高中物理 静电场（四）章末检测（二）.doc

静电场（四）章末检测（二）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。）1对于点电荷的理解，正确的是（ ）a点电荷就是带电量很少的带电体b点电荷就是体积很小的带电体c体积大的带电体肯定不能看成点电荷d带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略，则可视为点电荷2带正电荷的小球只受到电场力作用从静止开始运动，它在任意一段时间内()a一定沿电场线由高电势处向低电势处运动b一定沿电场线由低电势处向高电势处运动c不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动d不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动3使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上3q和5q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为f1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为f2.则f1与f2之比为()a21b41c161 d6014电场中有a、b两点，a点的电势a30 v，b点的电势b10 v，一个电子由a点运动到b点的过程中，下列说法中正确的是()a电场力对电子做功20 ev，电子的电势能减少了20 evb电力克服电场力做功20 ev，电子的电势能减少了20 evc电场力对电子做功20 ev，电子的电势能增加了20 evd电子克服电场力做功20 ev，电子的电势能增加了20 ev5在某电场中，沿x轴上的电势分布如图所示，由图可以判断（）a x=2m处电场强度可能为零 b x=2m处电场方向一定沿x轴正方向 c 沿x轴正方向，电场强度先增大后减小 d 某负电荷沿x轴正方向移动，电势能始终增大6如图所示，圆弧线a、b、c代表某固定点电荷电场中的三个等势面，相邻两等势面间的距离相等，直线是电场中的几条没标明方向的电场线，粗曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分，m、n是轨迹上的两点粒子过m、n两点的加速度大小分别是am、an，电势能分别是epm、epn，a、b、c的电势分别是a、b、c，ab间，bc间的电势差分别是uab、ubc，则下列判断中正确的是（）aaman，epmepn babc，epmepncaman，uab=ubc duaab=ubc，epmepn7如下图所示，正电荷q在电场中由p向q做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的()8如下图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是()a电场线方向向下 b粒子一定从a点运动到b点ca点电势比b点电势高 d粒子在a点的电势能大于在b点的电势能9如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力f将小球向下压至某位置静止现撤去f，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为w1和w2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中（）a小球与弹簧组成的系统机械能守恒 b小球的重力势能增加w1c小球的机械能增加w1+12 mv2 d小球的电势能减少w210示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如下图所示，真空室中电极k发出电子(初速度不计)，经过电压为u1的加速电场后，由小孔s沿水平金属板a、b间的中心线射入板中金属板长为l，相距为d，当a、b间电压为u2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是()au1变大，u2变大bu1变小，u2变大cu1变大，u2变小 du1变小，u2变小二、多选题（本题共5小题，每小题6分，共30分。将所有符合题意的选项选出，将其序号填入答卷页的表格中。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有错选或不选的得o分。）11如下图所示，电路中a、b为两块竖直放置的金属板，c是一只静电计，开关s合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是()a使a、b两板靠近一些 b使a、b两板正对面积减小一些c断开s后，使b板向右平移一些 d断开s后，使a、b正对面积减小一些12.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是a带正电 b速度先变大后变小c电势能先变大后变小 d经过b点和d点时的速度大小相同13下图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子m、n质量相等，所带电荷的绝对值也相等现将m、n从虚线上的o点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如右图中两条实线所示点a、b、c为实线与虚线的交点已知o点电势高于c点，若不计重力，则()am带负电荷，n带正电荷bn在a点的速度与m在c点的速度大小相同cn在从o点运动至a点的过程中克服电场力做功dm在从o点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零14. 如图所示，两平行金属板水平放置，板长为l，板间距离为d，板间电压为u，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，经过t时间后恰好沿下板的边缘飞出，则()a在前时间内，电场力对粒子做的功为uqb在后时间内，电场力对粒子做的功为uqc在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为11d在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1215. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为e、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿on在竖直面内做匀变速直线运动on与水平面的夹角为30，重力加速度为g，且mgqe，则()a电场方向竖直向上b小球运动的加速度大小为gc小球上升的最大高度为d若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为三、解答题（本题包括4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）16（8分）如图所示，a、b为体积可忽略的带电小球，qa=2108c，qb=2108c，a、b相距3cm在水平外电场作用下，a、b保持静止，悬线都沿竖直方向（已知静电力常量k=9109nm2/c2），试求：（1）外电场的场强大小和方向？（2）ab中点处o总电场的场强大小和方向17.