江苏省南通市如皋市石庄高中2015-2016学年高一（下）第一次月考物理试卷（解析版）

2015-2016学年江苏省南通市如皋市石庄高中高一（下）第一次月考物理试卷
　
一、选择题（共13小题，每小题3分，满分39分）
1．下列用品中利用了弹簧的弹性势能转化为动能进行工作的是（　　）
A．机械手表 B．自行车座
C．弹簧秤 D．有弹簧的衣服夹
2．某厂商制作了一种特殊的手机，在电池能耗尽时，摇晃手机，即可产生电能维持通话．摇晃手机的过程是将机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当于将100g的重物举高30cm，且每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为（重力加速度g取10m/s2）（　　）
A．0.06W B．0.6W C．6W D．60W
3．北京获得2022年冬奥会举办权，冰壶是冬奥会的比赛项目．将一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来．换一个材料相同，质量更大的冰壶，以相同的初速度推出后，冰壶运动的距离将（　　）
A．不变 B．变小 C．变大 D．无法判断
4．两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）
A． F B． F C． F D．12F
5．电场强度的定义式为E=，点电荷的场强公式为E=，下列说法中正确的是（　　）
A．E=中的场强E是电荷q产生的
B．E=中的场强E是电荷Q产生的
C．E=中的d表示两点间的距离
D．E=和E=都只对点电荷适用
6．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是（　　）
A．甲图中与点电荷等距的a、b两点
B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D．丁图中非匀强电场中的a、b两点
7．一个匀强电场，实线表示电场线，一个正离子射入该电场后，在电场中运动的轨迹在图中用虚线表示，ab是轨迹上的两点（离子由a至b）（　　）
A．该电场的电场强度方向向右，a、b两点的电势Φa＜Φb
B．该电场的电场强度方向向左，a、b两点的电势Φa＞Φb
C．该电场的电场强度方向向右，a、b两点的电势Φa=Φb
D．该电场的电场强度方向向左，a、b两点的电势Φa＜Φb
8．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（　　）
A．U1变大、U2变大 B．U1变小、U2变大
C．U1变大、U2变小 D．U1变小、U2变小
9．如图，一质量为m的足球，以速度v由地面踢起，当它到达离地面高度为h的B点处（取重力势能在B处为零势能参考平面）时，下列说法正确的是（　　）
A．在B点处重力势能为mgh
B．在B点处的动能为mv2﹣mgh
C．在B点处的机械能为mv2﹣mgh
D．在B点处的机械能为mv2
10．一线城市道路越来越拥挤，因此自行车越来越受城市人们的喜爱，如图，当你骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，假如你没有蹬车，受阻力作用，则在这个过程中，下面关于你和自行车的有关说法正确的是（　　）
A．机械能减少
B．克服阻力做的功等于机械能的减少量
C．减少的动能等于增加的重力势能
D．因为要克服阻力做功，故克服重力做的功小于重力势能的增加量
11．如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是（　　）
A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开
B．把C移近导体A后，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
C．把C移近导体A后，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开
D．把C移近导体A后，先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A、B上的金属箔片仍张开
12．虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而，它们的电势分别为φa、φb和φc，φa＞φb＞φc．一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，可知（　　）
A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功
B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功
C．粒子从K到L的过程中，电势能增加
D．粒子从L到M的过程中，动能减少
13．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监测到推力F和物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示．重力加速度g=10m/s2．则（　　）
A．物体的质量m=0.5kg
B．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2J
C．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4
D．前2 s内推力F做功的平均功率=1 W
　
二、解答题（共1小题，满分0分）
14．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：
（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到　　　　　　点来验证机械能守恒定律；
（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep=　　　　　　 J，动能增加量△Ek=　　　　　　 J（结果取三位有效数字）；
