物理卷·2018届安徽省合肥市肥西中学高二上学期第一次周考物理试卷 （解析版）

物理卷·2018届安徽省合肥市肥西中学高二上学期第一次周考物理试卷 （解析版）

‎2016-2017学年安徽省合肥市肥西中学高二（上）第一次周考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（每题4分共60分，1～11是单选，12～15多选）‎ ‎1．使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上﹣3Q和+5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1．现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2．则F1与F2之比为（　　）‎ A．2：1 B．4：1 C．16：1 D．60：1‎ ‎2．如图所示，AB是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，对此现象下列判断正确的是（　　）‎ A．电荷向B做匀加速运动 B．电荷向B做加速度越来越小的运动 C．电荷向B做加速度越来越大的运动 D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定 ‎3．带正电荷的小球只受到电场力作用，把它从静止释放后，它在任意一段时间内（　　）‎ A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动 D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动 ‎4．电场中有A、B两点，A点的电势φA=30V，B点的电势φB=10V，一个电子由A点运动到B点的过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV B．电力克服电场力做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV C．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV D．电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV ‎5．如图所示，正电荷q在电场中由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎6．如图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是（　　）‎ A．电场线方向向下 B．粒子一定从a点运动到b点 C．a点电势比b点电势高 D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 ‎7．如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a，b两点电场强度和电势均相同的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎8．在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则下列结论错误的是（　　）‎ A．电场强度的方向一定是由b到a B．a、b两点间的电压是5V C．电子的电势能减少了5eV D．因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势 ‎9．如图，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为﹣q外，其余各点处的电荷量均为+q，则圆心O处（　　）‎ A．场强大小为，方向沿OA方向 B．场强大小为，方向沿AO方向 C．场强大小为，方向沿OA方向 D．场强大小为2，方向沿AO方向 ‎10．如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a、b，左边放一个带正电的固定球+Q时，两悬球都保持竖直方向．下面说法正确的是（　　）‎ A．a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 B．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小 C．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 D．a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小 ‎11．A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势φA=10V，φB=2V，φC=6V，A、B、C三点在同一平面上，如图所示，关于A、B、C三点的位置及电场强度的方向表示正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎12．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是（　　）‎ A．a对b的静电力一定是引力 B．a对b的静电力可能是斥力 C．a的电量可能比b少 D．a的电量一定比b多 ‎13．细胞膜也称生物膜或质膜．是由类脂、蛋白质和糖类组成．质膜中的类脂也称膜脂，是质膜的基本骨架，膜蛋白质是膜功能的主要体现者．如果细胞膜的厚度约等于800nm（1nm=10﹣9 m），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5×105 V/m B．膜内电场强度约为2×105 V/m C．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为6.4×10﹣20 J D．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为1.6×10﹣19 J ‎14．如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J，电场力做的功为1.5J．则下列说法正确的是（　　）‎ A．粒子带负电 B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C．粒子在A点的动能比在B点多0.5 J D．在粒子和地球所组成的系统中，粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J ‎15．如图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点．已知O点电势高于c点，若不计重力，则（　　）‎ A．M带负电荷，N带正电荷 B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 ‎　‎ 二、计算题（每题10分共40分）‎ ‎16．