物理卷·2018届福建省宁德市柘荣一中等五校高二上学期期中物理试卷 （解析版） 17页

‎2016-2017学年福建省宁德市柘荣一中等五校高二（上）期中物理试卷 ‎　‎ 一、本题共10小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．‎ ‎1．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地，这样做是为了（　　）‎ A．应用静电 B．除菌消毒 C．消除静电 D．防止漏电 ‎2．两个完全相同的金属小球，分别带有+3Q和﹣Q的电量，当它们相距r时（r比小球半径大得多），它们之间的库仑力为F．若把它们接触后分开，再放回原处，则它们的库仑力将变为（　　）‎ A． B．F C． D．2F ‎3．关于电场强度，下述说法正确的是（　　）‎ A．根据E=，可知电场中某点的场强与放在该点试探电荷受的到电场力成正比 B．根据E=，可知点电荷电场中某点的场强大小与该点到点电荷距离的二次方成反比 C．根据E=，可知匀强电场中任意两点间的电势差与其距离成正比 D．电场强度是矢量，其方向与试探电荷在该点的受力方向相同 ‎4．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律．有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，其边长之比a：b：c=4：2：1．电流沿以下方向流过该电阻，其中电阻阻值最小的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎5．一对平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源上，此时质量为m、带电荷量为﹣q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示．在其他条件不变的情况下，现将A极板竖直向上移动一小段距离，在这的过程中（　　）‎ A．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从b流向a B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a D．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从a流向b ‎6．如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面s的正离子数为n1，负离子数为n2，设元电荷电荷量为e，以下说法正确的是（　　）‎ A．溶液内电流方向从A到B，电流强度为 B．溶液内电流方向从B到A，电流强度为 C．溶液内电流方向从A到B，电流强度为 D．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消 ‎7．如图所示，在一带正电的小球Q右侧附近，放置一根不带电的表面绝缘的导体，且二者没有发生放电现象，下列说法中正确的是（　　）‎ A．导体棒右端的感应电荷为负电荷 B．导体内C点的电势高于B点的电势 C．导体上的感应电荷在C点产生的场强方向水平向右 D．导体上的感应电荷在C点产生的场强大于在B点产生的场强 ‎8．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的场强强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是中垂线连线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称．下列说法中正确的是（　　）‎ A．A、D两点场强相等 B．B、C两点场强相等 C．B、C两点电势相等 D．E、F两点电势相等 ‎9．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等．实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，下列判断正确的是（　　）‎ A．三个等势面中，a的电势最低 B．该粒子在P点时的速度比Q点的大 C．该粒子在P点时的加速度比Q点的大 D．该粒子在P点时的电势能比Q点的大 ‎10．如图所示，正点电荷其中的一条电场线与x轴重合，一带正电的粒子从x轴上的a点由静止开始仅在电场力作用下运动到b点．在此运动过程中，下列关于粒子运动速度v随时间t的变化，电场强度E和运动径迹上电势φ、粒子的电势能EP随位移x的变化图象可能正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎　‎ 二、非选择题 ‎11．在“测定金属的电阻率”实验中，需测量金属丝的长度和直径，如图所示是某次测量时的情况，则该金属丝的长度和直径分别为　　 cm和　　 mm．