（3）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是下图中的　　　　　　．
（4）在做验证机械能守恒定律实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因可能是　　　　　　
A．选用的重物质量过大
B．重物质量测量不准
C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不太仔细，实验数据测量不准确．
　
三、解答题（共3小题，满分0分）
15．如图所示，两个大平行金属板M、N间距离d=1.2cm，两板接在电压U=240V的电源上，M板接地，板间A点距M板0.2cm，B点距N板0.5cm，一个q=﹣3×10﹣4C的点电荷放在A点处，试求：
（1）该电荷在A点所受的电场力
（2）A点的电势和该电荷在A点所具有的电势能
（3）若该电荷从A点运动到B点，电场力所做的功？
16．如图所示，质量m=4kg的物体静止在水平面上，在外力F=25N作用下开始运动．已知F与与水平方向的夹角为37°，物体的位移为5m时，具有50J的动能．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）此过程中，物体克服摩擦力所做的功；
（2）物体与水平面间的动摩擦因数；
（3）撤去拉力后物体还能滑多远．
17．如图所示，绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.40m．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104N/C．现有一质量m=0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零．已知带电体所带电荷量q=8.0×10﹣5C，求：
（1）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力；
（2）带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的功．
　
2015-2016学年江苏省南通市如皋市石庄高中高一（下）第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
　
一、选择题（共13小题，每小题3分，满分39分）
1．下列用品中利用了弹簧的弹性势能转化为动能进行工作的是（　　）
A．机械手表 B．自行车座
C．弹簧秤 D．有弹簧的衣服夹
【分析】根据生活中对弹簧的应用，和弹簧起的作用来逐个分析可以得出符合题意的选项．
【解答】解：A、机械手表是靠上紧的法条来工作的，即把弹簧的弹性势能转化成了动能，所以A正确．
B、自行车座的弹簧是其减震的作用的，即当自行车在上下颠簸的时候，用弹簧来起到一个缓冲的作用，所以B错误．
C、弹簧秤是根据物体的受力平衡来测量力的大小大小，不是把弹簧的弹性势能转化成动能，所以C错误．
D、有弹簧的衣服夹是为了用弹簧的弹力把衣服夹紧，没有把弹簧的弹性势能转化成动能，所以D错误．
故选A．
　
2．某厂商制作了一种特殊的手机，在电池能耗尽时，摇晃手机，即可产生电能维持通话．摇晃手机的过程是将机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当于将100g的重物举高30cm，且每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为（重力加速度g取10m/s2）（　　）
A．0.06W B．0.6W C．6W D．60W
【分析】根据题意可以求得摇晃两次时对手机做的功的大小，进而可以根据功率的公式计算出平均功率的大小．
【解答】解：把手机摇晃一次做的功的大小为W=mgh=0.1×10×0.3J=0.3J，
所以摇晃两次对手机做的功的大小为0.6J，
所以平均功率的大小为P=，所以B正确．
故选：B．
　
3．北京获得2022年冬奥会举办权，冰壶是冬奥会的比赛项目．将一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来．换一个材料相同，质量更大的冰壶，以相同的初速度推出后，冰壶运动的距离将（　　）
A．不变 B．变小 C．变大 D．无法判断
【分析】冰壶在冰面上在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，由摩擦力产生加速度，两种冰壶的初速度相同，与地面间的动摩擦因数相同，据此分析即可．
【解答】解：冰壶在冰面上在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律有：
f=ma
加速度
即相同材料的冰壶质量不同在冰面上匀减速运动的加速度大小相等．
据位移速度关系可知，两种冰壶的初速度相等，加速度相同，故匀减速运动的位移大小相等．
故选：A．
　
4．两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）
A． F B． F C． F D．12F
【分析】清楚两小球相互接触后，其所带电量先中和后均分．根据库仑定律的内容，根据变化量和不变量求出问题．
【解答】解：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=k，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的，库仑力为F′=k，
所以两球间库仑力的大小为F．
故选：B．
　
5．电场强度的定义式为E=，点电荷的场强公式为E=，下列说法中正确的是（　　）
A．E=中的场强E是电荷q产生的
B．E=中的场强E是电荷Q产生的
C．E=中的d表示两点间的距离
D．E=和E=都只对点电荷适用
【分析】公式E=，是电场强度的定义式，E由电场本身决定，与试探电荷无关，该式适用任何电场．公式E=，是真空中点电荷的电场强度的计算式，Q是场源电荷．E=适用于匀强电场，公式中d是两点沿电场线方向的距离．