如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E=1.25×104N/C，一根长L=1.5m、与水平方向的夹角为θ=37°的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×10﹣6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10﹣6C，质量m=1.0×10﹣2kg．现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动．（静电力常量k=9.0×109 N•m2/C2，取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求：‎ ‎（1）小球B开始运动时的加速度为多大？‎ ‎（2）小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？‎ ‎17．把带电荷量2×10﹣8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功8×10﹣6J，若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功2×10﹣6J，取无限远处电势为零．求：‎ ‎（1）A点的电势；‎ ‎（2）A、B两点的电势差；‎ ‎（3）若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功．‎ ‎18．如图所示，在一个水平方向（平行纸面方向）的匀强电场中．用上端固定，长为L的绝缘细线，拴一质量为m、电荷量为q的小球，开始时将细线拉至水平至A点，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角到B点时，速度恰好为零，求A、B两点间的电势差UAB的大小．‎ ‎19．如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段位光滑圆弧，对应的圆心角θ=37°，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑链接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场．质量m=5×10﹣2‎ kg、电荷量q=+1×10﹣6C的小球（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=4m/s冲上斜轨．以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向．已知斜轨与小物体之间的动摩擦因素为μ=0.5．设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求弹簧枪对小物体做的功；‎ ‎（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，球CP的长．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年安徽省合肥市肥西中学高二（上）第一次周考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（每题4分共60分，1～11是单选，12～15多选）‎ ‎1．使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上﹣3Q和+5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1．现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2．则F1与F2之比为（　　）‎ A．2：1 B．4：1 C．16：1 D．60：1‎ ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】完全相同的带电小球接触时，若是同种电荷则将总电量平分，若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分，然后依据库仑定律求解即可．‎ ‎【解答】解：开始时由库仑定律得：F=k r=a …①‎ 现用绝缘工具使两小球相互接触后，各自带电为Q，‎ 因此此时：F1=k…②‎ 由①②得：F1=F，故ABC错误，D正确．‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，AB是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，对此现象下列判断正确的是（　　）‎ A．电荷向B做匀加速运动 B．电荷向B做加速度越来越小的运动 C．电荷向B做加速度越来越大的运动 D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．‎ ‎【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，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．‎ ‎【解答】解：在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，电荷受到的电场力向右，所以电场线的方向向左，但是只有一条电场线，不能判断电场线的疏密的情况，不能判断电荷的受力的变化的情况，不能判断加速度的变化的情况，所以D正确，ABC错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎3．带正电荷的小球只受到电场力作用，把它从静止释放后，它在任意一段时间内（　　）‎ A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动 D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势；电势能．‎ ‎【分析】带电小球仅受电场力作用，从静止释放，是否沿电场线运动，关键看电场线是直线还是曲线．‎ ‎【解答】解：物体的运动情况取决于合力和初始条件．小球只受到电场力的作用，从静止开始释放，仅受电场力作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线，若为直线，将沿电场线从高电势向低电势处运动，若电场线是曲线，不会沿电场线运动，但是仍然从高电势向低电势处运动．故C正确，A、B、D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎4．电场中有A、B两点，A点的电势φA=30V，B点的电势φB=10V，一个电子由A点运动到B点的过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV B．电力克服电场力做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV C．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV D．