‎ ‎12．要测绘一个标有“3V　1.5W”小灯泡的伏安特性曲线，备有下列器材：‎ A．电压表（量程3V，内阻约6kΩ）；‎ B．电压表（量程15V，内阻约30kΩ）；‎ C．电流表（量程0.6A，内阻约0.5Ω）；‎ D．电流表（量程3A，内阻约0.1Ω）；‎ E．滑动变阻器（阻值范围0～5Ω）；‎ F．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω）；‎ G．直流电源（3V，内阻不计）；‎ H．开关、导线若干．‎ ‎（1）要求多次测量并使电压表读数从零开始连续可调，上述器材中电压表应选用　　；电流表应选用　　；滑动变阻器应选用　　．（以上均填写器材前字母）‎ ‎（2）请将甲图中的实物电路图用笔代替导线补充完整．‎ ‎（3）乙图为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的U﹣I图象．图象是一条曲线而不是直线的原因是　　；从图象中可求得小灯泡电压为1.8V时的小灯泡的实际功率为　　W．‎ ‎　‎ 三、计算题（本题有4小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎13．用绝缘轻质丝线将一质量为m、电荷量为q的带正电小球A，悬挂在平行板电容器内部，两平行板间的距离为d，并与直流电源连接．闭合开关，待小球稳定后，丝线与竖直面夹角为θ，如图所示．整个过程小球始终未与极板接触．求：‎ ‎（1）平行板电容器所形成电场的场强大小；‎ ‎（2）平行板电容器两极板间的电势差大小．‎ ‎14．如图所示是某直流电动机工作时的电路图．电动机M的电阻r=1Ω，定值电阻R=10Ω，直流电压U=160V，电压表示数UV=120V．试求：‎ ‎（1）通过定值电阻的电流；‎ ‎（2）电动机的输入电功率；‎ ‎（3）电动机的输出电功率．‎ ‎15．如图所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，静止释放一个带负电的小球，小球的质量为m、电荷量为q．小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（图中实线表示）相交于B、C两点，O、C在同一竖直线上，且∠BOC=120°，A距离C的竖直高度为h．若小球通过C点的速度为v，试求：‎ ‎（1）小球由A到C的过程中电场力做的功WAC；‎ ‎（2）小球通过B点速度vB的大小．‎ ‎16．如图甲所示，长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置，ab为两板的中心线．质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从左侧极板附近由静止开始经电压为U1的电场加速后，从a点水平射入．求：‎ ‎（1）粒子从a点射入的速度v0；‎ ‎（2）若将两金属板接上恒定电压U2，使粒子恰好打到金属板的中点，求电压U2的大小；‎ ‎（3）若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上，该粒子在t=0时刻从a点射入，欲使粒子在t=T时刻从板的边缘水平射出，求周期T及交变电压U0的大小．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年福建省宁德市柘荣一中等五校高二（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、本题共10小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．‎ ‎1．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地，这样做是为了（　　）‎ A．应用静电 B．除菌消毒 C．消除静电 D．防止漏电 ‎【考点】* 静电的利用和防止．‎ ‎【分析】本题考查是关于静电的防止与应用，从实例的原理出发就可以判断出答案．‎ ‎【解答】解：由题意可知，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关，而因静电而产生爆炸，因此不可能是这样．‎ 静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就象油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线），以防爆炸，麻醉剂与之同理，故C正确，ABD错误；‎ 故选：C ‎　‎ ‎2．两个完全相同的金属小球，分别带有+3Q和﹣Q的电量，当它们相距r时（r比小球半径大得多），它们之间的库仑力为F．若把它们接触后分开，再放回原处，则它们的库仑力将变为（　　）‎ A． B．F C． D．