【解答】解：A、电场强度的定义式E=，采用比值法定义，可知，电场强度由电场本身决定，与检验电荷受的电场力及带电量无关．故A错误．
B、公式E=，是点电荷的场强决定式，式中场强E是电荷Q产生的．故B正确．
C、公式E=适用于匀强电场，式中的U为电场中某两点间的电势差，d为两点间沿电场方向的距离．故C错误．
D、公式E=，是电场强度的定义式，采用比值法定义，适用于所有静电场，故D错误．
故选：B．
　
6．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是（　　）
A．甲图中与点电荷等距的a、b两点
B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D．丁图中非匀强电场中的a、b两点
【分析】电场线是从正电荷或者无穷远发出，到负电荷或无穷远处为止，电场强度的方向沿着该点的电场线的切线的方向．
【解答】解：A、在甲图中，电场线是直线，a、b点的电场强度的方向就沿着电场线的方向，所以a、b的电场强度的方向不同，但不是相反的，所以A错误；
B、在等量异种电荷连线的中垂线上的所有的点的电场强度的方向都是水平指向负电荷的一侧的，所以a、b的电场强度的方向相同，所以B错误；
C、在等量同种电荷连线的中垂线上的点的电场强度的方向都是由中间指向两侧的，在对称的位置，电场强度的大小是相同的，方向相反，所以C正确；
D、在非匀强电场中的a、b两点，电场强度的方向沿着该点的电场线的切线的方向，显然它们的方向不同，但是不是相反的，所以D错误；
故选C．
　
7．一个匀强电场，实线表示电场线，一个正离子射入该电场后，在电场中运动的轨迹在图中用虚线表示，ab是轨迹上的两点（离子由a至b）（　　）
A．该电场的电场强度方向向右，a、b两点的电势Φa＜Φb
B．该电场的电场强度方向向左，a、b两点的电势Φa＞Φb
C．该电场的电场强度方向向右，a、b两点的电势Φa=Φb
D．该电场的电场强度方向向左，a、b两点的电势Φa＜Φb
【分析】粒子在电场力作用下运动，根据轨迹的弯曲程度，判断出合力（电场力）的方向，再根据电场力方向和电荷性质判断场强方向，沿着电场线的方向电势降低的，沿着电场线去判定电势高低．
【解答】解：、匀强电场中电场力与电场线平行，而曲线运动合力指向曲线的内侧，故电场力一定向左，粒子带正电，故电场强度方向向左，沿电场方向电势降低，即：电势фa＜фb．故D正确、ABC错误．
故选：D．
　
8．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（　　）
A．U1变大、U2变大 B．U1变小、U2变大
C．U1变大、U2变小 D．U1变小、U2变小
【分析】电子在加速电场中，在电场力的作用下，做匀加速直线运动，可由电场力做功求出射出加速电场时的速度．电子在水平放置的平行板之间，因受到的电场力的方向与初速度的方向垂直，故电子做类平抛运动．运用平抛运动的竖直方向的速度与水平方向的速度的关系，可求出角度θ的变化情况．
【解答】解：
设电子被加速后获得初速为v0，则由动能定理得：…①
又设极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：…②
又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a，由牛顿第二定律得：…③
电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：vy=at…④
由①、②、③、④可得：
又有：
故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大，故选项B正确，选项ACD错误．
故选B．
　
9．如图，一质量为m的足球，以速度v由地面踢起，当它到达离地面高度为h的B点处（取重力势能在B处为零势能参考平面）时，下列说法正确的是（　　）
A．在B点处重力势能为mgh
B．在B点处的动能为mv2﹣mgh
C．在B点处的机械能为mv2﹣mgh
D．在B点处的机械能为mv2
【分析】足球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒．根据机械能守恒定律列式分析．根据动能定理，足球动能的初始量等于小明做的功．
【解答】解：A、由于设B处为零势能面，故B处的重力势能为零，故A错误；
B、从A到B过程，由机械能守恒定律得： mv2﹣mgh=mvB2，则在B处的动能：EK=mvB2=mv2﹣mgh，故B正确；
C、在B点处的机械能EB=EK+EP=mv2﹣mgh，故C正确，D错误；
故选：BC．
　
10．一线城市道路越来越拥挤，因此自行车越来越受城市人们的喜爱，如图，当你骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，假如你没有蹬车，受阻力作用，则在这个过程中，下面关于你和自行车的有关说法正确的是（　　）
A．机械能减少
B．克服阻力做的功等于机械能的减少量
C．减少的动能等于增加的重力势能
D．因为要克服阻力做功，故克服重力做的功小于重力势能的增加量
【分析】向上运动的过程中受到重力和摩擦力的作用，根据做功与能量转化的关系分析即可．
【解答】解：A、骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，受阻力作用，部分的机械能转化为内能，所以机械能减小．故A正确；
B、由于你没有蹬车，受阻力作用，所以除重力外，只有阻力做功，人与自行车克服阻力做的功等于机械能的减少量．故B错误；
C、由于阻力做负功，所以减少的动能大于增加的重力势能．故C错误；
D、克服重力做功，则物体的重力势能增大，可知克服重力做的功始终等于重力势能的增加量．故D错误．
故选：AB
　
11．如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是（　　）
A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开
B．把C移近导体A后，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
