精品解析：山东省聊城市第一中学2023-2024学年高一下学期第二次阶段测试物理试题

2023级高一下学期第二次阶段性测试 物理试题 时间：90分钟；分值：100分 第I卷（40分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 关于物理学史，下列说法错误的是（　　） A. 正电荷和负电荷最早是由英国科学家爱迪生命名的 B. 元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的 C. 英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场 D. 库仑利用扭秤装置得出了库仑定律 2. 两个分别带有电荷量-2Q和+6Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　） A. B. C D. 3. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（　　） A. 甲图：与点电荷等距的a、b两点 B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点 D. 丁图：匀强电场中的a、b两点 4. 如图所示，同一直线上的三个点电荷、、，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知、间的距离是、间距离的2倍。下列说法错误的是（　　） A. 若、为正电荷，则为负电荷 B. 若、为负电荷，则为正电荷 C. D. 5. 静电除尘器的除尘原理如图所示，带负电的尘埃在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列说法正确的是（　　） A. 电晕极和收尘极间的电场是典型的匀强电场 B. 尘埃所受电场力的方向总与所处位置的电场强度方向相同 C. 尘埃所带的电荷量可能为 D. 在同一位置，该点电场强度的大小与尘埃受到的电场力成正比 6. 随着我国国民经济的高速发展，对电力的需求越来越多，而清洁能源发电一般在偏远地区，这需要远距离高压输电，为了不影响人们的生产生活，电路维护时需要带电作业。为了保障电工安全，电工要穿上用金属丝线编织的衣服和手套，如图甲所示。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，下列说法正确的是（　　） A. 在c、d、e、f四点中，c点的电场强度最大 B. 若将某电子由c移到f，其电势能将减小 C. 将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动 D. 在c、d、e、f四点中，c点的电势最高 7. 某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子只在电场力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点。则下列判断正确的是（　　） A. 粒子可能带负电荷 B. M点的电势比N点的电势低 C. 粒子在M点的加速度比在N点的加速度大 D. 粒子在N点的速度比在M点的速度大 8. 匀强电场中同一平面内有a、b、c三点，电场方向跟a、b、c，所在平面平行，，，。已知a、b、c点电势分别为3V、和7V。则（　　） A. 电场强度大小为2V/cm B. 电场强度的方向与ac的连线垂直 C. 电子从a点移到b点，电场力对电子做功4eV D. 电子从a点移到c点，电子电势能增加了4eV 二、多项选择题（每小题4分，共16分。全对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A. 根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比 B. 根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 根据真空中点电荷电场强度公式，电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比 D. 根据公式，带电量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B点的电势差为1V 10. 如图所示，M点有电荷量为Q的负点电荷，在距离点电荷为r处放入厚度为d的平行金属板，N点为金属板内距表面为的点，MN连线与金属板表面垂直。当金属板处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　） A. 金属板的左侧面感应出正电荷 B. 金属板的左侧面感应出负电荷 C. 感应电荷在N点产生的电场强度，方向沿MN连线向右 D. 感应电荷在N点产生的电场强度，方向沿MN连线向右 11. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，所带电荷量绝对值为q，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A. 油滴带负电 B. 油滴受到的静电力大小为 C. 若仅将上极板平移到图中虚线位置，则静电计指针张角减小 D. 若仅将上极板平移到图中虚线位置，则油滴将加速向上运动 12. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为和。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为的小球以初速度从管口射入，则小球（　　） A. 速度先增大后减小再增大 B. 小球对管壁的作用力先变大后变小 C. 小球的电势能先增大后减小 D. 管壁对小球的弹力最大值为 第II卷（60分） 三、非选择题：（本题共6小题，共60分） 13. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图甲中实验采用的方法是（　　）（填正确选项前的字母）； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）若球的质量为m，重力加速度为g，在位置时偏离竖直方向的夹角为，则带电体受到的库仑力大小为__________。 （3）在另一个实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利用公式来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果__________（选填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或“正确”） 14. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电压为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 （1）开关S改接2后，电容器进行的是__________（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是__________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将__________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。 （2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为__________。 （3）电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，正确的是（ ） A. B. C. D. 15. 如图所示，处在真空中，边长分别为，，两个带电小球固定在a、b两点，电荷量分别为，，已知静电力常量。求： （1）c点电场强度的大小及方向； （2）在c点放电荷量的带电小球，小球在c点受到的库仑力的大小。 16. 把带电荷量为正点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功，求： （1）A点到B点电势能的变化量； （2）A、B两点的电势差： （3）若取A点电势为零，B点的电势； （4）若把负电荷由B点移动到A点，电场力做的功。 17. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球，线的上端固定于O点。细线与竖直方向成30°角时静止释放小球，小球开始摆动，当摆到A点时速度为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球带何种电荷； （2）BA两点间电势差； （3）匀强电场的场强E的大小。 18. 如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。 （1）求带电粒子所受的静电力的大小F； （2）求带电粒子到达N板时的速度大小v； （3）若在带电粒子运动距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023级高一下学期第二次阶段性测试 物理试题 时间：90分钟；分值：100分 第I卷（40分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 关于物理学史，下列说法错误的是（　　） A. 正电荷和负电荷最早是由英国科学家爱迪生命名的 B. 元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的 C. 英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场 D. 库仑利用扭秤装置得出了库仑定律 【答案】A 【解析】 【详解】A．正电荷和负电荷最早是由美国科学家富兰克林命名的，故A错误，符合题意。 B．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，选项B正确，不符合题意； C．英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场，选项C正确，不符合题意； D．库仑利用扭秤装置得出了库仑定律，选项D正确，不符合题意； 故选A。 2. 两个分别带有电荷量-2Q和+6Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】原来两小球间库仑力的大小为 两相同金属小球相互接触后，带同种等量的电荷量 两球间库仑力的大小为 故选C。 3. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（　　） A. 甲图：与点电荷等距的a、b两点 B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点 D. 丁图：匀强电场中的a、b两点 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图为单独一个正电荷，则a、b两点电势相等，电场强度大小相等但方向不同，A错误； B．乙图为等量异种电荷，则a、b两点电势均为零，且电场强度相同，B正确； C．丙图中a电场强度小于b点电场强度，a点距负电极板更近，电势低于b点电势，C错误； D．丁图为匀强电场，则a、b两点电场强度相同，沿电场线方向电势降低，则a点电势低于b点电势，D错误。 故选B。 4. 如图所示，同一直线上三个点电荷、、，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知、间的距离是、间距离的2倍。下列说法错误的是（　　） A. 若、为正电荷，则为负电荷 B. 若、为负电荷，则为正电荷 C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．同一直线上的三个点电荷、、，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用,则需满足“两同夹异，两大夹小，近小远大”的规律，ABD正确； C．根据、、的受力可知，、带同种电荷，带异种电荷，故 解得 C错误。 本题选择错误的，故选C。 5. 静电除尘器的除尘原理如图所示，带负电的尘埃在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列说法正确的是（　　） A. 电晕极和收尘极间的电场是典型的匀强电场 B. 尘埃所受电场力的方向总与所处位置的电场强度方向相同 C. 尘埃所带的电荷量可能为 D. 在同一位置，该点电场强度的大小与尘埃受到的电场力成正比 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，电晕极和收尘极间的电场不是匀强电场，靠近电晕极的电场较强，A错误； B．尘埃带负电，所受电场力的方向与电场方向相反，B错误； C．根据 由于电荷量一定是元电荷的整数倍，C正确； D．电场中某位置的电场强度与电荷量和电场力的大小无关，D错误。 故选C。 6. 随着我国国民经济的高速发展，对电力的需求越来越多，而清洁能源发电一般在偏远地区，这需要远距离高压输电，为了不影响人们的生产生活，电路维护时需要带电作业。为了保障电工安全，电工要穿上用金属丝线编织的衣服和手套，如图甲所示。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，下列说法正确的是（　　） A. 在c、d、e、f四点中，c点的电场强度最大 B. 若将某电子由c移到f，其电势能将减小 C. 