如图所示.M.N是水平放置的一对金属板.其中M板中央有一个小孔O.板间存在竖直向上的匀强电场．AB是一长9L的轻质绝缘细杆.在杆上等间距地固定着10个完全相同的带正电小球.每个小球的电荷量为q.质量为m.相邻小球距离为L．现将最下端小球置于O处.然后将AB由静止释放.AB在运动过程中始终保持竖直．经观察发现.在第4个小球进入电场到第5个小球进入题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图所示，M、N是水平放置的一对金属板，其中M板中央有一个小孔O，板间存在竖直向上的匀强电场．AB是一长9L的轻质绝缘细杆，在杆上等间距地固定着10个完全相同的带正电小球，每个小球的电荷量为q、质量为m，相邻小球距离为L．现将最下端小球置于O处，然后将AB由静止释放，AB在运动过程中始终保持竖直．经观察发现，在第4个小球进入电场到第5个小球进入电场这一过程中AB做匀速运动．则两板间电场强度E=

5mg

，上述匀速运动过程中速度的大小为

3gL

．

分析：（1）在第四个小球进入电场到第五个小球进入电场前这一过程中，AB做匀速直线运动，AB受到的电场力为4qE，根据重力与电场力平衡，求出电场强度．
（2）从第一个小球进入到第三个小球进入电场过程中，重力做功为10mg?3L，电场力做功为-qE（3L+2L+L），根据动能定理求出速度大小v．

解答：解：（1）由力的平衡条件得：10mg=4qE，解得：电场强度：E=

5mg

；
（2）从第一个小球进入电场到第4个小球进入电场的过程中，由动能定理得：
10mg?3L-qE（3L+2L+L）=

（10m）v²-0，解得：v=

3gL

；
故答案为：

5mg

，

3gL

．

点评：本题主要考查了带电小球在电场中运动的问题，要能正确对物体进行受力分析，得出物体的运动情况，并能结合动能定理解题，难度适中．

练习册系列答案

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（选做题）（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
A．（选修模块3-3）
如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．

（1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，
则被封闭的空气

A．分子间的引力和斥力都增大
B．分子的热运动加剧
C．分子的平均动能增大
D．体积变小，压强变大
（2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做了
0.6J的功，则空气

放出

（选填“吸收”或“放出”）了

0.6

J的热量；当洗完衣服缸内
水位迅速降低时，则空气的内能

减小

（选填“增加”或“减小”）．
（3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m³，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数N_A=6.02×10²³mol^-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．
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A．光的偏振现象说明光是纵波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
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D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
（2）如图1所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
①x=4m处质点的振动函数表达式y=

-5sinπt

cm；

②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=

cm．
（3）如图2所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，
∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并
偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已
知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．
C．（选修模块3-5）
（1）如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是

A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
（2）若氢原子的基态能量为E（E＜0 ），各个定态的能量值为E_n=E/n²（n=1，2，3…），则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为

-E

；若有一群处于n=2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为

（结果均用字母表示）．
（3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个₆¹²C核，已知₆¹²C核的质量为1.99502×10^-26kg，α粒子的质量为6.64672×10^-27kg，真空中的光速c=3×10⁸m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）．

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（1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，
则被封闭的空气______
A．分子间的引力和斥力都增大
B．分子的热运动加剧
C．分子的平均动能增大
D．体积变小，压强变大
（2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做了
0.6J的功，则空气______（选填“吸收”或“放出”）了______J的热量；当洗完衣服缸内
水位迅速降低时，则空气的内能______（选填“增加”或“减小”）．
（3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m³，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数N_A=6.02×10²³mol^-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．
B．（选修模块3-4）
（1）下列说法正确的是______
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
（2）如图1所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
①x=4m处质点的振动函数表达式y=______cm；
②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=______cm．
（3）如图2所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，
∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并
偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已
知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．
C．（选修模块3-5）
（1）如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是______
A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
（2）若氢原子的基态能量为E（E＜0 ），各个定态的能量值为E_n=E/n²（n=1，2，3…），则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为______；若有一群处于n=2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为______（结果均用字母表示）．
（3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个₆¹²C核，已知₆¹²C核的质量为1.99502×10^-26kg，α粒子的质量为6.64672×10^-27kg，真空中的光速c=3×10⁸m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）．