2F ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】由库仑定律可得出两球在接触前后的库仑力表达式，则根据电量的变化可得出接触后的作用力与原来作用力的关系．‎ ‎【解答】解：当他们相距r时，它们之间的库仑力为F，根据库仑定律公式得：F=k．‎ 接触再分离后所带电量各为=q，‎ 再放回相距r的两点，不符合点电荷条件，则有：F′=k；故A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎3．关于电场强度，下述说法正确的是（　　）‎ A．根据E=，可知电场中某点的场强与放在该点试探电荷受的到电场力成正比 B．根据E=，可知点电荷电场中某点的场强大小与该点到点电荷距离的二次方成反比 C．根据E=，可知匀强电场中任意两点间的电势差与其距离成正比 D．电场强度是矢量，其方向与试探电荷在该点的受力方向相同 ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】电场强取决于电场本身，与检验电荷所受的电场力和电荷量无关，根据这三个公式的适用条件和电场方向的规定解答．‎ ‎【解答】解：A、电场强度取决于电场本身，与检验电荷所受的电场力和电荷量无关，不能说“E与F成正比”；故A错误．‎ B、E=中Q为场源电荷的电量，可知，点电荷电场中某点的场强大小与该点到点电荷距离的二次方成反比，故B正确．‎ C、公式E=中d是两点沿电场方向的距离，不是意两点间的距离，任意两点间的电势差应与其沿电场方向的距离成正比，故C错误．‎ D、据场强方向的规定，某点的场强方向与正电荷在该点所受的电场力的方向相同，与负电荷在该点所受电场力的方向相反．故D错误．‎ 故选：B ‎　‎ ‎4．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律．有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，其边长之比a：b：c=4：2：1．电流沿以下方向流过该电阻，其中电阻阻值最小的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】电阻定律．‎ ‎【分析】根据电流方向确定各项中的截面积和长度，再由金属导体电阻的决定式R=ρ进行计算，注意各电阻中的导体长度及截面积．‎ ‎【解答】解：由电阻的决定式可知，A中电阻RA=，B中电阻RB=ρ；C中电阻RC=ρ；D中电阻RD=ρ；‎ 故电阻最小的为A；故A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎5．一对平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源上，此时质量为m、带电荷量为﹣q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示．在其他条件不变的情况下，现将A极板竖直向上移动一小段距离，在这的过程中（　　）‎ A．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从b流向a B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a D．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从a流向b ‎【考点】电容器的动态分析．‎ ‎【分析】带电油滴原来处于静止状态，电场力与重力平衡，将两板缓慢地错开一些后，分析板间场强有无变化，判断油滴是否仍保持静止．根据电容的决定式分析电容如何变化，由电容的定义式分析电量的变化，确定电路中电流的方向．‎ ‎【解答】解：开始时油滴静止，则说明电场力与重力平衡；‎ 电容器与电源直接相连，故电压不变，当A板上移时，板间距离d增大，则由E=可知，电场强度减小，电场力减小，故重力大于电场力，粒子向下加速运动； ‎ 由于d增大，则由C=可知，电容C减小，因电压不变，则由Q=UC可知，电量Q减小，电容器放电，电流计中有从a到b的电流；故B正确，ACD错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面s的正离子数为n1，负离子数为n2，设元电荷电荷量为e，以下说法正确的是（　　）‎ A．溶液内电流方向从A到B，电流强度为 B．溶液内电流方向从B到A，电流强度为 C．溶液内电流方向从A到B，电流强度为 D．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消 ‎【考点】电流、电压概念．‎ ‎【分析】正电荷的定向移动方向是电流的方向，负电荷的定向移动方向与电流方向相反；由电流的定义式I=可以求出电流的大小，注意同时有正负电荷移动时，总电量是正负电荷绝对值的和．