将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动 D. 在c、d、e、f四点中，c点的电势最高 【答案】D 【解析】 【详解】A．在c、d、e、f 四点中，f点所处的等势面最密集，所以电场线也密集，则f点的场强较大，故A错误； B．f点电势最低，若将某电子由c 移到f，其电势能将增大，故B错误； C．电场方向由c等势面指向f等势面，则将某电子在d 点由静止释放，它会向c点所在等势面运动，故C错误； D．因B 供电线的电势高于A 电线的电势，故c点的电势最高，故D正确。 故选D。 7. 某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子只在电场力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点。则下列判断正确的是（　　） A. 粒子可能带负电荷 B. M点的电势比N点的电势低 C. 粒子在M点的加速度比在N点的加速度大 D. 粒子在N点的速度比在M点的速度大 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线的方向斜向右上方，根据粒子的运动轨迹可以知道，粒子受到的电场力的方向也斜向右上方，所以电荷为正电荷，故A错误； B．根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知，N点的电势低，故B错误； C．电场线越密，电场力越大，加速度越大，所以粒子在N点的加速度比在M点的大，故C错误； D．粒子所受的电场力向右上方，与粒子的运动方向成锐角，电场力对粒子做正功，粒子的速度增加，故D正确。 故选D。 8. 匀强电场中同一平面内有a、b、c三点，电场方向跟a、b、c，所在平面平行，，，。已知a、b、c点电势分别为3V、和7V。则（　　） A. 电场强度大小为2V/cm B. 电场强度的方向与ac的连线垂直 C. 电子从a点移到b点，电场力对电子做功4eV D. 电子从a点移到c点，电子电势能增加了4eV 【答案】A 【解析】 【详解】AB．将bc线段8等分，连接ae，做ae的垂线bf，如图所示 由题意可知a点电势和e点电势相等，fb为电场线，方向由f指向b，由几何知识可知 又 则有 fb（即电场强度的方向）与bc夹角为45°，电场强度大小为 故A正确，B错误； C．电子从a点移到b点，电场力对电子做功为 故电场力对电子做了负功，故C错误； D．电子从a点移到c点，电场力对电子做功为 故电场力对电子做了正功，电势能减小了4eV，故D错误。 故选A。 二、多项选择题（每小题4分，共16分。全对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A. 根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比 B. 根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 根据真空中点电荷电场强度公式，电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比 D. 根据公式，带电量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B点的电势差为1V 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，电场强度的定义式，只是为研究电场的性质方便，而定义的，A错误； B．电容器的电容是描述电容器容纳电荷多少的物理量，电容大小取决于电容器的本身，不能理解成电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，B错误； C．电场中某点电场强度是由场源电荷决定的，所以由真空中点电荷电场强度公式，可知电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比，与该点到场源电荷的距离的平方成反比，C正确； D．由公式，可知带电量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，即电场力做功是−1J，则有 则A、B点的电势差为−1V，D错误。 故选C。 10. 如图所示，M点有电荷量为Q的负点电荷，在距离点电荷为r处放入厚度为d的平行金属板，N点为金属板内距表面为的点，MN连线与金属板表面垂直。当金属板处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　） A. 金属板的左侧面感应出正电荷 B. 金属板的左侧面感应出负电荷 C. 感应电荷在N点产生的电场强度，方向沿MN连线向右 D. 感应电荷在N点产生的电场强度，方向沿MN连线向右 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引规律，M点的点电荷带负电，在金属板的左侧面感应出正电荷，A正确，B错误； CD．金属板内部合场强为零，故感应电荷在N点产生的电场强度与点电荷在N点产生的电场强度等大反向，根据可得，感应电荷在N点产生的电场强度，方向沿MN连线向右，C错误，D正确。 故选AD。 11. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，所带电荷量绝对值为q，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A. 油滴带负电 B. 油滴受到的静电力大小为 C. 若仅将上极板平移到图中虚线位置，则静电计指针张角减小 D. 若仅将上极板平移到图中虚线位置，则油滴将加速向上运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据题意知，油滴所受静电力与重力平衡，电场强度方向竖直向下，故油滴带负电。故A正确； B．两极板间的电场为匀强电场，库仑定律不适用。故B错误； CD．上极板下移，板间距d减小，根据 ， 则 故电场强度不变，根据 可知油滴所受静电力不变，油滴静止不动，根据 可知两极板间电压变小，静电计指针张角减小。故C正确；D错误。 故选AC。 12. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为和。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为的小球以初速度从管口射入，则小球（　　） A. 速度先增大后减小再增大 B. 小球对管壁的作用力先变大后变小 C. 小球的电势能先增大后减小 D. 管壁对小球的弹力最大值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电场力与弹力始终平衡，水平方向合力为0，竖直方向只受重力，所以小球做自由落体运动，速度一直增大，故A错误； B．