内容正文:
银川市唐徕中学
2026~2027学年第一学期9月月考
高二年级物理试卷
(考试时间:75分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 关于物体带电,下列说法正确的是( )
A. 电荷在转移的过程中,电荷的总量是不变的
B. 自然界只有两种电荷,点电荷和元电荷
C. 物体通常呈现电中性,是因为物体内不存在电荷
D. 摩擦起电、接触起电、感应起电的带电实质是创造电荷,或电荷消失
2. 真空中有两个完全相同静止的点电荷,它们所带的电荷量分别为4Q,-6Q,保持一定距离时它们之间静电力的大小为F,若将它们接触后分开,固定距离变为原来的一半,则它们之间静电力的大小变为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,在感应起电实验中,带正电的小球C靠近不带电的枕形体,下列说法正确的是( )
A. 枕形体A、B可采用绝缘材料制作
B. 只有A下端的金属箔片会张开
C. 稳定后,枕形体内部左侧的电场强度大于右侧的电场强度
D. 分开A、B,再拿走C,则A端带负电荷,B端带正电荷
4. 如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球(可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下静止,以下判断正确的是( )
A. 间的静电力可能是斥力 B. 间的静电力可能是引力
C. a的电荷量一定比b的电荷量多 D. a的电荷量一定与c的电荷量相等
5. 空间中存在一对等量异种点电荷,其电场线如图所示,下列说法正确的是( )
A. A点电势高于B点电势
B. 电子在B点的电势能小于在D点的电势能
C. 同一正试探电荷,在D点电势能比在C点大
D. 若将电子在B点由静止释放,电子一定沿电场线运动到A点
6. 一根带电量为的均匀正电半圆弧(粗细可忽略不计),已知在其圆心处的场强大小为,方向垂直于直径,如图所示,则带同样电荷量的均匀正电细圆弧,在其圆心处的场强大小为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,在竖直平面内,AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上,在C点有一固定点电荷,电荷量为-Q。现从A点将一质量为m、电荷量为-q的点电荷由静止释放,该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为。已知重力加速度为g。规定电场中B点的电势为零,则在-Q形成的电场中( )
A. D点的电势为
B. A点的电势高于D点的电势
C. D点的电场强度大小是A点的倍
D. 点电荷-q在D点具有的电势能为7mgr
二、多选题(本题共3小题,共18分,每题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错或不答得0分)
8. 从生活走向物理,从物理走向社会,物理和生活息息相关,联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中,正确的是( )
A. 图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编织的工作服应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据电磁感应的原理而制成的
C. 图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上
D. 图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷
9. 如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点。下列说法中正确的有( )
A. 粒子带负电
B. 粒子在M点受到的加速度小于在N点受到的加速度
C. 粒子在M点的动能大于在N点的动能
D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
10. 如图所示,真空中三个固定点电荷Q1、Q2、Q3组成边长为a的等边三角形,Q1 = +2Q,Q2 = +Q,Q3 = -Q。O为三角形的几何中心(图中未画出),M为Q1 Q2边的中点,N为Q1 Q3边的中点。已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. 将一电子从M点移到N点,电势能增加
B. 将一电子从M点移到N点,电势能减小
C. O点的电场强度大小为
D. O点的电场强度大小为
三、实验题(本题共两小题,共16分)
11. 物理兴趣小组同学利用课余时间研究电荷间的相互作用力。
(1)该小组先利用图示装置来定性探究影响电荷间的静电力的因素。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P1、P2、P3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。