‎ ‎【解答】解：电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，因此电流方向是A到电流I==，故C正确，ABD错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，在一带正电的小球Q右侧附近，放置一根不带电的表面绝缘的导体，且二者没有发生放电现象，下列说法中正确的是（　　）‎ A．导体棒右端的感应电荷为负电荷 B．导体内C点的电势高于B点的电势 C．导体上的感应电荷在C点产生的场强方向水平向右 D．导体上的感应电荷在C点产生的场强大于在B点产生的场强 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；静电现象的解释．‎ ‎【分析】根据静电感应可以判断金属导体的感应的电荷的情况，从而可以判断导体带电的情况，明确处在静电平衡状态的导体为等势体，内部电势处处相等，场强处处为零．‎ ‎【解答】解：A、在Q的电场力作用下，B处的负电荷向左移动，从而使左侧带负电，右侧带负电，故A错误；‎ B、导体为等势体，BC两点电势相等，故B错误；‎ C、在C点和B点的场强由导体上的感应电荷和正电的小球Q共同叠加产生，并且为0，Q形成的场强向右，故感应电荷形成的场强向左；故C错误；‎ D、正电的小球Q在C点的场强大于B点的场强，所以导体上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎8．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的场强强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是中垂线连线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称．下列说法中正确的是（　　）‎ A．A、D两点场强相等 B．B、C两点场强相等 C．B、C两点电势相等 D．E、F两点电势相等 ‎【考点】电场线；电场的叠加．‎ ‎【分析】根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大；电场线越疏，场强越小．根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布的对称性分析对称点场强的大小关系．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线．‎ ‎【解答】解：A、根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同．由图看出，A、D两点场强方向相同．故A正确．‎ B、根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同．这两点场强的方向均由B→C，方向相同．故B正确．‎ C、电场线由B到C，故B点的电势大于C点的电势，故C错误；‎ D、EF两点处在同一等势面上，故EF两点的电势相等，故D正确．‎ 故选：ABD．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等．实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，下列判断正确的是（　　）‎ A．三个等势面中，a的电势最低 B．该粒子在P点时的速度比Q点的大 C．该粒子在P点时的加速度比Q点的大 D．该粒子在P点时的电势能比Q点的大 ‎【考点】电场线；电势能．‎ ‎【分析】根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势面垂直，可分析出电子所受的电场力方向，从而判断出电场线的方向，分析出电势的高低．根据推论，负电荷在电势高处电势能小，分析电势能的大小，进一步得到动能的大小．由等差等势面的疏密确定出场强的大小，由牛顿第二定律分析加速度的大小．‎ ‎【解答】解：A、电子做曲线运动时，受到的电场力指向曲线的内侧，且与等势面垂直，根据轨迹弯曲的方向可知，电子所受的电场力垂直于等势面向下，则电场线向上．故a等势面的电势最高，故A错误；‎ BD、利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知该粒子在P点时的电势能比Q点的大，由于只有电场力做功，电子的电势能和动能之和守恒，故电子在P点的动能比在Q点的小，电子在P点时的速度比Q点的小，故B错误，D正确；‎ C、等差等势面的疏密可以表示电场的强弱，P处的等势面密，所以P点的电场强度大，粒子受到的电场力大，粒子的加速度大，故C正确；‎ 故选：CD ‎　‎ ‎10．如图所示，正点电荷其中的一条电场线与x轴重合，一带正电的粒子从x轴上的a点由静止开始仅在电场力作用下运动到b点．