2019-2020年高二物理上学期第一学段试卷（含解析）.doc

2019-2020年高二物理上学期第一学段试卷（含解析）一.选择题（每题4分，共48分其中1-8题所给选项中，只有一个选项正确；9-12题有多个选项正确请将正确答案的序号在答题卡上相应位置涂黑全选对的4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1（4分）已知点电荷A的电荷量是点电荷B的倍，则A对B作用力大小跟B对A作用力大小的比值为（）A2：1B1：2C1：1D不确定2（4分）如图所示，在电场强度E=xxV/m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM=4cm，MB=3cm，AB=5cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q=2109C的正电荷从B移到M点，再从M点移到A点，电场力做功为（）A0.6106JB0.12106JC0.16106JD0.12106J3（4分）如图所示，将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内（不与球壁接触），另有一个悬挂在细线上的带负电小球B向C靠近，于是（）AA往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向BA的位置不变，B往右偏离竖直方向CA往左偏离竖直方向，B的位置不变DA和B的位置都不变4（4分）如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的是（）A沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QAQBB只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QA=QBC沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QAQBD沿任意一条虚线切开，都有A带正电B带负电，且QA、QB的值与所切的位置有关5（4分）半径为R的两个较大的金属球固定在绝缘桌面上，当两球带等量同种电荷Q时，相互之间的库仑力为F1；当两球带等量异种电荷Q与Q时，相互之间的库仑力为F2则（）AF1F2BF1F2CF1=F2D无法确定6（4分）如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态则以下结论正确的是（）A如果q2为正电荷，则可能q1、q3都是正电荷B如果q2为正电荷，则可能q1为正电荷，q3为负电荷C若l1l2，则三个点电荷中q3电量最大D若l1l2，则三个点电荷中q1电量可能最大7（4分）如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置如果将小球向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，跟原来相比（）A两小球间距离将增大，推力F将增大B两小球间距离将增大，推力F将减小C两小球间距离将减小，推力F将增大D两小球间距离将减小，推力F将减小8（4分）一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的vt图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是（）ABCD9（4分）关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷B摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了10（4分）如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应（）A带正电，放在A点B带正电，放在B点C带负电，放在C点D带正电，放在C点11（4分）在电场中的某点A放一试探电荷+q，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小EA=，方向水平向右，下列说法正确的是（）A在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B在A点放一下负试探电荷，所受到的电场力方向变为水平向左C在A放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为2EAD在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则试探电荷所受的电场力变2F12（4分）如图所示的同心圆是电场中的一簇等势面，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有（）A电子沿AC运动时受到的电场力越来越小B电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大C电势ABCD电势差UAB=UBC二.填空题（每空3分，共18分请将答案写在答题卡上相应位置）13（6分）如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中三个带电小球质量相等，A球带正电平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零B球带何种电荷：B球带；若A球带电荷量为Q，则B球的带电荷量14（6分）将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图，金属球表面的电势处处相等，a、b为电场中的两点，则：a点的电势比b点的；检验电荷q在a点的电势能比在b点的15（6分）如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m、带电荷量为q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知qQ，AB=h，小球滑到B点时速度大小为，若取A点电势为零，C点电势为，B到C电场力做的功为三.