天津市静海县高二物理10月学生学业能力调研试题（附加题）-人教版高二全册物理试题.doc

天津市静海县2017-2018学年高二物理10月学生学业能力调研试题（附加题）考生注意：本试卷为提高题，共30分1．如图所示，A、B两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连，其中A带负电，电荷量大小为q．A静止于斜面的光滑部分（斜面倾角为37°，其上部分光滑，下部分粗糙且足够长，粗糙部分的摩擦系数为μ，上方有一个平行于斜面向下的匀强电场），轻绳拉直而无形变．不带电的B、C通过一根轻弹簧拴接在一起，且处于静止状态，弹簧劲度系数为k．B、C质量相等，均为m，A的质量为2m，不计滑轮的质量和摩擦，重力加速度为g．（1）电场强度E的大小为多少？（2）现突然将电场的方向改变180°，A开始运动起来，当C刚好要离开地面时（此时B还没有运动到滑轮处，A刚要滑上斜面的粗糙部分），请求出此时B的速度大小．（3）若（2）问中A刚要滑上斜面的粗糙部分时，绳子断了，电场恰好再次反向，请问A再经多长时间停下来？2．如图所示，在A点固定一正点电荷，电荷量为Q，在离A点高度为H的C处由静止释放某带电小球（可视为点电荷，质量为m），开始运动瞬间小球的加速度大小恰好为重力加速度g．已知静电力常量为k，不计空气阻力．求：（1）小球所带电荷的性质和电荷量大小；（2）小球运动多远时速度最大；（3）若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成φ=，其中r为该点到Q的距离（选无限远的电势为零）．求小球能到达的最高点离地面的高度．静海一中2017-2018第一学期高二物理（9月）考试附加题考生注意：本试卷为提高题，共30分1．如图所示，A、B两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连，其中A带负电，电荷量大小为q．A静止于斜面的光滑部分（斜面倾角为37°，其上部分光滑，下部分粗糙且足够长，粗糙部分的摩擦系数为μ，上方有一个平行于斜面向下的匀强电场），轻绳拉直而无形变．不带电的B、C通过一根轻弹簧拴接在一起，且处于静止状态，弹簧劲度系数为k．B、C质量相等，均为m，A的质量为2m，不计滑轮的质量和摩擦，重力加速度为g．（1）电场强度E的大小为多少？（2）现突然将电场的方向改变180°，A开始运动起来，当C刚好要离开地面时（此时B还没有运动到滑轮处，A刚要滑上斜面的粗糙部分），请求出此时B的速度大小．（3）若（2）问中A刚要滑上斜面的粗糙部分时，绳子断了，电场恰好再次反向，请问A再经多长时间停下来？【解答】解：（1）A静止，由平衡条件有：2mgsin37°=qE解得：E=（2）初始时刻B静止，设弹簧压缩量为x，由平衡条件有：kx=mg当C刚要离开地面时，C对地面的压力N=0，设弹簧伸长量为x´由平衡条件有：kx′=mg由于B、C重力相等，故：分析可知，当C刚要离开地面时，B向上运动2x，A沿斜面下滑2xA、B系统能量守恒，有：2mg×2xsin37°+qE•2x=解得：υ=（3）A滑上斜面的粗糙部分，由牛顿第二定律：μN=2maN=2mgcos37°得：a=μgcos37°=μ故A做匀减速直线运动，时间：t==2．如图所示，在A点固定一正点电荷，电荷量为Q，在离A点高度为H的C处由静止释放某带电小球（可视为点电荷），开始运动瞬间小球的加速度大小恰好为重力加速度g．已知静电力常量为k，不计空气阻力．求：（1）小球所带电荷的性质和电荷量大小；（2）小球运动多远时速度最大；（3）若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成φ=，其中r为该点到Q的距离（选无限远的电势为零）．求小球能到达的最高点离地面的高度．【解答】解（1）设小球的电量为q，质量为m，由题意知，小球受到库仑力与重力方向相反，而A点电荷带正电，则小球带正电；根据牛顿第二定律，当小球在C点时，k﹣mg=mg；解得：q=（2）当小球速度最大时k=mg得h=H（3）设BC间的电势差大小UCB，由题意得UCB=ϕC﹣ϕB=﹣对由释放至小球到达最高点（速度为零）的全过程应用动能定理得qUCB﹣mg（rB﹣H）=0即q（﹣）﹣mg（rB﹣H）=0将第（1）问的结果代入化简rB2﹣3HrB+2H2=0解得rB=2HrB′=H（舍去）