精品解析:广西壮族自治区南宁市第二中学2025-2026学年高二上学期9月月考物理试题
2025-10-13
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内容正文:
南宁二中2025-2026学年度上学期高二9月月考
物理
本试卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡上交,本试卷自行保留。
一、选择题:本题共10小题,共46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,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2025年5月全国体操锦标赛暨第十五届全国运动会体操成年组资格赛在广西南宁三塘体育训练比赛基地极限综合馆举办。我们能看到体操运动员在落地时,总是要曲腿,这是为了( )
A. 减小运动员的动能变化量
B. 减小地面对腿的冲量
C. 减小运动员的动量变化量
D. 减小地面对腿的冲击力
【答案】D
【解析】
【详解】A.动能变化量由速度变化决定,曲腿不改变速度变化,故A错误;
B.冲量等于动量变化,与曲腿无关,故B错误;
C.动量变化量由速度变化决定,曲腿不改变总动量变化,故C错误;
D.根据动量定理 ,曲腿延长作用时间,从而减小冲击力,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP = 60°。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点电场强度的大小变为E2。则E2与E1之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设两电荷带电量大小均为q,则O点的场强
若将N点处的点电荷移至P点,则O点电场强度的大小为
则
故选A。
3. 如图所示,一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟静电起电机的两极相连,锯条接电源负极,金属片接正极。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当摇动起电机,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又出现烟雾缭绕。下列说法正确的是( )
A. 室内的空气湿度越大,实验效果越好
B. 起电机摇动时,塑料瓶内存在的是匀强电场
C. 起电机摇动前,烟尘颗粒带上电荷才能做成功
D. 带电的烟雾颗粒向着金属片运动时,电势能减少
【答案】D
【解析】
【详解】A.潮湿的空气易于导电,则起电机产生的静电不容易在铁锯条和金属片上积累,则该实验不易成功,故A错误;
B.起电机摇动时,锯条处聚集的电荷最密集,塑料瓶内存在的是非匀强电场,故B错误;
C.锯条和金属片间的电场让空气电离,电离出的电子让烟尘颗粒带负电,不需要让烟尘颗粒先带上电荷才能做成功,故C错误;
D.带电的烟雾颗粒向着金属片运动时,电场力做正功,电势能减少,故D正确。
故选D。
4. 污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其中实线为电场线,虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上,M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有( )
A. M点的电势比N点的高
B. N点的电场强度比P点的大
C. 污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功
D. 污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据沿着电场线方向电势降低可知N点的电势比M点的高,故A错误;
B.根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小,故B错误;
C.M点的电势比N点的低,污泥絮体带负电,根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大,污泥絮体从M点移到N点,电势能减小,电场力对其做正功,故C正确;
D.M点和P点在同一等势面上,则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等,结合AC选项分析可知污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,a、b、c、d、e为匀强电场中的五个点,水平实线为电场线(方向未标出),,ad边平行于电场线,且,e为ab的中点。已知a、b、c三点的电势分别为:,,,则下列说法错误的是( )
A. e点电势 B. 匀强电场的场强方向水平向右
C. ab间的电势差Uab等于dc间的电势差Udc D. 匀强电场的场强大小为200V/m
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为是匀强电场,且e为ab的中点,则有
解得e点电势为
故A不符合题意;
BD.由于
可知匀强电场的场强方向由指向,水平向左;大小为
故B符合题意,D不符合题意;
C.因为是匀强电场,且与平行相等,则有
故C不符合题意。
故选B。
6. 如图所示,平行板电容器与恒压直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可忽略。开关闭合时一带电的油滴静止于两极板间的P点,若断开开关K,将平行板电容器的下极板竖直向上平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A. P点的电势变小 B. 带电油滴向下运动
C. 电容器的电容变小 D. 静电计指针的张角变大
【答案】A
【解析】
【详解】CD.断开开关K,电容器带电量不变,则由
,