计算论述题（共34分必须写出必要的公式、文字叙述和推导过程）16（10分）如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为多大？17（12分）如图所示，光滑斜面倾角为37，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变为原来的，求：（1）原来的电场强度为多大？（2）物块运动的加速度？（3）沿斜面下滑距离为l=0.5m时物块的速度大小（sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2）18（12分）如图所示，ABCDF为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平向右的匀强电场中，AB与电场线平行，BCDF是半径为R的圆形轨道，今有质量为m、带电量为+q的小球在电场力作用下从A点由静止开始沿轨道运动，小球经过最高点D时对轨道的压力恰好为零，则A点与最低点B间的电势差为多大？甘肃省天水一中xx学年高二上学期第一学段物理试卷参考答案与试题解析一.选择题（每题4分，共48分其中1-8题所给选项中，只有一个选项正确；9-12题有多个选项正确请将正确答案的序号在答题卡上相应位置涂黑全选对的4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1（4分）已知点电荷A的电荷量是点电荷B的倍，则A对B作用力大小跟B对A作用力大小的比值为（）A2：1B1：2C1：1D不确定考点：库仑定律分析：距离不变，只是将电量增大到原来的2倍，根据点电荷库仑力的公式F=k可以求得改变之后的库仑力的大小，而根据牛顿第三定律，A对B的作用力大小跟B对A的作用力大小是属于作用力与反作用力，因此大小总是相等解答：解：由点电荷库仑力的公式F=k，可以得到，距离不变，将点电荷A的电荷量是点电荷B的倍，库仑力将变为原来的倍，而A对B的作用力大小跟B对A的作用力大小是属于作用力与反作用力，因此两者大小相等，即1：1，所以C正确，ABD错误故选：C点评：本题就是对库仑力公式的直接考查，掌握住公式就很容易分析了，同时注意理解牛顿第三定律的内容2（4分）如图所示，在电场强度E=xxV/m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM=4cm，MB=3cm，AB=5cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q=2109C的正电荷从B移到M点，再从M点移到A点，电场力做功为（）A0.6106JB0.12106JC0.16106JD0.12106J考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势差与电场强度的关系专题：电场力与电势的性质专题分析：匀强电场中，电势差与场强的关系是U=Ed，式中d是两点沿电场强度方向的距离，然后根据d的含义可求解A、B两点间的电势差电场力做功的公式W=qU解答：解：根据匀强电场特点可知：A、B两点间的电势差 UAB=UAM=EdAM所以UAB=xx4102V=80V正电荷从B点经M点移到A点，电场力做功为 WBA=qUBA=qUAB=210980J=1.6107J故选：C点评：公式U=Ed的适用条件为匀强电场，d的含义为两点之间沿电场线方向的距离，并非两点之间的距离，因此对于物理公式要明确适用条件以及各个物理量的含义3（4分）如图所示，将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内（不与球壁接触），另有一个悬挂在细线上的带负电小球B向C靠近，于是（）AA往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向BA的位置不变，B往右偏离竖直方向CA往左偏离竖直方向，B的位置不变DA和B的位置都不变考点：静电场中的导体专题：电场力与电势的性质专题分析：因为在C内部由于感应起电，带上与A相反的电荷，它们之间达到静电平衡，所以A的电场对C外部不会产生任何影响解答：解：A在空心金属球内，由于静电感应，使得C外表面带正电，B C相互吸引，所以B向右偏 而金属空腔可以屏蔽外部电场，所以B 的电荷对空腔C 的内部无影响，所以 A 位置不变B靠近C时，改变的是 C 表面的电荷分布，但对于 C 内部空间的电场可认为没有影响，这也就是平时说的静电屏蔽故B正确，ACD错误故选：B点评：考查静电感应现象，掌握同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引并理解外部电场对空心球内部没有影响，即为静电屏蔽4（4分）如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的是（）A沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QAQBB只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QA=QBC沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QAQBD沿任意一条虚线切开，都有A带正电B带负电，且QA、QB的值与所切的位置有关考点：静电场中的导体专题：电场力与电势的性质专