江苏百校联考高三年级第三次考试物理试卷
一、单项选择题
1.有一平行板电容器充电后与电源断开,A 极板带电量为+4×10-6 C,B 极板带电量为-4×10-6
C,电容器的电容为 2 μF,下列说法正确的是
A. 电容器两极板间电压为 4 V
B. 电容器两极板间电压为 2 V
C. 若将正极板 A 移至虚线位置,电容器电容变小
D. 若将正极板 A 移至虚线位置,电容器电压不变
【答案】B
【解析】
【分析】
考查电容器的电容。
【详解】AB.由题意可知,电容器带电量为 ,电容为 ,由电
容的定义式: 可得电压为:
A 错误,B 正确;
CD.由电容的定义式: 可知,正极板 A 移至虚线位置,即减小两极板间的距离 d,
电容将增大,CD 错误;故选 B。
2.如图所示,水平地面上的物体 A 在斜向上的拉力 F 作用下,向右做直线运动,下列关于物
体受力情况的说法中正确的是
A. 若物体 A 做匀速直线运动,物体 A 可能只受到两个力的作用
B. 若物体 A 做匀速直线运动,物体 A 可能只受到三个力的作用
C. 若物体 A 做匀加速直线运动,物体 A 可能只受到两个力的作用
D. 若物体 A 做匀加速直线运动,物体 A 一定受到四个力的作用
6=4 10 CQ −× -6=2 F=2 10 FC u ×
QC U
=
6
-6
4 10 C= 2V2 10 F
QU C
−
= =×
×
4
r SC kd
ξ
π=
【答案】C
【解析】
【分析】
考查受力分析。
【详解】AB.若物体 A 做匀速直线运动,受力分析如图所示:
一定受到 4 个力;AB 错误;
CD.若物体 A 做匀加速直线运动,受力情况可能如下图:
拉力和重力的合力水平向右,此时只受 2 个力;C 正确,D 错误;故选 C。
3.中国面食种类繁多,其中“刀削面”堪称一绝,从同一位置依次削出三个小面条,分别落
在水面上 A、B、C 三点,运动轨迹如图所示,忽略空气阻力的影响,小面条被削离面团后可
视为平抛运动,假设三个小面条质量相等,下列说法正确的是
A. 三个小面条被削离时速度相等
B. 三个小面条速度的变化量相同
C. 落在 A 点的小面条在空中运动时间最短
D. 落在 C 点的小面条落在水面时重力的功率最大
【答案】B
【解析】
【分析】
考查自由落体运动。
【详解】A.三个小面条下落的高度相同由 可得:
三个小面条下落的高度相同,所以下落时间相同,又
三个小面条水平位移不同,所以被削离时速度不同,A 错误;
B.速度的变化量为:
由于下落时间相同,所以速度变化量相同,B 正确;
C.三个小面条下落的高度相同,所以下落时间相同,C 错误;
D.重力的功率为:
由自由落体的规律可知:
所以中立的功率相同,D 错误;故选 B。
4.无人机在空中拍摄运动会入场式表演.无人机起飞上升并向前追踪拍摄,飞行过程的水平方
向速度 vx 和竖直向上的速度 vy 与飞行时间 t 的关系图线如图所示.下列说法正确的是
A. 无人机在 0~t1 时间内沿直线飞行
B. 无人机在 t1~t2 时间内沿直线飞行
C. 无人机在 t1 时刻上升至最高点
D. 无人机在 0~t1 时间内处于失重状态
【答案】A
【解析】
分析】
考查运动的合成。
【
21
2h gt=
2ht g
=
0x v t=
v gt∆ =
G yP mgv=
yv gt=
【详解】A.由图可知,t=0 时的初速度为 0,0~t1 时间内水平方向和竖直方向加速度恒定,
即合加速度恒定,做匀加速运动,初速度为 0 的匀加速运动一定是直线运动,A 正确;
B.0~t1 时间内沿直线飞行,t1 时刻速度方向与合加速度方向一致,t1 时刻,水平方向加速度
变为 0,合加速度方向为竖直方向,与此时速度方向不共线,所以做曲线运动,B 错误;
C.t1 时刻之后,竖直速度依然向上,还在上升,直到 t2 时刻,竖直速度减为 0,到达最高点,
C 错误;
D.0~t1 时间内竖直加速度向上,超重状态,D 错误;故选 A。
5.如图所示,质量分别为 mA=2 kg 和 mB=1 kg 的滑块 A 和滑块 B,叠放在光滑水平地面上,A 和
B 之间的动摩擦因数 μ=0.4,重力加速度 g=10 m/s2,拉力 F 作用在滑块 B 上,且拉力 F 从 0
