高中物理 靜電場（四）章末檢測（二）1.doc

靜電場（四）章末檢測（二）一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。）1對于點電荷的理解，正確的是（ ）A點電荷就是帶電量很少的帶電體B點電荷就是體積很小的帶電體C體積大的帶電體肯定不能看成點電荷D帶電體如果本身大小和形狀對它們間的相互作用影響可忽略，則可視為點電荷2帶正電荷的小球只受到電場力作用從靜止開始運動，它在任意一段時間內(nèi)()A一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動B一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動C不一定沿電場線運動，但一定由高電勢處向低電勢處運動D不一定沿電場線運動，也不一定由高電勢處向低電勢處運動3使兩個完全相同的金屬小球(均可視為點電荷)分別帶上3Q和5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點，它們之間庫侖力的大小為F1.現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點，它們之間庫侖力的大小為F2.則F1與F2之比為()A21B41C161 D6014電場中有A、B兩點，A點的電勢A30 V，B點的電勢B10 V，一個電子由A點運動到B點的過程中，下列說法中正確的是()A電場力對電子做功20 eV，電子的電勢能減少了20 eVB電力克服電場力做功20 eV，電子的電勢能減少了20 eVC電場力對電子做功20 eV，電子的電勢能增加了20 eVD電子克服電場力做功20 eV，電子的電勢能增加了20 eV5在某電場中，沿x軸上的電勢分布如圖所示，由圖可以判斷（）A x=2m處電場強度可能為零 B x=2m處電場方向一定沿x軸正方向 C 沿x軸正方向，電場強度先增大后減小 D 某負電荷沿x軸正方向移動，電勢能始終增大6如圖所示，圓弧線a、b、c代表某固定點電荷電場中的三個等勢面，相鄰兩等勢面間的距離相等，直線是電場中的幾條沒標明方向的電場線，粗曲線是一帶正電粒子只在電場力作用下運動軌跡的一部分，M、N是軌跡上的兩點粒子過M、N兩點的加速度大小分別是aM、aN，電勢能分別是EPM、EPN，a、b、c的電勢分別是a、b、c，ab間，bc間的電勢差分別是Uab、Ubc，則下列判斷中正確的是（）AaMaN，EPMEPN Babc，EPMEPNCaMaN，Uab=Ubc DUaab=Ubc，EPMEPN7如下圖所示，正電荷q在電場中由P向Q做加速運動，而且加速度越來越大，由此可以判定，它所在的電場是圖中的()8如下圖所示，圖中實線表示一勻強電場的電場線，一帶負電荷的粒子射入電場，虛線是它的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若粒子所受重力不計，則下列判斷正確的是()A電場線方向向下 B粒子一定從a點運動到b點Ca點電勢比b點電勢高 D粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能9如圖所示，豎直向上的勻強電場中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止現(xiàn)撤去F，小球從靜止開始運動到離開彈簧的過程中，重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時速度為v，不計空氣阻力，則上述過程中（）A小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒 B小球的重力勢能增加W1C小球的機械能增加W1+12 mv2 D小球的電勢能減少W210示波管是一種多功能電學儀器，它的工作原理可以等效成下列情況：如下圖所示，真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計)，經(jīng)過電壓為U1的加速電場后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中金屬板長為L，相距為d，當A、B間電壓為U2時電子偏離中心線飛出電場打到熒光屏上而顯示亮點已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計電子重力，下列情況中一定能使亮點偏離中心距離變大的是()AU1變大，U2變大BU1變小，U2變大CU1變大，U2變小 DU1變小，U2變小二、多選題（本題共5小題，每小題6分，共30分。將所有符合題意的選項選出，將其序號填入答卷頁的表格中。全部選對的得6分，部分選對的得3分，有錯選或不選的得O分。）11如下圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關(guān)S合上后，靜電計指針張開一個角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是()A使A、B兩板靠近一些 B使A、B兩板正對面積減小一些C斷開S后，使B板向右平移一些 D斷開S后，使A、B正對面積減小一些12.兩個固定的等量異種點電荷所形成電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶電粒子以某一速度從圖中a點進入電場，其運動軌跡為圖中實線所示，若粒子只受靜電力作用，則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是A帶正電 B速度先變大后變小C電勢能先變大后變小 D經(jīng)過b點和d點時的速度大小相同13下圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等現(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如右圖中兩條實線所示點a、b、c為實線與虛線的交點已知O點電勢高于c點，若不計重力，則()AM帶負電荷，N帶正電荷BN在a點的速度與M在c點的速度大小相同CN在從O點運動至a點的過程中克服電場力做功DM在從O點運動至b點的過程中，電場力對它做的功等于零14. 如圖所示，兩平行金屬板水平放置，板長為L，板間距離為d，板間電壓為U，一不計重力、電荷量為q的帶電粒子以初速度v0沿兩板的中線射入，經(jīng)過t時間后恰好沿下板的邊緣飛出，則()A在前時間內(nèi)，電場力對粒子做的功為UqB在后時間內(nèi)，電場力對粒子做的功為UqC在粒子下落的前和后過程中，電場力做功之比為11D在粒子下落的前和后過程中，電場力做功之比為1215. 如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場強度為E、區(qū)域足夠大的勻強電場中，以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運動ON與水平面的夾角為30，重力加速度為g，且mgqE，則()A電場方向豎直向上B小球運動的加速度大小為gC小球上升的最大高度為D若小球在初始位置的電勢能為零，則小球電勢能的最大值為三、解答題（本題包括4小題，共44分。解答應寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）16（8分）如圖所示，A、B為體積可忽略的帶電小球，QA=2108C，QB=2108C，A、B相距3cm在水平外電場作用下，A、B保持靜止，懸線都沿豎直方向（已知靜電力常量K=9109Nm2/C2），試求：（1）外電場的場強大小和方向？（2）AB中點處O總電場的場強大小和方向17.（8分）如圖所示，兩塊長3cm的平行金屬板AB相距1cm，并與300V直流電源的兩極相連接，如果在兩板正中間有一電子（m =91031kg，e =1.61019C），沿著垂直于電場線方向以2107m/s的速度飛入，則（1）電子能否飛離平行金屬板正對空間？（2）如果由A到B分布寬1cm的電子帶通過此電場，能飛離電場的電子數(shù)占總數(shù)的百分之幾？18.（10分）一束電子流在經(jīng)U5 000 V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直 進入平行板間的勻強電場，如右圖所示，若兩板間距離d1.0 cm，板長l5.0 cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個極板上最大能加多大電壓？19（10分）如下圖所示，有一水平向左的勻強電場，場強為E1.25104 N/C，一根長L1.5 m、與水平方向的夾角為37的光滑絕緣細直桿MN固定在電場中，桿的下端M固定一個帶電小球A，電荷量Q4.5106 C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動，電荷量q1.0106 C，質(zhì)量m1.0102 kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運動(靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)小球B開始運動時的加速度為多大？(2)小球B的速度最大時，與M端的距離r為多大？20. （14分）如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖在xoy平面的第一象限，存在以軸、軸及雙曲線的一段（0L,0L）為邊界的勻強電場區(qū)域；在第二象限存在以L、2L、0、L的勻強電場區(qū)域兩個電場大小均為E，不計電子所受重力，電子的電荷量為e，則：（1）從電場的邊界B點處靜止釋放電子，電子離開MNPQ時的位置坐標；（2）從電場I的AB曲線邊界處由靜止釋放電子，電子離開MNPQ時的最小動能；（3）若將左側(cè)電場II整體水平向左移動（n1），要使電子從=-2L，=0處離開電場區(qū)域II，在電場I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。答案與解析1【答案】D【解析】點電荷是當兩個帶電體的形狀對它的相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看作點電荷。與帶電體的體積無關(guān)，D正確；故選：D。2.【答案】C【解析】帶正電荷的小球只受到電場力作用從靜止開始運動，電場力一定做正功，由于電場的性質(zhì)不知，所以不一定沿電場線運動，由UAB 知，UAB0，所以運動過程中電勢一定降低，故選C。3.【答案】D【解析】兩個完全相同的金屬小球相互接觸后，帶電荷量均為Q，距離變?yōu)樵瓉淼膬杀?，根?jù)庫侖定律可知選項D正確。4.