题分析：根据静电感应现象，在正点电荷的电场作用下，导体AB自由电荷重新分布，不论沿着哪条虚线切开，都有A带正电，B带负电，且电量总是相等解答：解：由题意可知，静电感应现象使得A带正电，B带负电导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分多带了电子而带负电；A部分少了电子而带正电根据电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，距离越小，作用力越大，因此更多的电子容易转移到最接近C的位置，导致电子在导体上分布不均匀，从B端到A端，电子分布越来越稀疏，所以从不同位置切开时，QA、QB的值不同故只有D正确，ABC错误；故选：D点评：考查静电感应的原理，理解带电本质是电子的转移，掌握电荷守恒定律的应用，注意两部分的电量总是相等是解题的突破口5（4分）半径为R的两个较大的金属球固定在绝缘桌面上，当两球带等量同种电荷Q时，相互之间的库仑力为F1；当两球带等量异种电荷Q与Q时，相互之间的库仑力为F2则（）AF1F2BF1F2CF1=F2D无法确定考点：库仑定律分析：本题题中由于带电球的大小与它们之间的距离相比，不能忽略，因此不能看作点电荷，不能直接利用库仑定律计算库仑力的大小，只能根据库仑定律定性的比较库仑力的大小解答：解：半径为R的两个较大的金属球固定在绝缘桌面上，两球不能看成点电荷，因带同种电荷，导致电量间距大于带异种电荷的间距，根据库仑定律F=k，可知，它们相互作用的库仑力大小有：F1F2，故B正确，ACD错误故选：B点评：本题应明确当两球心相距为3R时，两球不能看成点电荷，不能直接运用库仑定律解答，注意库仑定律的成立条件，理解点电荷的含义6（4分）如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态则以下结论正确的是（）A如果q2为正电荷，则可能q1、q3都是正电荷B如果q2为正电荷，则可能q1为正电荷，q3为负电荷C若l1l2，则三个点电荷中q3电量最大D若l1l2，则三个点电荷中q1电量可能最大考点：库仑定律；共点力平衡的条件及其应用分析：（1）解决本题一定要把握“每个电荷都处于平衡状态”这一特点进行分析，已知q2为负电荷，可以利用假设法判断q1和q3的电性，如假设q1带正电，其它电荷是否平衡等，也可以利用“两同夹异，近小远大”（三个电荷处于平衡时两边电性相同和中间相反，中间电荷离电量小的近，离电量大的远）进行判断（2）三个电荷处于同一直线上，每个电荷受两个库仑力作用处于平衡状态，据此列方程即可求解解答：解：（1）假设q1带负电，要使q2平衡，则q3也应带负电如果q1带正电，要使q2平衡则q3也应带正电但是q1、q3不能平衡，所以q1、q3都带负电荷，故AB错误（2）设l1=l2=l，由于三个电荷均处于平衡状态，由库仑定律建立如下平衡式：对q1：=对q2：=对q3：=解得：q1：q2：q3=4：1：4因此若l1l2，则三个点电荷中q3电量最大，故C正确，D错误；故选：C点评：本题考察了库仑定律在电荷平衡中的应用，对于三个电荷平衡可以利用“两同夹异，近小远大”的规律进行电性判断，本题的难点在于计算，学生列出方程容易，但是计算正确难7（4分）如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置如果将小球向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，跟原来相比（）A两小球间距离将增大，推力F将增大B两小球间距离将增大，推力F将减小C两小球间距离将减小，推力F将增大D两小球间距离将减小，推力F将减小考点：库仑定律；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用专题：电场力与电势的性质专题分析：对整体分析，受总重力，拉力，地面的支持力，墙壁的弹力可知地面的支持力等于两球的总重力隔离对B球分析，B球受重力，墙壁的弹力和库仑力A小球向右缓慢拉动一小段距离后，库仑力与竖直方向的夹角变小，根据平行四边形定则，知库仑力即墙壁弹力的变化解答：解：对A球受力分析，受到三个力，重力、弹力、库伦力，B小球向左缓慢拉动一小段距离后，库仑力与竖直方向的夹角变小，A的重力不变，墙壁的弹力方向不变，根据平行四边形定则，库仑力变小，墙壁的弹力变小，根据库仑定律得公式可知：电荷量不变，库伦力变小，距离变大，对整体而言，墙壁对球的弹力等于拉力，所以拉力变小，所以两小球间距离将增大，推力F将减小故选B点评：解决本题的关键先对整体受力分析，再隔离受力分析整体法和隔离法是物理当中常见的一种方法，要灵活运用8（4分）一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的vt图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是（）ABCD考点：电场线；牛顿第二定律；物体做曲线运动的条件专题：电场力与电势的性质专题分析：vt图象中的斜率表示物体的加速度，所以根据电荷运动过程中vt图象可知电荷的加速度越来越大，则电场力越来越大，电场强度越来越大，根据电场线与电场强度的关系可得出正确结果解答：解：由vt图象可知，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，因此该电荷所受电场力越来越大，电场强度越来越大，电场线密的地方电场强度大，且负电荷受力与电场方向相反，故ABD错误，C正确故选C点评：本题结合vt图象，考查了电场强度与电场线以及电荷受电场力与电场方向之间的关系，考点结合巧妙、新颖，有创新性9（4分）关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷B摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