实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),随着距离的增大而_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)接着利用库仑扭秤装置定量研究了静止的点电荷间的相互作用力。如图所示的实验装置为库仑扭秤,细丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的B球,B与A处于静止状态;当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时,A和C之间较小的作用力可以使细丝发生比较大的可测量的扭转,通过细丝扭转的角度可以比较力的大小。
①保持电荷量不变,改变A和C的距离,得到相互作用力F和A、C间距离r的关系,这里用到的实验方法为_______。
A.等效替代法 B.微小量放大法 C.极限法 D.控制变量法
②法国物理学家库仑用该实验方法得到相互作用力F和A、C间距离r的关系是_______。
③如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离l是球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,静电力常量为k,那么a、b之间库仑力_______。(选填“>”“<”或“=”)
12. 利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。
(1)关于本实验的下列操作步骤,必要的是___________。
A. 用天平测量重物的质量
B. 先接通电源后释放纸带
C. 用秒表测量重物下落的时间
D. 在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度
(2)实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g,计时器打点周期为T,设重物的质量为m,从O点到B点的过程中,重物重力势能的减少量为___________,动能的增加量为___________。
(3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验,多次记录下落的高度h和对应的速度大小v,作出图像如图3所示,实验操作规范。通过图像可以确定___________。
A. Q受到的阻力大小恒定
B. P的质量小于Q的质量
C. 选择P进行实验误差更小
四、解答题(本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写最后答案不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图所示,匀强电场的场强 ,、两点相距,两点连线与电场的夹角是,有一电荷量为的带负电的粒子,从点运动到点,不计粒子的重力,求:
(1)电荷从点运动到点电场力做功,以及其电势能的变化量;
(2)、两点间的电势差;
(3)设点的电势为,求点的电势,以及点的电势能。
14. 如图所示,球心为、半径为R的光滑绝缘半球形容器固定在水平面上,、两个完全相同的金属球带有同种电荷,两金属球的质量均为,球带电量为球带电量的4倍,将A球固定在容器最低点,B球在容器内壁某处处于静止状态,且与圆心的连线与竖直方向的夹角为,两球均可视为质点,重力加速度为,静电力常量为,求:
(1)容器内壁对B球的支持力大小;
(2)B球的带电量。
15. 如图所示,两异种点电荷的电荷量均为,绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点O且与连线垂直,平面上A、O、B三点位于同一竖直线上,,点电荷到O点的距离也为L。现有电荷量为、质量为m的小物块(可视为质点),从A点以初速度向B滑动,到达B点时速度恰好减为零。已知物块与平面的动摩擦因数为,静电力常量为,已知重力加速度为g。求:
(1)物块运动到B点时加速度的大小和方向;
(2)物块通过O点的速度大小。
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银川市唐徕中学
2026~2027学年第一学期9月月考
高二年级物理试卷
(考试时间:75分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 关于物体带电,下列说法正确的是( )
A. 电荷在转移的过程中,电荷的总量是不变的
B. 自然界只有两种电荷,点电荷和元电荷
C. 物体通常呈现电中性,是因为物体内不存在电荷
D. 摩擦起电、接触起电、感应起电的带电实质是创造电荷,或电荷消失
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电荷守恒定律,电荷在转移的过程中,电荷的总量是不变的,故A正确;
B.自然界只有两种电荷,正电荷和负电荷,故B错误;
C.物体通常呈现电中性,是因为物体内正负电荷数量相等,故C错误;
D.摩擦起电、接触起电、感应起电的带电实质是电子发生的转移,电荷不会创造或消失,故D错误。
故选A。
2. 真空中有两个完全相同静止的点电荷,它们所带的电荷量分别为4Q,-6Q,保持一定距离时它们之间静电力的大小为F,若将它们接触后分开,固定距离变为原来的一半,则它们之间静电力的大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】两个异种点电荷接触时先中和再平分总电荷量,总电荷量
