精品解析：辽宁沈阳市第120中学2026-2027学年高二上学期第一次质量监测物理试题

沈阳市第120中学2026-2027学年度上学期 高二年级第一次质量监测 物理试题 时间:75分钟 满分:100分 第I卷（选择题，共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1-7题为单选题，每小题只有一个选项符合要求，每小题4分:8-10题为多选题，每小题有多个选项符合要求，每题6分，少选得3分，多选错选不得分） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 根据公式带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功为1J，则A、B两点的电势差为一1V B. 根据电场强度的定义式E=，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 C. 沿电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等 D. 在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，应用了静电屏蔽原理 2. 将一不带电的导体P置于匀强电场中后，导体周围的电场线分布示意图如图所示。对导体P及其周围电场的判断正确的是（ ） A. a、b两点的电场强度的大小关系为 B. c、d两点的电势的大小关系为 C. 导体上的感应电荷形成的电场在c点处的电场强度大于在d点处的电场强度 D. 导体P左侧表面的电势高于右侧表面的电势 3. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合稳定时，一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。若将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A. 平行板电容器的电容将变小 B. 静电计指针张角变小 C. 带电油滴的电势能减少 D. 若将上极板与电源断开后再将下极板左移一小段距离，则油滴所受电场力不变 4. 真空中相距为的两个点电荷分别固定于轴上和的两点，在两者连线上各点的电场强度随变化的关系如图所示，选沿轴方向为正方向，以下判断正确的是（ ） A. 为正电荷、N为负电荷 B. 所带电荷量的绝对值之比为 C. 沿轴从到电势逐渐降低 D. 将一个正点电荷沿轴从移动到，该电荷的电势能先减小再增大 5. 匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB区域，如图所示，圆心角，半径，其中C、D、F将圆弧AB四等分。已知，，，以下说法正确的是（ ） A. 电场方向沿AB连线方向 B. C. 电子在D点的电势能为 D. 场强大小为3V/m 6. 如图为范围足够大的匀强电场的电场强度E随时间t变化的关系图像。当t=0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是（ ） A. 粒子将做往返运动，6s末带电粒子回到原出发点 B. 粒子在0~2s内的加速度与在2s~4s内的加速度等大反向 C. 粒子在4s末的速度为零 D. 粒子在0~6s内，所受电场力做的总功不为零 7. 如图甲所示，带电小球B静止在光滑绝缘水平面上，质量的带电小球A以水平向右的速度正对B的球心运动。在时间内，A、B两球的图像如图乙所示，若A、B不相碰，且半径相同，则下列说法正确的是（ ） A. 小球A、B带异种电荷 B. 小球B的质量为 C. 系统的最小动能为 D. 时间内，小球A减少的动能等于小球B增加的动能 8. 如图所示，水平放置的平行金属板上、下板分别带正电、负电，金属板间可视为匀强电场。带电粒子（不计重力）从点射入金属板间，恰从下板边缘点射出，粒子的运动轨迹如图中实线所示，点为轨迹的最高点。下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 点的电势比点的电势高 C. 粒子在点的动能小于在点的动能 D. 粒子在点的加速度大于在点的加速度 9. 有一种蜘蛛带电后能在电场环境中“御电飞行”。如图所示，在一个固定的带正电的金属球旁边，一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动。若金属球半径为R，所带电荷量为+Q，蜘蛛可看作质点且质量为m，其到球面的距离和到过O点竖直线的距离均为R（已知均匀带电球壳内部电场强度为0，且金属球电荷分布均匀），蜘蛛所带电量不影响金属球电荷分布，重力加速度为g，静电力常量为k，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 蜘蛛的动能为 B. 