了考点：电荷守恒定律分析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分解答：解：A、摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷电荷只是发生转移故A错误B、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体故B确C、感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一个部分故C正确D、感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电故D错误故选BC点评：摩擦起电和感应起电的实质都电子发生了转移，只是感应起电是电子从物体的一部分转移到另一个部分摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体10（4分）如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应（）A带正电，放在A点B带正电，放在B点C带负电，放在C点D带正电，放在C点考点：共点力平衡的条件及其应用；库仑定律分析：小球a要平衡，受重力、支持力和静电力，根据共点力平衡条件分析即可解答：解：小球a处于平衡状态，受力平衡，合力为零小球受重力，一定向下，支持力一定垂直向上，根据平衡条件，静电引力必然与前两个力的合力等大、反向且在同一条直线上，则b球可以放在C点，带负电；小球可以放在A点，带正电故AC正确，BD错误故选：AC点评：本题关键对物体受力分析后，根据三力平衡条件，得到未知力的方向范围11（4分）在电场中的某点A放一试探电荷+q，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小EA=，方向水平向右，下列说法正确的是（）A在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B在A点放一下负试探电荷，所受到的电场力方向变为水平向左C在A放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为2EAD在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则试探电荷所受的电场力变2F考点：电场强度专题：电场力与电势的性质专题分析：电场的电场强度是电场的固有属性，与试探电荷的正负和大小无关；电场力的大小计算遵循F=Eq，与电荷量的大小和正负有关解答：解：A、电场的电场强度是电场的固有属性，与试探电荷的正负和大小无关，故A点场强的大小和方向都不变，A错误； B、A点的场强大小和方向不变，正电荷的受力方向和负电荷的受力方向相反，故负电荷所受的电场力方向变为水平向左，B正确； C、电场的电场强度是电场的固有属性，与试探电荷的正负和大小无关，故A点场强的大小和方向都不变，C错误； D、A点的场强大小和方向不变，根据F=Eq可知，电荷量为2q时，F=E2q=2F，即电场力变为原来的2倍，D正确故选：BD点评：本题考查电场中电场强度和电场力的计算，注意：电场的电场强度是电场的固有属性，与试探电荷的正负和大小无关；电场力的大小计算遵循F=Eq，与电荷量的大小和正负有关12（4分）如图所示的同心圆是电场中的一簇等势面，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有（）A电子沿AC运动时受到的电场力越来越小B电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大C电势ABCD电势差UAB=UBC考点：等势面；电势差；电势专题：电场力与电势的性质专题分析：由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的，然后根据库仑定律、电势、电势差定义式和电场力做功与电势能变化关系列式分析判断解答：解：A、由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的，根据库仑定律可以判断，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，故A错误；B、电子沿AC方向运动时，电场力做负功，故电势能逐渐变大，故B正确；C、电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，电子由A向C运动过程速度越来越小，故电场力向外，场强向内，故外侧电势较高，故ABC，故C正确；D、电子沿AC方向运动过程中，电场力逐渐变大，从A到B过程电场力较小，故从A到B过程电场力做功较少，根据电势差与电场力做功关系UAB=，可以得到：UABUBC，故D错误；故选：BC点评：本题关键根据等势面和电子的运动情况确定场源电荷的电性，然后得到电场线的分布图，最后根据库仑定律、电势、电势差定义式和电场力做功与电势能变化关系分析判断二.