分开后每个电荷的电荷量
根据库仑定律,原静电力大小为
整理可得
距离变为原来的一半即,代入库仑定律得新的静电力大小
将代入上式,得
故选A。
3. 如图所示,在感应起电实验中,带正电的小球C靠近不带电的枕形体,下列说法正确的是( )
A. 枕形体A、B可采用绝缘材料制作
B. 只有A下端的金属箔片会张开
C. 稳定后,枕形体内部左侧的电场强度大于右侧的电场强度
D. 分开A、B,再拿走C,则A端带负电荷,B端带正电荷
【答案】D
【解析】
【详解】A.感应起电依赖自由电荷的移动,只有导体才能发生感应起电,绝缘材料中自由电荷无法移动,不能完成感应起电过程,A错误;
B.带正电的C靠近导体时,导体内自由电子被吸引到A端,使A端带负电,B端因失去电子带正电,A、B下端金属箔都因带同种电荷相互排斥,都会张开,B错误;
C.感应起电稳定后导体达到静电平衡,静电平衡的导体内部合场强处处为零,因此枕形体内部左侧和右侧场强相等,都为0,C错误;
D.感应后先分开A、B,电荷无法在A、B间中和移动,再移走C后,A端保留多余负电荷,B端保留多余正电荷,即A带负电,B带正电,D正确。
故选D 。
4. 如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球(可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下静止,以下判断正确的是( )
A. 间的静电力可能是斥力 B. 间的静电力可能是引力
C. a的电荷量一定比b的电荷量多 D. a的电荷量一定与c的电荷量相等
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.三个带电小球在同一直线上仅在它们之间静电力的作用下处于静止,根据库仑定律,可知三个带电小球a、b、c满足电性“两同夹一异”,电荷量“两大夹一小”的规律,故判断得a、b间的静电力一定为引力,a的电荷量一定比b多,故AB错误,C正确;
D.b电荷平衡,,因,所以,即a的电荷量一定小于c的电荷量相等,故D错误。
故选 C。
5. 空间中存在一对等量异种点电荷,其电场线如图所示,下列说法正确的是( )
A. A点电势高于B点电势
B. 电子在B点的电势能小于在D点的电势能
C. 同一正试探电荷,在D点电势能比在C点大
D. 若将电子在B点由静止释放,电子一定沿电场线运动到A点
【答案】C
【解析】
【详解】A.沿电场线方向电势逐渐降低。图中AB所在电场线的方向是从B指向A(电场线箭头指向负电荷),因此B点电势高于A点电势,故A错误;
B.同样沿电场线电势降低,D点比B点更靠近正电荷,可得电势关系为
电子带负电,电势能公式为,负电荷在电势越高的位置电势能越小,因此电子在B点的电势能大于在D点的电势能,故B错误;
C.沿CD所在电场线,方向从D指向C,因此电势
正试探电荷的电势能(),电势越高电势能越大,因此同一正试探电荷在D点的电势能比C点大,故C正确;
D.电子带负电,在B点受到的电场力方向与电场方向相反,即水平向右,因此电子在B点静止释放后,会向右侧正电荷方向加速运动,不可能向A点运动,故D错误。
故选C。
6. 一根带电量为的均匀正电半圆弧(粗细可忽略不计),已知在其圆心处的场强大小为,方向垂直于直径,如图所示,则带同样电荷量的均匀正电细圆弧,在其圆心处的场强大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】已知总电量的均匀半圆弧在圆心处场强为,水平分量抵消,合场强垂直直径。可以将半圆弧等分为两个四分之一圆弧,每个四分之一圆弧总电量为,根据对称性,两个四分之一圆弧在圆心处的场强大小相等,方向夹角为。设每个四分之一圆弧场强大小为,根据矢量叠加,合场强满足
解得
这是总电量的四分之一圆弧的场强。四分之一圆弧总电量为,是上述分解得到的四分之一圆弧电量的2倍,均匀带电圆弧的场强与总电量成正比,因此总场强
故选D。
7. 如图所示,在竖直平面内,AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上,在C点有一固定点电荷,电荷量为-Q。现从A点将一质量为m、电荷量为-q的点电荷由静止释放,该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为。已知重力加速度为g。规定电场中B点的电势为零,则在-Q形成的电场中( )
A. D点的电势为
B. A点的电势高于D点的电势
C. D点的电场强度大小是A点的倍
D. 点电荷-q在D点具有的电势能为7mgr
【答案】A
【解析】
【详解】A.因电场中B点的电势为零,可知A点的电势也为零,则从A到D由能量关系
解得D点的电势为,A正确;
B.距离负电荷越近,电势越低,可知A点的电势低于D点的电势,B错误;
C.D点的电场强度
A点的电场强度
可知D点的电场强度大小是A点的0.5倍,C错误;
D.点电荷-q在D点具有的电势能为,D错误。
故选A。
二、多选题(本题共3小题,共18分,每题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错或不答得0分)
8. 从生活走向物理,从物理走向社会,物理和生活息息相关,联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中,正确的是( )