可得将平行板电容器的下极板竖直向上平移一小段距离,板间间距减小,电容器的电容变大,则电压减小,可知静电计指针的张角变小,故CD错误;
AB.电场强度为
改变间距,电场强度不变,带电油滴不动,由
可知,当P到下极板距离变小,P点电势将变小。故A正确;B错误。
故选A。
7. 某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动,如图所示的矩形区域内分布有平行于的匀强电场,为的中点。模拟动画显示,带电粒子、分别从点和点垂直于同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达点,为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用,可推断、粒子( )
A. 具有不相同的比荷
B. 电势能均随时间逐渐增大
C. 到达的速度大小不相等
D. 到达所用时间之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,带电粒子在电场中做类平抛运动,带电粒子a、b分别从Q点和O点同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N点,可知,运动时间相等,由图可知,沿初速度方向位移之比为,则初速度之比为,沿电场方向的位移大小相等,由可知,粒子运动的加速度大小相等,由牛顿第二定律有
可得
可知,带电粒子具有相同比荷,故A错误;
B.带电粒子运动过程中,电场力均做正功,电势能均随时间逐渐减小,故B错误;
C.沿电场方向,由公式可知,到达M、N的竖直分速度大小相等,由于初速度之比为,则到达M、N的速度大小不相等,故C正确;
D.由图可知,带电粒子a、b到达K的水平位移相等,由于带电粒子a、b初速度之比为,则所用时间之比为,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为的带电粒子,以初速度从点竖直向上运动,通过点时,速度大小为,方向与电场方向相反,则从运动到的过程中,带电粒子( )
A. 动能增加量为
B. 机械能增加量为
C. 重力势能增加量为
D. 电势能减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.带电粒子的运动可以看成竖直方向的竖直上抛和水平方向在电场力作用下的初速度为0的匀加速直线运动。带电粒子的动能增加量为,故A正确;
B.除重力外,只有电场力做功,电场力做功等于带电粒子的机械能增加量,电场力做功等于水平方向带电粒子动能的增加量
即带电粒子的机械能增加量为2mv2,故B错误;
C.竖直方向只有重力做功,带电粒子做竖直上抛运动,到达N点竖直速度为0,竖直方向动能减小量为
即重力势能增加,故C错误;
D.电场力做正功,由B选项可知,电势能减小2mv2,故D正确。
故选AD。
9. 某空间存在一电场,不受试探电荷影响,其电场中的电势在轴上的分布如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在轴上,从到电场强度方向先向右后向左
B. 在轴上,从到电场强度先减小后增大
C. 把一负电荷沿轴正向从移到,电场力先增大后减小
D. 把一负电荷从移到,电场力做负功
【答案】AB
【解析】
【详解】A.在x轴上,从x1到x2电势先降低后升高,可知电场强度方向先向右后向左,A正确;
B.因图像的斜率等于电场强度,可知从x1到x2电场强度先减小后增大,B正确;
C.由知把一负电荷沿x轴正向从x1移到x2,电场力先减小后增大,C错误;
D.由知,把一负电荷从x1移到x2电势能减小,电场力做正功,D错误。
故选AB。
10. 如图所示,一可视为点电荷带正电的物块被锁定在固定斜面上的点,一根弹性绳的一端连接物块,另一端跨过墙上固定的光滑定滑轮,固定在天花板上的点。某时刻,该空间加一平行斜面向上的匀强电场,同时解除锁定,物块从静止开始沿斜面向上运动,最远能到达点,为中点。已知斜面倾角,物块质量,电荷量,物块与斜面间动摩擦因数弹性绳的原长等于,绳中弹力符合胡克定律,劲度系数,初始位置垂直斜面,且,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 物块上滑过程中,滑动摩擦力不断增大
B. 物块从到的过程,机械能一直增大
C. 电场强度大小
D. 物块在点的速度大小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.对物块受力分析,如图1所示,垂直斜面方向,根据平衡条件
又
联立上述二式解得,可见滑动摩擦力为一定值,A错误;
B.物块从M到N的过程,电场力、摩擦力和沿斜面弹性绳合力做正功,故物块机械能一直增大,B正确;
C.设物块沿斜面方向移动的距离为x,由牛顿第二定律
化简可得
即物块的加速度a随位移x线性变化,图像如图2所示,由对称性可知,物块在P点的加速度为零,速度最大,代入上述解析式可解得E=100N/C,C正确;
D.在M到P过程,a-x图的面积乘以质量m即为合力做功,由动能定理可得
解得,D错误。
故选BC。
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题8分,第13题10分,第14题12分,第15题18分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图所示,一圆弧形轨道最低点与水平轨道平滑连接,滑块(质量为)和滑块(质量为)与水平轨道的动摩擦因数均相同,用上述装置探究动量守恒定律的实验步骤如下:
①先仅让滑块从圆弧轨道的点由静止滑下,记下滑块停止的位置;
②将滑块静止放置在水平轨道的起始点,再次让滑块从点由静止滑下,分别记下滑块和滑块的停止位置;
③测量三个停止位置到点间的距离分别为、、。
(1)、碰后不反弹,则步骤②中滑块的停止位置为_______(填“”“”或“”),两个物块的质量关系是_______(填“>”“<”或“=”)。
(2)若碰撞过程中动量守恒,则可以通过验证表达式___________(选填序号)即可。
A.
B.
C.
【答案】(1) ①. ②. > (2)A
【解析】
【小问1详解】
[1]滑块A单独从静止释放下滑后减速停止的位置为,放上滑块后,、碰后不反弹,则B的速度和A的速度同向,且B的速度大于A的速度,则两者做匀减速直线运动后B的位移更大,故滑块的停止位置为,滑块A的停止位置为;
[2]、碰后不反弹,则需要质量大的碰质量小的滑块,即;
【小问2详解】
当滑块A第一次从O点滑到点时,根据动能定理
解得
对滑块A第二次碰撞B后,对A、B后续滑行过程运用动能定理,
解得,
若两球碰撞过程动量守恒,则满足
即需验证;故选A。
12. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,按左下图所示方式连接电路。直流电源电压为,内阻可以忽略。
(1)将开关与1端相连,稳定后电容器的上极板带___________(填“正”或“负”)电;把开关掷向2端,通过电流传感器的电流方向为___________(填“由到”或“由到”):
(2)开关掷向2后,传感器采集到电流随时间变化的图像如右上图所示。实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量为0.0048C,可估算出本实验中所使用的电容器的电容约为___________F(结果保留两位有效数字)。
(3)关于电容器在整个充、放电过程中的-图像和-图像的大致形状,可能正确的有___________(为电容器极板所带的电荷量,为、两板的电势差)。
A. B.
C. D.
【答案】(1) ①. 正 ②. 由B到A
(2)
(3)BD
【解析】
【小问1详解】
[1][2]将开关S与1端相连,电容器的上极板与电源的正极连接,稳定后电容器的上极板带正电。把开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,负电荷由A向B运动形成电流,所以通过电流传感器的电流方向为由B到A。
【小问2详解】
本实验中所使用的电容器的电容约为
【小问3详解】
AB.电源给电容器充电时,刚开始电荷量的变化率较大,后来变化率减小,放电时,电荷量变化率刚开始比较大,后来变化率减小,故A错误,B正确;
CD.根据C=,且C不变可知,Q与U的变化情况相同,故C错误,D正确。
故选BD。
13. 一个电量为的点电荷,从某电场中点移到点,克服静电力做功,从点移到点,静电力对电荷做功,求:
(1)、、间电势差;
(2)若以点电势为零,则点的电势及该电荷在点的电势能。
【答案】(1)200V,,100V
(2),
【解析】
【小问1详解】
点电荷由A移到B克服静电力做功即静电力做负功
则有,
又
代入数据,,
【小问2详解】
若,由
得
点电荷在A点的电势能
得
14. 如图,在光滑水平地面上放置质量的长木板,长木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切,弧形轨道粗糙。一质量的滑块自点沿弧面由静止滑下,点距离长木板上表面的高度。滑块在长木板上滑行后与长木板以共同速度匀速运动,重力加速度取。求:
(1)滑块刚滑上长木板时的速度;
(2)滑块与长木板间的动摩擦因数及长木板的最小长度;
(3)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功。
【答案】(1)3m/s
(2)0.2,1.5m
(3)0.5J
【解析】
【小问1详解】
对m、M系统由动量守恒定律有
代入数据得
【小问2详解】
对m、M系统由动量定理有
代入数据得
由动能定理有
代入数据得
【小问3详解】
对m由动能定理有
代入数据得
15. 密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性,因此获得了1923年的诺贝尔奖。图是密立根油滴实验的原理示意图,两个水平放置、相距为d的足够大金属极板,上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴,由于碰撞或摩擦,部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B,在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U(上极板接正极),A继续以原速度下落,B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离,随后与A合并,形成一个球形新油滴,继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为,其中k为比例系数,m为油滴质量,v为油滴运动速率,不计空气浮力,重力加速度为g。求:
(1)比例系数k;
(2)油滴A、B的带电量和电性;B上升距离电势能的变化量;
(3)新油滴匀速运动速度的大小和方向。
【答案】(1);(2)油滴A不带电,油滴B带负电,电荷量,电势能的变化量;(3)若,,方向向上;若,,度方向向下
【解析】
【详解】(1)未加电压时,油滴匀速时的速度大小
匀速时
又
联立可得