（8分）如图所示，两块长3cm的平行金属板ab相距1cm，并与300v直流电源的两极相连接，如果在两板正中间有一电子（m =91031kg，e =1.61019c），沿着垂直于电场线方向以2107m/s的速度飞入，则（1）电子能否飞离平行金属板正对空间？（2）如果由a到b分布宽1cm的电子带通过此电场，能飞离电场的电子数占总数的百分之几？18.（10分）一束电子流在经u5 000 v的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直 进入平行板间的匀强电场，如右图所示，若两板间距离d1.0 cm，板长l5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？19（10分）如下图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为e1.25104 n/c，一根长l1.5 m、与水平方向的夹角为37的光滑绝缘细直杆mn固定在电场中，杆的下端m固定一个带电小球a，电荷量q4.5106 c；另一带电小球b穿在杆上可自由滑动，电荷量q1.0106 c，质量m1.0102 kg.现将小球b从杆的上端n静止释放，小球b开始运动(静电力常量k9.0109 nm2/c2，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)小球b开始运动时的加速度为多大？(2)小球b的速度最大时，与m端的距离r为多大？20. （14分）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图在xoy平面的第一象限，存在以轴、轴及双曲线的一段（0l,0l）为边界的匀强电场区域；在第二象限存在以l、2l、0、l的匀强电场区域两个电场大小均为e，不计电子所受重力，电子的电荷量为e，则：（1）从电场的边界b点处静止释放电子，电子离开mnpq时的位置坐标；（2）从电场i的ab曲线边界处由静止释放电子，电子离开mnpq时的最小动能；（3）若将左侧电场ii整体水平向左移动（n1），要使电子从=-2l，=0处离开电场区域ii，在电场i区域内由静止释放电子的所有位置。答案与解析1【答案】d【解析】点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷。与带电体的体积无关，d正确；故选：d。2.【答案】c【解析】带正电荷的小球只受到电场力作用从静止开始运动，电场力一定做正功，由于电场的性质不知，所以不一定沿电场线运动，由uab 知，uab0，所以运动过程中电势一定降低，故选c。3.【答案】d【解析】两个完全相同的金属小球相互接触后，带电荷量均为q，距离变为原来的两倍，根据库仑定律可知选项d正确。4.【答案】d【解析】wabquab20 ev，根据电场力做功与电势能变化的关系可知选项d正确。5.【答案】d【解析】x图象的斜率等于电场强度，则知x=2m处的电场强度不为零故a错误。从0到x=4m处电势不断降低，但x=2m点的电场方向不一定沿x轴正方向故b错误。由斜率看出，从0到4m，图象的斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大故c错误。沿x轴正方向电势降低，某负电荷沿x轴正方向移动，受力的方向始终指向x轴的负方向，电场力做负功，电势能始终增大故d正确。6.【答案】b7.【答案】d【解析】正电荷受力的方向和电场强度方向相同，电场线越密的地方电荷受力越大，根据牛顿第二定律，电荷的加速度也就越大，所以根据题意，q点的电场线应比p点的电场线密，故选项a、b错误；又由于电荷做加速运动，所以选项c错误，选项d正确。8.【答案】d【解析】无论粒子从a点或者从b点射入电场，由于运动轨迹向下弯曲，说明粒子受电场力方向向下，可判断电场线的方向向上而不是向下，a错误；粒子既可以从a点运动到b点，也可以从b点运动到a点，b错误；由于顺着电场线方向电势在降低，故有ab，c错误；负电荷逆着电场方向运动时电势能减少，顺着电场方向运动时电势能增加，因而粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，d正确9.【答案】d【解析】由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故a选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加w1，故b选项错误；小球增加的机械能在数值上等于重力势能和动能的增量，即w1+12 mv2，故c选项错误；根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，故d选项正确。10.【答案】b【解析】当电子离开偏转电场时速度的反向延长线一定经过偏转电场中水平位移的中点，所以电子离开偏转电场时偏转角度越大(偏转距离越大)，亮点距离中心就越远。设电子经过u1加速后速度为v0，离开偏转电场时侧向速度为vy.根据题意得：eu1mv02 电子在a、b间做类平抛运动，当其离开偏转电场时侧向速度为vyat. ，结合式，速度的偏转角满足：tan 。显然，欲使变大，应该增大u2、l，或者减小u1、d.正确选项是b。11.【答案】cd【解析】静电计显示的是a、b两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高当合上s后，a、b两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开s后，板间距离增大，正对面积减小，都将使a、b两板间的电容变小，而电容器所带的电荷量不变，由c 可知，板间电压u增大，从而静电计指针张角增大。12【答案】cd【解析】根据粒子的运动轨迹及电场线分布可知，粒子带负电，选项a 错误；粒子从a到c到e的过程中电场力先做负功后做正功，速度先减后增，电势能先增大后减小；选项b错误，c正确；因为bd两点在同一等势面上，所以在bd两点的电势能相同，所以经过b点和d点时的速度大小相同，选项d 正确。13.【答案】bd14.【答案】bc【解析】粒子在两平行金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在前后两个 的时间内沿电场线方向的位移之比为13，则在前 时间内，电场力对粒子做的功为 uq ，在后 时间内，电场力对粒子做的功为 uq ，选项a错，b对；由weqx知在粒子下落的前 和后 过程中，电场力做功之比为11，选项c对，d错。15. 【答案】bd【解析】由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动，其合力沿on方向，而mgqe，由三角形定则，可知电场方向与on方向成120角，a错误；由图中几何关系可知，其合力为mg，由牛顿第二定律可知ag，方向与初速度方向相反，b正确；设带电小球上升的最大高度为h，由动能定理可得mg2h0mv，解得h，c错误；电场力做负功，带电小球的电势能变大，当带电小球速度为零时，其电势能最大，则epqe2hcos 120qehmg，d正确。16. 【答案】（1）2105n/c，方向水平向左 （2）1.4106n/c，方向向右【解析】（1）当小球静止时悬线竖直可知外电场给小球的电场力与它们之间的库仑力大小相等，方向相反，故外电场的方向为水平向左以a球为研究对象，由平衡条件得： eqa=k代入数据解得e=2105n/c（2）o点的场强为外电场和a、b电荷分别在该点产生的场强的矢量和a、b电荷在该点产生的场强方向都向右， eao=ebo=k=8105 n/c，故e0=2ea0e=281052105=1.4106n/c，水平向右17. 【答案】见解析