电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV ‎【考点】电势能；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】根据电场力做功公式WAB=qUAB研究电场力做功情况．电场力做正功多少，电势能就减小多少；克服电场力做功多少，电势能就增加多少．‎ ‎【解答】解：根据电场力做功公式得：‎ 电场力做功WAB=qUAB=q（φA﹣φB）=﹣e•20V=﹣20eV．即电子克服电场力做功20eV，则电子的电势能增加了20eV，故D正确，ABC错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，正电荷q在电场中由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】电场线；电场强度．‎ ‎【分析】正电荷在电场中受到的电场力方向与场强方向相同，加速度与场强成正比，加速度增大，场强增大．‎ ‎【解答】解：正电荷q在电场中由P向Q做加速运动，电场力方向与速度相同，与电场强度方向也相同，则可知，电场强度方向由P→Q．根据牛顿第二定律得知，加速度与电场强度成正比，电荷的加速度增大，场强增大，电场线越来越来密．‎ 故选：D ‎　‎ ‎6．如图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是（　　）‎ A．电场线方向向下 B．粒子一定从a点运动到b点 C．a点电势比b点电势高 D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 ‎【考点】电场线．‎ ‎【分析】由运动的轨迹与电场线确定出受力向，根据力的方向与速度方向的夹角确定电场力做功的正负，从而判断出能量的大小关系．‎ ‎【解答】解：A、由曲线运动的知识可知：带电粒子所受的电场力向下，由于粒子带负电所以电场线的方向向上，故A错误；‎ B、由上可知，由于粒子的运动方向不知，所以可能是从a到b，也可能是从b到a．故B错误；‎ C、由于粒子带负电所以电场线的方向向上，所以a点电势比b点电势低．故C错误；‎ D、带电粒子从a到b点过程中，电场力做正功，电荷的电势能减小，粒子在a点的电势能大于在b点的电势能．故D正确；‎ 故选：D ‎　‎ ‎7．如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a，b两点电场强度和电势均相同的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】根据点电荷的电场强度公式E=k可得各个点电荷在正方体的顶点的电场场强大小，再根据矢量合成，求出合场强，再根据正电荷的受力判断场强的方向．有U=Φ2﹣Φ1，U=Ed得，Φ2﹣Φ1=Ed可判断电势高低 ‎【解答】解：根据点电荷的电场强度公式E=k可得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，再根据正电荷的受力判断场强的方向相同．再根据U=Φ2﹣Φ1，U=Ed得，Φ2﹣Φ1=Ed可判断a、b两电势相等．故A正确 B、根据点电荷的电场强度公式E=k，可求得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场场强大小不等，两点电势不等，故B错误．‎ C、根据点电荷的电场强度公式E=k，可求得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场场强大小不等，两点电势不等，故C错误；‎ D、根据点电荷的电场强度公式E=k，可求得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场场强大小相等，方向不同，两点电势不等，故D错误；‎ 故选：A ‎　‎ ‎8．在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则下列结论错误的是（　　）‎ A．电场强度的方向一定是由b到a B．a、b两点间的电压是5V C．电子的电势能减少了5eV D．因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势 ‎【考点】电势能；电场强度；电势．‎ ‎【分析】根据电场力做功与电势差的关系，求出a、b两点间的电势差．根据电场力做功与电势能变化的关系，判断电势能的变化．‎ ‎【解答】解：A、电子从a点移到b点，电场力做正功，但不能确定电场强度的方向就一定是由b指向a．故A错误．‎ B、根据Wab=qUab得，，a、b间电压为﹣5V．故B错误确．‎ C、电场力做了5eV的正功，则电势能减小5eV．故C正确．‎ D、可以根据电场力做功求出a、b两点间的电势差，因为零电势点未确定，则无法确定a、b两点的电势．故D正确．‎ 本题选错误的，故选AB．‎ ‎　‎ ‎9．如图，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为﹣q外，其余各点处的电荷量均为+q，则圆心O处（　　）‎ A．场强大小为，方向沿OA方向 B．场强大小为，方向沿AO方向 C．场强大小为，方向沿OA方向 D．场强大小为2，方向沿AO方向 ‎【考点】电场的叠加；电场强度．‎ ‎【分析】根据点电荷的场强公式求出点电荷产生的场强，然后由平行四边形定则求出各点电荷场强的合场强，然后求出O点的场强大小与方向．‎ ‎【解答】解：由点电荷的场强公式可知，各点电荷在O点产生的场强大小为E=，‎ 电场强度是矢量，求合场强应用平行四边形定则，由对称性可知，‎ B、C、D、E四个点电荷的合场强大小为E′=，方向沿OA方向，‎ 则A、B、C、D、E五个点电荷的合场强大小为：‎ E合=E′+E=，方向沿OA方向；故C正确，ABD错误；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a、b，左边放一个带正电的固定球+Q时，两悬球都保持竖直方向．下面说法正确的是（　　）‎ A．a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 B．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小 C．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 D．a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小 ‎【考点】电势差与电场强度的关系．‎ ‎【分析】存在+Q球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，来确定A、B球的电性．根据库仑定律判断A、B的电量大小．‎ ‎【解答】解：存在+Q球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，‎ 说明a球带负电，b球带正电，‎ a、b作为整体得+Q对a、b的水平方向的库仑力大小相等方向相反．‎ 根据F=k得A离+Q近点，所以a球带电荷量较小，b球带电荷量较大．