蜘蛛受到的电场力为 C. 金属球内一点P，已知OP=0.5R，则P点的电场强度大小为4 D. 蜘蛛所带电量为 10. 带电小球由静止开始经电压为U1的加速电场加速后，恰好沿两极板中线方向射入电压为U2的偏转电场，如图所示。已知平行板的长度为L，板间距离为d。当偏转电场上板带正电时，小球恰能沿中心线射出；当下板带正电时，小球射到下板上，距下板的左端处，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 其他条件不变，下板带正电，只要偏转电压大小合适，小球就能从两板间射出 C. 其他条件不变，上板带正电，且偏转电压时，小球恰好从下极板偏出 D. 其他条件不变，上板带正电，且偏转电压时，小球恰好从上极板偏出 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 某研究性学习小组在探究电荷间的相互作用力与哪些因素有关时，设计了以下实验： （1）如图甲所示，将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上。把系在绝缘细线上的带正电的小球B（图中未画出）先后挂在图中P1、P2、P3位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小，小球B所受带电球体A的作用力___________（选填“越大”或“越小”或“不变”）。实验发现小球B在___________（选填“P1”或“P2”或“P3”）位置时，细线偏离竖直方向的角度最大。 （2）如图乙所示，悬挂在P1点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B。缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P1的正下方且与B在同一水平线上B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ。若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则为___________。 12. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按如图甲所示连接电路。单刀多掷开关S先跟1相接，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器将电流信息传入计算机，经处理后得到电流随时间变化的I－t图，如图乙所示。 （1）单刀多掷开关S先与1相接，稳定后再与2相接，则开关S与2相接后，电容器进行的是_______（选填“充电”或“放电”）过程。如果不改变电路其他参数，只将电阻换成一阻值更大的电阻，则该过程的时间将_______（选填“缩短”、“不变”或“延长”）。 （2）保持单刀多掷开关S接1，现将一块有机玻璃插入电容器两极板中间，则通过电阻R的电流方向为________（选填“a→b”或“b→a”）。 （3）让开关保持断开，将一带电粒子置于电容器两极板中间，粒子恰好处于静止状态。现将电容器下极板下移，则粒子将________（选填“向下运动”、“保持静止”或“向上运动”）。 三、计算题（本题共3小题，共40分，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不能得分） 13. 如图所示，两个带正电小球、固定在同一水平线上，长为的光滑绝缘细线穿过带正电的小环，两端分别连接在、球上，小环静止时竖直，与的夹角为，已知、、的带电量分别为、、，静电力常量为，重力加速度为，忽略小球和环的大小，求： （1）小环的质量； （2）剪断细线的一瞬间，小环的加速度的大小。 14. 如图所示，空间中有两块带电平行金属板M、N，两板间距为，两板间的电压。小球以的水平速度从两板间的点飞入，点到下极板左端点的竖直距离为且，然后从下极板的右端点点飞出，并沿切线方向飞入竖直光滑圆轨道。点与光滑竖直圆轨道平滑连接，圆轨道的半径。平行金属板M、N的右侧垂线的右侧区域存在水平向右的匀强电场，电场强度。已知小球带正电，质量，电荷量，重力加速度取，，不计空气阻力。求： （1）小球在点的速度大小； （2）极板的长度； （3）小球在竖直圆轨道上滚动时的最大速度。 15. 如图所示，xOy为竖直平面内的直角坐标系，该空间存在平行xOy平面但方向未知的匀强电场，将一质量为m、带电量为的小球从O点抛出，抛出的初速度大小均为，抛出的方向可沿xOy平面内的任意方向。将小球沿某一方向抛出后，一段时间后小球通过点时速度大小为若将小球向另一方向抛出，一段时间后小球通过点时速度大小为。