精品解析：四川省成都市石室天府中学2026-2027学年度上期高二年级10月学业练习物理试卷

2026-2027学年度上期高二年级10月学业练习 物理试卷 （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. 下列关于波的应用或现象，解释正确的是（ ） A. 如图甲，双螺旋结构是通过射线的干涉现象建立起来的模型 B. 如图乙，电影的原理是光的偏振，光的偏振现象说明光是纵波 C. 如图丙是光的衍射图样，当狭缝宽度越小，衍射现象越明显，图样中的亮条纹宽度越小 D. 如图丁，以地面监测站为参考系，航天器沿虚线顺时针转动，监测站接收到的来自处附近的信号频率大于航天器发射的信号频率 2. 通草球密度很小且绝缘，可用来做静电实验。某同学将均匀带电的通草球用绝缘细线悬挂于O点，在O点正下方P点处固定一个点电荷，通草球静止时，为通草球球心，。如图，将通草球看成质量分布均匀的球体，质量为m，，静电力常量为k，重力加速度大小为g，若点电荷与通草球带电量相等，则通草球的带电量为（ ） A. B. C. D. 3. 真空中存在点电荷产生的静电场，其电场线的分布如图所示，图中两点的位置关于点电荷水平对称。两点电场强度的大小分别为，电势分别为。一个带电粒子仅在电场力作用下沿虚线轨迹从运动至，则（ ） A. B. 和带异种电荷，且 C. 粒子从运动至，加速度先增大后减小 D. 粒子带正电，从至它的电势能先变小后变大 4. 如图甲所示，坐标原点处固定有电荷量为的点电荷，点固定有电荷量为的点电荷，。轴上三点的横坐标分别为轴上电势随坐标的变化曲线如图乙所示，其中为图象最高点对应的横坐标，下列说法正确的是（ ） A. 轴上点到点之间存在电场强度为零的点 B. 点场强大于点场强 C. 将一带负电的试探电荷由点静止释放，试探电荷沿轴运动可到达点 D. 将一带负电的试探电荷由点静止释放，试探电荷沿轴运动可到达点 5. 半径为的半圆弧金属丝均匀带的电荷时，在其圆心处产生的电场强度大小为为静电力常量。若让一根半径为的圆弧金属丝均匀带的电荷，则在其圆心处产生的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂面重合。A、O、B为竖直平面上的三点，且O为等量异种点电荷连线的中点，。现有带电荷量为q、质量为m的物块（可视为质点），从A点以竖直向下的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0。则（　　） A. 关于O点对称的两点电场强度等大反向 B. 从A到O，物块受到的电场力一直减小 C. 从O到B，物块的加速度保持不变 D. 从A到B，物块的机械能减小 7. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是（ ） A. A球面电势比B球面电势高 B. 等势面C所在处电势的大小大于 C. 等势面C所在处电势的大小为 D. 等势面C所在处电场强度的大小为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 以下说法正确的是（　　） A. 在工业生产中常利用静电以净化气体或回收有用尘粒 B. 处于静电场中的导体，其内部某点的电势一定为零 C. 高压电站的工作人员不能穿用金属纤维制作的衣服 D. 避雷针把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷” 9. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，甲乙两波源的振幅分别为4cm和8cm，时刻两列波的波形图如图所示，且PQ刚开始振动。已知甲波源振动周期，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的传播速度均为 B. 两列波叠加后，质点振动的最小振幅为4cm C. 若两列波同时开始传播，则振源振动方向相反 D. 时刻，区间有2个振动加强点 10. 如图甲所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，斜面长为。沿斜面施加一静电场，以点为坐标原点，沿斜面向上为轴正方向，其电场强度随变化的关系如图乙所示。现一质量为、电荷量为的滑块以某一初速度上滑，恰好能滑到斜面最高点。滑块视为质点，重力加速度为，不计空气阻力。则（ ） A. 滑块沿斜面向上运动过程中电势能先减小后增大 B. 在过程中，滑块的重力势能与电势能之和不变 C. 滑块在斜面最高点的加速度 D. 释放滑块时，滑块的初速度为 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝线上带正电的小球B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。 （1）该探究实验用到的实验方法是__________ （2）他们分别进行了以下操作。 ①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的P1、P2、P3等位置，小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小，由此可得，两小球所带电荷量不变时，距离增大，两小球间静电力__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 ②使小球B处于同一位置，增大小球A所带的电荷量，小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）接着该组同学又进行了如下实验，如图乙所示，悬挂在P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，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为和，则为__________。 12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置测量了光的波长，其中单缝与双缝相互平行。 （1）实验时，在光屏上得到了明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（　　） A. 单缝到双缝的距离越远，条纹间距越大 B. 屏上的条纹与双缝垂直 C. 条纹间距与光波的波长无关 D. 条纹间距与双缝的宽度有关 （2）第16条亮纹、第22条亮纹分别到第1条亮纹之间的距离为图乙和图丙所示，则相邻两亮条纹之间的距离为________cm（结果保留两位有效数字）； （3）如果双缝屏到光屏之间的距离为L=50 cm，两狭缝之间的距离为d=0.4 mm，相邻亮条纹间距为 ，则波长的表达式为________，其值为________m。 四、计算题（本题共3小题，共38分。要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案） 13. 如图所示，一湖的深度为h1=4m，有一直杆竖直插入湖底，露出水面部分的长度为h2=3m，太阳光以与水平面成θ=37°角射在湖面上，水的折射率为已知 求： （1）折射角r的正弦值； （2）直杆在湖底的影子EC的长度。 14. 如图所示，一质量为m=0.04kg、带电量q=1.0×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线与竖直方向成37°角。小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g=10m/s2。sin37°=0.6，cos37°=0.8。不计空气阻力，求： （1）电场强度的大小E； （2）剪断细线2s内小球的电势能变化了多少? （3）在不改变小球初始状态的情况下，所加电场强度的最小值多大?方向如何? 15. 如图所示，在光滑水平面上放置一右端带有挡板的长直绝缘木板A，A不带电，木板A左端上表面有一带正电小物块B，带电量为，其到挡板的距离为d=2m，A、B质量均为，不计一切摩擦。整个空间存在水平向右的匀强电场，场强为。从时刻B开始运动起，经过一段时间，B与A的挡板发生碰撞，碰撞过程中无机械能损失，碰撞时间极短（内力远大于电场力）。重力加速度g=10m/s2。求： （1）物块B与A的挡板发生第一次碰撞后的瞬间，物块B与木板A的速度大小； （2）由A、B静止开始经多长时间物块B与木板A的挡板发生第二次碰撞，并求出碰后瞬间A、B的速度大小； （3）从物块B开始运动到与木板A的挡板发生第n次碰撞时间内，物块B的电势能的改变量是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年度上期高二年级10月学业练习 物理试卷 （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. 下列关于波的应用或现象，解释正确的是（ ） A. 如图甲，双螺旋结构是通过射线的干涉现象建立起来的模型 B. 如图乙，电影的原理是光的偏振，光的偏振现象说明光是纵波 C. 如图丙是光的衍射图样，当狭缝宽度越小，衍射现象越明显，图样中的亮条纹宽度越小 D. 如图丁，以地面监测站为参考系，航天器沿虚线顺时针转动，监测站接收到的来自处附近的信号频率大于航天器发射的信号频率 【答案】D 【解析】 【详解】A．双螺旋结构是通过射线的衍射现象建立起来的模型，故A错误； B．偏振现象证明光是一种横波，故B错误； C．狭缝宽度越小、波长越大，衍射现象越明显，中央亮条纹宽度越大，故C错误； D．因顺时针转动，由多普勒效应知，信号源到监测站距离变近，接收到的来自处附近的信号频率大于航天器发射的频率，故D正确。 故选 D。 2. 通草球密度很小且绝缘，可用来做静电实验。某同学将均匀带电的通草球用绝缘细线悬挂于O点，在O点正下方P点处固定一个点电荷，通草球静止时，为通草球球心，。如图，将通草球看成质量分布均匀的球体，质量为m，，静电力常量为k，重力加速度大小为g，若点电荷与通草球带电量相等，则通草球的带电量为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，通草球受重力、库仑力和线的拉力，根据正交分解，有 联立解得 故选A。 3. 真空中存在点电荷产生的静电场，其电场线的分布如图所示，图中两点的位置关于点电荷水平对称。两点电场强度的大小分别为，电势分别为。一个带电粒子仅在电场力作用下沿虚线轨迹从运动至，则（ ） A. B. 和带异种电荷，且 C. 粒子从运动至，加速度先增大后减小 D. 粒子带正电，从至它的电势能先变小后变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电场线的疏密程度表示场强的大小，结合题图可知，P、Q两点关于点电荷q1水平对称，P到q1之间场强较大，根据可知，P到q1电势降低较快，可知，故A正确； B．