16．（15分）如图所示，为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A点运动到B点，必须对该电荷施加一个恒力F=1.2×10N，如图所示。若AB=20cm，??37°，q=－

-4

3×10C，A点的电势?A?100V， (不计负电荷的重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8)。求：

-7

（1）B点的电势；

（2）在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势面，并标明它们的电势； （3）点电荷q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少?

17．（15分）如图所示，AB为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道，BC为光滑水平轨道，CD为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，且AB与BC通过一小段光滑弧形轨道相连，BC与弧CD相切。已知AB长为L=10m，倾角θ=37°，BC长s=4m，CD弧的半径为R=2m，O为其圆心，∠COD=143°。整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度大小为E=1×10N/C。一质量为m=0.4kg、电荷量为q= +3×10 C的物体从A点以初速度vA=15m/s沿AB轨道开始运动。若物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s，物体运动过程中电荷量不变。求：

（1）物体在AB轨道上运动时，重力和电场力对物体所做的总功； （2）物体到达B点的速度；

（3）通过计算说明物体能否到达D点。

θ B C O D A 2

-3

3

参考答案

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。

1．B 2．A 3．D 4．B 5．C 6．D 7．B 8．B

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有不少于两个选项符合题意。全部选对得4分，漏选得2分，错选和不答的得0分。

9．AC 10．ABC 11．BD 12．AC 三．简答题： 本题共2小题，共16分.

13．（4分） 2（2分） 8（2分） 14．（12分） （1）CE（2分）

（2）左（2分） mgs4（2分） m(s5-s3)/8T（2分） 小于（2分） 存在空气阻力和纸带与打点计时器间的阻力等 （2分） 四．计算题：本题共3小题，共44分。

15.（14分）（1）木块离开桌面后做平抛运动，设运动时间为t，根据自由落体公式

H?木块做平抛运动的时间 t?2

2

12gt （1分） 22H＝0.8s （1分） gx=6.0 m/s （1分） t木块落地时沿水平方向的分速度 vx=

木块落地时沿竖直方向的分速度 vy=gt＝8.0 m/s （1分）

木块落到地面时的速度大小 v?22vx?vy＝10.0 m/s （2分）

（2）根据动能公式，得木块离开桌面时的动能 Ek?（3）根据动能定理 W＝?Ek?12mvx＝18 J （4分） 21212mvx?mv0＝－182 J （3分） 22故木块在桌面上滑行过程中克服摩擦力所做的功为182 J （1分） 16.（15分）(1)F=qE E=F/q=400N/c （2分）

UAB=EdAB=EABcos37°=64V （2分）

UAB=φA－φB φB=36V （2分）

(2) 如图所示 （4分）

（3）WAB=qUAB =－1.92×10J （3分）

电势能增加了1.92×10J （2分）

17. （15分）（1）物体所受重力和电场力的合力大小为

F ?A 100V

-5-5

E E B 36V F?(mg)2?(qE)2?5N （2分）

合力与竖直方向的夹角为α

sin??qE3? F5??37? （1分）

即合力与轨道AB垂直，所以物体在轨道AB上运动时重力和电场力对物体做的总功为W=0 （2分）

（2）在AB段上物体所受摩擦力f??F?1N （2分） 对AB段运动使用动能定理：?fL?1212mvB?mvA， （2分） 22解得vB?57m/s （1分） （3）D点为CD轨道上的等效最高点，设物体能到D点，其速度为vD 对物体由B到D的过程由动能定理得

?qE(s?Rsin?)?mg(R?Rcos?)?11mv2?mv2DB （1分） 22解得vD?5m/s （1分） 设物体恰能到D点时速度为v0，由牛顿第二定律得

2mv0F? （1分）

R解得v0?5m/s （1分） 故v0=vD

因此物体恰好能到达D点 （1分）

（三条计算题有其他解法，只要正确均给分）