C．把C移近导体A后，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开
D．把C移近导体A后，先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A、B上的金属箔片仍张开
【分析】当导体A、B放在带正电的附近时，出现感应起电现象．电荷周围有电场存在，从而导体A、B处于电场中，在电场力的作用下，使导体中的自由电子重新分布．而处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面，内部电场强度为零，且是等势体．
【解答】解：A、感应带电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷．金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，故A正确；
B、先把C移走，A、B电荷恢复原状，若再把A、B分开，A、B上的金属箔片不会张开，故B错误；
C、把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，故C正确；
D、把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片闭合，B上的金属箔片也闭合，故D错误；
故选：AC．
　
12．虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而，它们的电势分别为φa、φb和φc，φa＞φb＞φc．一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，可知（　　）
A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功
B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功
C．粒子从K到L的过程中，电势能增加
D．粒子从L到M的过程中，动能减少
【分析】根据电势的高低确定电场强度的方向，从而确定出粒子所受的电场力的方向，判断电场力做功的正负，根据电场力做功正负比较动能的大小和电势能的大小．
【解答】解：
A、C、据题φa＞φb＞φc，可知这个电场是正点电荷产生的，电场强度方向a指向c，粒子从K到L的过程，电场力方向与速度方向的夹角大于90°，则电场力做负功，电势增加．故AC正确．
B、D、从图中可以看出，从L到M的过程中，粒子先向圆心运动，后离开圆心，电场力先做负功，后做正功，动能先减小后增加，电势能先增大减小．故BD错误．
故选：AC．
　
13．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监测到推力F和物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示．重力加速度g=10m/s2．则（　　）
A．物体的质量m=0.5kg
B．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2J
C．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4
D．前2 s内推力F做功的平均功率=1 W
【分析】解决本题的关键是理解速度图象的斜率的含义：速度图象的斜率代表物体的加速度．速度的正负代表物体运动的方向
【解答】解：A、由速度时间图象可以知道在2﹣3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，
在1﹣2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a==2m/s2，由牛顿第二定律可得F﹣f=ma，所以m===0.5kg，所以A正确；
B、第二秒内物体的位移是x=×2×1=1m，摩擦力做的功W=fx=﹣2×1J=﹣2J，所以B正确；
C、由f=μFN=μmg，所以μ===0.4，所以C正确；
D、在第一秒内物体没有运动，只在第二秒运动，F也只在第二秒做功，F的功为W=Fx=3×1J=3J，所以前2S内推力F做功的平均功率为W=1.5W，所以D错误．
故选：ABC
　
二、解答题（共1小题，满分0分）
14．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：
（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到　B　点来验证机械能守恒定律；
（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep=　1.88　 J，动能增加量△Ek=　1.84　 J（结果取三位有效数字）；
（3）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是下图中的　A　．
（4）在做验证机械能守恒定律实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因可能是　C　
A．选用的重物质量过大
B．重物质量测量不准
C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不太仔细，实验数据测量不准确．
【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；
重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，这是误差的主要来源；
【解答】解：（1）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律，因为B点的瞬时速度比较方便测量．
（2）减少的重力势能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10﹣2=1.88J，
利用匀变速直线运动的推论
vB===1.9325m/s
EkB=mvB2=1.84J
