高二物理寒假作业五套(3-1 含答案)(4)

功W1=1.2 10 7J. 求： （1）匀强电场的场强E=？

（2）将电荷q从b点移到c点电场力做的功W2=？ （3）a、c两点间的电势差Uac=？

18．如图所示，在高为H=2.5m的光滑、绝缘的水平平台边缘处，木块B处于静止状态，另

一个带电的物块A以v0=10m/s的速度向B运动，与B碰撞后结为一体（电量不损失）并滑出平台，落到水平地面上，落地点距平台边缘的水平距离L=5.0m. 已知图示空间存在方向竖直向下的匀强电场（图中未画出），其场强大小为E=1.0 103N/C，A、B的质量均为m=1.0 10 3kg，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2， （1）试说明A的电性，并求出其电量大小； （2）计算A和B一起落地时的速度大小.

19．如图所示，正交直角坐标系xoy位于竖直面内，x轴水平，坐标原点o处有一与该竖直面垂直的水平轴，此轴上栓一根细线，线的另一端系一个带正电的小球P，图示区域存在沿x轴正方向的匀强电场. 现将P拉至细线水平伸直的位置A，此时小球中心到o点的距离为l. 以o为圆心做半径为l的圆与坐标轴的另三个交点分别为B、C、D. 现将P从A点由静止释放，发现它沿AB连线做匀加速直线运动. 求：

（1）P达到B点时的速度vB的大小和它开始做圆周运动的速度vx的大小； （2）P达到C点时的速度vC的大小；

（3）将P通过C点后速度为零位置用坐标表示出来.

20．如图所示，给板长为l、相距为d的两块平行金属板A和B加上电压，A、B之间的空间中形成匀强电场. 从A、B左端距A、B等距的O点，使一个质量为m、电量为q的粒子以初速度v0平行于两极板射入电场，欲使它刚好从B极板右边缘处射出，A、B之间所加电压应为（ ）

22

d2mv0l2mv0lmv0qmv0

A． B. C. D. 22

qddlqlqd

21．如图所示，两块水平放置的带电平行金属板之间电压为U，在距负极板上方2cm处的带电微粒A处于静止状态.不带电的绝缘微粒B以v0 0.2m/s的水平速度与A发生碰撞，碰撞中无能量损失.已知A和B两微粒质量相等，且在两微粒碰撞瞬时立即调整两极板之间电压，使电压降低到0.9U. （1）微粒A带何种电荷？ （2）简述A、B碰撞后各做何种运动.

（3）A和B落到负极板上时相距多远？（取g = 10m/s2）

22．有三根长度均为l=1.00m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.00 10 2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为 q和+q，q=1.00 10 7C. A、B之间用第三根线连起来. 空间中存在大小为E=1.00 106N/C的匀强电场，电场方向水平向右. 平衡时，A、B球的位置如图所示. 现将O、B之间的细线烧断，由于有空气阻力，A、B球会达到新的平衡位置. 求最后两球的

机械能与电势能的总和与烧断细线前相比改变了多少？（不计两带

电小球间相互作用的静电力）

高二物理寒假作业（1）

参考答案及评分标准

1．B；2．B；3．A；4．C；5．C；6．C；7．B；8．C；9．D；10．C；11．A；12．D． 13．① 9.0 102； ② 3.0 104. 14．③ 0.34； ④ 3.0 10 5. 15．

mlqUl . 16．(mg ) . qEd2

17．解：（1）设a、b两点间距离为d，电势差为Uab，则有：W1=qUab ①

根据场强E与电势差的关系有：Uab=dE ②

W11.2 10 7

V/m 60V/m 解①②式得：E

qd4 10 8 5 10 2

（2）b、c两点间的电势差为：Ubc=E bc cos60 =60 0.06V=3.6V W2=q Ubc =4 10 8 3.6J=1.44 10 7J

（3）Uab=dE =0.05 60V=3.0V，则有：Uac= Uab+ Ubc=6.6V. 18．解：（1）A、B碰撞动量守恒，设它们的共同速度为v，有： mv0=2mv 解得：v=5.0m/s

由L=vt 解得飞行时间为：t=1.0s 由H

122H

at 解得加速度为：a 2 5.0m/s，显然电场力向上，q为负电. 2t

2m(g a)2 10 3 5.0

C 1.0 10-5C 由2mg qE=2ma 解得：q 3

E1.0 10

（2）设所求速度大小为vt，根据动能定理有：(2mg qE)H

22

即：2aH v vt 解得：vt

1

2m(vt2 v2) 2

2aH v2 5m/s

19．解：设小球质量为m，带电量为q. 由其沿AB方向运动知: mg=qE ① （1）根据动能定理有：mgl qEl

12

mvB ② 解①②式得：vB 2gl 2

小球到B点瞬时受到绳对它的拉力的冲量作用使其竖直向下的动量分量减为零，这个方向的分速度为零. 它开始做圆周运动时只具有水平方向的速度vx，其大小为： vx vBcos45 2gl

（2）小球由B到C的运动过程中，根据动能定理有： qEl mgl

1212

mvC mvx=0， 22

2gl

显然有： vC vx

（3）设P到最高点时细线与x轴成 角（如右图）， 根据动能定理有：

12

mvC mglsin qEl(1 cos ) 2

整理得：mgl mgl(sin 1 cos )，解得： =45 ；最高点的坐标为(

22l,l). 22

20. A.

21. 解：（1）由A平衡知，它受电场力qE的方向应竖直向上，故A带负电荷.

（2）A、B弹性碰撞，因二者质量相等，速度交换. 此后，B做自由落体运动；A 做与平抛类似的曲线运动. （3）A原来它平衡有：为：

qU

mg；电压改变后它所受的电场力方向仍竖直向上，其大小d

0.9qU

0.9mg，它所受合力F=0.1mg，方向竖直向下. 因此，它的加速度a=0.1g.d12

at得：t 2

2h

0.2s.水平位移为：x v0t 0.04m. 因B球落在A、B碰a

由h

撞位置正下方的极板处，A、B间距离即为0.04m.

2

2

图1 图3 图2 图4

解：图1中实线是假设的最终平衡状态，图2、图3分别是A、B的受力分析图. 根据平衡条件，对A有：

水平方向：T1sin T2sin

qE；竖直方向：T1cos mg T2cos 对B

有：水平方向：T2sin qE；竖直方向：T2cos mg

解以上各式得： =0， =45

. 可见最终平衡状态如图4中实线所示. 与原来相比较， A的重力势能减少了：E1=mgl（1 sin60 ）

B的重力势能减少了：E2=mgl（1 sin60 +cos45 ） A的电势能增加了：E3=qElcos60

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