求： （1）、A两点间的电势差及O、B两点间的电势差 （2）电场强度的大小和方向 （3）若将小球沿y轴正方向抛出，小球运动过程中的最小速度以及此时小球离O点的距离s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 沈阳市第120中学2026-2027学年度上学期 高二年级第一次质量监测 物理试题 时间:75分钟 满分:100分 第I卷（选择题，共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1-7题为单选题，每小题只有一个选项符合要求，每小题4分:8-10题为多选题，每小题有多个选项符合要求，每题6分，少选得3分，多选错选不得分） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 根据公式带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功为1J，则A、B两点的电势差为一1V B. 根据电场强度的定义式E=，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 C. 沿电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等 D. 在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，应用了静电屏蔽原理 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电势差定义式 电荷从A到B克服静电力做功1J，说明静电力做功 代入可得，故A正确； B．电场强度是电场本身的固有属性，由场源电荷和空间位置决定，与试探电荷的电荷量、是否放入试探电荷都无关，不存在和试探电荷电荷量成反比的关系，故B错误； C．只有在匀强电场中，沿电场线方向相同距离的电势降落才相等，非匀强电场中该规律不成立，故C错误； D．加油前触摸静电释放器的作用是将人体积累的静电电荷导走，避免静电放电引燃油气，应用的并非静电屏蔽的原理，故D错误。 故选A。 2. 将一不带电的导体P置于匀强电场中后，导体周围的电场线分布示意图如图所示。对导体P及其周围电场的判断正确的是（ ） A. a、b两点的电场强度的大小关系为 B. c、d两点的电势的大小关系为 C. 导体上的感应电荷形成的电场在c点处的电场强度大于在d点处的电场强度 D. 导体P左侧表面的电势高于右侧表面的电势 【答案】A 【解析】 【详解】A．电场线的疏密程度代表电场强度大小，从图中可见点电场线比点更密集，因此电场强度满足，故A正确； B．处于静电平衡下的导体为等势体，c、d是同一个等势体上的两点，因此电势​，故B错误； C．由于导体内部的场强处处为零，则导体表面的感应电荷形成的电场在导体内各处的场强大小与该处的外电场的场强大小相等、方向相反，而外电场为匀强电场，则c点处的电场强度等于d点处的电场强度，故C错误； D．处于静电平衡下的导体，其表面为等势面，因此导体P左侧表面和右侧表面电势相等，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合稳定时，一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。若将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A. 平行板电容器的电容将变小 B. 静电计指针张角变小 C. 带电油滴的电势能减少 D. 若将上极板与电源断开后再将下极板左移一小段距离，则油滴所受电场力不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．将电容器的上极板下移后，极板间距减小，根据电容器的电容变大，故A错误； B．电容器始终与电源相连，两极板的电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误； C．电容器的电势差不变，d减小，则电场强度E变大，点与下极板间的电势差变大，即点的电势增大，因为该油滴带负电，所以其电势能减少，故C正确； D．若将电容器上极板与电源断开，则电容器的电荷量不变，当正对面积减小时，电容器的电容变小，电势差增大，根据电场强度变大，油滴所受电场力变大，故D错误。 故选C。 4. 真空中相距为的两个点电荷分别固定于轴上和的两点，在两者连线上各点的电场强度随变化的关系如图所示，选沿轴方向为正方向，以下判断正确的是（ ） A. 为正电荷、N为负电荷 B. 所带电荷量的绝对值之比为 C. 沿轴从到电势逐渐降低 D. 将一个正点电荷沿轴从移动到，该电荷的电势能先减小再增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．若两电荷为异种电荷，在处，电场强度不可能为0，故两电荷为同种电荷。