△Ek=EkB﹣0=1.84J
动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是重物下落时受到空气阻力和打点针与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能．
（3）根据mgh=mv2得， =gh，即与h成正比．故A正确．
故选：A
（4）在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤减小的重力势能总是稍稍大于重锤动能的增加量；若重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，而且比较明显，就要考虑阻力太大的原因．在该实验过程的步骤中，没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上，导致摩擦力太大；故C正确，ABD错误；
故答案为：（1）B； （2）1.88，1.84； （3）A；（4）C．
　
三、解答题（共3小题，满分0分）
15．如图所示，两个大平行金属板M、N间距离d=1.2cm，两板接在电压U=240V的电源上，M板接地，板间A点距M板0.2cm，B点距N板0.5cm，一个q=﹣3×10﹣4C的点电荷放在A点处，试求：
（1）该电荷在A点所受的电场力
（2）A点的电势和该电荷在A点所具有的电势能
（3）若该电荷从A点运动到B点，电场力所做的功？
【分析】根据E=求场强，根据F=qE求电场力；
该电荷在A点所具有的电势能等于从M移到A过程克服电场力做的功；
【解答】解：（1））极板间的电场强度为：
该电荷在A点所受的电场力为：
F=qE=3×10﹣4C×2×104v/m=6N
（2）由电势差和场强的关系得：UAM=EdAM=40V，UAM= A﹣ M，又因 M=0v，所以： A=40V
假设把电荷从M移到A点，电场力做功为：
W=qEd=﹣3×10﹣4C×2×104×0.002=﹣1.2×10﹣2J
电场力做负功，电势能增加，故A点所具有的电势能为1.2×10﹣2J；
（3）该电荷从A点运动到B点，电场力做功为：
W=qEdAB=﹣3×10﹣4×2×104×0.005=﹣3×10﹣2J
即电场力做的功是负功；
答：（1）该电荷在A点所受的电场力为6N；
（2）该电荷在A点所具有的电势能1.2×10﹣2J；
（3）该电荷从A点运动到B点，电场力做了﹣3×10﹣2J．
　
16．如图所示，质量m=4kg的物体静止在水平面上，在外力F=25N作用下开始运动．已知F与与水平方向的夹角为37°，物体的位移为5m时，具有50J的动能．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）此过程中，物体克服摩擦力所做的功；
（2）物体与水平面间的动摩擦因数；
（3）撤去拉力后物体还能滑多远．
【分析】（1）由于摩擦力不知道，所以从功的定义式无法求解，我们可以运用动能定理求解摩擦力做功．
（2）对物体进行受力分析，把拉力正交分解，可以根据功的定义式求出动摩擦因数．
（3）根据动能定理求得滑行距离
【解答】解：（1）运用动能定理：
Fscos37°﹣Wf=mv2
Wf=Fscos37°﹣mv2=50J
（2）对物体进行受力分析：
把拉力在水平方向和竖直方向分解，根据竖直方向平衡和滑动摩擦力公式得出：
f=μFN=μ（mg﹣Fsinθ）
根据功的定义式：Wf=μ（mg﹣Fsinθ）s
解得：μ=0.4
（3）撤去拉力后由动能定理可得：
解得：x=3.125m
答：（1）此过程中，物体克服摩擦力所做的功为50J；
（2）物体与水平面间的动摩擦因数是0.4．
（3）撤去拉力后物体还能滑3.125m
　
17．如图所示，绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.40m．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104N/C．现有一质量m=0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零．已知带电体所带电荷量q=8.0×10﹣5C，求：
（1）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力；
（2）带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的功．
【分析】（1）根据牛顿第二定律求出带电体运动的加速度，根据运动学公式求出B点的速度大小，在B点靠重力和支持力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，从而根据牛顿第三定律，得出带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力．
（2）从B点到C点有电场力、重力、摩擦力做功，根据动能定理求出摩擦力做的功．
【解答】解：（1）设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a，
根据牛顿第二定律有qE=ma
解得m/s2
设带电体运动到B端的速度大小为vB，则
解得
设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧轨道B端的压力大小N′=N=5N
方向：竖直向下
（2）因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中，
电场力所做的功W电=qER=0.32J
设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩，对此过程根据动能定理有
解得 W摩=﹣0.72J
答：（1）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力为5N，方向竖直向下．
（2）带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的功为﹣0.72J．
　
2016年4月25日