题目内容

16．图中三实线a、b、c表示三个等势面．一个带电粒子射入电场后只在静电力作用下沿虚线所示途径由M点运动到N点，由图可以看出，下列说法错误的是（　　）
A．三个等势面的电势关系是φa＞φb＞φc
B．三个等势面的电势关系是φa＜φb＜φc
C．带电粒子在N点的动能较小，电势能较大
D．带电粒子在N点的动能较大，电势能较小

分析 物体做曲线运动时，一定受到指向其轨迹内侧的力，若物体只受电场力，则电场力一定指向曲线的内侧，这是解决带电粒子在电场中做曲线运动的突破点，然后根据电场力做功情况进一步判断动能、电势能的变化情况，或者根据电场线方向判断电势的高低．

解答 解：AB、带电粒子做曲线运动，所受的电场力指向轨迹曲线的内侧，即电场力大体上是斜向右下方，由于不知电荷带电的正负，因此无法判断电场线方向，故三个等势面的电势高低无法判断，故A、B错误；
C、带电粒子从M运动到N过程中，速度方向和电场力方向的夹角大于90°，电场力做负功，电势增大，动能减小，故带电粒子在M点的动能较大，电势能较小，在N点的动能较小，电势能较大．故C正确，D错误；
本题选错误的，故选：ABD

点评 对于带电粒子在电场中的运动问题，这类问题的突破口是根据运动轨迹确定带电粒子所受电场力方向．再进一步分析电场力做功情况，判断动能和电势能等的变化情况．

练习册系列答案
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6．如图所示，热气球连同吊篮及吊篮中人的质量为M，吊篮中还放有体积不计、质量为m的物体，它们一起匀加速下降，加速度大小为a，为使气球安全着陆，将物体向舱外抛出，抛出物体后发现气球做匀减速运动，气球减速运动的加速度大小为（　　）
A．$\frac{m}{M}$B．$\frac{m}{M}$（g-a）C．$\frac{m}{M}$（g-a）-aD．（$\frac{m}{M}$+1）（g-a）
7．某组同学设计了“探究加速度α与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度α可用纸带上打出的点求得．
（1）图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为3.13m/s2．（结果保留三位有效数字）
（2）在“探究加速度α与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度α与其质量m的数据．在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度α与其质量m的图象．乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度α与其质量倒数$\frac{1}{m}$的图象．你认为同学乙（填“甲”、“乙”）的方案更合理．
（3）在“探究加速度α与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度α与合力F的图线如图（c），该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．
答：实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
4．某空间部分电场线分布如图所示，以直电场线上O点为圆心作一圆，与直电场线交于MN两点，Q是圆周上一点且OQ连线垂直MN，则以下说法正确的是（　　）
A．图中圆位于某一等势面内，M与N点电势相等
B．将一电子由M点移到Q点，电子的电势能增加
C．图中OQ连线位于某一等势面内
D．M、O点间电势差大于O、N间电势差
11．一质量为1kg的物体受到三个不在一条直线上的共点力作用而处于静止状态，其大小分别为F1=10N，F2=20N，F3=25N．若三个力方向保持不变，F1，F3大小也保持不变，而其中F2突然减小到16N时物体开始加速运动，则加速度的大小和方向是（　　）
A．16 m/s2，与F2方向相同B．16 m/s2，与F2方向相反
C．4 m/s2，与F2方向相反D．4 m/s2，与F2方向相同
1．某同学验证物体质量一定时加速度与合力的关系，实验装置如图1所示．主要思路是，通过改变悬挂小钩码的质量，改变小车所受拉力，并测得小车的加速度．将每组数据在坐标纸上描点、画线，观察图线特点．
（1）实验中为使小钩码的重力近似等于小车所受拉力，则钩码的质量m和小车质量M应该满足的关系为：m＜＜M．

（2）如图2所示为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，测量其中x1、x2、x、x4、x5、x6．为了尽量减小误差，则用T、x1、x2…x6表示小车加速度大小a=$\frac{（{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}）}{9{T}_{\;}^{2}}$．
（3）经过6次实验，获得了6组对应的小车所受合力F、小车加速度a的数据，在坐标纸上描点、画线，得到如图3所示的a-F图线．发现图线不过原点，经排查发现：并非人为的偶然误差所致，那么，你认为出现这种结果的原因可能是：小车前进过程中受到滑动摩擦力．学习牛顿第二定律后，你认为，图中图线的斜率表示$\frac{1}{M}$．
8．（1）某实验小组用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，除了图中所示器材外，还应选用的器材是ADFG（填代号）．
A．220V交流电源               B．6V交流电源、导线            C．四节干电池、导线
D．天平（带砝码）             E．秒表            F．纸带、刻度尺        G．带细线的小盘和重物

（2）为了消除小车与导轨之间摩擦力的影响应采取做法是D；
A．将带滑轮的导轨一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将带滑轮的导轨一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
C．将不带滑轮的导轨一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
D．将不带滑轮的导轨一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
（3）实验得到如图乙所示的一条纸带（实验中打点计时器所接交流电源的频率为50Hz），从O点开始每5个计时点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编为0、1、2、3、4．表1记录的是该小组测出的计数点对应的刻度数值，其中计数点2未测定，请你根据图乙将这个测量值填入表1中；

计数点  01234
刻度数值/cm03.2412.9419.42
（4）根据表1计算物体的加速度大小a=1.09m/s2（小数点后保留两位）．
（5）另有一实验小组用如图丙所示的实验方案探究加速度与力、质量的关系，该方案通过位移的测量来代替加速度的测量，即$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$．这种替代能够成立的条件是BC．

A．两小车质量必须相等
B．两小车的运动时间必须相等
C．两小车都必须从静止开始做匀加速直线运动
D．两小车所受的拉力大小必须相等．
5．如图所示，是一正点电荷电场的电场线，电场中A、B两点间的电势差UAB=200V．电量为+6×10-8C的电荷从A 移到B，电场力对其做的功为1.2×10-5 J，其电势能减小 （填增大、减小或不变）了1.2×10-5J．
6．某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中，设计的实验装置如图1所示，其实验步骤如下：
①把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．
②把电磁打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，接入6V（选填“220V”或“6V”）的交流（选填“直流”或“交流”）电．
③把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，释放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离．
④先接通电源，后放开小车．（选填“先放开小车，后接通电源”或“先接通电源，后放开小车”），让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，立即关闭电源，取下纸带．
⑤换纸带重复步骤④，选择一条最满意的纸带如图2所示，取其中一段并取5个点为一个计数点测量间距，分别记为x1、x2、x3…x6．

（1）补充完成上述步骤．
（2）如果打点计时器所用交流电的周期为T0=0.02s，则相邻两个计数点间的时间间隔为T=0.1s．
（3）打点计时器打下A、B、C三个点时，小车的瞬时速度分别是vA=$\frac{2{x}_{1}+{x}_{2}-{x}_{3}}{2T}$、vB=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$、vC=$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}$． （用字母表示）
（4）由纸带上的数据可知，小车的加速度为a=$\frac{{（x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6}）-（{x}_{1}+{x}_{2}+{x}_{3}）}{9{T}^{2}}$（用字母表示）．

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