开始逐渐增大到 14 N 的过程中,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是
A. A 和 B 始终保持相对静止
B. A 和 B 从一开始就发生了相对滑动
C. 当 F>8 N 时,A、B 发生了相对滑动
D. 当 F>12 N 时,A、B 发生了相对滑动
【答案】D
【解析】
【分析】
考查叠加体的受力分析,整体法隔离法。
【详解】由于地面光滑,对整体分析:
对 A 分析:
当 AB 之间摩擦力达到最大静摩擦时,AB 之间开始相对滑动:
解得:
即当 时,AB 发生相对滑动,ABC 错误,D 正确;故选 D。
6.某同学将一电流计改装成简易多用电表.如图所示,已知电流计的满偏电流为 Ig,内电阻为
( )A BF m m a= +
Af m a=
A Am g m aµ =
12NF =
Rg,R1 和 R2 为可变电阻,下列说法正确的是
A. 选择开关接到 1 时是电流表,R1 增大时量程增大
B. 选择开关接到 1 时是电压表,R1 增大时量程增大
C. 选择开关接到 2 时是电流表,R2 减小时量程增大
D. 选择开关接到 2 时是电压表,R2 增大时量程增大
【答案】D
【解析】
【分析】
考查电表改装。
【详解】A.改装电流表时,应并联小电阻,所以选择开关接到 1 时是电流表,改装电流表量
程为:
可知 R1 增大时量程减小,A 错误;
B.选择开关接到 1 时是电流表,B 错误;
C.改装电压表时,应串联大电阻,所以选择开关接到 2 时是电压表,C 错误;
D.改装电压表量程为:
可知 R2 增大时量程增大,D 正确;故选 D。
7.静电除尘机原理的示意图如图所示,图中虚线为电场线.废气先经过机械过滤装置再进入静
电除尘区,集尘极带正电,尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,
图示位置的 A、B、C 三点在同一直线上,且 AB=BC,下列说法正确的是
g RI I I= +
g
R
1
UI R
=
g g gU I R=
g g
g
1
I RI I R
= +
( )g g 2U I R R= +
A. 电场方向由放电极指向集尘极
B. A 点的电势小于 B 点的电势
C. A 点的电场强度小于 B 点的电场强度
D. A、B 间的电势差 UAB 等于 B、C 间的电势差 UBC
【答案】C
【解析】
【分析】
考查电场线的理解。
【详解】A.由题意,集尘极带正电荷,是正极,所以电场线方向由集尘极指向放电极,A 错
误;
B.沿着电场线电势逐渐降低,所以 A 点的电势高于 B 点的电势,B 错误;
C.由电场线的疏密程度可知,A 点的电场强度小于 B 点的电场强度,C 正确;
D.由 ,AB=BC,即 d 相同,而 AB 的电场强度小于 BC 点的电场强度,所以 A、B 间的
电势差 UAB 小于 B、C 间的电势差 UBC,D 错误;故选 C。
8.如图所示,表面粗糙的斜面体 C 置于粗糙的水平地面上,斜面体 C 上有一物块 A,通过跨过
光滑定滑轮的细绳与小盒 B 连接,连接 A 的一段细绳与斜面平行,连接 B 的一段细绳竖直.现
向小盒 B 内缓慢加入适量细沙,A、B、C 始终处于静止状态.下列说法正确的是
A. 斜面体 C 对物块 A 摩擦力可能沿斜面向上
B. 斜面体 C 对物块 A 的摩擦力一定增大
C. 地面对斜面体 C 的支持力一定增大
D. 地面对斜面体 C 的摩擦力可能减小
【答案】A
【解析】
的
UE d
=
【分析】
考查平衡状态的受力分析。
【详解】A.当 A 的重力沿斜面的分力大于 B 的重力时,摩擦力沿斜面向上,A 正确;
B.若开始时 A 的重力沿斜面的分力大于 B 的重力,则有:
增加细沙时,B 的质量增加,摩擦力减小,B 错误;
C.把 AC 看做整体,增加细沙时,B 的质量增加,即绳沿斜面向上对 AC 的拉力增大,由:
可知,地面对斜面体 C 的支持力一定减小,C 错误;
D.由:
可知,地面对斜面体 C 的摩擦力增大,D 错误;故选 A。
二、 多项选择题
