不变时，V2的读数与A读数之比等于R1‎ B．R2不变时，V1的读数与A读数之比等于R1‎ C．R2改变时，V1读数的变化量的绝对值大于V2读数的变化量的绝对值 D．R2改变时，V1读数的变化量的绝对值小于V2读数的变化量的绝对值 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】首先明确理想电压表对电路没有影响，分析电路结构时，电压表看作与被测电路断开．根据伏安法原理，能知道测量哪个电阻的阻值．由路端电压（即两电压表示数之和）的变化来确定两个电压表变化量的大小．‎ ‎【解答】解：A、R2不变时，，故A错误．‎ ‎ B、R2不变时，，故B正确．‎ ‎ C、D，当R2增大时，电流I减小，U1减小，U2=E﹣I（R1+r）增大，路端电压U=E﹣Ir增大，而U1+U2=U，则可知U1的减小量小于U2的增加量；‎ ‎ 同理，R2减小时，U1的增加量小于U2的减小量．故D正确．‎ 故选BD ‎　‎ ‎11．如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c 三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法正确的是（　　）‎ A．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹 B．由于AB的长度等于BC的长度，故U AB=U BC C．a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变 D．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量 ‎【考点】电场线．‎ ‎【分析】电场线的疏密反映了电场强度的大小；根据曲线运动的条件判断电场力方向；结合离心运动的条件列式比较粒子质量大小．‎ ‎【解答】解：A、图为某一点电荷所形成的一簇电场线，由于没有说明是正电荷的电场，还是负电荷的电场，所以无法判断出电场线的方向；所以不能判断出abc三种粒子的电性；故A错误；‎ B、根据公式U=，由于AB间的平均场强小于BC间的平均场强，故UAB＜UBC，故B错误；‎ C、由于电场线的疏密表示电场强度的大小，粒子只受电场力，故a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，故C正确；‎ D、a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹；且三个粒子的电荷量大小相等；故静电力相等；由于b粒子做圆周运动，说明向心力等于静电力；C 粒子做向心运动，故静电力大于需要的向心力，根据F=m，C粒子的质量较小；故D正确；‎ 故选：CD．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，质量为m的物块，带正电荷Q，开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E=的匀强电场中（设斜面顶端处电势为零），斜面高为H．释放后，物块落地时的电势能为Ep，物块落地时的速度大小为v，则（　　）‎ A．Ep=﹣3mgH B．Ep=﹣mgH C．v=2 D．v=2gH ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】由电场力做功等于电势能的变化可得物块落地时的电势能，运用动能定理解决这个问题 ‎【解答】解：物块的受力如图：所以小球将沿合力的方向斜向下运动，沿水平方向的位移：‎ A、B、由电场力做功等于电势能的变化可得物块落地时的电势能为：E P=﹣qEx=﹣3mgH，故A正确，B错误；‎ C、D、运用动能定理研究从开始到落地过程，‎ mgH+qEx=﹣0‎ 即：mgH+mgx=﹣0‎ 所以：v=2，故CD错误；‎ 故选：A ‎　‎ 二、计算题（本题共52分，每题13分）‎ ‎13．如图所示为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，电阻R=2.5Ω，当电动机以0.5m/s的速度匀速提升一质量为0.32kg的物体时（不计一切摩擦阻力，g=10m/s2），标有“3V　0.6W”的灯泡恰好正常发光，求电动机的内阻？‎ ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】由灯泡的性质及串并联电路的规律可得出电动机两端的电压及电流，再由功率公式可求得电动机内阻．‎ ‎【解答】解：电动机输出功率P出=mgv=0.32×10×0.5=1.6 W，‎ 灯泡中电流IL===0.2 A，‎ 干路电流I===1 A，‎ 电动机中电流IM=I﹣IL=1﹣0.2=0.8 A，‎ 电动机的功率P=U额IM=IM2RM+P出，计算得RM===1.25Ω；‎ 答：电动机的内阻为1.25Ω．‎ ‎　‎ ‎14．一束电子流在经U0=5 000V的加速电场加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两板间距d=0.01m，板长l=0.05cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】粒子先加速再偏转，先根据动能定理求出粒子加速获得的速度．