靜電場(chǎng)章末檢測(cè)

-.z.靜電場(chǎng)章末檢測(cè)一、選擇題〔此題共10小題，每題4分，共40分?！常畬?duì)于點(diǎn)電荷的理解，正確的選項(xiàng)是〔〕A．點(diǎn)電荷就是帶電量很少的帶電體B．點(diǎn)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(diǎn)電荷D．帶電體如果本身大小和形狀對(duì)它們間的相互作用影響可忽略，則可視為點(diǎn)電荷2．帶正電荷的小球只受到電場(chǎng)力作用從靜止開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，它在任意一段時(shí)間()A．一定沿電場(chǎng)線由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)B．一定沿電場(chǎng)線由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)C．不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，但一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)D．不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，也不一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)3．使兩個(gè)完全一樣的金屬小球(均可視為點(diǎn)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(diǎn)，它們之間庫(kù)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(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F2.則F1與F2A．2∶1B．4∶1C．16∶1D．60∶14．電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)的電勢(shì)φA＝30V，B點(diǎn)的電勢(shì)φB＝10V，一個(gè)電子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．電場(chǎng)力對(duì)電子做功20eV，電子的電勢(shì)能減少了20eVB．電力克制電場(chǎng)力做功20eV，電子的電勢(shì)能減少了20eVC．電場(chǎng)力對(duì)電子做功20eV，電子的電勢(shì)能增加了20eVD．電子克制電場(chǎng)力做功20eV，電子的電勢(shì)能增加了20eV5．在*電場(chǎng)中，沿*軸上的電勢(shì)分布如下圖，由圖可以判斷〔〕A．*=2m處電場(chǎng)強(qiáng)度可能為零B．*=2m處電場(chǎng)方向一定沿*軸正方向C．沿*軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小D．*負(fù)電荷沿*軸正方向移動(dòng)，電勢(shì)能始終增大6．如下圖，圓弧線a、b、c代表*固定點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰兩等勢(shì)面間的距離相等，直線是電場(chǎng)中的幾條沒(méi)標(biāo)明方向的電場(chǎng)線，粗曲線是一帶正電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡的一局部，M、N是軌跡上的兩點(diǎn)．粒子過(guò)M、N兩點(diǎn)的加速度大小分別是aM、aN，電勢(shì)能分別是EPM、EPN，a、b、c的電勢(shì)分別是φa、φb、φc，ab間，bc間的電勢(shì)差分別是Uab、Ubc，則以下判斷中正確的選項(xiàng)是〔〕A．a(chǎn)M＞aN，EPM＞EPNB．φa＜φb＜φc，EPM＜EPNC．a(chǎn)M＞aN，Uab=UbcD．Uaab=Ubc，EPM＜EPN7．如以下圖所示，正電荷q在電場(chǎng)中由P向Q做加速運(yùn)動(dòng)，而且加速度越來(lái)越大，由此可以判定，它所在的電場(chǎng)是圖中的()8．如以下圖所示，圖中實(shí)線表示一勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，一帶負(fù)電荷的粒子射入電場(chǎng)，虛線是它的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，假設(shè)粒子所受重力不計(jì)，則以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．電場(chǎng)線方向向下B．粒子一定從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)C．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)高D．粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能9．如下圖，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)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*位置靜止．現(xiàn)撤去F，小球從靜止開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2，小球離開(kāi)彈簧時(shí)速度為v，不計(jì)空氣阻力，則上述過(guò)程中〔〕A．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．小球的重力勢(shì)能增加W1C．小球的機(jī)械能增加W1+mv2D．小球的電勢(shì)能減少W210．示波管是一種多功能電學(xué)儀器，它的工作原理可以等效成以下情況：如以下圖所示，真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計(jì))，經(jīng)過(guò)電壓為U1的加速電場(chǎng)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(zhǎng)為L(zhǎng)，相距為d，當(dāng)A、B間電壓為U2時(shí)電子偏離中心線飛出電場(chǎng)打到熒光屏上而顯示亮點(diǎn)．電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)電子重力，以下情況中一定能使亮點(diǎn)偏離中心距離變大的是()A．U1變大，U2變大B．U1變小，U2變大C．U1變大，U2變小D．U1變小，U2變小二、多項(xiàng)選擇題〔此題共5小題，每題6分，共30分。將所有符合題意的選項(xiàng)選出，將其序號(hào)填入答卷頁(yè)的表格中。全部選對(duì)的得6分，局部選對(duì)的得3分，有錯(cuò)選或不選的得O分?！?1．如以下圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計(jì)，開(kāi)關(guān)S合上后，靜電計(jì)指針開(kāi)一個(gè)角度，下述做法可使靜電計(jì)指針角增大的是()A．使A、B兩板靠近一些B．使A、B兩板正對(duì)面積減小一些C．?dāng)嚅_(kāi)S后，使B板向右平移一些D．?dāng)嚅_(kāi)S后，使A、B正對(duì)面積減小一些12.兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶電粒子以*一速度從圖中a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線所示，假設(shè)粒子只受靜電力作用，則以下關(guān)于帶電粒子的判斷正確的選項(xiàng)是A．帶正電B．速度先變大后變小C．電勢(shì)能先變大后變小D．經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小一樣13．以下圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)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(duì)值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以一樣速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如右圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)．