衡水金卷先享题 2023届分科综合卷 新教材A 物理(三)3试题 答案
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13.质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为L的绝缘细线相互连接,放置在光滑绝缘的水平面上,A球带正电且电荷量为9。在C球上施加一个水平向右的恒力F之后,三个小球一起向右运动,三根细线刚好都伸直且没有弹力,F的作用线的反向延长线与A、B间的细线相交于细线的中点,如图所示。已知静电力常量为k,下列说法正确的是A.B球可能带正电且电荷量为2qB.C球带负电且电荷量为2qC.三个小球一起运动的加速度大小为3gml2D.恒力F的大小为25kg12【答案】BC【解析】根据对称性可知,A球的电荷量和B球的电荷量相同,A错误;设C球的电荷量大小为qc,以A球为研究对象,B球对A球的库仑斥力大小为FA=,由题意可知小球kqqcg,C球对A球的库仑引力大小为Fc=√3kq2运动的加速度方向与F的作用线平行,则有Fca sin30°=FA,FcAcos30°=ma,解得qc=2q,a=ml2,C球3√3kq带负电,B、C正确;以三个小球整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得F=3ma=,D错误。
17.(14分)如图所示,一电荷量为+g、质量为m的小物块处于一倾角为37°、足够长的光滑斜面上,当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时,小物块恰好静止。已知重力加速度大小为g,si37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)匀强电场电场强度的大小。(2)将电场强度大小减小为原来的一半时,物块加速度的大小。(3)在(2)的条件下,物块下滑距离L时的动能。E37°【答案】(1)3mgAq(2)0.3g(3)0.3mgL【解析】(1)对小物块受力分析如图所示,由受力平衡得Fysin37°=gE(2分)FNcos37°=mg(2分)解得E=3mgAq(1分)g龙37Ymg(2)若电场强度大小减小为原来的一半,则E'=3mg8q(1分)由牛顿第二定律得mg sin37°-qE'cos37°=ma(2分)解得a=0.3g(2分)(3)在(2)的条件下,物块下滑距离L的过程中,由动能定理得mgL sin37°-qE'Lcos37°=Ek-0(2分)解得Ek=0.3mgL(2分)