再研究粒子在偏转电场中的过程，由题意可知当电子恰好飞出时，所加电压最大；由运动的合成与分解关系可得出电压的最大值．‎ ‎【解答】解：设极板间电压为U′时，电子能飞出平行板间的偏转电场．‎ 加速过程，由动能定理得：eU0=mv…①‎ 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动：l=v0t…②‎ 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度：a==…，③‎ 偏转距离：y=at2…④‎ 能飞出的条件为：y≤…⑤‎ 解①②③④⑤式得：‎ U′≤= V=400 V．‎ 答要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加400V电压．‎ ‎　‎ ‎15．两个带电小球A和B，质量分别为m1、m2，带有同种电荷，带电荷量分别为q1、q2．A、B两球均放在光滑绝缘的水平板上，A球固定，B球被质量为m3的绝缘挡板P挡住静止，A、B两球相距为d，如图所示．某时刻起挡板P在向右的水平力F作用下开始向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过一段时间带电小球B与挡板P分离，在此过程中力F对挡板做功W．求：‎ ‎（1）力F的最大值和最小值；‎ ‎（2）带电小球B与挡板分离时的速度．‎ ‎【考点】库仑定律；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】（1）两种电荷间存在斥力，在斥力作用下，B球先与P板一起向右做匀加速运直到两者分离，库仑斥力不断减小，以B和P整体为研究对象，可知，开始运动时力F最小，分离时力F最大，根据牛顿第二定律和库仑定律求解．‎ ‎（2）B球与挡板分离时，以B球为研究对象，由牛顿第二定律求出加速度，再运用运动学公式求解B、P分离时的速度．‎ ‎【解答】解：（1）开始运动时力F最小，以B球和挡板整体为研究对象，由牛顿第二定律得：‎ F1+k=（m3+m2）a 解得最小力为：F1=（m3+m2）a﹣k B球与挡板分离后力F最大，以挡板为研究对象，由牛顿第二定律解得最大力为：F2=m3a ‎（2）B球与挡板分离时，其与a球的距离为r，以B球为研究对象，由牛顿第二定律得：k=m2a①‎ B球匀加速直线运动的位移为：x=r﹣d②‎ 由运动学公式得：v2=2ax③‎ 由①②③联立解得带电小球B与挡板分离时的速度为：v=；‎ 答：（1）力F的最大值m3a，最小值（m3+m2）a﹣k；‎ ‎（2）带电小球B与挡板分离时的速度．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，电源电动势为E，内阻r=R，定值电阻R1和R2的阻值均为R．平行板电容器接在R2两端，两极板长度和距离均为d，足够大屏幕与电容器右端距离为d，OO1‎ 为电容器中心轴线．一个不计重力、质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点以一定的初速度沿OO1方向射入电场，离开电场时的位置与电容器下极板的距离为．‎ ‎（1）求粒子射入电场时的初速度大小．‎ ‎（2）若将平行板电容器沿竖直中线等分为两部分后均并联在R2两端．左半部分不动，右半部分向右平移，求粒子打在屏幕上的位置与OO1的距离．‎ ‎（3）若将平行板电容器沿竖直中线等分为两部分后均并联在R2两端，将右半部分向右平移x，求粒子打在屏幕上的位置与OO1的最小距离．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】（1）根据闭合电路的欧姆定律求电容器两端电压，根据类平抛运动知识求粒子射入电场时的初速度大小；‎ ‎（2）根据类平抛运动知识求粒子射出电场的侧向距离，在根据几何知识求粒子打在屏幕上的位置与OO1的距离；‎ ‎（3）由解出的偏移距离表达式讨论可得粒子打在屏幕上的位置与OO1的最小距离．‎ ‎【解答】解：（1）由闭合电路欧姆定律得电容器两端电压为：U=‎ 设粒子射入电场的初速度为v0，在平行板间做类平抛运动 有E0=，a=，d=v0t，y=‎ 由y=联立解得：v0=．‎ ‎（2）设没有平移时，粒子离开电场时速度与水平方向夹角为θ1，速度反向延长线过水平位移中点，有tanθ1=‎ 平移后，粒子在左半部分电场中运动的水平位移减半，则运动时间减半，由y=得，粒子在左半部分电场中侧移的距离y1=‎ 设粒子离开左侧电场时速度与水平方向夹角为θ2，有tanθ2=‎ 粒子离开左侧电场后做匀速运动，侧移距离y2=tanθ2=‎ 粒子在两电场中的合轨迹不变，故粒子从O点到离开右侧电场时侧移距离y3=+y2=‎ 粒子打在屏幕上位置与OO1的距离为y总=y3+（d﹣）tanθ1=．‎ ‎（3）粒子能从右侧电场射出，有xtanθ2≤，得x≤d 粒子打在屏幕上位置与OO1的距离为y′=+xtanθ2+（d﹣x）tanθ1=‎ 当x=d时，y′最小，得y′min=．‎ 答：（1）粒子射入电场时的初速度大小为；‎ ‎（2）粒子打在屏幕上的位置与OO1的距离为；‎ ‎ （3）粒子打在屏幕上的位置与OO1的最小距离为．‎ ‎　‎ ‎2016年11月29日