安徽省郎溪中学直升部2020学年高二物理上学期第一次月考试题

安徽省郎溪中学直升部2020学年高二物理上学期第一次月考试题

安徽省郎溪中学直升部2020学年第一学期高二学段第一次月考物理学科试题 ‎ 一、选择题(本题包括16小题，每小题4分，共64分。1-10为单选，11-16为多选)‎ ‎1.电容式加速度传感器的原理结构如图，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上．质量块可带动电介质移动改变电容．则（　　）‎ A．电介质插入极板间越深，电容器电容越小 B．当传感器做匀加速直线运动时，电路中有恒定电流 C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长 D．当传感器由静止突然向右加速的一小段时间内，电路中有顺时针方向电流 ‎2.如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（　　）‎ A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小 B．负点电荷一定位于M点左侧 C．带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能 ‎3.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条直线上的两点，一质量为m的带电粒子仅在电场力作用下以速度vA经过A点向B点运动，经过一段时间后，粒子以速度vB经过B点，且vB与vA方向相反，不计粒子重力，下面说法正确的是（　　）‎ A．可以确定A、B两点场强的大小关系 B．可以确定A、B两点电场强度的方向 C．可以确定A、B两点电势的大小关系 D．可以确定A、B两点速度的大小关系 ‎4.如图甲所示，x轴上固定两个点电荷Q1、Q2（Q2位于坐标原点O），其上有M、N、P三点，间距MN=NP，Q1、Q2在轴上产生的电势ϕ随x变化关系如图乙．则（　　）‎ A．M点电势和电场强大小均为零 B．N点电势和电场强大小均不为零 C．一正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功|WPN|=|WNM|‎ D．由图可知，Q1为负电荷，Q2为正电荷，且Q1电荷量大于Q2‎ ‎5.美国物理学家密立根（R．A．Millikan）于20世纪初进行了多次实验，比较准确的测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如下模型：两个相距为d的平行金属板A、B水平放置，两板接有可调电源．从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测这个速度的大小为v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k，重力加速度为g．则计算油滴带电荷量的表达式为（　　）‎ A. B. C. D.‎ ‎6.如图所示，匀强电场方向竖直向下，在此电场中有a、b两个带电微粒（不计微粒间的相互作用），分别竖直向上、竖直向下做匀速运动，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．两带电微粒带异种电荷 B．两微粒所受的电场力等大、反向 C．带电微粒a重力势能、电势能均增加 D．带电微粒b电势能增加，机械能减小 ‎7.如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，则以下判断正确的是（ ）‎ A．金属块带负电荷 B．电场力做功0.2J C．金属块的机械能减少1.2J D．金属块的电势能增加0.2J ‎8.一根中点有固定转动轴的轻质杆长为‎2L，两端固定完全相同的质量为m、电荷量为+q的小球1和2，装置放在如图5所示的关于竖直线对称的电场中．开始时杆在水平位置静止，现给小球1一个竖直向上的速度，让小球1、2绕转动轴各自转动到B、A位置，A、B间电势差是U，小球1、2构成的系统动能减小量是 A．一定小于Uq B．一定等于2（Uq+mgL）‎ C．一定大于Uq/2 D．一定大于Uq+mgL ‎9.如图所示电路，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R为电位器（滑动变阻器），L1、L2是两个小灯泡。当电位器的触片由a端顺时针滑向b端时，‎ A． 电动势减小 B． 电源的总功率减小 C． L1变亮，L2变暗 D． L1、L2都变亮 ‎10.如图所示，图线a是某一电源的U﹣I曲线，图线b是一定值电阻的U﹣I曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路（已知该电源的内阻r=2.0Ω），则下列说法错误的是（　　）‎ A． 该定值电阻为6Ω B． 该电源的电动势为20V C． 将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大 D． 将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大 ‎11.如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是（　　）‎ A．滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升 B．滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升 C．电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变 D．电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变 ‎12.如图所示，带电平行金属板A、B，板间的电势差大小为U，A板带正电，B板中央有一小孔．一带正电的微粒，带电荷量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由落下，若微粒恰能落至A、B板的正中央C点，则(　 　)　　‎ A．微粒下落过程中重力做功为mg(h＋)，电场力做功为 B．微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为 C．若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板 D．微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小 ‎13.如图所示的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动．下列说法正确的是（　　）‎ A．圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度可能先增大后减小 B．圆环沿细杆从P运动到0的过程中，加速度可能先增大后减小 C．增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动 D．将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动 ‎14.如图所示，匀强电场场强大小为E，方向与水平方向夹角为θ（θ≠45°），场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的细线悬挂于O点．当小球静止时，细线恰好水平．现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变，则在此过程中（　　）‎ A．外力所做的功为mgLcotθ B．带电小球的电势能增加qEL（sinθ+cosθ）‎ C．带电小球的电势能增加2mgLcotθ D．外力所做的功为mgLtanθ ‎15.如右图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电荷量为＋q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N极上的C点，已知AB＝BC.不计空气阻力，则可知(　) ‎ A．微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等 B．微粒打到C点以前最小动能是初动能的一半 C．MN板间的电势差为 ‎ D．MN板间的电势差为 ‎16.如图所示，匀强电场中的A、B、C、D点构成一位于纸面内平行四边形，电场强度的方向与纸面平行，已知A、B两点的电势分别为φA=12V、φB=6V，则C、D两点的电势可能分别为（　　）‎ A．9V、18V B．9V、15V C．0V、6V D．6V、0V 二、实验题(本题有1小题，每空2分，共12分。)‎ ‎17．（12）某同学现用如图甲所示的原理图来测量一节干电池的电动势和内阻。图中两电压表均视为理想电压表，实验中定值电阻的阻值R0=10 Ω，试分析下列问题：‎ 丙 ‎（1）实验前该同学利用多用电表的直流电压挡的“×2.5 V”挡粗测该电源的电动势，测得的结果如图乙所示，则多用电表测得的电动势为E=________V。‎ 该同学测丙中电池的直径D= mm ‎ ‎（2）根据电路图请将图甲中的实物图连接好。‎ ‎（3）实验中所作U1－U2图象如图乙所示，则图象在横轴上的截距所表示的物理意义是 。 ‎ ‎（4）依据图线求得该电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)‎ 三、计算题(本题有2小题，第18题12分，第19题12分，共24分。)‎ ‎18. 如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d=‎20cm，板长L=‎30cm，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于A、B中间，距金属板右端x=‎15cm处竖直放置一足够大的荧光屏。现在A、B板间加如图2所示的方波形周期电压，有大量质量，电荷量的带电粒子以平行于金属板的速度持续射向挡板。已知，粒子重力不计，求：‎ ‎（1）粒子在电场中的运动时间；‎ ‎（2）t=0时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小；‎ ‎（3）撤去挡板后荧光屏上的光带宽度。‎ ‎19.（18分）如图所示，在竖直平面内固定一光滑NB′圆弧轨道AB，轨道半径为R＝‎0.4 m，轨道最高点A与圆心O等高．有一倾角θ＝30°的斜面，斜面底端C点在圆弧轨道B点正下方、距B点H＝‎1.5 m．圆弧轨道和斜面均处于场强E＝100 N/C、竖直向下的匀强电场中．