高中物理競賽模擬試題三

1、高中物理競賽模擬試題三一.若用力F=G/2斜向上與水平面成。拉重為G的物體時，物體恰好能 在水平面上作勻速直線運動；若用力F，=G沿傾角為0的斜面向上拉動同一物體，則該物體 也恰好能沿斜面作勻速直線運動，求物體與水平面間的功摩 擦因素科1和物體與斜面間的動摩擦因數(shù)科2之比等于多少？解：由題意可知：當拉力水平面成8時，物體作勻速直線運動時，由圖答11-4可知有：=G _=NGt圖 11-4F =0.5GF cos 2q1 +q2 .k空2八22rr 。(2)如果q1、q2異號，設2qi +q2 ：F =kqgk4r22 1 qiq2 -(qi - q2)J而4qiq2-(qi-q2 )= _(q

2、i6qiq2 , q2 ) =- qi-(3, 2 .2)q2 qi(3-N.2)q2 如果qi =(32e曲,F = ,力無變化。如果qi(3 2.2)q2qi c(3-2j2)q2,F為負值，說明操作后力變大。如果(32J2)q2 qi (3 + 2，2居2, Af為正值，說明力變小。0八.如圖41-32 (a)所示，兩塊互成60o夾角的很大的接地金屬板間有一點電荷，q距離兩板的距離均為 a,求點電荷q所受到的靜電力。分析：由于導體板處在點電荷 q的電場中，導體表面會產生感應電荷， 但感 應電荷的分布卻是不均勻的，如果利用導體板的電勢為零，設法找到等效的替換模型，即可求解本題。由于靜電感應

3、，電荷q受兩塊金屬板上感應電荷的作用，根據(jù)金屬板為等勢面及對稱性，其作用效果可等效為5個點電荷對該電荷的作用，這五個點電荷的位置和將兩導體板看成平面鏡后像點的位置相同，其中三個帶負電荷，兩個帶正電荷。解：如右圖所示,1、3、5點電荷帶負電,2、4點電荷帶正電。帶電量均為q,由電荷分布的對稱性可知，合力應設AO指向OF1A=F5AL2cos602L2F2A=F / A F 4Akq22(2Lsin60 )2cos306L2kq2 kq2(2a)24a2F 合=2% +F3+2F2L2 469 -2.3kq248點評：本題使用了電像法，由此，我們可以看到在解決靜電感應與受力問題時，利用與光 學成像

4、近似的規(guī)律和方法來解決問題的獨特魅力。九.有一個均勻帶電球體，球心為 0,半彳5為R,電荷體密度為p ,球體內有一個球形空腔，球心為O ,半徑為R(圖41-36 (a), OO距離為a。(1)求O處的場強E;(2)求證：空腔內處處場強 E相同。分析：均勻帶電球體在球外某點產生的場強等同于電荷集中于球心在該點所產生的場強。均勻帶電球體在球內某點產生的場強可如下處理:以原球心為球心，過該點作一球面，球面外電荷對該點產生的場強為零，球面內電荷在該點產生的場強如前所述。原題中帶有空腔的球體可看作半徑為R體密度為0的完整球體與半徑為R 、體電荷密度為一的小球體組合。于是均勻帶電球體的場強公式便可適用。解

5、：我們知道了均勻帶電球殼外離殼心a處的場強為k(Q為球殼所帶電量)，殼內場強均為零。一個半徑為 R的均勻帶電球體可看成是由一層一層的球殼組合而成。因此，均勻帶電球體外離球心a處的場強為k(Q為整個球體所帶的電量)。球體內離球心b處的場強可以這樣來考慮：半徑大于 b的球殼對b點的場強都無貢獻；半徑小于b的球殼的電荷都可以看成集中在球心上，這些球殼所帶的總電量為b3R3場強為k3,Q 3 =kQ b3。綜合以上討論，均勻帶電球體的場強分布如圖 b2 R3R3Q ,所以離球心b處的圖包機41-36 (b)所示。(1)本題中的含腔帶電球體可以看成由一個完整的大球O1和一個電荷體密度同為 P的異種電荷小球。2組合而成。Oi球對O處的場強貢獻為4.E1 = knPa ,13 4O2球對O處的場強貢獻為零，所以 O處的電場強度就是 一knPa ,萬向沿O球半徑向外。3(2)對球腔中任意一點 A來說，O1球的場強貢獻為(圖 41-36 (c)E1 = k二：r , 3O2球的場強貢獻為 TOC o 1-5 h z 一 4E2 二 一一 k，了b23 HYPERLINK