O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)，假設(shè)不計(jì)重力，則()A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小一樣C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過(guò)程中克制電場(chǎng)力做功D．M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零14.如下圖，兩平行金屬板水平放置，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，板間電壓為U，一不計(jì)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(guò)t時(shí)間后恰好沿下板的邊緣飛出，則()A．在前eq\f(t,2)時(shí)間，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為eq\f(1,4)UqB．在后eq\f(t,2)時(shí)間，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為eq\f(3,8)UqC．在粒子下落的前eq\f(d,4)和后eq\f(d,4)過(guò)程中，電場(chǎng)力做功之比為1∶1D．在粒子下落的前eq\f(d,4)和后eq\f(d,4)過(guò)程中，電場(chǎng)力做功之比為1∶215.如下圖，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以初速度v0沿ON在豎直面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．ON與水平面的夾角為30°，重力加速度為g，且mg＝qE，則()A．電場(chǎng)方向豎直向上B．小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為gC．小球上升的最大高度為eq\f(v\o\al(2,0),2g)D．假設(shè)小球在初始位置的電勢(shì)能為零，則小球電勢(shì)能的最大值為eq\f(mv\o\al(2,0),4)三、解答題〔此題包括4小題，共44分。解容許寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明，方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位?！?6．〔8分〕如下圖，A、B為體積可忽略的帶電小球，QA=2×10﹣8C，QB=﹣2×10﹣8C，A、B相距3cm．在水平外電場(chǎng)作用下，A、B保持靜止，懸線都沿豎直方向．〔靜電力常量K=9×109N?m2/C2〕，試求：〔1〕外電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向？〔2〕AB中點(diǎn)處O總電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向．17.〔8分〕如下圖，兩塊長(zhǎng)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=9×10－31kg，e=－1.6×10－19C〕，沿著垂直于電場(chǎng)線方向以2×107m/s的速度飛入，則〔1〕電子能否飛離平行金屬板正對(duì)空間？〔2〕如果由A到B分布寬1cm的電子帶通過(guò)此電場(chǎng)，能飛離電場(chǎng)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)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如右圖所示，假設(shè)兩板間距離d＝1.0cm，板長(zhǎng)l＝5.0cm，則，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最大能加多大電壓？19．〔10分〕如以下圖所示，有一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E＝1.25×104N/C，一根長(zhǎng)L＝1.5m、與水平方向的夾角為θ＝37°的光滑絕緣細(xì)直桿MN固定在電場(chǎng)中，桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A，電荷量Q＝＋4.5×10－6C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng)，電荷量q＝＋1.0×10－6C，質(zhì)量m＝1.0×10－2kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)．(靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，取g＝10m(1)小球B開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大？(2)小球B的速度最大時(shí)，與M端的距離r為多大？20.〔14分〕如下圖為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖．在*oy平面的第一象限，存在以軸、軸及雙曲線的一段〔0≤≤L,0≤≤L〕為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域Ⅰ；在第二象限存在以＝－L、＝－2L、＝0、＝L的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ．兩個(gè)電場(chǎng)大小均為E，不計(jì)電子所受重力，電子的電荷量為e，則：〔1〕從電場(chǎng)Ⅰ的邊界B點(diǎn)處?kù)o止釋放電子，電子離開(kāi)MNPQ時(shí)的位置坐標(biāo)；〔2〕從電場(chǎng)I的AB曲線邊界處由靜止釋放電子，電子離開(kāi)MNPQ時(shí)的最小動(dòng)能；〔3〕假設(shè)將左側(cè)電場(chǎng)II整體水平向左移動(dòng)〔n≥1〕，要使電子從=-2L，=0處離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域II，在電場(chǎng)I區(qū)域由靜止釋放電子的所有位置。．【答案】D【解析】點(diǎn)電荷是當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它的相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷。與帶電體的體積無(wú)關(guān)，D正確；應(yīng)選：D。2.【答案】C【解析】帶正電荷的小球只受到電場(chǎng)力作用從靜止開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力一定做正功，由于電場(chǎng)的性質(zhì)不知，所以不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，由UAB＝eq\f(WAB,q)知，UAB＞0，所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)一定降低，應(yīng)選C。3.【答案】D【解析】?jī)蓚€(gè)完全一樣的金屬小球相互接觸后，帶電荷量均為＋Q，距離變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，根據(jù)庫(kù)侖定律可知選項(xiàng)D正確。4.【答案】D【解析】WAB＝qUAB＝－20eV，根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系可知選項(xiàng)D正確。5.【答案】D【解析】φ﹣*圖象的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度，則知*=2m處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零．故A錯(cuò)誤。從0到*=4m處電勢(shì)不斷降低，但*=2m點(diǎn)的電場(chǎng)方向不一定沿*軸正方向．故B錯(cuò)誤。由斜率看出，從0到4m，圖象的斜率先減小后增大，則電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大．故C錯(cuò)誤。沿*軸正方向電勢(shì)降低，*負(fù)電荷沿*軸正方向移動(dòng)，受力的方向始終指向*軸的負(fù)方向，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)度方向一樣，電場(chǎng)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(diǎn)的電場(chǎng)線應(yīng)比P點(diǎn)的電場(chǎng)線密，應(yīng)選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；又由于電荷做加速運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。8.【答案】D【解析】無(wú)論粒子從a點(diǎn)或者從b點(diǎn)射入電場(chǎng)，由于運(yùn)動(dòng)軌跡向下彎曲，說(shuō)明粒子受電場(chǎng)力方向向下，可判斷電場(chǎng)線的方向向上而不是向下，A錯(cuò)誤；粒子既可以從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，也可以從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，B錯(cuò)誤；由于順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)在降低，故有φa＜φb，C錯(cuò)誤；負(fù)電荷逆著電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢(shì)能減少，順著電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢(shì)能增加，因而粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，D正確．9.【答案】D【解析】由于電場(chǎng)力做正功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加，機(jī)械能不守恒，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；重力做功是重力勢(shì)能變化的量度，由題意知重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加﹣w1，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球增加的機(jī)械能在數(shù)值上等于重力勢(shì)能和動(dòng)能的增量，即﹣W1+mv2，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能變化的量度，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加，故D選項(xiàng)正確。10.【答案】B【解析】當(dāng)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中水平位移的中點(diǎn)，所以電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)角度越大(偏轉(zhuǎn)距離越大)，亮點(diǎn)距離中心就越遠(yuǎn)。設(shè)電子經(jīng)過(guò)U1加速后速度為v0，離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)側(cè)向速度為vy.根據(jù)題意得：eU1＝eq\f(1,2)mv02①電子在A、B間做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)側(cè)向速度為vy＝at＝eq\f(eU2,md)·eq\f(L,v0).②，結(jié)合①②式，速度的偏轉(zhuǎn)角θ滿足：tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(U2L,2dU1)。顯然，欲使θ變大，應(yīng)該增大U2、L，或者減小U1、d.正確選項(xiàng)是B。11.【答案】CD【解析】靜電計(jì)顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針角越大，表示兩板間的電壓越高．當(dāng)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(jì)指針角不變；當(dāng)斷開(kāi)S后，板間距離增大，正對(duì)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＝eq\f(Q,U)可知，板間電壓U增大，從而靜電計(jì)指針角增大。12．【答案】CD【解析】根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及電場(chǎng)線分布可知，粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子從a到c到e的過(guò)程中電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，速度先減后增，電勢(shì)能先增大后減小；選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；因?yàn)閎d兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，所以在bd兩點(diǎn)的電勢(shì)能一樣，所以經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小一樣，選項(xiàng)D正確。13.【答案】BD14.【答案】BC【解析】粒子在兩平行金屬板間做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在前后兩個(gè)eq\f(t,2)的時(shí)間沿電場(chǎng)線方向的位移之比為1∶3，則在前eq\f(t,2)時(shí)間，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為eq\f(1,8)Uq，在后eq\f(t,2)時(shí)間，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為eq\f(3,8)Uq，選項(xiàng)A錯(cuò)，B對(duì)；由W＝Eq·*知在粒子下落的前eq\f(d,4)和后eq\f(d,4)過(guò)程中，電場(chǎng)力做功之比為1∶1，選項(xiàng)C對(duì)，D錯(cuò)。15.【答案】BD【解析】由于帶電小球在豎直面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其合力沿ON方向，而mg＝qE，由三角形定則，可知電場(chǎng)方向與ON方向成120°角，A錯(cuò)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a＝g，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(dòng)能定理可得－mg·2h＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得h＝eq\f(v\o\al(2,0),4g)，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做負(fù)功，帶電小球的電勢(shì)能變大，當(dāng)帶電小球速度為零時(shí)，其電勢(shì)能最大，則Ep＝－qE·2hcos120°＝qEh＝mg·eq\f(v\o\al(2,0),4g)＝eq\f(mv\o\al(2,0),4)，D正確。16.【答案】〔1〕2×105N/C，方向水平向左〔2〕1.4×106N/C，方向向右【解析】〔1〕當(dāng)小球靜止時(shí)懸線豎直可知外電場(chǎng)給小球的電場(chǎng)力與它們之間的庫(kù)侖力大小相等，方向相反，故外電場(chǎng)的方向?yàn)樗较蜃螅訟球?yàn)檠芯繉?duì)象，由平衡條件得：EQA=K代入數(shù)據(jù)解得E=2×105N/C〔2〕O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為外電場(chǎng)和A、B電荷分別在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和．A、B電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向都向右，EAO=EBO=k=8×105N/C，故E0=2EA0﹣E=2×8×105﹣2×105=1.4×106N/C，水平向右17.【答案】見(jiàn)解析【解析】〔1〕當(dāng)電子從正中間沿著垂直于電場(chǎng)線方向以2×107m/s的速度飛入時(shí)，假設(shè)能飛出電場(chǎng)，則電