由电场线分布可知，q1带负电，q2带正电，由电场线的疏密程度可知，，故B错误； C．由电场线分布可知，粒子从M移动至N，电场强度先减小后增大，根据可知，粒子的加速度先减小后增大，故C错误； D．根据曲线运动受力方向指向轨迹弯曲的凹侧，粒子受力方向与电场线方向相同，所以粒子带正电，粒子从M移动至N，电场力先做负功后做正功，则粒子的电势能先变大后变小，故D错误。 故选A。 4. 如图甲所示，坐标原点处固定有电荷量为的点电荷，点固定有电荷量为的点电荷，。轴上三点的横坐标分别为轴上电势随坐标的变化曲线如图乙所示，其中为图象最高点对应的横坐标，下列说法正确的是（ ） A. 轴上点到点之间存在电场强度为零的点 B. 点场强大于点场强 C. 将一带负电的试探电荷由点静止释放，试探电荷沿轴运动可到达点 D. 将一带负电的试探电荷由点静止释放，试探电荷沿轴运动可到达点 【答案】C 【解析】 【详解】A．因在MN两点的正电荷在MO之间形成的电场的合场强方向沿y轴负向，而在O点的负电荷在MO之间的场强也沿y轴负向，可知轴上点到点之间不存在电场强度为零的点，选项A错误； B．因图像的斜率等于场强，则b点场强为零，c点场强不为零，则点场强小于点场强，选项B错误； CD．沿电场线电势降低，可知ab间的场强由b到a，bc间的场强由b到c，则将一带负电的试探电荷由点静止释放，则在ab间加速，在bc间减速，因ac两点电势相等，可知试探电荷恰能到达c点，然后反向运动，只能回到a点，选项C正确，D错误。 故选C。 5. 半径为的半圆弧金属丝均匀带的电荷时，在其圆心处产生的电场强度大小为为静电力常量。若让一根半径为的圆弧金属丝均匀带的电荷，则在其圆心处产生的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】将带电荷的半径为的半圆弧金属丝等分成两部分来看，两部分在圆心处产生的电场大小相同为，则 即带电荷的圆弧金属丝在其圆心处产生的电场强度 因此带电荷的圆弧金属丝在其圆心处产生的电场强度为 ， 故选C。 6. 如图所示，粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂面重合。A、O、B为竖直平面上的三点，且O为等量异种点电荷连线的中点，。现有带电荷量为q、质量为m的物块（可视为质点），从A点以竖直向下的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0。则（　　） A. 关于O点对称的两点电场强度等大反向 B. 从A到O，物块受到的电场力一直减小 C. 从O到B，物块的加速度保持不变 D. 从A到B，物块的机械能减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．等量异种点电荷连线的中垂线上，关于O点对称的两点电场强度大小相等，方向均垂直于中垂线指向负电荷一侧（即方向相同），故A错误； B．从A到O，电场强度E逐渐增大，电场力F=qE 可知物块受到的电场力一直增大，故B错误； C．物块在水平方向受力平衡，墙壁对物块的弹力FN=qE 滑动摩擦力f=μFN 从O到B，电场强度E逐渐减小，弹力逐渐减小，滑动摩擦力逐渐减小。 在竖直方向上，根据牛顿第二定律可知加速度a随摩擦力f的变化而变化，故C错误； D．从A到B，电场力方向水平，与运动方向垂直，电场力不做功；摩擦力方向竖直向上，与运动方向相反，摩擦力做负功。根据功能关系，除重力以外的力（摩擦力）做负功，物块的机械能减小，故D正确。 故选D。 7. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是（ ） A. A球面电势比B球面电势高 B. 等势面C所在处电势的大小大于 C. 等势面C所在处电势的大小为 D. 等势面C所在处电场强度的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，电场力的方向指向圆心O。由于电子带负电，负电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反，因此电场强度方向是从B指向A。根据电场线从高电势指向低电势的规律，可知B球面的电势比A球面的电势高，故A错误； BC．该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以 即 整理得，故BC错误； D．电子沿等势面C做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有 等势面C的半径为 电子的动能为 联立以上三式可得 即等势面C所在处电场强度的大小为，故D正确； 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 以下说法正确的是（　　） A. 在工业生产中常利用静电以净化气体或回收有用尘粒 B. 处于静电场中的导体，其内部某点的电势一定为零 C. 高压电站的工作人员不能穿用金属纤维制作的衣服 D. 避雷针把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷” 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在工业生产中常利用静电以净化气体或回收有用尘粒，A正确； B．