【答案】D【解析】WABqUAB20 eV，根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系可知選項D正確。5.【答案】D【解析】x圖象的斜率等于電場強度，則知x=2m處的電場強度不為零故A錯誤。從0到x=4m處電勢不斷降低，但x=2m點的電場方向不一定沿x軸正方向故B錯誤。由斜率看出，從0到4m，圖象的斜率先減小后增大，則電場強度先減小后增大故C錯誤。沿x軸正方向電勢降低，某負電荷沿x軸正方向移動，受力的方向始終指向x軸的負方向，電場力做負功，電勢能始終增大故D正確。6.【答案】B7.【答案】D【解析】正電荷受力的方向和電場強度方向相同，電場線越密的地方電荷受力越大，根據(jù)牛頓第二定律，電荷的加速度也就越大，所以根據(jù)題意，Q點的電場線應比P點的電場線密，故選項A、B錯誤；又由于電荷做加速運動，所以選項C錯誤，選項D正確。8.【答案】D【解析】無論粒子從a點或者從b點射入電場，由于運動軌跡向下彎曲，說明粒子受電場力方向向下，可判斷電場線的方向向上而不是向下，A錯誤；粒子既可以從a點運動到b點，也可以從b點運動到a點，B錯誤；由于順著電場線方向電勢在降低，故有ab，C錯誤；負電荷逆著電場方向運動時電勢能減少，順著電場方向運動時電勢能增加，因而粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能，D正確9.【答案】D【解析】由于電場力做正功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加，機械能不守恒，故A選項錯誤；重力做功是重力勢能變化的量度，由題意知重力做負功，重力勢能增加w1，故B選項錯誤；小球增加的機械能在數(shù)值上等于重力勢能和動能的增量，即W1+12 mv2，故C選項錯誤；根據(jù)電場力做功是電勢能變化的量度，電場力做正功電勢能減少，電場力做負功電勢能增加，故D選項正確。10.【答案】B【解析】當電子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度的反向延長線一定經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場中水平位移的中點，所以電子離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角度越大(偏轉(zhuǎn)距離越大)，亮點距離中心就越遠。設(shè)電子經(jīng)過U1加速后速度為v0，離開偏轉(zhuǎn)電場時側(cè)向速度為vy.根據(jù)題意得：eU1mv02 電子在A、B間做類平拋運動，當其離開偏轉(zhuǎn)電場時側(cè)向速度為vyat. ，結(jié)合式，速度的偏轉(zhuǎn)角滿足：tan 。顯然，欲使變大，應該增大U2、L，或者減小U1、d.正確選項是B。11.【答案】CD【解析】靜電計顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針張角越大，表示兩板間的電壓越高當合上S后，A、B兩板與電源兩極相連，板間電壓等于電源電壓不變，靜電計指針張角不變；當斷開S后，板間距離增大，正對面積減小，都將使A、B兩板間的電容變小，而電容器所帶的電荷量不變，由C 可知，板間電壓U增大，從而靜電計指針張角增大。12【答案】CD【解析】根據(jù)粒子的運動軌跡及電場線分布可知，粒子帶負電，選項A 錯誤；粒子從a到c到e的過程中電場力先做負功后做正功，速度先減后增，電勢能先增大后減??；選項B錯誤，C正確；因為bd兩點在同一等勢面上，所以在bd兩點的電勢能相同，所以經(jīng)過b點和d點時的速度大小相同，選項D 正確。13.【答案】BD14.【答案】BC【解析】粒子在兩平行金屬板間做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，在前后兩個 的時間內(nèi)沿電場線方向的位移之比為13，則在前 時間內(nèi)，電場力對粒子做的功為 Uq ，在后 時間內(nèi)，電場力對粒子做的功為 Uq ，選項A錯，B對；由WEqx知在粒子下落的前 和后 過程中，電場力做功之比為11，選項C對，D錯。15. 【答案】BD【解析】由于帶電小球在豎直面內(nèi)做勻變速直線運動，其合力沿ON方向，而mgqE，由三角形定則，可知電場方向與ON方向成120角，A錯誤；由圖中幾何關(guān)系可知，其合力為mg，由牛頓第二定律可知ag，方向與初速度方向相反，B正確；設(shè)帶電小球上升的最大高度為h，由動能定理可得mg2h0mv，解得h，C錯誤；電場力做負功，帶電小球的電勢能變大，當帶電小球速度為零時，其電勢能最大，則EpqE2hcos 120qEhmg，D正確。16. 【答案】（1）2105N/C，方向水平向左 （2）1.4106N/C，方向向右【解析】（1）當小球靜止時懸線豎直可知外電場給小球的電場力與它們之間的庫侖力大小相等，方向相反，故外電場的方向為水平向左以A球為研究對象，由平衡條件得： EQA=K代入數(shù)據(jù)解得E=2105N/C（2）O點的場強為外電場和A、B電荷分別在該點產(chǎn)生的場強的矢量和A、B電荷在該點產(chǎn)生的場強方向都向右， EAO=EBO=k=8105 N/C，故E0=2EA0E=281052105=1.4106N/C，水平向右17. 【答案】見解析