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    1．如图所示为利用静电除烟尘的通道示意图，前、后两面为绝缘板，上、下两面为分别与高压电源的负极和正极相连的金属板，在上下两面间产生的电场可视为匀强电场，通道长L=1m，进烟尘口的截面为边长d=0.5m的正方形．分布均匀的带负电烟尘颗粒均以水平速度v0=2m/s连续进入通道，碰到下金属板后其所带电荷会被中和并被收集，但不影响电场分布．已知每立方米体积内颗粒数n=1013个，每个烟尘颗粒带电量为q=-1.0×10-17C，质量为m=2.0×10-15kg，忽略颗粒的重力、颗粒之间的相互作用力和空气阻力．
    （1）高压电源电压U0=300V时，求被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值
    （2）若烟尘颗粒恰好能全部被除去，求高压电源电压U1
    （3）装置在（2）中电压U1作用下稳定工作时，1s内进入的烟尘颗粒从刚进入通道到被全部除去的过程中，求电场对这些烟尘颗粒所做的总功．

    分析 （1）对颗粒在金属板间的运动进行受力分析和运动过程的分析，可知颗粒做类平抛运动，根据题干提供的条件，即可得知粒子进入电场时，能打到下金属板的粒子距离下金属板的距离．由此即可得知被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值．
    （2）若烟尘颗粒恰好能全部被除去，即为紧贴上金属板射入的颗粒恰能打到下金属板上，利用类平抛运动的知识结合牛顿运动定律即可得知最高电压．
    （3）先计算出1s内进入通道的颗粒数量，利用平均的方法结合电场力做功的公式即可求得电场对这些烟尘颗粒所做的总功．

    解答 解：（1）颗粒在运动中做类平抛运动，由牛顿第二定律有：$\frac{q{U}_{0}}{d}$=ma，
    在水平方向上有：L=v0t，在竖直方向上有：y=$\frac{1}{2}$at2，解得：y=0.375m；
    即为距离下金属板的距离小于等于0.375m内的颗粒将打到下金属板上，
    被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值为：η=$\frac{y}{d}$=$\frac{3}{4}$；
    （2）若烟尘颗粒恰好能全部被除去，紧贴上金属板射入的颗粒恰能打到下金属板上，颗粒做平抛运，
    在竖直方向上有：d=$\frac{1}{2}$a1t2    $\frac{q{U}_{1}}{d}$=ma1 解得：U=400V；
    （3）1s内颗粒的总个数为：N=nd2v0t1
    电场力对每个颗粒所做的功与其到下金属板的偏移量y成正比，
    平均值等于电场距离下金属板$\frac{d}{2}$处的颗粒所做的功，做功：W=N$\frac{q{U}_{1}}{d}$$\frac{d}{2}$，
    解得：W=0.01J；
    答：（1）高压电源电压U0=300V时，被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值为$\frac{3}{4}$；
    （2）若烟尘颗粒恰好能全部被除去，高压电压U1为400V
    （3）电场对这些烟尘颗粒所做的总功为0.01J．

    点评 研究带电粒子的偏转实际是牛顿运动定律、受力分析、运动合成和分解的综合应用，分析过程中应把握哪些量是变化的、带电粒子是否飞出电场、偏转方向如何．
    研究带电粒子在电场中的加速和偏转时是否考虑重力作用，是困惑同学们的问题之一．这主要是因为有时带电粒子受到的重力远小于电场力，即mg远远小于qE的缘故．但是，在另一类问题中，如讨论带电小球在电场中的平衡问题，这种情况下重力不可忽略，必须考虑．所以，是否考虑带电粒子的重力要依据具体情况而定．
    （1）基本粒子：如电子、质子对粒子、离子等，除有说明或明确暗示外，一般不考虑重力（但并非忽略质量）．
    （2）带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确暗示外，一般都不能忽略重力．

    练习册系列答案
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    A．小球的重力势能减少了2mgdB．小球的动能减少2mgd
    C．电场力做负功2mgdD．小球的电势能增加了3mgd

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    7．两根同种材料的电阻丝，长度之比为1：5，横截面积之比为2：3，则它们的电阻值之比为（　　）
    A．1：5B．2：3C．3：2D．3：10

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．关于自由落体运动，下列说法中正确的是（　　）
    A．它是v0=0，加速度竖直向下且a=g的匀加速直线运动
    B．在第1s内、第2s内、第3s内的位移大小之比是1：2：3
    C．在前1s内、前2s内、前3s内的位移大小之比是1：4：9
    D．在第1s末、第2s末、第3s末的速度大小之比是1：2：3

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    11．如图，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的液滴，在场强大小为$\frac{{\sqrt{3}mg}}{q}$、方向水平向右的匀强电场中运动，运动轨迹在竖直平面内．A、B为其运动轨迹上的两点，已知该液滴在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°．求A、B两点间的电势差．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    6．新津中学科技小组借用验证“牛顿第二定律”实验的装置来验证物体合外力做功与动能变化的关系，装置如图1所示．实验中打出的一条纸带如图2所示，起始点O到各计数点A、B、C、D、E、F、G的距离依次为15.50cm、21.60cm、28.61cm、36.70cm、45.75cm、55.75cm、66.77cm，相邻计数点间时间间隔为0.1s．实验时小车所受的拉力F为0.2N，小车的质量为m=200g．

    （1）钩码的质量约为A
    A.10g        B.20g          C.100g          D.200g
    （2）小车运动到E点时的速度为0.953m/s，从O点到E点拉力做的功为0.0915J，E点的动能为0.0907J．（结果保留三位有效数字）
    （3）可以得出结论：在实验误差允许范围内，小车从O点到E点拉力做的功等于其动能的变化．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

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    D．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，将看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生了全反射

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

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