处于静电场中的导体，其内部某点的电场强度一定为零，电势跟零电势的选择有关，不一定为零，B错误； C．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，目的就是形成金属网可以起到静电屏蔽的作用，使内部电场强度为零，C错误； D．避雷针把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，D正确。 故选AD。 9. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，甲乙两波源的振幅分别为4cm和8cm，时刻两列波的波形图如图所示，且PQ刚开始振动。已知甲波源振动周期，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的传播速度均为 B. 两列波叠加后，质点振动的最小振幅为4cm C. 若两列波同时开始传播，则振源振动方向相反 D. 时刻，区间有2个振动加强点 【答案】AB 【解析】 【详解】A. 甲波源振动周期，波长为可知波速 同一介质中波速相同，则两列波的传播速度均为，A正确； C. 若两列波同时开始传播，根据波形图可知，PQ两点起振方向相同，则振源振动方向相同，C错误； B. 两列波波长相同，则频率相同，叠加后振动减弱的质点振动的最小振幅为8cm-4cm=4cm，B正确； D. 时刻，两列波各自沿传播方向上传播1.2m，，则区间形成叠加，将波源看做在x=-0.2m和x=1.2m的位置，则在两波源之间区间振动加强点满足 则对应于x=0.1m、0.3m、0.5m、0.7m、0.9m和1.1m共有6个振动加强点，D错误。 故选AB。 10. 如图甲所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，斜面长为。沿斜面施加一静电场，以点为坐标原点，沿斜面向上为轴正方向，其电场强度随变化的关系如图乙所示。现一质量为、电荷量为的滑块以某一初速度上滑，恰好能滑到斜面最高点。滑块视为质点，重力加速度为，不计空气阻力。则（ ） A. 滑块沿斜面向上运动过程中电势能先减小后增大 B. 在过程中，滑块的重力势能与电势能之和不变 C. 滑块在斜面最高点的加速度 D. 释放滑块时，滑块的初速度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．滑块上滑过程，电场力先做正功，后做负功，故电势能先减小后增大，A正确； B．在过程中，滑块的重力势能增大，电势能也增大，故两者之和一直增大，B错误； C．最高点有 解得，C正确； D．滑块滑到最高点，根据动能定理 由图乙可知，图线与轴围成的面积代数和为零，则初末两点间电势差为零，故电场力做功 解得，D正确； 故选ACD。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝线上带正电的小球B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。 （1）该探究实验用到的实验方法是__________ （2）他们分别进行了以下操作。 ①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的P1、P2、P3等位置，小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小，由此可得，两小球所带电荷量不变时，距离增大，两小球间静电力__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 ②使小球B处于同一位置，增大小球A所带的电荷量，小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）接着该组同学又进行了如下实验，如图乙所示，悬挂在P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，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为和，则为__________。 【答案】（1）控制变量法 （2） ①. 减小 ②. 增大 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，或者保持距离不变，改变电荷量，研究力的变化情况，所以用的是控制变量法。 【小问2详解】 [1]设细线与竖直方向夹角为，根据平衡条件 故由图可得，两小球所带电量不变时，距离增大，细线与竖直方向夹角减小，静电力减小。 [2]同理，当图中小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，则两小球间静电力增大。 【小问3详解】 对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有 解得 可得两次实验中A的电量之比为 12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置测量了光的波长，其中单缝与双缝相互平行。 （1）实验时，在光屏上得到了明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（　　） A. 