(2)加电压后,油滴A的速度不变,可知油滴A不带电,油滴B最后速度方向向上,可知油滴B所受电场力向上,极板间电场强度向下,可知油滴B带负电,油滴B向上匀速运动时,速度大小为
根据平衡条件可得
解得
根据
又
联立解得
(3)油滴B与油滴A合并后,新油滴的质量为,新油滴所受电场力
若,即
可知
新油滴速度方向向上,设向上为正方向,根据动量守恒定律
可得
新油滴向上加速,达到平衡时
解得速度大小为
速度方向向上;
若,即
可知
设向下为正方向,根据动量守恒定律
可知
新油滴向下加速,达到平衡时
解得速度大小为
速度方向向下。
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南宁二中2025-2026学年度上学期高二9月月考
物理
本试卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡上交,本试卷自行保留。
一、选择题:本题共10小题,共46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,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2025年5月全国体操锦标赛暨第十五届全国运动会体操成年组资格赛在广西南宁三塘体育训练比赛基地极限综合馆举办。我们能看到体操运动员在落地时,总是要曲腿,这是为了( )
A. 减小运动员的动能变化量
B. 减小地面对腿的冲量
C. 减小运动员的动量变化量
D. 减小地面对腿的冲击力
2. 如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP = 60°。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点电场强度的大小变为E2。则E2与E1之比为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟静电起电机的两极相连,锯条接电源负极,金属片接正极。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当摇动起电机,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又出现烟雾缭绕。下列说法正确的是( )
A. 室内的空气湿度越大,实验效果越好
B. 起电机摇动时,塑料瓶内存在的是匀强电场
C. 起电机摇动前,烟尘颗粒带上电荷才能做成功
D. 带电的烟雾颗粒向着金属片运动时,电势能减少
4. 污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其中实线为电场线,虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上,M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有( )
A. M点的电势比N点的高
B. N点的电场强度比P点的大
C. 污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功
D. 污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
5. 如图所示,a、b、c、d、e为匀强电场中的五个点,水平实线为电场线(方向未标出),,ad边平行于电场线,且,e为ab的中点。已知a、b、c三点的电势分别为:,,,则下列说法错误的是( )
A. e点电势 B. 匀强电场的场强方向水平向右
C. ab间的电势差Uab等于dc间的电势差Udc D. 匀强电场的场强大小为200V/m
6. 如图所示,平行板电容器与恒压直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可忽略。开关闭合时一带电的油滴静止于两极板间的P点,若断开开关K,将平行板电容器的下极板竖直向上平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A. P点的电势变小 B. 带电油滴向下运动
C. 电容器的电容变小 D. 静电计指针的张角变大
7. 某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动,如图所示的矩形区域内分布有平行于的匀强电场,为的中点。模拟动画显示,带电粒子、分别从点和点垂直于同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达点,为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用,可推断、粒子( )
A. 具有不相同的比荷
B. 电势能均随时间逐渐增大
C. 到达的速度大小不相等
D. 到达所用时间之比为
8. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为的带电粒子,以初速度从点竖直向上运动,通过点时,速度大小为,方向与电场方向相反,则从运动到的过程中,带电粒子( )
A. 动能增加量为
B. 机械能增加量为
C. 重力势能增加量为
D. 电势能减小