A. 图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编织的工作服应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据电磁感应的原理而制成的
C. 图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上
D. 图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编织的工作服应用了静电屏蔽的原理,A正确;
B.图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的,B错误;
C.图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上,C错误;
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷,从而产生静电引力,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点。下列说法中正确的有( )
A. 粒子带负电
B. 粒子在M点受到的加速度小于在N点受到的加速度
C. 粒子在M点的动能大于在N点的动能
D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据粒子的运动轨迹可知,电场力大致向下,与电场方向相同,则粒子带正电,故A 错误;
B.因为N点电场线比M点密集,所以N点场强大于M点场强,粒子在N点受到的电场力大于在M点受到的电场力,根据牛顿第二定律可知,粒子在M点受到的加速度小于在N点受到的加速度,故B正确;
CD.由M到N,电场力对粒子做正功,所以粒子动能增大,电势能减小,故C错误,D正确;
故选BD。
10. 如图所示,真空中三个固定点电荷Q1、Q2、Q3组成边长为a的等边三角形,Q1 = +2Q,Q2 = +Q,Q3 = -Q。O为三角形的几何中心(图中未画出),M为Q1 Q2边的中点,N为Q1 Q3边的中点。已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. 将一电子从M点移到N点,电势能增加
B. 将一电子从M点移到N点,电势能减小
C. O点的电场强度大小为
D. O点的电场强度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由电势叠加原理可知M点电势高于N点电势,故将一电子从M点移到N点,电势能增加,故A正确,B错误;
CD.几何关系可知三个顶点到O点的距离为
由电场叠加原理可知O点竖直方向场强大小为
水平方向场强大小为
则O点合场强大小为
联立解得,故C正确,D错误。
故选AC。
三、实验题(本题共两小题,共16分)
11. 物理兴趣小组同学利用课余时间研究电荷间的相互作用力。
(1)该小组先利用图示装置来定性探究影响电荷间的静电力的因素。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P1、P2、P3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。
实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),随着距离的增大而_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)接着利用库仑扭秤装置定量研究了静止的点电荷间的相互作用力。如图所示的实验装置为库仑扭秤,细丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的B球,B与A处于静止状态;当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时,A和C之间较小的作用力可以使细丝发生比较大的可测量的扭转,通过细丝扭转的角度可以比较力的大小。
①保持电荷量不变,改变A和C的距离,得到相互作用力F和A、C间距离r的关系,这里用到的实验方法为_______。
A.等效替代法 B.微小量放大法 C.极限法 D.控制变量法
②法国物理学家库仑用该实验方法得到相互作用力F和A、C间距离r的关系是_______。
③如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离l是球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,静电力常量为k,那么a、b之间库仑力_______。(选填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) ①. 增大 ②. 减小
(2) ①. D ②. ③. >
【解析】
【小问1详解】
[1]距离不变时,电荷量越大,偏角越大,说明静电力随电荷量增大而增大。
[2]电荷量不变时,电荷间距离越大,丝线偏角越小,说明静电力随距离增大而减小。
【小问2详解】
[1]探究F与r的关系时,保持电荷量不变,只改变距离,这种控制其他变量不变、研究两个变量关系的方法是控制变量法。
故选D。
[2]库仑通过实验得到结论:电荷量不变时,电荷间静电力与距离的平方成反比,即