9.下列关于静电现象的说法中正确的有
A. 摩擦起电说明电荷可以创造
B. 带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引
C. 处于静电平衡状态的导体,内部电势一定处处为零
D. 接触带有精密电子元件的电路板时,最好先用手接触一下金属水管
【答案】BD
【解析】
【分析】
考查静电现象问题。
【详解】A.由电荷守恒定律可知,电荷既不能消失,也不能创造,A 错误;
B.带电小球移至不带电金属球附近,由于感应起电,不带电金属球靠近带点小球一面会带上
与带点小球所带电性的异种电荷,相互吸引,B 正确;
C.处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,是一个等势体,但电势是否为零与所取的
零势能面有关,C 错误;
D.接触带有精密电子元件的电路板时,最好先用手接触一下金属水管,把身体所带的静电转
移出去,D 正确;故选 BD。
A Bsinm g m g fθ = +
( )B N A Csinm g F m m gθ + = +
B cosm g fθ =
10.公园里有一种“旋转秋千”的游乐项目,模型如图所示.可视为质点的座椅通过轻质缆绳
悬挂在旋转圆盘上,旋转圆盘转动的角速度为 ω,缆绳与竖直方向夹角为 θ,不计空气阻力,
下列说法正确的有
A. 座椅受到重力、缆绳拉力和向心力
B. 座椅转动角速度 ω 越大,夹角 θ 越大
C. 启动加速时,游客所受的合外力可能大于游客的向心力
D. 同一座椅以相同角速度转动,有游客乘坐与没有游客乘坐时的夹角 θ 不同
【答案】BC
【解析】
【分析】
考查圆周运动,圆锥摆模型。
【详解】A.向心力是效果力,由其他力的合力或某一分力提供,实际不受向心力,A 错误;
B.转动过程中,由合力提供向心力:
可知,座椅转动角速度 ω 越大,需要的向心力就越大,夹角 θ 越大,B 正确;
C.启动加速时,游客所受的合外力一部分提供向心力,还有一部分提供增加速率的加速度,
C 正确;
D.设转盘半径为 r,绳长为 l,由:
可知,夹角 θ 与质量无关,同一座椅以相同角速度转动,有游客乘坐与没有游客乘坐时的夹
角 θ 相同,D 错误;故选 BC。
11.我国研制的“嫦娥四号”探测器实现了人类历史上与月球背面的第一次“亲密接触”.如
图所示,为了实现地月信息联通搭建“天桥”,中继卫星“鹊桥”在地球引力和月球引力共同
作用下,绕地月连线延长线上拉格朗日点 L2 沿“Halo”轨道运动.下列说法正确的有
ntanmg Fθ =
2tan ( sin )mg m r lθ ω θ= +
2tan ( sin )g r lθ ω θ= +
A. 地球和月球对“鹊桥”卫星的引力方向不相同
B. “鹊桥”卫星受到地球和月球引力的合力方向指向 L2 点
C. “鹊桥”卫星在地球上的发射速度大于 11.2 km/s
D. “Halo”轨道的半径大到一定的值后才能实现“嫦娥四号”与地面测控站之间的中继通信
【答案】AD
【解析】
【分析】
考查万有引力与航天。
【详解】A.地球对“鹊桥”卫星的引力方向沿地球与“鹊桥”卫星连线,月球对“鹊桥”卫
星的引力方向沿月球与“鹊桥”卫星连线,如题图所示,两个方向不同,A 正确;
B.“鹊桥”卫星受到地球和月球引力的合力方向指向地球与“鹊桥”卫星连线和月球与“鹊
桥”卫星连线夹角之间,不指向 L2 点,B 错误;
C.“鹊桥”卫星在地球上的发射速度大于第一宇宙速度 7.6 km/s 即可,C 错误;
D.“Halo”轨道的半径大到一定的值后,使月球不在地球与“鹊桥”卫星连线上,才能实现
“嫦娥四号”与地面测控站之间的中继通信,D 正确;故选 AD。
12.在如图所示电路中,电源的电动势为 E、内阻为 r ,R1 和 R2 为两个定值电阻.闭合电键 S,
当滑动变阻器 R3 的滑动触头 P 从 a 向 b 滑动时,三个理想电表的示数都发生变化,电流表 、
和电压表 的示数分别用 I1、I2 和 U 表示,示数变化量的绝对值分别用 ΔI1、ΔI2 和 ΔU
表示,下列说法正确的有
A. U 变大, I1 变小, I2 变小
B. U 与 I1 的比值变小
