题目内容

6．两个小球分别带有电荷量+2Q和-Q，两球连线上各点的电势φ与距正电荷距离x之间的函数关系可以由下图图中的哪一个最恰当地表示出来（　　）
A．B．C．D．

分析 先根据异种电荷的电场分布特征判断电场力对正的试探电荷做功的特征，根据电场力做功与电势能的变化关系判断电势能的变化快慢，再根据电势能和电势的关系，判断电势的变化情况．

解答 解：假设一带正电的试探电荷q从2Q向-Q处运动，根据电场的分布特征知，场强先变小后变大，试探电荷所受的电场力先变小，在变大，电场力做功先变慢，后边快，一直做正功，故电势能一直减小，但是先减小得慢，后减小得快，根据电势和电势能的关系φ=$\frac{{E}_{p}}{q}$可知，正电荷的电势能变化规律和电势的变化规律一致，故只有C符合要求，故C正确，ABD错误．
故选：C

点评 本题要能够根据电荷的特征，分析出电场的分布规律，从而判断出电场力做功的规律，再根据电势能和电势的关系判断．

练习册系列答案
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10．如图所示：长度l=0.4m的轻质杆OA，A端固定一个质量m=3Kg的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动（忽略一切阻力），通过最高点时：
（1）当杆对小球没有作用力时，小球的速度为多少？
（2）当小球的速度为3m/s时，杆对小球是拉力还是支持力？力为多少？
（3）在小球恰能经过最高点的情况下，小球到达最低点时，求杆对小球的作用力的大小．
11．如图所示，一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内，气柱的长度为h．现向管内缓慢地添加部分水银，水银添加完成时，气柱长度变为$\frac{3}{4}$h．再取相同质量的水银缓慢地添加在管内．外界大气压强保持不变．
①求第二次水银添加完成时气柱的长度．
②若第二次水银添加完成时气体温度为T0，现使气体温度缓慢升高，求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度．
8．如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角θ为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：
（1）物体与斜面间的动摩擦因数；
（2）这一临界角θ0的大小．
1．为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置．其中M为带光滑滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量．（滑轮质量不计）

（1）实验时，一定要进行的操作是BCD．
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两相邻计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度a=1.3m/s2（结果保留两位有效数字）．
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为D．
A．2tanθ         B．$\frac{1}{tanθ}$          C．k            D．$\frac{2}{k}$
（4）另一同学用该装置实验时忘记平衡摩擦力，根据实验数据做出了如图丙两个a-F图象如图所示，正确的是B；已知图线与横轴的交点为F0，则木块所受的滑动摩擦力大小为2F0．
11．如图（甲）所示为一种研究高能粒子相互作用的装置，两个直线加速器均由k个长度逐个增长的金属圆筒组成（整个装置处于真空中，力中只画出了6个圆筒，作为示意）它们沿中心轴线排列成一串，各个圆筒相间地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端．设金属圆筒内部没有电场，且每个圆筒间的缝隙宽度很小，带电粒子穿过缝隙的时间可忽略不计．为达到最佳加速效果，应当调节至粒子穿过每个圆筒的时间恰为交流电的半个周期，粒子每次通过圆筒间缝隙时，都恰为交流电压的峰值．
质量为m、电荷量为e的正、负电子分别经过直线加速器加速后，从左、右两侧被导入装置送入位于水平面内的圆环形真空管道，且被导入的速度方向与圆环形管道中粗虚线相切．在管道内控制电子转弯的是一系列圆形电磁铁，即图中的A1、A2、A3…An，共n个，均匀分布在整个圆周上（图中只示意性地用细实线和细虚线了几个），每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度和方向均相同的匀强磁场，磁场区域都是直径为d的圆形．改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转的角度．经过精确的调整，可使电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在电磁铁的一条直径的两端，如图（乙）所示．这就为实现正、负电子的对撞作好了准备．
（1）若正电子进入第一个圆筒的开口时的速度为v0，且此时第一、二两个圆筒的电势差为U，正电子进入第二个圆筒时的速率多大？
（2）正、负电子对撞时的速度多大？
（3）为使正电子进入圆形磁场时获得最大动能，各个圆筒的长度应满足什么条件？
（4）正电子通过一个圆形磁场所用的时间是多少？
18．如图甲所示，电子源能源源不断地产生的电子，电子从电子源飞出时的速度可忽略不计，电子离开电子源后进入一加速电压为U0的加速电场，再沿平行金属板的方向从两板正中间射入偏转电场，当在两板间加如图乙所示的周期为2t0，幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过．这些电子通过偏转电场的时间为3t0；偏转电场极板右端有足够大的荧光屏（设电子的电荷量为e、质量为m，电子的重力可忽略不计），求
（1）平行金属板的长度l；
（2）平行金属板的间距d；
（3）电子刚到达荧光屏时的最大动能和最小动能之比．
15．一个物体先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为a1，接着做匀减速直线运动到速度为零，加速度大小为a2，则（　　）
A．前后两段运动的时间之比为$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$
B．前后两段运动的中间位置的速度之比为$\frac{{a}_{2}}{{a}_{1}}$
C．前后两段运动的平均速度之比为$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$
D．前后两段运动的位移之比为$\frac{{a}_{2}}{{a}_{1}}$
16．汽车从静止开始先做匀加速直线运动，当速度达到8m/s立即做匀减速直线运动直至停止．共经历时间10s，由此可以求出（　　）
A．汽车加速运动的时间B．汽车的平均速度
C．汽车运动的位移为40mD．汽车减速运动的距离

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