故B正确 故选：B．‎ ‎　‎ ‎11．A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势φA=10V，φB=2V，φC=6V，A、B、C三点在同一平面上，如图所示，关于A、B、C三点的位置及电场强度的方向表示正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】电场强度；等势面．‎ ‎【分析】在匀强电场中，电场强度大小处处相等，方向处处相同，则电场线是平行且等间距．电势沿着电场线降低，电场线与等势面垂直．‎ ‎【解答】解：各点电势φA=10V，φB=2V，φC=6V，则AB两点连线的中点M的电势为6V，因此M点与C点的连线为等势面，那么与连线垂直的即为电场线．由于φA=10V，φB=2V，又因为电势沿着电场线降低．所以D正确；‎ 故选：D ‎　‎ ‎12．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是（　　）‎ A．a对b的静电力一定是引力 B．a对b的静电力可能是斥力 C．a的电量可能比b少 D．a的电量一定比b多 ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】因题目中要求三个小球均处于平衡状态，故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：根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此A正确，B错误．‎ 同时根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”．故D正确，C错误，‎ 故选：AD ‎　‎ ‎13．细胞膜也称生物膜或质膜．是由类脂、蛋白质和糖类组成．质膜中的类脂也称膜脂，是质膜的基本骨架，膜蛋白质是膜功能的主要体现者．如果细胞膜的厚度约等于800nm（1nm=10﹣9 m），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5×105 V/m B．膜内电场强度约为2×105 V/m C．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为6.4×10﹣20 J D．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为1.6×10﹣19 J ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】匀强电场电场强度与电势差的关系，E=，可求E，电场力做功与电势差的关系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：A、由题意得，膜内电场强度为E===5×105V/m，故A正确，B错误；‎ C、由电场力做功与电势差的关系 w=qU=1.6×10﹣19×0.4=6.4×10﹣20J，故C正确，D错误．‎ 故选：AC ‎　‎ ‎14．如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J，电场力做的功为1.5J．则下列说法正确的是（　　）‎ A．粒子带负电 B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C．粒子在A点的动能比在B点多0.5 J D．在粒子和地球所组成的系统中，粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】在由A运动B的过程中，有两个力做功，一是重力做负功，一是电场力做正功．从运动轨迹上判断，粒子带正电．从A到B的过程中，电场力做正功为1.5J，所以电势能是减少的，A点的电势能要大于B点电势能．从A到B的过程中，克服重力做功2.0J，电场力做功1.5J，由动能定理可求出动能的变化情况．从A到B的过程中，做功的力有重力和电场力，应用能量的转化与守恒可比较AB两点的机械能．‎ ‎【解答】解：A、由运动轨迹上来看，垂直电场方向射入的带电粒子向电场的方向偏转，说明带电粒子受到的电场力与电场方向相同，所以带电粒子应带正电．故A错误．‎ B、从A到B的过程中，电场力做正功，电势能在减少，所以在A点是的电势能要大于在B点时的电势能．故B错误．‎ C、从A到B的过程中，克服重力做功2.0J，电场力做功1.5J，由动能定理可知，粒子在A点的动能比在B点多0.5J，故C正确．‎ D、从A到B的过程中，除了重力做功以外，还有电场力做功，电场力做正功，电势能转化为机械能，带电粒子的机械能增加，由能的转化与守恒可知，机械能的增加量等于电场力做功的多少，所以机械能增加了1.5J，故D正确．‎ 故选：CD ‎　‎ ‎15．如图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点．已知O点电势高于c点，若不计重力，则（　　）‎ A．M带负电荷，N带正电荷 B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电势．‎ ‎【分析】根据粒子的轨迹可判断粒子的电场力方向，O点电势高于c点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可判断出电场方向，从而确定出粒子的电性．由动能定理可知，N在a点的速度与M在c点的速度大小相等，但方向不同．N从O点运动至a点的过程中电场力做正功．O、b间电势差为零，由动能定理可知电场力做功为零．‎ ‎【解答】解：‎ A、由题，等势线在水平方向，O点电势高于c点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可知电场方向竖直向下，根据粒子的轨迹可判断出a粒子所受的电场力方向竖起向上，M粒子所受的电场力方向竖直向下，故知N粒子带负电，M带正电．故A错误；‎ B、由动能定理可知，N在a点的速度与M在c点的速度大小相等，但方向不同，速度不同．故B正确；‎ C、N从O点运动至a点的过程中电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功．故C错误；‎ D、O、b间电势差为零，由动能定理可知M从O点运动至b点的过程中，电场力对它做功为零．故D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ 二、计算题（每题10分共40分）‎ ‎16．如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E=1.25×104N/C，一根长L=1.5m、与水平方向的夹角为θ=37°的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×10﹣6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10﹣6C，质量m=1.0×10﹣2kg．现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动．