題目列表(包括答案和解析)
用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖8所示，斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O。接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；
步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞。重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；
步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度。
①對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是___________
A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B．斜槽軌道必須光滑
C．斜槽軌道末端必須水平
D．實(shí)驗(yàn)過程中，白紙可以移動(dòng)，復(fù)寫紙不能移動(dòng)
E．小球1的質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量
②本實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量有 。
A．A、B兩點(diǎn)間的高度差h1 B．B點(diǎn)離地面的高度h2
C．小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2 D．小球1和小球2的半徑r
③當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式______________（用所測(cè)物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。如果還滿足表達(dá)式_______________（用所測(cè)物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞時(shí)無機(jī)械能損失。
④完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造，如圖9所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接。使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M′、P′、N′。用刻度尺測(cè)量斜面頂點(diǎn)到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3。則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為 （用所測(cè)物理量的字母表示）。
如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球用絕緣輕繩（不伸縮）懸于O點(diǎn)，平衡時(shí)小球位于A點(diǎn)，此時(shí)繩于豎直方向的夾角θ=53°，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，B．C．D到O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，BD水平，OC豎直．（20分）如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球質(zhì)量為m,電量為-q。用絕緣輕繩(不伸縮)懸于O點(diǎn)，平衡時(shí)小球位于A點(diǎn)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角θ＝30°。繩長(zhǎng)為l，AO＝CO＝DO＝l，OD水平，OC豎直。求：
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E
(2)當(dāng)小球移到D點(diǎn)后，讓小球由靜止自由釋放，小球向右擺動(dòng)過程中的最大速率和該時(shí)刻輕繩中張力(計(jì)算結(jié)果可帶根號(hào))。
（20分）如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球質(zhì)量為m,電量為-q。用絕緣輕繩(不伸縮)懸于O點(diǎn)，平衡時(shí)小球位于A點(diǎn)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角θ＝30°。繩長(zhǎng)為l，AO＝CO＝DO＝l，OD水平，OC豎直。求：
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E
(2)當(dāng)小球移到D點(diǎn)后，讓小球由靜止自由釋放，小球向右擺動(dòng)過程中的最大速率和該時(shí)刻輕繩中張力(計(jì)算結(jié)果可帶根號(hào))。
1．答案：B 根據(jù)電場(chǎng)線疏密判斷E的大小，密的地方場(chǎng)強(qiáng)大，有EA>EB；根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，有
>
.
2．答案：A 由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布特點(diǎn)可知，距離點(diǎn)電荷越近，場(chǎng)強(qiáng)越大，因此該點(diǎn)電荷必然處于A點(diǎn)右側(cè).但點(diǎn)電荷帶電性質(zhì)不確定，因此場(chǎng)強(qiáng)的方向不確定.
3．答案：BD 由電場(chǎng)的疊加，AB中垂線中由C向上場(chǎng)強(qiáng)為先增后減，故電荷C所受電場(chǎng)力向上且先增后減，所以C的加速度先增后減，但速度始終增大，可知BD正確.
4．答案：C 靜電屏蔽作用，人體相當(dāng)于一個(gè)等勢(shì)體.
5．答案：BC 注意兩種情況的區(qū)別，電鍵K始終閉合，則電容器兩板間的電壓保持不變，閉合后再斷開則電量保持不變，然后再根據(jù)平行板電容器電容、電勢(shì)差和電量的關(guān)系及勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和距離的關(guān)系即可.
6．答案：B 由于庫侖力變化，因此質(zhì)子向b不是做加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由于a、b之間的電勢(shì)差恒定，根據(jù)動(dòng)能定理得，
可得
，則知
粒子從a點(diǎn)由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速率為
，B正確；當(dāng)電子以Oa為半徑繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)
，可得
，則知電子以Ob為半徑繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度為
，C、D錯(cuò)誤.
7．答案：AD 減小的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電子的電勢(shì)能，由A到C減小的動(dòng)能與由C到B增加的動(dòng)能相等，所以場(chǎng)強(qiáng)方向由O指向C，A和B的電勢(shì)相等，形成電場(chǎng)的正電荷應(yīng)位于D點(diǎn).
8．答案：A 根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)中水平方向上勻速和豎直方向上勻加速即可推出A正確.
9．答案：D 剪斷細(xì)線Oc后，a、b作為一個(gè)系統(tǒng)在水平方向只受內(nèi)力（庫侖力、繩子拉伸后的拉力）作用，外力無沖量故其水平方向上動(dòng)量恒為零.在豎直方向上，二者同時(shí)在重力作用下做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)落地機(jī)械能守恒，故落地時(shí)，ab兩球的動(dòng)能和為
.在運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力做正功，因此其系統(tǒng)電勢(shì)能減小.