现将一个质量为m＝‎0.02 kg、带电量为＋2×10－‎3C的带电小球从A点静止释放，小球通过B点离开圆弧轨道沿水平方向飞出，当小球运动到斜面上D点时速度方向恰与斜面垂直，并刚好与一个以一定初速度从斜面底端上滑的物块相遇．若物块与斜面间动摩擦因数μ＝，空气阻力不计，g取‎10 m/s2，小球和物块都可视为质点．求：‎ ‎(1)小球经过B点时对轨道的压力FNB；‎ ‎(2)B、D两点间电势差UBD；‎ ‎(3)物块上滑初速度v0满足的条件．‎ 班级： 姓名： 第 考场 考号 ‎ ‎…………………………..请远离装订线答题…………...装订线…………..请远离装订线答题…………...装订线………………………………………………‎ 直升部2020学年第一学期高二学段第一次月考物理答题卷 一、选择题(本题包括16小题，每小题4分，共64分。1-10为单项选择，11-16为多 项选择)‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 题号 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ 答案 二、实验题(本题有1小题，每空2分，共12分。)‎ ‎17.‎ ‎1） 2）‎ ‎ 3） ‎ ‎4） ‎ 三、计算题(本题有2小题，第18题12分，第19题12分，共24分。)‎ ‎18．‎ ‎19．‎ 安徽省郎溪中学直升部2020学年第一学期 高二学段第一次月考物理学科试题 一、选择题(本题包括16小题，每小题4分，共64分。1-10为单项选择，11-16为多项选择)‎ ‎1.电容式加速度传感器的原理结构如图，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上．质量块可带动电介质移动改变电容．则（　　）‎ A．电介质插入极板间越深，电容器电容越小 B．当传感器做匀加速直线运动时，电路中有恒定电流 C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长 D．当传感器由静止突然向右加速的一小段时间内，电路中有顺时针方向电流 答案及解析：2.D ‎2.如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（　　）‎ A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小 B．负点电荷一定位于M点左侧 C．带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能 答案及解析：3.D ‎3.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条直线上的两点，一质量为m的带电粒子仅在电场力作用下以速度vA经过A点向B点运动，经过一段时间后，粒子以速度vB经过B点，且vB与vA方向相反，不计粒子重力，下面说法正确的是（　　）‎ A．可以确定A、B两点场强的大小关系 B．可以确定A、B两点电场强度的方向 C．可以确定A、B两点电势的大小关系 D．可以确定A、B两点速度的大小关系 答案及解析：9.D ‎4.如图甲所示，x轴上固定两个点电荷Q1、Q2（Q2位于坐标原点O），其上有M、N、P三点，间距MN=NP，Q1、Q2在轴上产生的电势ϕ随x变化关系如图乙．则（　　）‎ A．M点电势和电场强大小均为零 B．N点电势和电场强大小均不为零 C．一正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功|WPN|=|WNM|‎ D．由图可知，Q1为负电荷，Q2为正电荷，且Q1电荷量大于Q2‎ 答案及解析：6.D ‎5.美国物理学家密立根（R．A．Millikan）于20世纪初进行了多次实验，比较准确的测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如下模型：两个相距为d的平行金属板A、B水平放置，两板接有可调电源．从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测这个速度的大小为v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k，重力加速度为g．则计算油滴带电荷量的表达式为（　　）‎ A. B. C. D.‎ 答案及解析：8.B ‎6.如图所示，匀强电场方向竖直向下，在此电场中有a、b两个带电微粒（不计微粒间的相互作用），分别竖直向上、竖直向下做匀速运动，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．两带电微粒带异种电荷 B．两微粒所受的电场力等大、反向 C．带电微粒a重力势能、电势能均增加 D．带电微粒b电势能增加，机械能减小 答案及解析：‎ ‎13.D ‎7.如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，则以下判断正确的是（ ）‎ A．金属块带负电荷 B．电场力做功0.2J C．金属块的机械能减少1.2J D．金属块的电势能增加0.2J 答案及解析：30.D ‎8.一根中点有固定转动轴的轻质杆长为‎2L，两端固定完全相同的质量为m、电荷量为+q的小球1和2，装置放在如图5所示的关于竖直线对称的电场中．