9. 某空间存在一电场,不受试探电荷影响,其电场中的电势在轴上的分布如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在轴上,从到电场强度方向先向右后向左
B. 在轴上,从到电场强度先减小后增大
C. 把一负电荷沿轴正向从移到,电场力先增大后减小
D. 把一负电荷从移到,电场力做负功
10. 如图所示,一可视为点电荷带正电的物块被锁定在固定斜面上的点,一根弹性绳的一端连接物块,另一端跨过墙上固定的光滑定滑轮,固定在天花板上的点。某时刻,该空间加一平行斜面向上的匀强电场,同时解除锁定,物块从静止开始沿斜面向上运动,最远能到达点,为中点。已知斜面倾角,物块质量,电荷量,物块与斜面间动摩擦因数弹性绳的原长等于,绳中弹力符合胡克定律,劲度系数,初始位置垂直斜面,且,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 物块上滑过程中,滑动摩擦力不断增大
B. 物块从到的过程,机械能一直增大
C. 电场强度大小
D. 物块在点的速度大小
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题8分,第13题10分,第14题12分,第15题18分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图所示,一圆弧形轨道最低点与水平轨道平滑连接,滑块(质量为)和滑块(质量为)与水平轨道的动摩擦因数均相同,用上述装置探究动量守恒定律的实验步骤如下:
①先仅让滑块从圆弧轨道的点由静止滑下,记下滑块停止的位置;
②将滑块静止放置在水平轨道的起始点,再次让滑块从点由静止滑下,分别记下滑块和滑块的停止位置;
③测量三个停止位置到点间的距离分别为、、。
(1)、碰后不反弹,则步骤②中滑块的停止位置为_______(填“”“”或“”),两个物块的质量关系是_______(填“>”“<”或“=”)。
(2)若碰撞过程中动量守恒,则可以通过验证表达式___________(选填序号)即可。
A.
B.
C.
12. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,按左下图所示方式连接电路。直流电源电压为,内阻可以忽略。
(1)将开关与1端相连,稳定后电容器的上极板带___________(填“正”或“负”)电;把开关掷向2端,通过电流传感器的电流方向为___________(填“由到”或“由到”):
(2)开关掷向2后,传感器采集到电流随时间变化的图像如右上图所示。实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量为0.0048C,可估算出本实验中所使用的电容器的电容约为___________F(结果保留两位有效数字)。
(3)关于电容器在整个充、放电过程中的-图像和-图像的大致形状,可能正确的有___________(为电容器极板所带的电荷量,为、两板的电势差)。
A. B.
C. D.
13. 一个电量为的点电荷,从某电场中点移到点,克服静电力做功,从点移到点,静电力对电荷做功,求:
(1)、、间电势差;
(2)若以点电势为零,则点的电势及该电荷在点的电势能。
14. 如图,在光滑水平地面上放置质量的长木板,长木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切,弧形轨道粗糙。一质量的滑块自点沿弧面由静止滑下,点距离长木板上表面的高度。滑块在长木板上滑行后与长木板以共同速度匀速运动,重力加速度取。求:
(1)滑块刚滑上长木板时的速度;
(2)滑块与长木板间的动摩擦因数及长木板的最小长度;
(3)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功。
15. 密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性,因此获得了1923年的诺贝尔奖。图是密立根油滴实验的原理示意图,两个水平放置、相距为d的足够大金属极板,上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴,由于碰撞或摩擦,部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B,在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U(上极板接正极),A继续以原速度下落,B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离,随后与A合并,形成一个球形新油滴,继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为,其中k为比例系数,m为油滴质量,v为油滴运动速率,不计空气浮力,重力加速度为g。求:
(1)比例系数k;
(2)油滴A、B的带电量和电性;B上升距离电势能的变化量;
(3)新油滴匀速运动速度的大小和方向。
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