故A错误； B．由于在处，电场强度为0，则有 所以所带电荷量的绝对值之比为。故B错误； C．沿轴从0到电势逐渐降低，从到电势逐渐增大。故C错误； D．从到电势先降低后增大，根据 可知将一个正点电荷沿轴从移动到，该电荷的电势能先减小后增大。故D正确。 故选D。 5. 匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB区域，如图所示，圆心角，半径，其中C、D、F将圆弧AB四等分。已知，，，以下说法正确的是（ ） A. 电场方向沿AB连线方向 B. C. 电子在D点的电势能为 D. 场强大小为3V/m 【答案】C 【解析】 【详解】A．连接AB、OC、OD、OF，交点分别为I、H、G，由图可知，为等边三角形，为等腰三角形，如图所示 由几何关系可得 AI=IG=GB 即I、G为AB的三等分点，由于匀强电场电势均匀变化，可得 ， 将F与G连接，且连线必会过O点，故FGO为0V的等势面，同理，可知DI为3V的等势面，过A点作DI的垂直线，可知电场线方向沿AO方向，故A错误； B．由图可知，C点的电势大于3V，故B错误； C．D点的电势为3V，则电子在D点的电势能为 故C正确； D． O点的电势为0V，则电场强度大小为 故D错误。 故选C。 6. 如图为范围足够大的匀强电场的电场强度E随时间t变化的关系图像。当t=0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是（ ） A. 粒子将做往返运动，6s末带电粒子回到原出发点 B. 粒子在0~2s内的加速度与在2s~4s内的加速度等大反向 C. 粒子在4s末的速度为零 D. 粒子在0~6s内，所受电场力做的总功不为零 【答案】A 【解析】 【详解】AB．E-t图像相当于a-t图像，0～2s内带电粒子做匀加速直线运动，2s～4s电场强度大小为0～2s内电场强度大小的2倍，且电场强度方向与0～2s内电场强度方向相反，所以2s～4s内先做匀减速直线运动再做反向的匀加速直线运动，4s-6s反方向做匀减速运动到零，之后再重复以上过程，所以带电粒子做往复运动，作出带电粒子的0～8s内的v-t图像如下图所示 图像的斜率就是加速度，图像的面积表示位移，粒子将做往返运动，6s末带电粒子回到原出发点；在2s~4s内的加速度是粒子在0~2s内的加速度大小的2倍，方向相反，故A正确，B错误； C．由图像可知粒子在4s末的速度不为零，故C错误； D．由图像可知6s末粒子的速度为零，由动能定理可知粒子在0~6s内，所受电场力做的总功为零，故D错误。 故选A。 7. 如图甲所示，带电小球B静止在光滑绝缘水平面上，质量的带电小球A以水平向右的速度正对B的球心运动。在时间内，A、B两球的图像如图乙所示，若A、B不相碰，且半径相同，则下列说法正确的是（ ） A. 小球A、B带异种电荷 B. 小球B的质量为 C. 系统的最小动能为 D. 时间内，小球A减少的动能等于小球B增加的动能 【答案】C 【解析】 【详解】A． 由图可知，A做减速运动、B做加速运动，说明两球间是斥力，因此A、B带同种电荷，故A错误； B． 水平面光滑，两球组成的系统合外力为零，动量守恒。当两球共速时（二者速度均为），系统动量守恒  解得，故B错误； C．共速时刻系统动能最小。代入共速速度和总质量 最小动能为 ，故​ C正确； D． 时间内，A的动能一部分转化为B的动能，还有一部分转化为两球系统的电势能，因此A减少的动能等于B增加的动能与系统电势能增加量之和，A减少的动能大于B增加的动能，故D错误。 故选C 。 8. 如图所示，水平放置的平行金属板上、下板分别带正电、负电，金属板间可视为匀强电场。带电粒子（不计重力）从点射入金属板间，恰从下板边缘点射出，粒子的运动轨迹如图中实线所示，点为轨迹的最高点。下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 点的电势比点的电势高 C. 粒子在点的动能小于在点的动能 D. 粒子在点的加速度大于在点的加速度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．金属板间电场的电场强度竖直向下，粒子受到的电场力指向轨迹凹侧，电场力方向竖直向下，因此粒子带正电，故A正确； B．B点离带正电的上板更近，电势更高，故B错误； C．粒子从点运动到点，电场力做正功，动能增大，故C正确； D．粒子在金属板间运动时受到的电场力大小不变，加速度大小不变，故D错误。 故选AC。 9. 有一种蜘蛛带电后能在电场环境中“御电飞行”。如图所示，在一个固定的带正电的金属球旁边，一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动。