如图所示.已知平行金属板间距为d.与水平面夹角为θ.要使一质量为m.电量为+q的小球能从AB板A端沿直线以初速度V0开始运动.并恰能沿水平方向运动至CD板的D端射出.求(1)两金属板间的电压U是多少?要使此小球从D端静止出发沿直线返回至A端至少需外力做多少功?某同学解答题过程如下:由受力平衡可知:(1)∵qUd=mg∴U=mgdq(2)WF=qU=mgd你认为他题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图所示，已知平行金属板间距为d，与水平面夹角为θ，要使一质量为m、电量为+q的小球能从AB板A端沿直线以初速度V₀开始运动，并恰能沿水平方向运动至CD板的D端射出，求（1）两金属板间的电压U是多少？（重力加速度为g）（2）要使此小球从D端静止出发沿直线返回至A端至少需外力做多少功？
某同学解答题过程如下：
由受力平衡可知：
（1）∵

=mg∴U=

mgd

（2）W_F=qU=mgd
你认为他的解答是否正确？如果正确，请简述理由；如果不正确，请给出你的解答．

分析：这位同学的解答不正确．因为电场力与重力不在一直线上．应正确分析小球的受力情况，根据直线运动的条件：合力与速度在同一直线上，运用平行四边形定则作图，得到电压U．再求外力做功．

解答：

解：这种解法不对，因为电场力与重力不在一直线上．根据平行四边形定则作出重力与电场力的合力，此合力必定水平向右，如图所示：
（1）∵F_电=

cosθ

∴U=

mgd

qcosθ

（2）要使此小球从D端静止出发沿直线返回至A端，外力要克服电场力做功，至少需外力做功W_F=qU=

mgd

cosθ

答：他的解答不正确．正确解答的是
（1）两金属板间的电压U是

mgd

qcosθ

．
（2）要使此小球从D端静止出发沿直线返回至A端至少需外力做

mgd

cosθ

的功．

点评：本题掌握直线运动的受力条件是关键，运用平行四边形作图是基本功．难度不大．

练习册系列答案

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如图所示是示波器的部分构造示意图，真空室中阴极K不断发出初速度可忽略的电子，电子经电压U₀=4.55×l0³V的电场加速后，由孔N沿长L=0.10m相距为d=0.020m的两平行金属板A、B间的中心轴线进入两板间，电了穿过A、B板后最终可打在中心为O的荧光屏CD上，光屏CD距A、B板右侧距离S=0.45m．若在A、B间加U_AB=27.3V的电压．已知电子电荷最e=1.6×10^-19C，质量m=9.1×10^-31kg．求：
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（2）荧光屏CD上的发光点距中心O的距离．

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(1) 导体棒cd向右匀速运动时，电路中的电流大小；

(2) 导体棒ab匀加速下滑的加速度大小；

(3) 若在某时刻,将导体棒cd所受水平恒力撤去，经过一段时间，导体棒cd静止，此过程流经导体棒cd的电荷量为q，则这一段时间内导体棒cd产生的焦耳热为多少。

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选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．)

A．(选修模块3-3)(12分)

(1) (4分)下列说法中正确的是

A．当两个分子间的距离为r₀(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小

B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律

D．自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量品质在退化

（2）(4分)如图所示，在开口向上的竖直放置圆筒形容器内用质量为m活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p₀，容器的横截面积为S，密封气体的压强是　　，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能增加。

（3）晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁(Fe)晶，直径为d，能承受的最大拉力为F．试求刚要拉断时原子间的作用力f．(已知铁的密度ρ，铁的摩尔质量M，阿伏伽德罗常数为N_A，忽略铁分子间的空隙)

B．(选修模块3-4)(12分)

（l）(4分)下列有关光现象的说法中正确的是

A．同种介质中，光波长越短，传播速度越快

B．薄膜干涉条纹可以看着是等厚线

C．眼睛直接观察全息照片可以看到立体图象

D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大

(2)（4分）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处。在t₁=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t₂= s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t₃=0.9s时，质点P的位移为__ ____cm。

（3）(4分) 如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率。

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（2）荧光屏CD上的发光点距中心O的距离．