电场强度先增大后减小，电场力先增大后减小，小球对管壁的作用力与电场力等大反向，所以先变大后变小，故B正确； C．电场力始终与速度垂直不做功，所以不变，故C错误； D．中点处为场强最大处，故需计算此处电场强度 则最大电场力为，弹力等大反向，故D正确。 故选BD。 第II卷（60分） 三、非选择题：（本题共6小题，共60分） 13. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图甲中实验采用的方法是（　　）（填正确选项前的字母）； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）若球的质量为m，重力加速度为g，在位置时偏离竖直方向的夹角为，则带电体受到的库仑力大小为__________。 （3）在另一个实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利用公式来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果__________（选填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或“正确”） 【答案】（1）C （2） （3）比实际值偏大 【解析】 【小问1详解】 图甲中保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况或保持距离不变，只改变电荷量，研究力的变化情况，采用的是控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 本实验中，小球静止时细线偏离竖直方向的角度为，对小球受力分析，根据三力平衡关系知带电体受到的库仑力大小 小问3详解】 在实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利用公式 来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果比实际值偏大；因为同种电荷相互排斥，电荷间等效距离大于3R，库仑力的实际值小于 14. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电压为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 （1）开关S改接2后，电容器进行的是__________（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是__________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将__________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。 （2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为__________。 （3）电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 放电 ②. 0.2秒内电容器释放电荷量 ③. 不变 （2）430 （3）BCD 【解析】 【小问1详解】 [1]开关S接1时，电源在给电容器充电，开关S改接2后，电源断开，电容器放电，在电路中充当电源。 [2]曲线与坐标轴所围成的面积表示初始时刻电容器所带电荷量的多少，也表示在该段时间内，电容器所放出电荷量的总和，则阴影面积表示0.2s内电容器放出的电荷量； [3] 只减小电阻的阻值，对电容器所带电荷的量没有影响，所以初始时刻电容器所带电荷量不变，即曲线与坐标轴所围成的面积将不变。 【小问2详解】 由可得 【小问3详解】 ABD．电容器的电容是由电容器内部结构决定的，与所带的电量以及两板间的电压无关，故A错误，BD正确； C．根据可知，其斜率为定值，故C正确。 故选BCD。 15. 如图所示，处在真空中，边长分别为，，两个带电小球固定在a、b两点，电荷量分别为，，已知静电力常量。求： （1）c点电场强度的大小及方向； （2）在c点放电荷量的带电小球，小球在c点受到的库仑力的大小。 【答案】（1）；方向与由a指向b的方向相同；（2） 【解析】 【详解】（1）两带电小球在c点的电场强度方向，如图所示， a、b两电荷在c点的场强分别为 ， 由几何关系，有 解得 方向与由a指向b的方向相同。 （2）小球在c点受到的库仑力的大小 16. 把带电荷量为的正点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功，求： （1）A点到B点电势能的变化量； （2）A、B两点的电势差： （3）若取A点电势为零，B点的电势； （4）若把的负电荷由B点移动到A点，电场力做的功。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）A点到B点电势能的变化 （2）A、B两点的电势差为 （3）A、B两点的电势差可表示为 解得 （4）若把的负电荷由B点移动到A点，电场力做的功为 17. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球，线的上端固定于O点。细线与竖直方向成30°角时静止释放小球，小球开始摆动，当摆到A点时速度为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球带何种电荷； （2）BA两点间的电势差； （3）匀强电场场强E的大小。 【答案】（1）正电；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）若果小球不带电，则会运动到与B等高位置，因此小球一定受到水平向右的电场力，故小球带正电； （2）从B到A的过程中根据动能定理 解得 （3）匀强电场的场强E的大小 由几何关系 联立解得 18. 如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。 （1）求带电粒子所受的静电力的大小F； （2）求带电粒子到达N板时的速度大小v； （3）若在带电粒子运动距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）两极板间的场强 带电粒子所受静电力 （2）带电粒子从静止开始运动到N板的过程，根据功能关系有 解得 （3）设带电粒子运动距离时的速度大小为v′，根据功能关系有 带电粒子在前距离做匀加速直线运动，后距离做匀速运动，设用时分别为t1、t2，有 ， 则该粒子从M板运动到N板经历的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$