[3]库仑定律适用于点电荷,本题两球距离较近,不能视为点电荷;两球带等量异种电荷,相互吸引,电荷的等效中心间距小于球心距,因此实际库仑力
12. 利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。
(1)关于本实验的下列操作步骤,必要的是___________。
A. 用天平测量重物的质量
B. 先接通电源后释放纸带
C. 用秒表测量重物下落的时间
D. 在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度
(2)实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g,计时器打点周期为T,设重物的质量为m,从O点到B点的过程中,重物重力势能的减少量为___________,动能的增加量为___________。
(3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验,多次记录下落的高度h和对应的速度大小v,作出图像如图3所示,实验操作规范。通过图像可以确定___________。
A. Q受到的阻力大小恒定
B. P的质量小于Q的质量
C. 选择P进行实验误差更小
【答案】(1)BD (2) ①. ②. (3)AC
【解析】
【小问1详解】
A.若验证机械能守恒定律,需要验证
整理可得
故不需要测量重物的质量,故A错误;
B.利用打点计时器打点时,要先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故B正确;
C.打点计时器本身就可以记录打点的时间,故不需要秒表记录时间,故C错误;
D.验证机械能守恒,需要知道重物下落的高度,通过在纸带上用刻度尺测量点迹之间的距离可以得到重物下落的高度,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
[1]由题可知,重力势能的减少量
[2]根据匀变速直线运动规律可得,打点计时器打出B点时重物的速度
重物动能的增加量
【小问3详解】
A.设重物下落过程中受到的阻力为,根据动能定理可得
整理可得
故在图像中,其斜率为
由于Q的图像是一条通过原点的直线,即其斜率不变,故受到的阻力不变,故A正确;
B.由图像可知P的斜率大于Q的斜率,则
解得
由于P、Q所受阻力大小、关系未知,无法比较二者质量大小,故B错误;
C.如果机械能守恒,则
所以
图像的斜率为;由图像可知P的斜率大于Q的斜率,更接近,故用P进行实验误差更小,故C正确。
故选AC。
四、解答题(本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写最后答案不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图所示,匀强电场的场强 ,、两点相距,两点连线与电场的夹角是,有一电荷量为的带负电的粒子,从点运动到点,不计粒子的重力,求:
(1)电荷从点运动到点电场力做功,以及其电势能的变化量;
(2)、两点间的电势差;
(3)设点的电势为,求点的电势,以及点的电势能。
【答案】(1)-6J,电势能增加6J
(2)
(3),2J
【解析】
【小问1详解】
从A到B,电场力做功
电场力做负功,则电势能增加6J。
【小问2详解】
A、B间的电势差
【小问3详解】
因为A点的电势为,则B点的电势为
B点的电势能
14. 如图所示,球心为、半径为R的光滑绝缘半球形容器固定在水平面上,、两个完全相同的金属球带有同种电荷,两金属球的质量均为,球带电量为球带电量的4倍,将A球固定在容器最低点,B球在容器内壁某处处于静止状态,且与圆心的连线与竖直方向的夹角为,两球均可视为质点,重力加速度为,静电力常量为,求:
(1)容器内壁对B球的支持力大小;
(2)B球的带电量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设、带电荷量分别为和,A 固定在最低点,B 静止,OB与竖直方向夹角为,分析几何关系知AOB为等边三角形,间距离为R,B球在容器内壁某处处于静止状态,对B球受力分析
根据平衡关系知,三个力构成矢量三角形,与AOB相似,根据数学知识知
容器内壁对B球的支持力大小为。
【小问2详解】
根据小问1知
解得B球的带电量为
15. 如图所示,两异种点电荷的电荷量均为,绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点O且与连线垂直,平面上A、O、B三点位于同一竖直线上,,点电荷到O点的距离也为L。现有电荷量为、质量为m的小物块(可视为质点),从A点以初速度向B滑动,到达B点时速度恰好减为零。已知物块与平面的动摩擦因数为,静电力常量为,已知重力加速度为g。求:
(1)物块运动到B点时加速度的大小和方向;
(2)物块通过O点的速度大小。
【答案】(1),方向竖直向上;(2)
【解析】
【详解】(1)正、负点电荷在B点产生的场强
B点的电场强度的大小为
由牛顿第二定律得
解得
方向竖直向上;
(2)小物块从A到B过程中,设克服阻力做功Wf,由动能定理得
小物块从A到O过程中,设物块通过O点时的速度大小为,则
解得
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