开始时杆在水平位置静止，现给小球1一个竖直向上的速度，让小球1、2绕转动轴各自转动到B、A位置，A、B间电势差是U，小球1、2构成的系统动能减小量是 A．一定小于Uq B．一定等于2（Uq+mgL）‎ C．一定大于Uq/2 D．一定大于Uq+mgL 答案及解析：24.A ‎9.如图所示电路，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R为电位器（滑动变阻器），L1、L2是两个小灯泡。当电位器的触片由a端顺时针滑向b端时，‎ A． 电动势减小 B． 电源的总功率减小 C． L1变亮，L2变暗 D． L1、L2都变亮 ‎【答案】D ‎10. 8．如图所示，图线a是某一电源的U﹣I曲线，图线b是一定值电阻的U﹣I曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路（已知该电源的内阻r=2.0Ω），则下列说法错误的是（　　）‎ A． 该定值电阻为6Ω B． 该电源的电动势为20V C． 将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大 D． 将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大 ‎【答案】D ‎11.如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是（　　）‎ A．滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升 B．滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升 C．电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变 D．电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变 答案及解析：‎ ‎15.BD ‎12.如图所示，带电平行金属板A、B，板间的电势差大小为U，A板带正电，B板中央有一小孔．一带正电的微粒，带电荷量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由落下，若微粒恰能落至A、B板的正中央C点，则(　 　)　　‎ A．微粒下落过程中重力做功为mg(h＋)，电场力做功为 B．微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为 C．若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板 D．微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小 答案及解析：‎ ‎18.BC ‎13.如图所示的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动．下列说法正确的是（　　）‎ A．圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度可能先增大后减小 B．圆环沿细杆从P运动到0的过程中，加速度可能先增大后减小 C．增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动 D．将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动 答案及解析：13.BC ‎14.如图所示，匀强电场场强大小为E，方向与水平方向夹角为θ（θ≠45°），场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的细线悬挂于O点．当小球静止时，细线恰好水平．现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变，则在此过程中（　　）‎ A．外力所做的功为mgLcotθ B．带电小球的电势能增加qEL（sinθ+cosθ）‎ C．带电小球的电势能增加2mgLcotθ D．外力所做的功为mgLtanθ 答案及解析：1.AB ‎15.‎ 如右图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电荷量为＋q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N极上的C点，已知AB＝BC.不计空气阻力，则可知(　) ‎ A．微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等 B．微粒打到C点以前最小动能是初动能的一半 C．MN板间的电势差为 ‎ D．MN板间的电势差为 答案及解析：19.ABC ‎16.如图所示，匀强电场中的A、B、C、D点构成一位于纸面内平行四边形，电场强度的方向与纸面平行，已知A、B两点的电势分别为φA=12V、φB=6V，则C、D两点的电势可能分别为（　　）‎ A．9V、18V B．9V、15V C．0V、6V D．6V、0V 答案及解析：2.BC 二、实验题(本题有1小题，每空2分，共12分。)‎ ‎17．（12）某同学现用如图甲所示的原理图来测量一节干电池的电动势和内阻。图中两电压表均视为理想电压表，实验中定值电阻的阻值R0=10 Ω，试分析下列问题：‎ 丙 ‎（1）实验前该同学利用多用电表的直流电压挡的“×2.5 V”挡粗测该电源的电动势，测得的结果如图乙所示，则多用电表测得的电动势为E=________V。