在此运动过程中，下列关于粒子运动速度v随时间t的变化，电场强度E和运动径迹上电势φ、粒子的电势能EP随位移x的变化图象可能正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】点电荷的场强；电势能．‎ ‎【分析】根据点电荷电场线的分布，可确定电场强度的方向与大小以及变化情况，根据电荷在电场中受到的电场力可知加速度大小的变化，从而判断v﹣t图象，由电场线的来确定电势的变化，再由电荷的电性与电势高低来确定电势能的变化．‎ ‎【解答】解：A、根据E=k可知，从a到b的过程中，电场强度越来越小，但与距离不是线性关系，粒子受到的电场力越来越小，加速度越来越小，故A正确，B错误；‎ C、沿着电场线方向，电势逐渐降低，又是正电荷，则电势能逐渐降低，故C正确，D错误．‎ 故选：AC ‎　‎ 二、非选择题 ‎11．在“测定金属的电阻率”实验中，需测量金属丝的长度和直径，如图所示是某次测量时的情况，则该金属丝的长度和直径分别为　61.0　 cm和　2.212　 mm．‎ ‎【考点】测定金属的电阻率；长度的测量；螺旋测微器的使用．‎ ‎【分析】注意刻度尺的最小分度是0.1cm，应进行估读，即应估读到0.01cm．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．‎ ‎【解答】解：由于刻度尺的最小分度是0.1cm，所以应估读到0.01cm，则金属丝的长度为L=61.0cm，金属丝的直径为d=2.0mm+21.2×0.01mm=2.212mm 故答案为：61.0；2.212．‎ ‎　‎ ‎12．要测绘一个标有“3V　1.5W”小灯泡的伏安特性曲线，备有下列器材：‎ A．电压表（量程3V，内阻约6kΩ）；‎ B．电压表（量程15V，内阻约30kΩ）；‎ C．电流表（量程0.6A，内阻约0.5Ω）；‎ D．电流表（量程3A，内阻约0.1Ω）；‎ E．滑动变阻器（阻值范围0～5Ω）；‎ F．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω）；‎ G．直流电源（3V，内阻不计）；‎ H．开关、导线若干．‎ ‎（1）要求多次测量并使电压表读数从零开始连续可调，上述器材中电压表应选用　A　；电流表应选用　C　；滑动变阻器应选用　E　．（以上均填写器材前字母）‎ ‎（2）请将甲图中的实物电路图用笔代替导线补充完整．‎ ‎（3）乙图为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的U﹣I图象．图象是一条曲线而不是直线的原因是　灯泡电阻随温度的升高而增大　；从图象中可求得小灯泡电压为1.8V时的小灯泡的实际功率为　0.72　W．‎ ‎【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．‎ ‎【分析】（1）明确灯泡额定值，从而确定电压表和电流表，再根据实验要求明确采用分压接法，从而明确滑动变阻器的选择；‎ ‎（2）根据实验原理确定电路接法，从而连接实物图；‎ ‎（3）根据灯泡电阻的性质分析图象弯曲的原理，再根据图象找出电压为1.8V时的电流，从而求出实际功率．‎ ‎【解答】解：（1）灯泡电压为3V，故电压表应选择3V量程的A；由P=UI可知，I===0.5A，故电流表应选择C；由于本实验采用滑动变阻器分压接法，故应选用小电阻E；‎ ‎（2）本实验要求电流从零开始调节，故应采用分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应选用电流表外接法；如图所示；‎ ‎（3）灯泡电阻随温度的升高而增大，因此图象为曲线；‎ 当电压为1.8V时，电流为0.4A，则功率P=UI=1.8×0.4=0.72W；‎ 故答案为：（1）A；C；E；（2）如图所示；（3）灯泡电阻随温度的升高而增大；0.72．‎ ‎　‎ 三、计算题（本题有4小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎13．用绝缘轻质丝线将一质量为m、电荷量为q的带正电小球A，悬挂在平行板电容器内部，两平行板间的距离为d，并与直流电源连接．闭合开关，待小球稳定后，丝线与竖直面夹角为θ，如图所示．整个过程小球始终未与极板接触．求：‎ ‎（1）平行板电容器所形成电场的场强大小；‎ ‎（2）平行板电容器两极板间的电势差大小．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度．‎ ‎【分析】（1）对小球进行受力分析，应用平衡条件求出电场强度大小．‎ ‎（2）根据场强与电势差的关系求出两极板间的电势差．‎ ‎【解答】解：（1）小球受力如图所示：‎ 由平衡条件得：qE=mgtanθ，解得：E=；‎ ‎（2）两极板间是匀强电场，两极板间的电势差：U=Ed=；‎ 答：（1）平行板电容器所形成电场的场强大小为；‎ ‎（2）平行板电容器两极板间的电势差大小为．‎ ‎　‎ ‎14．如图所示是某直流电动机工作时的电路图．