10．答案：BD 粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因初速度相同，故水平位移
大的時(shí)間長(zhǎng)，因
，故
，A錯(cuò).粒子在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有
，因?yàn)槲灰?sub>
相同，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的粒子加速度小，即
，故B正確.粒子到達(dá)正極板的動(dòng)能為
，而
，所以有
，C錯(cuò)誤.由可以判斷A帶負(fù)電，B不帶電，C帶正電，D正確.
11．答案：（1）BE（4分） 要用直流電源形成穩(wěn)恒電流場(chǎng)，以模擬靜電場(chǎng)，應(yīng)選6V的直流電源，所以選B；要用探針尋找等勢(shì)點(diǎn)，電流表靈敏度高，指針能左右偏轉(zhuǎn)，所以選E.
（2）D （4分） 探針由O點(diǎn)左側(cè)沿x軸正方向移到O點(diǎn)右側(cè)的過程中，兩探針間的電勢(shì)差先減小后變大，所以靈敏電流表的指針與零刻度的夾角先變小后變大.
12．答案：（1）如圖（a）.（4分）（2）
（4分）（3）
（4分）
提示：帶電小球的受力如圖b，
根據(jù)平衡條件有
，
又有
，聯(lián)立解得，
，所以應(yīng)以為橫坐標(biāo).
13．解析：（1）由圖可得B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小
N/C．（2分）
因B點(diǎn)的試探電荷帶負(fù)電，而受力指向x軸的正方向，故B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向沿x軸的負(fù)方向. （2分）
（2）因A點(diǎn)的正電荷受力和B點(diǎn)的負(fù)電荷受力均指向x軸的正方向，
故點(diǎn)電荷Q位于A、B兩點(diǎn)之間，帶負(fù)電. （2分）
設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為x，則
，
（4分）
由圖可得
N/C，解得x=
14．解析：他的解答是錯(cuò)誤的. （5分）
小環(huán)是穿在絲線上，作用于小環(huán)上的兩個(gè)拉力大小相等，方向不同.小環(huán)受四個(gè)力，如圖所示.
豎直方向 Tsin60°=mg
① （3分）
水平方向 Tcos60°+T=
② （3分）
由①②聯(lián)立得 
（3分）
15．解析：（1）由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知，小球帶正電（2分）
（2）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v，對(duì)該過程由動(dòng)能定理有，
①（2分）
在最高點(diǎn)對(duì)小球由牛頓第二定律得，
②（2分）
由①②式解得，T=15N（1分）
（3）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a，則
③（2分）
設(shè)小球在水平方向運(yùn)動(dòng)L的過程中，歷時(shí)t，則
④（1分）
設(shè)豎直方向上的位移為s，則
⑤（1分）
由①③④⑤解得，s=
∴小球距O點(diǎn)高度為s+L=
16．解析：（1）因油滴到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為
，方向水平，對(duì)O→N過程用動(dòng)能定理有
，（2分）
所以電場(chǎng)力一定做正功，油滴帶負(fù)電，則最高位置一定在O點(diǎn)的左上方. （3分）
（2）由（1）的分析可知
，在豎直方向上油滴做初速為
的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則有
，（3分）
即
.（2分）
（3）油滴由O→N的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
，（2分）
則在水平方向上由動(dòng)量定理得，
（2分）
即
.（2分）
17．解析：（1）小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理有，
，（2分）
在C點(diǎn)，設(shè)繩中張力為FC，則有
（2分）
因FC=mg，故vC=0（2分）
又由小球能平衡于A點(diǎn)得，
（2分）
（2分）
（2）小球由D點(diǎn)靜止釋放后將沿與豎直方向夾θ=53°的方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直至運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方的P點(diǎn)，OP距離h=Lcot53°=
（2分）
在此過程中，繩中張力始終為零，故此過程的加速度a和位移s分別為：
，
.（2分）
∴小球到達(dá)懸點(diǎn)正下方時(shí)的速率為
.（2分）
18．解析：（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理得：
e U1=
………（2分） 解得：
………（2分）
（2）電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，垂直于電場(chǎng)方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，電子的加速度為a，離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)相對(duì)于原運(yùn)動(dòng)方向的側(cè)移量為y1，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：
F=eE， E=
， F=ma， a =
……（3分）
t1=
， y1=
，解得： y1=
……（3分）
（3）設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：vy=at1=
（2分）
電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后作勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上所用的時(shí)間為t2，電子打到熒光屏上的側(cè)移量為y2，如圖所示
t2=
， y2= vyt2 解得：y2=
……………………（2分）
P到O點(diǎn)的距離為 y=y1+y2=
……………………（2分）
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