丙中电池的直径D= mm ‎ ‎（2）根据电路图请将图甲中的实物图连接好。‎ ‎（3）实验中所作U1－U2图象如图乙所示，则图象在横轴上的截距所表示的物理意义是________。 ‎ ‎（4）依据图线求得该电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 1.5V ‎10.20mm 表示电阻箱的阻值调到了零的状态时电压表V2的示数 1.5V 5.0Ω ‎【解析】(1) 用多用电表测得电动势为E=1.5V；‎ ‎(2) 实物连接如图所示 由多用电表的测得结果可以知道电压表的量程选0～3V；‎ ‎(3) 根据电路可知图像在横轴上的截距表示电阻箱的阻值调到了零的状态时电压表V2的示数。‎ ‎(4)由，由上式可解得： ‎ 由此可知图象的斜率为为求直线的斜率可在直线上取两个距离较远的点，‎ 如(1.20，0.50)和(1.50，1.40)，图象的斜，所以，电源的内阻为 ‎ 由U1—U2图像可以知道图像在纵轴上的截距为-3.0v，则，所以电动势。‎ 三、计算题(本题有2小题，第18题12分，第19题12分，共24分。)‎ ‎18.如图甲所示，一固定在地面上的足够长斜面，倾角为37°，物体A放在斜面底端挡板处，通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B相连接，B的质量M＝‎1 kg，绳绷直时B离地面有一定高度．在t＝0时刻，无初速度释放B，由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的A沿斜面向上运动的v－t图象如图乙所示，若B落地后不反弹，g取‎10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：‎ ‎(1)物体A与斜面间的动摩擦因数；‎ ‎(2)物体A开始下滑的加速度大小．‎ ‎19．如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d=‎20cm，板长L=‎30cm，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于A、B中间，距金属板右端x=‎15cm处竖直放置一足够大的荧光屏。现在A、B板间加如图2所示的方波形周期电压，有大量质量，电荷量的带电粒子以平行于金属板的速度持续射向挡板。已知，粒子重力不计，求：‎ ‎（1）粒子在电场中的运动时间；‎ ‎（2）t=0时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小；‎ ‎（3）撤去挡板后荧光屏上的光带宽度。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎‎19.75cm ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）粒子进入电场后水平分速度不变，则在电场中的运动时间 ‎（2）在0～2×10-5s内，粒子在竖直方向做匀加速直线运动，在2×10-5s～3×10-5s内粒子在竖直方向做匀减速运动，加速度大小始终为  ‎ 离开电场时竖直方向位移 ‎ 解得 y=‎0.0175m=‎1.75cm （3）粒子在电场中的运动时间等于电场变化的周期，故撤去挡板后，粒子离开电场的速度都相同，如图所示，t=（3n+2）×10-5s（n=0，1，2，…时刻进入的粒子，向下偏转的距离最大，粒子先向下偏转做类平抛运动，再做类平抛运动的逆运动，最后向上做类平抛运动，三段过程中粒子在竖直方向的位移大小均为：‎ ‎   ‎ 解得 y1=‎0.0025m=‎0.25cm 粒子向上偏转能够从上极板边缘飞出，则粒子飞出电场区域的范围宽度为 d-y1=‎19.75cm 粒子离开电场时的速度方向相同，可知粒子打在荧光屏上产生的光带宽度为‎19.75cm。‎ ‎【点睛】‎ 解决粒子在电场中偏转问题，通常由类平抛运动规律求解，要能熟练运用运动的合成与分解的方法研究，分析时要充分运用匀加速运动位移的比例关系和运动的对称性，来求解竖直分位移。‎ ‎20.（18分）如图所示，在竖直平面内固定一光滑NB′圆弧轨道AB，轨道半径为R＝‎0.4 m，轨道最高点A与圆心O等高．有一倾角θ＝30°的斜面，斜面底端C点在圆弧轨道B点正下方、距B点H＝‎1.5 m．圆弧轨道和斜面均处于场强E＝100 N/C、竖直向下的匀强电场中．现将一个质量为m＝‎0.02 kg、带电量为＋2×10－‎3C的带电小球从A点静止释放，小球通过B点离开圆弧轨道沿水平方向飞出，当小球运动到斜面上D点时速度方向恰与斜面垂直，并刚好与一个以一定初速度从斜面底端上滑的物块相遇．若物块与斜面间动摩擦因数μ＝，空气阻力不计，g取‎10 m/s2，小球和物块都可视为质点．求：‎ ‎(1)小球经过B点时对轨道的压力FNB；‎ ‎(2)B、D两点间电势差UBD；‎ ‎(3)物块上滑初速度v0满足的条件．‎ ‎【解析】(1)设小球到达B点的速度为vB，从A到B的过程只有重力和电场力做功，根据动能定理有：‎ mgR＋qER＝mv－0‎ B点是圆周运动最低点，合力提供向心力即FNB′－(mg＋qE)＝m 对轨道压力等于轨道对其弹力即FNB′＝－FNB 综上，解得：‎ NB＝1.2 N，方向竖直向下．‎ ‎(2)设小球由B点到D点的运动时间为t，受到竖直向下的重力和电场力，竖直方向为初速度0的匀加速直线运动，加速度为a，水平方向做匀速直线运动．下落高度为h的过程 根据速度合成有＝tanθ 竖直方向牛顿第二定律Eq＋mg＝ma　h＝at2‎ UBD＝Eh 联立解得 UBD＝120 V ‎(3)作出小球与物块的运动示意如图所示，‎ 设C、D间的距离为x，由几何关系有：‎ x＝‎ 设物块上滑加速度为a′，由牛顿运动定律有：‎ mgsinθ＋μmgcosθ＝ma′‎ 根据题意，要物块与小球相遇，有：‎ ‎≥x 联立解得：‎ v0≥≈‎3.10 m/s 选择题备选：‎ ‎1．物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q＞0)，而且电荷均匀分布。两圆环的圆心O1和O2相距为‎2a，联线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r＜a)。试分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式(式中k为静电力常量)正确的是 …( )‎ A． E＝‎ B． E＝‎ C． E＝‎ D． E＝‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：AC中的单位不是场强的单位，故AC错误；根据公式，当r=a时，右侧圆环在A点产生的场强为零，则A处场强只由左侧圆环上的电荷产生，即场强表达式只有一项，故B项错D正确 考点：考查了电场强度 ‎2．如图所示，在两个等量正点电荷形成的电场中，O点是两电荷连线的中点，a、b是该线上的两点，c、d 是两电荷连线中垂线上的两点，acbd为一菱形．若将一负粒子（不计重力且不影响原电场分布）从c点匀速移动到d点，电场强度用E表示，电势用φ表示．则下列说法正确的是（ ）‎ A． φa一定小于φO，φO一定大于φc B． Ea一定大于EO，EO一定大于Ec C． 负粒子的电势能一定先增大后减小 D． 施加在负粒子上的外力可能先减小后增大 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：沿着电场线电势降落可知φc＞φ o＞φa，A项错误；O点合场强为零，故Ea＞Eo，Ec＞Eo，B项错误；负粒子在电势低处电势能大，在电势高处电势能小，负粒子的电势能一定先减小后增加，可判断出C项正确；粒子沿cd匀速移动，受力平衡，外力在大小上等于其所受的静电力，而沿cd方向，但电场强度大小无法判断，在沿着两电荷连线的垂直平分线上O点两侧位置，电场强度先增加后减小，故因此外力如何变化无法得知，可能先减小后增大，故D项正确．故选D．‎ 考点：等量同种电荷的电场 ‎【名师点睛】本题考查对等量同种电荷电场线的分布情况及特点的理解和掌握程度，要抓住电场线的对称性．根据粒子所受的电场力情况分析粒子的运动情况。‎ ‎3．如图甲所示，一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷．一光滑细杆从圆心垂直圆环平面穿过圆环，杆上套有带正电的小球，现使小球从a点由静止释放，并开始计时，后经过b、c两点，运动过程中的v－t图如图乙所示．下列说法正确的是(　　)‎ A． 带电圆环在圆心处产生的场强不为零 B． a点场强大于b点场强 C． 电势差Uab小于Ubc D． 小球由b到c的过程中平均速度小于‎0.55m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、根据电场的叠加原理和对称性可以知道,带电圆环在圆心处产生的场强为零，故A错误；‎ B、由乙图知,小球在a处的加速度小于b处加速度,由 知,a点场强小于b点场强,故B错误. C、根据动能定理得:‎ ‎ ‎ 可得 ，故C正确 D、小球由b到c的过程中做非匀加速运动,位移大于匀加速运动的位移, 所以平均速度大于故D错误；‎ 综上所述本题答案是：C ‎4．如图的装置叫做“雅各布天梯”，两个用金属丝弯成的电极A，B分别与起电机的正、负两极相连，金属丝电极上能够聚集大量的正、负电荷，正、负电荷通过电极间的空气放电，产生明亮的电弧，电弧随着热空气上升，就象以色列的祖先雅各布梦中见到的天梯．在电极放电过程中，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A． 电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数 B． 电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数 C． 电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数 D． 条件不足，不能判定电极A，B得失电荷间的数量关系 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：在电极放电过程中，电荷的总量保持不变．‎ 解：根据电荷守恒定律可知，电荷既不能凭空产生，也不会凭空消失，电荷的总量保持不变，所以在电极放电过程中，电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数．故B正确，ACD错误．‎ 故选：B 点评：电荷既不能凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中总量保持不变． ‎