电动机M的电阻r=1Ω，定值电阻R=10Ω，直流电压U=160V，电压表示数UV=120V．试求：‎ ‎（1）通过定值电阻的电流；‎ ‎（2）电动机的输入电功率；‎ ‎（3）电动机的输出电功率．‎ ‎【考点】电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】（1）先求出R两端的电压，由部分电路的欧姆定律即可求出电路中的电流；‎ ‎（2）由P=UI即可求出输入电动机的功率；‎ ‎（3）根据P热=I2r即可求出电动机的热功率，电动机的输出功率等于输入功率减去热功率．‎ ‎【解答】解：（1）电动机和电阻串联，所以电流相等．‎ 电阻R两端电压U1=160﹣120=40V，‎ 通过电动机的电流大小为：‎ A ‎（2）电动机的电功率P=UI=120×4=480W．‎ ‎（3）电动机的热功率P热=I2R=42×1W=16W．‎ ‎ 电动机的输出功率P′=P﹣P热=480W﹣16W=464 W．‎ 答：（1）通过电动机的电流I是4A．‎ ‎（2）电动机的输入功率P是480W．‎ ‎（3）电动机的输出功率是464W ‎　‎ ‎15．如图所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，静止释放一个带负电的小球，小球的质量为m、电荷量为q．小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（图中实线表示）相交于B、C两点，O、C在同一竖直线上，且∠BOC=120°，A距离C的竖直高度为h．若小球通过C点的速度为v，试求：‎ ‎（1）小球由A到C的过程中电场力做的功WAC；‎ ‎（2）小球通过B点速度vB的大小．‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系；动能定理的应用；电势能．‎ ‎【分析】（1）直接对从A到C过程运用动能定理列式求解即可；‎ ‎（2）点B与点C在同一个等势面上，故从A到C过程电场力做功等于从A到B过程电场力做功，对从A到B过程再次根据动能定理列式求解即可．‎ ‎【解答】解：（1）由A到C应用动能定理得：WAC+mgh=mv2﹣0，‎ 解得WAC=mv2﹣mgh；‎ ‎（2）因B、C两点电势相等，由动能定理得：‎ mg （R+R•sin 30°）=mv2﹣m，‎ 解得：vB=；‎ 答：（1）小球由A到C的过程中电场力做的功WAC为mv2﹣mgh；‎ ‎（2）小球通过B点速度vB的大小为．‎ ‎　‎ ‎16．如图甲所示，长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置，ab为两板的中心线．质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从左侧极板附近由静止开始经电压为U1的电场加速后，从a点水平射入．求：‎ ‎（1）粒子从a点射入的速度v0；‎ ‎（2）若将两金属板接上恒定电压U2，使粒子恰好打到金属板的中点，求电压U2的大小；‎ ‎（3）若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上，该粒子在t=0时刻从a点射入，欲使粒子在t=T时刻从板的边缘水平射出，求周期T及交变电压U0的大小．‎ ‎【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】（1）粒子在加速电场运动时，由动能定理求得粒子获得的速度v0．‎ ‎（2）若将两金属板接上恒定电压U2，粒子金属板间做类平抛运动，粒子沿水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，根据分运动的位移公式和牛顿第二定律结合解答．‎ ‎（3）为使粒子从极板边缘水平射出电场，在竖直方向上粒子的运动应为：先加速后减速，且到达极板边缘时，在竖直方向上速度正好等于零，这段时间等于一个周期，再由根据分运动的位移公式和牛顿第二定律结合解答．‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）粒子在加速电场运动叶，由动能定理得 ‎ qU1=m﹣0 ①‎ 得 v0= ②‎ ‎（2）粒子沿水平方向做匀速运动：‎ ‎ t1= ③‎ 竖直方向做匀加速运动：‎ ‎ a= ④‎ ‎ E= ⑤‎ ‎=a ⑥‎ 联立②③④⑤⑥得：U2=‎ ‎（3）为使粒子从极板边缘水平射出电场，在竖直方向上粒子的运动应为：先加速后减速，且到达极板边缘时，在竖直方向上速度正好等于零，这段时间等于一个周期，有 ‎ L=v0T ⑦‎ 联立②⑦得：T=L ⑧‎ ‎ a0== ⑨‎ ‎=a0⑩‎ 联立⑧⑨⑩得：U0=‎ 答：‎ ‎（1）粒子从a点射入的速度v0是．‎ ‎（2）电压U2的大小是；‎ ‎（3）周期T是L，交变电压U0的大小是．‎ ‎　‎ ‎2016年12月1日