（静电力常量k=9.0×109 N•m2/C2，取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求：‎ ‎（1）小球B开始运动时的加速度为多大？‎ ‎（2）小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；力的合成与分解的运用；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】（1）分析小球B的受力情况，根据牛顿第二定律和库仑定律求解小球B开始运动时的加速度．‎ ‎（2）当小球所受的合外力为零时速度最大，由上题结果求解．‎ ‎【解答】解：（1）开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得：‎ ‎ mgsinθ﹣﹣qEcosθ=ma ①‎ 解得：a=gsinθ﹣﹣ ②‎ 代入数据解得：‎ ‎ a=（10×0.6﹣﹣）m/s2=3.2m/s2③‎ ‎（2）小球B速度最大时合力为零，即 ‎ mgsinθ﹣﹣qEcosθ=0 ④‎ ‎ 解得：r= ⑤‎ 代入数据解得：r=m=0.9m 答：（1）小球B开始运动时的加速度为3.2m/s2．（2）小球B的速度最大时，与M端的距离r为0.9m．‎ ‎　‎ ‎17．把带电荷量2×10﹣8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功8×10﹣6J，若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功2×10﹣6J，取无限远处电势为零．求：‎ ‎（1）A点的电势；‎ ‎（2）A、B两点的电势差；‎ ‎（3）若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功．‎ ‎【考点】电势；电势差；电势能．‎ ‎【分析】根据电场力做功与电势能变化的关系公式WAB=EpA﹣EpB求出电荷在电场中各个点的电势能，再根据电势的定义式φ=得到各个点的电势；最后根据电场力做功与电势差关系公式WAB=qUAB求解电场力做的功．‎ ‎【解答】解：（1）无穷远处某点O的电势为零，根据电场力做功与电势能变化的关系公式WAB=EpA﹣EpB，有 WOA=EpO﹣EpA 无穷远处电势能为零，即EpO=0‎ 故 EpA=﹣WOA=8×10﹣6J 根据电势的定义式φ=，有 φA==‎ 即A点的电势为400V．‎ ‎（2）把该电荷从无限远处的O点移到电场中B点，需克服电场力做功2×10﹣6J，取无限远处电势为零，根据电场力做功与电势能变化的关系公式WAB=EpA﹣EpB，有 WOB=EpO﹣EpB 无穷远处电势能为零，即EpO=0‎ 故 EpB=﹣WOB=2×10﹣6J 根据电势的定义式φ=，有 φB==‎ 故A、B间的电势差为 UAB=φA﹣φB=400V﹣100V=300V 即A、B点的电势差为300V．‎ ‎（3）根据电场力做功与电势差关系公式WAB=qUAB，有 WAB=qUAB=﹣2×10﹣5C×300V=﹣6×10﹣3J 即把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做﹣6×10﹣3J的功．‎ ‎　‎ ‎18．如图所示，在一个水平方向（平行纸面方向）的匀强电场中．用上端固定，长为L的绝缘细线，拴一质量为m、电荷量为q的小球，开始时将细线拉至水平至A点，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角到B点时，速度恰好为零，求A、B两点间的电势差UAB的大小．‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势差．‎ ‎【分析】小球从A到B的过程中，重力做正功mgLsin60°，电场力做功为qUAB，动能的变化量为零，根据动能定理求解电势差UAB；‎ ‎【解答】解：小球由A到B过程中，由动能定理得：‎ mgLsin60°+qUAB=0‎ 得：‎ 答：A、B两点间的电势差UAB的大小是．‎ ‎　‎ ‎19．如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段位光滑圆弧，对应的圆心角θ=37°，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑链接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场．质量m=5×10﹣2kg、电荷量q=+1×10﹣6C的小球（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=4m/s冲上斜轨．以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向．已知斜轨与小物体之间的动摩擦因素为μ=0.5．设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求弹簧枪对小物体做的功；‎ ‎（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，球CP的长．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用．‎ ‎【分析】（1）设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理即可求解；‎ ‎（2）对小物体进行受力分析，分析物体的运动情况，根据牛顿第二定律求出加速度，结合运动学基本公式即可求解CP的长．‎ ‎【解答】解：（1）设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理得 ‎ Wf﹣mgr（l﹣cosθ）=mv02…①‎ 代人数据得：Wf=0.65 J…②‎ ‎（2）取沿平直斜轨向上为正方向．设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1，‎ 由牛顿第二定律得：﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ+qE）=ma1…③‎ 小物体向上做匀减速运动，经t1=0.1s后，速度达到v1，有：v1=v0+a1t1…④‎ 由③④可知v1=2.1m/s，设运动的位移为s1，有：sl=v0t1+a1t12…⑤‎ 电场力反向后，设小物体的加速度为a2，由牛顿第二定律得：‎ ‎﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ﹣qE）=ma2…⑥‎ 设小物体以此加速度运动到速度为0，运动的时间为t2，位移为s2，有：‎ ‎0=v1+a2t2…⑦‎ s2=v1t2+a2t22…⑧‎ 设CP的长度为s，有：s=s1+s2…⑨‎ 联立相关方程，代人数据解得：s=0.83m 答：‎ ‎（1）弹簧枪对小物体所做的功为0.65 J；‎ ‎（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，CP的长度为0.83 m．‎ ‎　‎ ‎2016年12月1日