填空题（每空3分，共18分请将答案写在答题卡上相应位置）13（6分）如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中三个带电小球质量相等，A球带正电平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零B球带何种电荷：B球带负电；若A球带电荷量为Q，则B球的带电荷量考点：共点力平衡的条件及其应用；电场强度分析：由于细线的拉力为零，故AB间、AC间都是吸引力，故A球与B球是异种电荷；然后对B球受力分析，根据共点力平衡条件求解AB球间的静电力，根据库仑定律列式求解B的电量解答：解：由于细线的拉力为零，故AB间、AC间都是吸引力，故A球与B球是异种电荷，A球带正电，故B球带负电；对B球受力分析，受重力、A球的吸引力，C球的排斥力；根据共点力平衡条件，有：F1=2F2根据库仑定律，有：联立解得：QC=再对B球受力分析，同理可得：QB=故答案为：负，点评：本题关键是正确的受力分析，然后结合共点力平衡条件和库仑定律列式求解，不难14（6分）将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图，金属球表面的电势处处相等，a、b为电场中的两点，则：a点的电势比b点的高；检验电荷q在a点的电势能比在b点的低考点：电场线；电势分析：电场线的疏密表示场强的大小；a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势；电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小解答：解：a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高，电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点低故答案为：高；低点评：该题考查电场线的特点与电场力做功的特点，解题的关键是电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加基础题目15（6分）如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m、带电荷量为q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知qQ，AB=h，小球滑到B点时速度大小为，若取A点电势为零，C点电势为，B到C电场力做的功为0考点：电势能；电场强度分析：由题，B、C两点在以正电荷Q为圆心的同一圆周上，电势相等，小球从B运动到C过程，电场力做功为零，根据动能定理研究小球从A运动到B的过程，求出电场力所做的功，进而求出AB间的电势差解答：解：AB由动能定理：mgh+qUAB=据题 vB=，解得 UAB=由于B、C的电势相等，则UAB=UAC又UAC=AC，A=0则 C=B、C间电势差为0，则B到C电场力做的功为WBC=qUBC=0故答案为：，0点评：电势差是表示电场的能的性质的物理量，与电场力做功有关，常常应用动能定理求解电势差三.计算论述题（共34分必须写出必要的公式、文字叙述和推导过程）16（10分）如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为多大？考点：共点力平衡的条件及其应用；电场强度专题：共点力作用下物体平衡专题分析：以小球为研究对象，分析受力情况，作出力图，运用作图法分析什么条件下小球受到的电场力最小，由力学知识求出最小的电场力，再求解小球的电荷量解答：解：小球受到三个力作用：重力mg、电场力F和细线的拉力T，根据平衡条件得知：F和T的合力与重力mg大小相等、方向相反，作出电场力在三种不同方向下合成图如图，可以看出，当电场力F与细线的拉力T垂直时，电场力最小，由图求出电场力的最小值为：Fmin=mgsin30又Fmin=qE，解得：q=答：小球所带的电量应为点评：本题与动态平衡问题类似，采用图解法分析极值的条件，也可以运用函数法分析17（12分）如图所示，光滑斜面倾角为37，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变为原来的，求：（1）原来的电场强度为多大？（2）物块运动的加速度？（3）沿斜面下滑距离为l=0.5m时物块的速度大小（sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2）考点：动能定理的应用；牛顿第二定律专题：动能定理的应用专题分析：（1）电场没有变化前，物体静止在斜面上，根据平衡条件求出原来的电场强度（2）电场强度变化为原来的后，物体沿斜面向下做匀加速运动分析受力，根据牛顿第二定律求出加速度（3）根据动能定理求解沿斜面下滑距离为l=0.5m时物块的速度大小解答：解（1）对小物块受力分析如图所示，物块静止于斜面上，由平衡条件得：mgsin37=qEcos37，解得：E=（2）当场强变为原来的时，小物块所受的合外力，F合=mgsin37qEcos37=mgsin37=0.3mg由牛顿第二定律得：F合=ma，代入数据解得：a=3 m/s2，方向沿斜面向下（3）由动能定理得：F合l=mv20，即mgsin37l=mv2，解得：v=m/s答：（1）原来的电场强度为（2）物块运动的加速度大小为：3m/s2，方向沿斜面向下（3）沿斜面下滑距离为l=0.5m时物块的速度大小为m/s点评：物体平衡时，分析受力，作出力图，根据平衡条件求电场强度涉及力在空间的积累效果时，优先考虑运用动能定理求速度18（12分）如图所示，ABCDF为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平向右的匀强电场中，AB与电场线平行，BCDF是半径为R的圆形轨道，今有质量为m、带电量为+q的小球在电场力作用下从A点由静止开始沿轨道运动，小球经过最高点D时对轨道的压力恰好为零，则A点与最低点B间的电势差为多大？考点：动能定理的应用；牛顿第二定律专题：动能定理的应用专题分析：对小球应用动能定理求出速度，然后由牛顿第二定律求出AD间的电势差，再求出AB间的电势差解答：解：小球从A到D的过程中有两个力做功，即重力做功和电场力做功，由动能定理得：qUADmg2R=mv2，小球在D点时重力完全用来提供向心力，由牛顿第二定律得：mg=m，联立解得：UAD=，由于B、D两点在同一等势面上，所以UAB=UAD=答：A点与最低点B间的电势差为为点评：本题考查了求电势差，分析清楚小球的运动过程，应用动能定理即可在正确解题