C. ΔI1 小于 ΔI2
D. ΔU 与 ΔI1 的比值不变
【答案】BCD
【解析】
【分析】
考查电路的动态分析。
【详解】A.滑动触头 P 从 a 向 b 滑动时,R3 减小,由结论法“串反并同”可知 U 减小,I1 增
大, I2 增大,A 错误;
B.U 与 I1 的比值为路端总电阻,由于 R3 减小,路端总电阻减小,所以 U 与 I1 的比值变小,
B 正确;
C.I1 为 I2 与 R2 电流之和,I1 增大, I2 增大,R2 电流为 ,则:
所以 ΔI1 小于 ΔI2, C 正确;
D.ΔU 为路端电压的增加量,也为内部电压减少量,ΔU 与 ΔI1 的比值为电源内阻,内阻不
变,D 正确;故选 BCD。
13.带电小球在电场力和重力作用下,由静止开始从 O 点沿竖直方向向下运动,以 O 点为原点
沿竖直方向向下建立 x 轴,x 轴上依次有四个点:x1、x2、x3、x4.小球从 O 点运动至 x4 点的过
程中,机械能 E 随位移 x 关系图线如图所示,下列说法正确的有
A. 在 O~x1 的过程中,电场力逐渐变小
B. 在 x1~x2 过程中,电场力逐渐变小
C. 在 x2 点,小球受到的电场力为零
D. 在 O~x2 的过程中,小球受到的电场力竖直向下
【答案】BC
【解析】
【详解】A.机械能的变化是由于电场力做功引起的,由:
的
2
U
R
1 2
2
UI I R
∆∆ = ∆ −
W E F x= ∆ = ⋅∆
可知,E-x 图像斜率表示电场力,在 O~x1 的过程中,斜率绝对值在增大,即电场力在增大,A
错误;
B.在 x1~x2 的过程中,斜率绝对值逐渐减小,即电场力逐渐变小,B 正确;
C.在 x2 点,斜率为 0,即小球受到的电场力为零, C 正确;
D.在 O~x2 的过程中,机械能减小,电场力做负功,电场力与运动方向相反,即向上,D 错误;
故选 BC。
14.如图所示,光滑的半圆轨道竖直放置,边缘处固定着光滑小滑轮,跨过滑轮的轻绳连接小
球 A 和 B,质量分别为 mA 和 mB,小球 A 在水平拉力 F 作用下静止于 P 点时,对轨道的压力恰
好为零.现增大拉力 F 使小球 A 沿半圆轨道运动至 Q 点,小球 A 经过 Q 点时速度为 vA,小球 B
的速度为 vB,已知 OQ 连线与竖直方向的夹角为 30°,小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中,下列说
法正确的有
A. 两球 A、B 质量之比 mA∶mB=1∶
B. 小球 A 经过 Q 点时,两球 A、B 速度之比 vA∶vB=1∶
C. 小球 A、B 组成的系统机械能一直增加
D. 拉力 F 对小球 A 做的功等于小球 A 机械能的变化量
【答案】AC
【解析】
【分析】
考查连接体问题,关联速度问题。
【详解】A.静止时,对 A 受力分析可得:
解得: ,A 正确;
B.小球 A 经过 Q 点时,两球沿绳方向的速度大小相等,即:
EF x
∆= ∆
2
2
B Acos45m g m g° =
A B: cos45 1: 2m m °= =
A Bsin30v v° =
解得: ,B 错误;
C.小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中,拉力 F 一直做正功,所以小球 A、B 组成的系统机械能一
直增加,C 正确;
D.小球 A 机械能的变化量为除小球 A 重力以外的其他力做功之和,除小球 A 重力对小球 A 做
功之外,还有拉力 F 和绳的拉力 T,拉力 F 做正功,绳的拉力 T 做负功,所以小球 A 机械能的
变化量小于拉力 F 对小球 A 做的功,实际上,拉力 F 对小球 A 做的功为小球 A、B 组成的系统
机械能的变化量,D 错误;故选 AC。
三、 简答题
15.某同学计划用伏安法测量待测电阻 Rx 的阻值,手边已有的器材及规格为:多用电表一只;电
压表 (量程为 0~3 V,内阻约为 4 kΩ);电流表 (量程为 0~5 mA,内阻约为 15 Ω);滑动变阻
器 R(最大阻值约为 100 Ω);电源 E(电动势约为 3 V);开关 S、导线若干.
(1)为了粗测待测电阻的阻值,该同学将多用电表的选择开关调至欧姆“×100”挡,则该
同学紧接着应该进行的操作是____________________;将多用电表的两表笔与待测电阻相连,
指针的位置如图甲所示,则待测电阻 Rx 的阻值为___Ω.
(2)该同学将相关器材连成了如图乙所示的电路,经分析,该电路测量误差较大,需改进.
请直接在图乙上改画:①在不需要的连线上画“×”表示,②补画上需要添加的连线.
( )
(3)利用改进 电路进行测量,并根据测量数据画出了如图丙所示的 U-I 图线,由图线可得
待测电阻 Rx=____Ω.(保留三位有效数字)
【答案】 (1). 进行欧姆调零(将两只表笔短接,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指在面板
的
A B
1: 2:1sin30v v °= =
右端“0 Ω”刻度处) (2). 490(480-500) (3). (4).
500
【解析】
【分析】
考查实验“伏安法测电阻”。
【详解】(1)欧姆档测电阻,选好倍率后进行欧姆调零(将两只表笔短接,调节“欧姆调零旋
钮”,使指针指在面板右端“0 Ω”刻度处);由图读数 5.0,则
(2)测得 Rx 约为 500Ω, ,即 Rx 为大电阻,应用电流表内接法,所
以,改动如图:
(3)U-I 图线的斜率为电阻 Rx 的阻值, 。
16.某同学设计了如图所示的装置来“验证机械能守恒定律”.将量角器竖直固定在铁架台上,
使直径边水平,将小球通过一段不可伸长的细线固定到量角器的圆心 O 处,在铁架台上 O 点
正下方安装光电门(图中未画出),实验时,让小球在紧贴量角器的竖直平面内运动,调整好
光电门,使小球的球心刚好能通过光电门的细光束.
x 4.9 100 =490R = × Ω Ω
AV x245R R R⋅ ≈ Ω < x 500UR I ∆= = Ω∆
(1)以下列举的物理量中,为本实验必须测量的物理量有___;
A.小球的质量 m
B.小球的直径 d
C.细线的长度 L
D.小球的运动周期 T
(2)图中细线与竖直方向的初始偏角为______;
(3)实验时,将小球拉开,使细线与竖直方向偏开一定的角度 θ,将小球由静止释放,测出
小球通过光电门的时间 t,则小球通过最低点时的速度为______;如果这一过程中小球的机械
能守恒,则题中各物理量应遵循的表达式为_____________;
(4)多次实验,由实验数据作出了 -cos θ 图线,则实验所得的图线应该是_____.
A. B. C. D.
【答案】 (1). BC (2). 32.3°(32.0°~32.8°) (3). (4). =
g(l+ )(1-cos θ) (5). C
【解析】
【分析】
2
1
t
d
t
2
22
d
t
2
d
考查实验“验证机械能守恒定律”。
【详解】(1)本实验验证机械能守恒的关系式如下:
联立可得:
所以本实验必须测量的物理量有绳长 L,小球直径 d,故选 BC。
(2)由题图读数可知,图中细线与竖直方向的初始偏角为 32.3°。
(3)小球直径为 d,通过光电门的时间为 t,所以通过光电门时的速度为 ;应遵循的表达
式为:
(4)由关系式:
可得:
图线是一条倾斜的直线,斜率为负,截距为正,故选 C。
四、计算题
17.空气是不导电的,但是如果空气中的电场很强,气体分子可能破碎,出现可以自由移动的
电荷而使空气击穿.为研究这一现象,实验小组的同学将一对平行金属板水平固定,它们间的
距离调整到 2.0 cm 后,逐步增大板间的直流电压,当电压升为 4.8×104 V 时两板间就观察到
放电现象,如图所示.然后,他们将板间电压调为 20 V 继续进行实验.将带电量为-3.2×10-5 C
的液滴 A 由上板附近静止释放,液滴 A 最终打在下极板上;将另一液滴 B 滴入板间后,液滴 B
恰好能悬浮在板间.取重力加速度 g=10 m/s2.
(1)这次实验中空气击穿时的电场强度是多大?
(2)电场对液滴 A 所做的功;
(3)液滴 B 的比荷为多少?