单缝到双缝的距离越远，条纹间距越大 B. 屏上的条纹与双缝垂直 C. 条纹间距与光波的波长无关 D. 条纹间距与双缝的宽度有关 （2）第16条亮纹、第22条亮纹分别到第1条亮纹之间的距离为图乙和图丙所示，则相邻两亮条纹之间的距离为________cm（结果保留两位有效数字）； （3）如果双缝屏到光屏之间的距离为L=50 cm，两狭缝之间的距离为d=0.4 mm，相邻亮条纹间距为 ，则波长的表达式为________，其值为________m。 【答案】（1）D （2）0.075 （3） ①. ②. 6×10-7 【解析】 【小问1详解】 A．条纹间距与单缝到双缝之间的距离无关，故A错误； B．为使屏上的干涉条纹清晰，单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，故B错误； CD．由公式可知，条纹间距与光波的波长以及双缝的宽度均有关，故C错误，D正确。 故选D。 【小问2详解】 由游标卡尺的读数规则可知，图乙和图丙的示数分别为 则相邻两亮条纹之间的距离为=0.075cm 【小问3详解】 [1]由公式，得 [2]代入数据可得 四、计算题（本题共3小题，共38分。要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案） 13. 如图所示，一湖的深度为h1=4m，有一直杆竖直插入湖底，露出水面部分的长度为h2=3m，太阳光以与水平面成θ=37°角射在湖面上，水的折射率为已知 求： （1）折射角r的正弦值； （2）直杆在湖底的影子EC的长度。 【答案】（1）0.6 （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图如图 根据折射定律，可得 解得 【小问2详解】 由题意，可知杆的长度 则 由数学知识可得 由题意，可得 所以影子长 14. 如图所示，一质量为m=0.04kg、带电量q=1.0×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线与竖直方向成37°角。小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g=10m/s2。sin37°=0.6，cos37°=0.8。不计空气阻力，求： （1）电场强度的大小E； （2）剪断细线2s内小球的电势能变化了多少? （3）在不改变小球初始状态的情况下，所加电场强度的最小值多大?方向如何? 【答案】（1） （2）减少4.5J （3），方向与水平方向夹角斜向右上 【解析】 【小问1详解】 小球静止时受力平衡，满足 解得电场强度的大小 【小问2详解】 剪断细线后，沿电场线方向，由牛顿第二定律得 解得小球电场线方向的加速度 沿电场线方向的位移 电场力做功 电场力做正功，电势能减少量等于电场力做的功 【小问3详解】 小球初始状态不变（仍静止在原位置，受重力、电场力、拉力平衡），将重力分解为沿细线方向和垂直细线方向的分量。当电场力方向与细线垂直时，电场力取最小值，对应电场强度最小。此时 解得 方向与水平方向夹角斜向右上。 15. 如图所示，在光滑水平面上放置一右端带有挡板的长直绝缘木板A，A不带电，木板A左端上表面有一带正电小物块B，带电量为，其到挡板的距离为d=2m，A、B质量均为，不计一切摩擦。整个空间存在水平向右的匀强电场，场强为。从时刻B开始运动起，经过一段时间，B与A的挡板发生碰撞，碰撞过程中无机械能损失，碰撞时间极短（内力远大于电场力）。重力加速度g=10m/s2。求： （1）物块B与A的挡板发生第一次碰撞后的瞬间，物块B与木板A的速度大小； （2）由A、B静止开始经多长时间物块B与木板A的挡板发生第二次碰撞，并求出碰后瞬间A、B的速度大小； （3）从物块B开始运动到与木板A的挡板发生第n次碰撞时间内，物块B的电势能的改变量是多少？ 【答案】（1）0，4m/s （2）3s，8m/s，4m/s （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，B从A的左端开始运动到右端的过程，由动能定理有 解得 B与A第一次碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律有， 解得， 【小问2详解】 第一次碰撞后A向右以速度做匀速直线运动，B做初速度为0、加速度为的匀加速直线运动，设第一次碰撞到第二碰撞历时，则有 解得 而从A、B静止开始运动到第一次碰撞的时间 故A、B静止开始经物块B与木板A的挡板发生第二次碰撞，此时B的速度为 A的速度为 第二次碰撞时，同样由动量守恒定律和机械能守恒定律有， 解得， 【小问3详解】 同理第三次碰撞时有 解得 此时B的速度为 由A、B静止开始到B与A的挡板发生3次碰撞时间内，物块B的速度v随时间t的变化图像如图所示 此后以此类推。由以上分析可知，从第二次碰撞后，到下一次碰撞，B向前运动的距离都比前一次多8m，由图像可知 从B开始运动到第1次碰撞，B运动的距离为2m； 从第1次碰撞到第2次碰撞，B运动的距离为8 m； 从第2次碰撞到第3次碰撞，B运动的距离为； 从第3次碰撞到第4次碰撞，B运动的距离为； 根据数学知识可知，从物块B开始运动到与木板A的挡板发生第n次碰撞时间内，物块B运动的距离： 则物块B的电势能的改变量为 代入数据可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $