如圖所示，M、N是水平放置的一對(duì)正對(duì)平行金屬板，其中M板中央有一小孔O，板間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，AB是一根長(zhǎng)為9L的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿，在桿上等間距地固定著10個(gè)完全相同的帶電小球，每個(gè)小球帶電荷量為q，質(zhì)量為m，相鄰小球間的距離為L(zhǎng)．現(xiàn)將最下端的小球置于O處，然后將AB由靜止釋放，AB在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持豎直，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，在第四個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)到第五個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)前這一過程中，AB做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：
（1）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
（2）上述勻速運(yùn)動(dòng)過程中速度大小v；
（3）最多可以有多少個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)中．

【答案】分析：（1）由題，在第四個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)到第五個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)前這一過程中，AB做勻速直線運(yùn)動(dòng)，AB受到的電場(chǎng)力為4qE，根據(jù)重力與電場(chǎng)力平衡，求出電場(chǎng)強(qiáng)度．
（2）從第一個(gè)小球進(jìn)入到第三個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)過程中，重力做功為10mg?3L，電場(chǎng)力做功為-qE（3L+2L+L），根據(jù)動(dòng)能定理求出速度大小v．
（3）設(shè)有n個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理求出n．
解答：解：（1）由力的平衡條件得：10mg=4qE
          E=
（2）由動(dòng)能定理得：
10mg?3L-qE（3L+2L+L）=（10m）v2-0
v=
（3）由動(dòng)能定理得：
10mg?（n-1）L-qE[L+2L+3L+…+（n-1）L]=0
n=8個(gè)（n=1舍去）．
答：
（1）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=；
（2）上述勻速運(yùn)動(dòng)過程中速度大小v=；
（3）最多可以有8個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)中．
點(diǎn)評(píng)：本題的關(guān)鍵是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析電場(chǎng)力做功多少，再根據(jù)動(dòng)能定理研究．中等難度．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（選做題）（請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，如都作答則按A、B兩小題評(píng)分）
A．（選修模塊3-3）
如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，洗衣機(jī)缸內(nèi)水位升高，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量．
（1）當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時(shí)，設(shè)細(xì)管內(nèi)空氣溫度不變，
則被封閉的空氣
AD
AD

A．分子間的引力和斥力都增大
B．分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇
C．分子的平均動(dòng)能增大
D．體積變小，壓強(qiáng)變大
（2）若密閉的空氣可視為理想氣體，在上述（1）中空氣體積變化的過程中，外界對(duì)空氣做了
0.6J的功，則空氣
放出
放出
（選填“吸收”或“放出”）了
0.6
0.6
J的熱量；當(dāng)洗完衣服缸內(nèi)
水位迅速降低時(shí)，則空氣的內(nèi)能
減小
減小
（選填“增加”或“減小”）．
（3）若密閉的空氣體積V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩爾質(zhì)量M=0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算該氣體分子的總個(gè)數(shù)（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法正確的是
BC
BC

A．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光導(dǎo)纖維傳播光信號(hào)利用了光的全反射原理
D．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光從紅光改為紫光，則相鄰亮條紋間距一定變大
（2）如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，波的傳播速度v=2m/s，試回答下列問題：
①x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)=
-5sinπt
-5sinπt
cm；
②x=5m處質(zhì)點(diǎn)在0～4.5s內(nèi)通過的路程s=
45
45
cm．
（3）如圖2所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，
∠A=30°．一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn)，并
偏折到AB上的F點(diǎn)，光線EF平行于底邊AC．已
知入射方向與BC的夾角為θ=30°．試通過計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射．
C．（選修模塊3-5）
（1）如圖所示，小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過程，下列說法中正確的是
C
C

A．男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B．小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C．男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
D．木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量相同
（2）若氫原子的基態(tài)能量為E（E＜0 ），各個(gè)定態(tài)的能量值為En=E/n2（n=1，2，3…），則為使一處于基態(tài)的氫原子核外電子脫離原子核的束縛，所需的最小能量為
-E
-E
；若有一群處于n=2能級(jí)的氫原子，發(fā)生躍遷時(shí)釋放的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功至多為
-
3
4
E
-
3
4
E
（結(jié)果均用字母表示）．
（3）在某些恒星內(nèi)，3個(gè)α粒子可以結(jié)合成一個(gè)612C核，已知612C核的質(zhì)量為1.99502×10-26kg，α粒子的質(zhì)量為6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，計(jì)算這個(gè)反應(yīng)中所釋放的核能（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）如圖所示，a、b是兩束不同的單色光平行地從空氣射入水中，發(fā)生折射．α＞β，則下列說法正確的是
 