21(1 cos ) 2mgL mvθ− =
dv t
=
2
2(1 cos ) 2
dgL t
θ− =
d
t
2
2(1 cos ) 2
dgL t
θ− =
2
2(1 cos ) 2
dgL t
θ− =
2 2 2
1 2 2cosgL gL
t d d
θ= − +
2
1 cost
θ−
【答案】(1)2.4×106 V/m. (2)6.4×10-4 J (3)1.0×10-2 C/kg
【解析】
【分析】
考查匀强电场场强与电压的关系以及电场力做功与电势差的关系。
【详解】(1)当电压升为 4.8×104 V 时,空气被击穿,由:
解得电场强度为 2.4×106 V/m
(2)板间电压调为 20 V 时,由图可知,上极板带负电,下极板带正电,上下极板电势差为
U1=-20V,电场对液滴 A 做功为:
(3)液滴 B 滴入板间后,恰好能悬浮在板间,则
此时电场强度为:
联立可得:
解得
18.“高手在民间”.在一次服务行业的技能大赛中,某参赛选手能在最短时间内将手中的十
只盘子等间距地分发到餐桌周边,荣获比赛的一等奖.如图所示,放在水平地面上的餐桌高为
0.8 m,图中的盘子为该选手抛出的一只盘子,盘子在桌面上沿直径由 O 点滑行 0.9 m 后,停
在距离桌边 0.1 m 处的 A 点,已知这种盘子与桌面间的动摩擦因数为 0.5,忽略盘子的大小和
空气的阻力,取重力加速度 g=10 m/s2.求:
(1)该盘子刚落到 O 点时,水平初速度 v0 的大小;
UE d
=
( )5 4
A 1 3.2 10 ( 20V) 6.4 10 JCW q U − −= = − × × − = ×
B B 1m g q E=
1
1E d
U=
1
B
B
q gd
m U
=
2B
B
=1.0 10 C/kgq
m
−×
(2)该选手在一次练习过程中,盘子沿桌面直径方向以水平初速度 v0 落在桌面上的 O'点,
但 O'点较 O 点前移了 0.2 m,求盘子落地点距桌边的水平距离;
(3)为使盘子能沿桌面直径方向从 O'点滑停到 A 点,盘子的水平初速度 v1 的大小.
【答案】(1)3 m/s. (2)0.4 m (3) m/s.
【解析】
【分析】
考查匀变速直线运动规律应用和平抛运动规律应用。
【详解】(1)该盘子落到 O 后,以水平初速度 v0 做匀减速直线运动,依题意:
滑行过程受摩擦力作用:
解得
(2)仍然以水平初速度 v0 做匀减速直线运动,但 O'点较 O 点前移了 0.2 m,即滑行 0.8m 后
以速度 v 平抛出去:
解得:
由自由落体运动规律:
联立解得水平位移
(3)为使盘子能沿桌面直径方向从 O'点滑停到 A 点,即水平滑行 0.7m 后停下:
7
2
02ax v=
mg maµ =
0 s=3 m/v
2 2
02ax v v′ = −
=1m/sv
21
2h gt=
L vt=
0.4mL =
2
1 12ax v=
解得
19.如图所示,固定的光滑绝缘斜面的倾角为 θ=37°,斜面长为 0.24 m,处在大小为
E=1.2×103 V/m 的水平向右的匀强电场中,一个质量为 m=1.6×10-2 kg 的带电滑块从斜面顶端
由静止释放后,刚好能处于静止状态.(取重力加速度 g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos
37°=0.8).求:
(1)滑块的带电量 q;
(2)若仅将电场反向,求滑块滑至底端时的速度大小 v;
(3)电场反向后,仅调整电场强度 大小,求滑块沿斜面滑行过程中,机械能增量的最大值
ΔE.
【答案】(1)-1.0×10-4 C. (2)2.4 m/s (3)0.04096 J
【解析】
【分析】
考查电场力做功与守恒的综合。
【详解】(1)刚好能处于静止状态,受力平衡:
解得电荷量大小为:
由于电场力方向与电场方向相反,所以带负电,即带电量为-1.0×10-4 C;
(2)若仅将电场反向,电场力向右,滑到底端过程中,由动能定理:
解得
的
1 = 7m/sv
tanF
mg
θ=
F qE=
4=1.0 10 Cq −×
21sin cos 2mgL FL mvθ θ+ =
2.4m/sv =
(3)要保证沿斜面向下运动的电场力最大时,电场力与重力的合力沿斜面向下,即:
机械能增量即为电场力做功,即:
解得
tanmg
F
θ=
cosE F L θ∆ = ⋅
0.04096 JE∆ =