若金属球半径为R，所带电荷量为+Q，蜘蛛可看作质点且质量为m，其到球面的距离和到过O点竖直线的距离均为R（已知均匀带电球壳内部电场强度为0，且金属球电荷分布均匀），蜘蛛所带电量不影响金属球电荷分布，重力加速度为g，静电力常量为k，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 蜘蛛的动能为 B. 蜘蛛受到的电场力为 C. 金属球内一点P，已知OP=0.5R，则P点的电场强度大小为4 D. 蜘蛛所带电量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．蜘蛛受到的电场力与竖直方向的夹角为θ，有 解得 蜘蛛的动能为 根据牛顿第二定律得 解得，故A错误； B．蜘蛛受到的电场力为F，有 解得，故B正确； C．金属球是导体，静电平衡时内部电场强度处处为0，故C错误； D．根据库仑定律 解得 即蜘蛛所带电量为，故D正确。 故选BD。 10. 带电小球由静止开始经电压为U1的加速电场加速后，恰好沿两极板中线方向射入电压为U2的偏转电场，如图所示。已知平行板的长度为L，板间距离为d。当偏转电场上板带正电时，小球恰能沿中心线射出；当下板带正电时，小球射到下板上，距下板的左端处，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 其他条件不变，下板带正电，只要偏转电压大小合适，小球就能从两板间射出 C. 其他条件不变，上板带正电，且偏转电压时，小球恰好从下极板偏出 D. 其他条件不变，上板带正电，且偏转电压时，小球恰好从上极板偏出 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．当偏转电场上板带正电时，小球恰能沿中心线射出，竖直方向根据力的平衡条件，小球受到的电场力方向向上，则小球带负电，故A正确； B．在加速电场中 得 若上极板带正电，则满足 得 若下极板带正电，则小球做类平抛运动，在水平方向上 得 在竖直方向上 由位移公式可知 故 若能从下极板出来则 解得 在竖直方向上 所以小球不能从两板间射出，故B错误； C．其他条件不变，上板带正电，且偏转电压 时，电场力减小，小球向下偏转，则 化简得 小球恰好从下极板偏出，故C正确； D．其他条件不变，上板带正电，且偏转电压 时，电场力增大，小球向上偏转，则 化简得 小球恰好从上极板偏出，故D正确。 故选ACD。 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 某研究性学习小组在探究电荷间的相互作用力与哪些因素有关时，设计了以下实验： （1）如图甲所示，将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上。把系在绝缘细线上的带正电的小球B（图中未画出）先后挂在图中P1、P2、P3位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小，小球B所受带电球体A的作用力___________（选填“越大”或“越小”或“不变”）。实验发现小球B在___________（选填“P1”或“P2”或“P3”）位置时，细线偏离竖直方向的角度最大。 （2）如图乙所示，悬挂在P1点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B。缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P1的正下方且与B在同一水平线上B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ。若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则为___________。 【答案】（1） ①. 越小 ②. P1 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]对小球B受力分析，受到重力、细线拉力、库仑力，根据平衡条件可得 为细线偏离竖直方向的角度，因此越小，库仑力越小，即小球B所受带电球体A的作用力越小； [2]根据点电荷间库仑力的规律，在电荷量不变时，电荷间距越小，库仑力越大；三个位置中P1​距离带电球体A最近，B受到的库仑力最大，因此细线偏离竖直方向的角度最大。 【小问2详解】 设细线长度为L，A、B间距为r，由几何关系可得 以B为对象，根据平衡条件可得 结合库仑定律可得 联立可得 若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则有 12. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按如图甲所示连接电路。