精英家教網(wǎng)
A．水對(duì)光束a的折射率較大
B．水中光束b的速度較小
C．光束a頻率較大
D．若從水中射向空氣，光束a的臨界角比光束b的臨界角小
（2）如圖是一列向右傳播的橫波，波速為0.4m/s，M點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=10m，圖示時(shí)刻波傳到N點(diǎn)，現(xiàn)從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，問：
①經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，M點(diǎn)第二次到達(dá)波谷？
②這段時(shí)間里，N點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少？

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科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年江蘇省蘇北四市聯(lián)考高三（上）第二次調(diào)研物理試卷（1月份）（解析版） 題型：解答題

（選做題）（請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，如都作答則按A、B兩小題評(píng)分）
A．（選修模塊3-3）
如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，洗衣機(jī)缸內(nèi)水位升高，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量．
（1）當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時(shí)，設(shè)細(xì)管內(nèi)空氣溫度不變，
則被封閉的空氣______
A．分子間的引力和斥力都增大
B．分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇
C．分子的平均動(dòng)能增大
D．體積變小，壓強(qiáng)變大
（2）若密閉的空氣可視為理想氣體，在上述（1）中空氣體積變化的過程中，外界對(duì)空氣做了
0.6J的功，則空氣______（選填“吸收”或“放出”）了______J的熱量；當(dāng)洗完衣服缸內(nèi)
水位迅速降低時(shí)，則空氣的內(nèi)能______（選填“增加”或“減小”）．
（3）若密閉的空氣體積V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩爾質(zhì)量M=0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算該氣體分子的總個(gè)數(shù)（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法正確的是______
A．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光導(dǎo)纖維傳播光信號(hào)利用了光的全反射原理
D．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光從紅光改為紫光，則相鄰亮條紋間距一定變大
（2）如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，波的傳播速度v=2m/s，試回答下列問題：
①x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)=______cm；
②x=5m處質(zhì)點(diǎn)在0～4.5s內(nèi)通過的路程s=______cm．
（3）如圖2所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，
∠A=30°．一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn)，并
偏折到AB上的F點(diǎn)，光線EF平行于底邊AC．已
知入射方向與BC的夾角為θ=30°．試通過計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射．
C．（選修模塊3-5）
（1）如圖所示，小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過程，下列說法中正確的是______
A．男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B．小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C．男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
D．木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量相同
（2）若氫原子的基態(tài)能量為E（E＜0 ），各個(gè)定態(tài)的能量值為En=E/n2（n=1，2，3…），則為使一處于基態(tài)的氫原子核外電子脫離原子核的束縛，所需的最小能量為______；若有一群處于n=2能級(jí)的氫原子，發(fā)生躍遷時(shí)釋放的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功至多為______（結(jié)果均用字母表示）．
（3）在某些恒星內(nèi)，3個(gè)α粒子可以結(jié)合成一個(gè)612C核，已知612C核的質(zhì)量為1.99502×10-26kg，α粒子的質(zhì)量為6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，計(jì)算這個(gè)反應(yīng)中所釋放的核能（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源：2011年山西省四校聯(lián)考高考物理二模試卷（忻州一中 康杰中學(xué) 臨汾一中 長(zhǎng)治二中）（解析版） 題型：解答題

（1）如圖所示，a、b是兩束不同的單色光平行地從空氣射入水中，發(fā)生折射．α＞β，則下列說法正確的是______

A．水對(duì)光束a的折射率較大
B．水中光束b的速度較小
C．光束a頻率較大
D．若從水中射向空氣，光束a的臨界角比光束b的臨界角小
（2）如圖是一列向右傳播的橫波，波速為0.4m/s，M點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=10m，圖示時(shí)刻波傳到N點(diǎn)，現(xiàn)從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，問：
①經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，M點(diǎn)第二次到達(dá)波谷？
②這段時(shí)間里，N點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

［物理——選修3- 4］（15分）

   （1）（5分）如圖所示，a、b是兩束不同的單色光平行地從空氣射入水中，發(fā)生折射。α>β，則下列說法正確的是        

              A．水對(duì)光束a的折射率較大

              B．水中光束b的速度較小

              C．光束a頻率較大

              D．若從水中射向空氣，光束a的臨界角比光束b的臨界角小

   （2）（10分）如圖是一列向右傳播的橫波，波速為0．4m/s，M點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=10m，圖示時(shí)刻波傳到N點(diǎn)，現(xiàn)從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，問：

①經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，M點(diǎn)第二次到達(dá)波谷？

② 這段時(shí)間里，N點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少？

 

 

 

 

 

 

 

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