单刀多掷开关S先跟1相接，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器将电流信息传入计算机，经处理后得到电流随时间变化的I－t图，如图乙所示。 （1）单刀多掷开关S先与1相接，稳定后再与2相接，则开关S与2相接后，电容器进行的是_______（选填“充电”或“放电”）过程。如果不改变电路其他参数，只将电阻换成一阻值更大的电阻，则该过程的时间将_______（选填“缩短”、“不变”或“延长”）。 （2）保持单刀多掷开关S接1，现将一块有机玻璃插入电容器两极板中间，则通过电阻R的电流方向为________（选填“a→b”或“b→a”）。 （3）让开关保持断开，将一带电粒子置于电容器两极板中间，粒子恰好处于静止状态。现将电容器下极板下移，则粒子将________（选填“向下运动”、“保持静止”或“向上运动”）。 【答案】（1） ①. 放电 ②. 延长 （2）a→b （3）保持静止 【解析】 【小问1详解】 [1]开关S与2相接后，电容器进行的是放电过程。 [2]如果不改变电路其他参数，只将电阻换成一阻值更大的电阻，则放电电流会减小，放电的电荷量不变，根据可知该过程的时间将延长。 【小问2详解】 保持单刀多掷开关S接1，现将一块有机玻璃插入电容器两极板中间，根据可知电容器的电容变大，根据Q=CU可知，变大，则电容器充电，即通过电阻R的电流方向为a→b。 【小问3详解】 让开关保持断开，则电容器带电量不变，根据 可得，则将电容器下极板下移，则两极板间场强不变，粒子受力仍平衡，即粒子将保持静止。 三、计算题（本题共3小题，共40分，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不能得分） 13. 如图所示，两个带正电小球、固定在同一水平线上，长为的光滑绝缘细线穿过带正电的小环，两端分别连接在、球上，小环静止时竖直，与的夹角为，已知、、的带电量分别为、、，静电力常量为，重力加速度为，忽略小球和环的大小，求： （1）小环的质量； （2）剪断细线的一瞬间，小环的加速度的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由于细线长为，小环静止时竖直，与的夹角为，可得段细线长为，段细线长为。 对小环研究，设绳子拉力为T，根据共点力的平衡条件： 竖直方向上有 水平方向有 联立解得 【小问2详解】 剪断细线的一瞬间，绳子拉力变为零，此时小环竖直方向合外力为 方向所受合外力为 故小环所受合外力为 根据牛顿第二定律 联立解得 14. 如图所示，空间中有两块带电平行金属板M、N，两板间距为，两板间的电压。小球以的水平速度从两板间的点飞入，点到下极板左端点的竖直距离为且，然后从下极板的右端点点飞出，并沿切线方向飞入竖直光滑圆轨道。点与光滑竖直圆轨道平滑连接，圆轨道的半径。平行金属板M、N的右侧垂线的右侧区域存在水平向右的匀强电场，电场强度。已知小球带正电，质量，电荷量，重力加速度取，，不计空气阻力。求： （1）小球在点的速度大小； （2）极板的长度； （3）小球在竖直圆轨道上滚动时的最大速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从A点到B点由动能定理可得 解得 【小问2详解】 小球在两板间做类平抛运动，则有， 其中 解得 【小问3详解】 小球在圆弧轨道上运动时，在等效平衡位置时速度最大，等效平衡位置如图所示，由图可知 解得 小球在B点时，设与的夹角为α，可知 解得 小球从B点到等效平衡位置由动能定理可得 解得 15. 如图所示，xOy为竖直平面内的直角坐标系，该空间存在平行xOy平面但方向未知的匀强电场，将一质量为m、带电量为的小球从O点抛出，抛出的初速度大小均为，抛出的方向可沿xOy平面内的任意方向。将小球沿某一方向抛出后，一段时间后小球通过点时速度大小为若将小球向另一方向抛出，一段时间后小球通过点时速度大小为。求： （1）、A两点间的电势差及O、B两点间的电势差 （2）电场强度的大小和方向 （3）若将小球沿y轴正方向抛出，小球运动过程中的最小速度以及此时小球离O点的距离s。 【答案】（1）， （2），与x轴正方向夹角为斜向下 （3）， 【解析】 【小问1详解】 从O到A，据动能定理可得 解得 从O到B，据动能定理可得 解得 【小问2详解】 取OA的中点C，可知B、C为等势点，可得电场强度垂直BC连线斜向下，即与x轴正方向夹角为斜向下如图甲所示， 取从O到B的过程有， 解得 【小问3详解】 将重力与电场力合成，可得它们的合力与x轴正方向成角斜向下。将初速度沿方向和垂直方向分解，垂直合外力方向的速度即为运动过程中的最小速度，如图乙所示，则有 方向与x轴正方向成角斜向上 小球运动的加速度 小球从O点运动到速度最小所用的时间 小球沿方向的位移 小球沿方向的位移 小球速度最小时离O点距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $