高中物理选修练习.docx

题组一电场强度大小、电势高低的判断1下列说法中正确的是()A沿电场线的方向，电场强度一定越来越小B沿电场线的方向，电势一定越来越低C电荷沿电场线方向移动，电势能逐渐减小D在静电力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动答案B2.三个点电荷电场的电场线分布如图1所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为a、b，则()AEaEb，abBEaEb，aEb，abDEab答案C3下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度也相等的是()答案D4如图所示，是某电场中的一条直电场线，一电子(重力不计)从A点由静止释放，它将沿直线向B点运动，则可判断()A该电场一定是匀强电场B场强EA一定小于EBC电子具有的电势能EpA一定大于EpBD两点的电势A一定低于B答案CD题组二对电场力做功与电势能关系的理解5下列说法正确的是()A电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同B电荷从电场中的某点出发，运动一段时间后，又回到了该点，则说明电场力做功为零C正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功D电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案BC6.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，且abc.一带正电的粒子射入该电场中，其运动轨迹如图中KLMN所示，可知()A粒子从K到L的过程中，电场力做负功B粒子从L到M的过程中，电场力做负功C粒子从K到L的过程中，电势能增加D粒子从L到M的过程中，动能减少答案AC7.如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知 .下列叙述正确的是()A若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少B若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加C若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少D若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变答案AD题组三电势、电势能、等势面9位于A、B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内的电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则()Aa点和b点的电场强度相同B正电荷从c点移到d点，静电力做正功C负电荷从a点移到c点，静电力做正功D正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大答案CD10.如图所示，两个等量的正点电荷分别置于P、Q两位置，在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点，另有一试探电荷q，则()A若q是正电荷，q在N点的电势能比在M点的电势能大B若q是负电荷，q在M点的电势能比在N点的电势能大C无论q是正电荷，还是负电荷，q在M、N两点的电势能都一样大D无论q是正电荷还是负电荷，q在M点的电势能都比在N点的电势能小答案AB题组四综合应用11.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图7中虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，下列说法正确的是()A油滴带正电B电势能增加C动能增加D重力势能和电势能之和增加答案C12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，所带电荷量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点电势若不计重力，则()AM带负电，N带正电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点的过程中克服静电力做功DM在从O点运动至b点的过程中，静电力对它做的功等于零答案BD13电荷量为q1104C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系分别如图9甲、乙所示，若重力加速度g取10 m/s2，求：(1)物块的质量m.(2)物块与水平面之间的动摩擦因数(3)物块运动2 s过程中，其电势能的改变量答案(1)0.5 kg(2)0.4(3)电势能减少7 J题组一对电势和电势差的理解1 关于电势差UAB和电势A、B的理解，正确的是 ()AUAB表示B点与A点之间的电势差，即UABBABUAB和UBA是不同的，它们有关系：UABUBACA、B都有正负，所以电势是矢量D零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点答案BD2 下列关于电场的描述，正确的是 ()A电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关B电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关C同一点电荷处于电场中的不同位置时，具有的电势能越大，说明那一点的电势越高D同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要静电力做的功相同，那么两点间的电势差一定相同答案AD3. 如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为零，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为13.6 eV，3.4 eV，1.51 eV，由于某种因素(如加热或光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，则：(1)a_，b_，c_.(2)Uab_，Ubc_.答案(1)13.6 V3.4 V1.51 V(2)10.2 V1.89 V题组二电场力做功与电势能、电势差的关系4 对于电场中A、B两点，下列说法正确的是 ()A电势差的定义式UABWAB/q，说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比BA、B两点间的电势差等于将电荷从A点移到B点静电力所做的功C将1 C电荷从A点移到B点，静电力做1 J的功，这两点间的电势差为1 VD电荷由A点移到B点的过程中，除受静电力外，若还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功答案C5 在静电场中，一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV(1 eV1.61019 J)，则以下说法中正确的是 ()A电场强度的方向一定由b沿直线指向aBa、b两点间电势差Uab5 VC电子的电势能减少5 eVD电子的电势能减少5 J答案C6 空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量为q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则 ()A在O、A、B三点中，B点电势最高B在O、A、B三点中， A点电势最高CO、A间的电势差比B、O间的电势差大DO、A间的电势差比B、A间的电势差小答案AD7 一电子飞经电场中A、B两点，电子在A点时电势能为4.81017 J,动能为3.21017 J，电子经过B点时电势能为3.21017 J，如果电子只受静电力作用，则 ()A电子在B点时动能为4.81017 JB由A点到B点静电力做功为100 eVC电子在B点时动能为1.61017 JDA、B两点间的电势差为100 V答案AB8 如图2所示为一个正点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线)，两相邻等势线间的电势差为4 V，有一个带电荷量为q1.0108 C的负电荷从A点沿不规则曲线移到B点，静电力做功为_ J.答案4.0108解析WABqUAB1.01084 J4.0108 J.9 如图3所示，电场中某一电场线为一直线，线上有A、B、C三个点，电荷q1108 C，从B点移到A点时静电力做了107 J的功；电荷q2108 C，在B点的电势能比在C点时大107 J，那么：(1)比较A、B、C三点的电势高低，由高到低的排序是_；(2)A、C两点间的电势差是_ V；(3)若设B点的电势为零，电荷q2在A点的电势能是_ J.答案(1)CBA(2)20(3)107题组三综合应用10如图4所示，在a点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则()A带电粒子带负电Ba、b两点间的电势差UabCb点场强大于a点场强Da点场强大于b点场强答案ABC11如图5所示，三条曲线表示三条等势线，其电势C0，AB10 V，D30 V，将电荷量q1.2106 C的电荷在该电场中移动(1)把这个电荷从C移到D，静电力做功多少？(2)把这个电荷从D移到B再移到A，电势能变化多少？解析(1)UCDCD30 VWCDqUCD1.210630 J 3.6105 J(2)UDADA(3010) V40 VWDAqUDA1.2106(40) J 4.8105 J所以电势能应该增加4.8105 J.12已知将电荷量为2.0107 C的正点电荷从电场中的M点移到N点时，静电力做功为5.0105 J，将此点电荷从N点移到无限远处时，静电力做功为1.5105 J，则M点的电势为多大？N点的电势为多大？答案325 V75 V解析UMN V250 V，N V75 V，由UMNMN250 V得M325 V.13如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知qQ，ABh，小球滑到B点时的速度大小为.求小球由A到B的过程中静电力做的功及A、B两点间的电势差答案mgh解析因为Q是正点电荷，所以以Q为圆心的圆面是一个等势面，这是一个重要的隐含条件，由A到B过程中静电力是变力，所以不能直接用WFx来解，只能考虑应用功能关系求解因为杆是光滑的，所以小球从A到B过程中只有两个力做功：静电力做功W和重力做功mgh，由动能定理得：Wmghmv代入已知条件vB得静电力做功Wm3ghmghmghU由于AB，所以UAB题组一对电场强度E的全面认识1 下列说法正确的是 ()A由公式EU/d得，电场强度E与电势差U成正比，与两点间距离d成反比B由公式EU/d得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大,电场强度就越小C在匀强电场中，任意两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积D公式EU/d只适用匀强电场答案D2 在一个匀强电场中有a、b两点，相距为d，电场强度为E，把一个电荷量为q 的负电荷由a移到b点时，电场力对电荷做正功W，以下说法正确的是 ()Aa点电势比b点电势低Ba、b两点电势差大小为UEdCa、b两点电势差大小为UD该电荷在b点电势能较在a点大答案AC3 下列公式中，F、q、E、U、r和d分别表示电场力、电荷量、场强、电势差及距离，Fk，Ek，E，UEd，以下说法中正确的是 ()A它们都只对点电荷或点电荷的电场成立B只对点电荷或点电荷电场成立，对任何电场都成立C只对点电荷或点电荷电场成立，对任何电场都成立，只对匀强电场成立D只对点电荷成立，对任何电场都成立答案C4 如图1所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则 ()Aa点场强一定大于b点的场强Ba点的电势一定高于b点的电势Ca、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点的场强)Da、b两点间的电势差在数值上等于单位正电荷由a点沿任意路径移动到b点的过程中电场力所做的功答案BD题组二电势差与电场强度的关系5 关于匀强电场中的场强和电势差的关系，下列说法正确的是 ()A任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等C电势降低的方向必是场强方向D在相同距离的两点上，电势差大的场强也大答案B6 在水深超过200 m的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出的生物电获取食物、威胁敌害、保护自己若该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104 N/C，可击昏敌害则身长50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达 ()A50 V B500 V C5 000 V D50 000 V答案C7 如图2所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25 cm，由此可确定此电场的电场强度的方向及大小为 ()A竖直向下，E0.4 N/CB水平向右，E0.4 N/CC水平向左，E40 N/CD水平向右，E40 V/m答案D8 如图所示，在E500 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d2 cm，它们的连线与场强方向的夹角是60，则Uab等于 ()A5 V B10 VC5 V D10 V答案C9 如图所示，三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上A、C两点的电势依次为A10 V和C2 V，则B点的电势 ()A一定等于6 V B一定低于6 VC一定高于6 V D无法确定答案B题组三综合应用10如图所示,在匀强电场中，有A、B两点，它们之间的距离为2 cm,两点的连线与场强方向成60角.将一个电荷量为2105 C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1 J问： (1)在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？(2)A、B两点的电势差UAB为多大？(3)匀强电场的场强为多大？答案(1)0.1 J(2)5 000 V(3)5105 V/m11如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面现将电荷量为108C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为3106J，将另一电荷量为108C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功3106J. (1)求电场线方向，UAB、UAC、UBC各为多少？(2)AB边长为2 cm，求电场强度解析(1)正点电荷从A点移到B点时，电场力做正功，故A点电势高于B点，可以求得UAB V300 V.同理可判断A点电势高于C点，可求得UAC300 V.因此B、C两点电势相等，UBC0，由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线.因此，BC为一等势线,故电场线方向垂直BC.设D为BC的中点,则电场线方向为由A指向D.(2)直线AB沿场强方向的距离d等于线段AD的长度，故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得：EV/m104 V/m.12把一个带正电荷q的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的O点，小球质量m2 g，悬线长L6 cm，两板间距离d8 cm，当两板间加上U2103 V的电压时，小球自悬线水平的A点由静止开始向下运动到达O点正下方的B点时的速度刚好为零，如图7所示，以后小球一直在A、B之间来回摆动取g10 m/s2，求小球所带的电荷量答案8107 C解析取小球为研究对象，重力mg竖直向下，电场力qE水平向左，绳的拉力为FT，在小球由A向B运动的过程中，重力mg对小球做正功，电场力qE对小球做负功，拉力FT不做功，根据动能定理mgLqEL0，又因为E，由以上两式可得：q8107 C.13如图所示的匀强电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各等势面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，求：(1)小球应带何种电荷及其电荷量；(2)小球受到的合外力；(3)在入射方向上小球运动的最大位移xm.(电场足够大)答案(1)正电荷(2)mg(3)题组一带电粒子在电场中的加速运动1如图1所示，在匀强电场E中，一带电粒子(不计重力)q的初速度v0恰与电场线方向相同，则带电粒子q在开始运动后，将 ( )A沿电场线方向做匀加速直线运动B沿电场线方向做变加速直线运动C沿电场线方向做匀减速直线运动D偏离电场线方向做曲线运动答案C解析在匀强电场E中，带电粒子所受静电力为恒力带电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用，产生与运动方向相反的恒定的加速度，因此，带电粒子q在开始运动后，将沿电场线做匀减速直线运动2 如图2所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为q的粒子，以速度v0通过等势面M射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N的速度应是 ()A.Bv0C.D.答案C解析qUmv2mv，v，选C.3 如图3所示P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是 ()A两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C与两板间距离无关，仅与加速电压U有关D以上说法都不正确答案C题组二带电粒子在电场中的偏转运动4 如图4所示，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量为h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量(h/U)叫示波器的灵敏度若要提高其灵敏度，可采用下列方法中的 ()A增大两极板间的电压B尽可能使板长l做得短些C尽可能使板间距离d减小些D使电子入射速度v0大些答案C解析因为hat2(a，t)，所以.要使灵敏度大些，选项中合乎要求的只有C.5 如图5所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a点，b粒子打在B板的b点，若不计重力，则 ()Aa的电荷量一定大于b的电荷量Bb的质量一定大于a的质量Ca的比荷一定大于b的比荷Db的比荷一定大于a的比荷答案C解析粒子在电场中做类平抛运动，h()2得：xv0 .由v0 v0 得.6如图6所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为 ()AU1U218 BU1U214CU1U212 DU1U211答案A解析由yat2得：U，所以U，可知A项正确7 如图7所示，一束不同的带正电的粒子(不计重力)，垂直电场线进入偏转电场，若使它们经过电场区域时偏转距离y和偏转角都相同，应满足 ()A具有相同的动能B具有相同的速度C具有相同的D先经同一电场加速，然后再进入偏转电场答案D解析带电粒子进入偏转电场的过程中，其偏转距离为：yat22，偏转角满足tan .由此知，若动能相等，q不同，则不能满足要求，A错误；若速度相同，不同，则不能满足要求，B错误；同样地，若相同，v0不同也不能满足要求，C错误；若经过相同电场加速，满足qU1mv，则y，tan ，y、tan 均与v0、Ek、q、m无关，D正确8 真空中的某装置如图8所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏今有质子、氘核和粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上已知质子、氘核和粒子的质量之比为124，电荷量之比为112，则下列判断中正确的是 ()A三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同B三种粒子打到荧光屏上的位置相同C偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为122D偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为124答案B解析粒子加速过程qU1mv2，从B至M用时t，得t ，所以t1t2t31，选项A错误偏转位移y( )2，所以三种粒子打到荧光屏上的位置相同，选项B正确因WqEy，得W1W2W3q1q2q3112，选项C、D错误9如图9所示的示波管，当两偏转电极XX、YY电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O点，其中x轴与XX电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与YY电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)若要电子打在图示坐标系的第象限，则 ()AX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极BX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极CX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极DX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极题组三综合应用10一个初动能为Ek的带电粒子以速度v垂直电场线方向飞入两块平行金属板间，飞出时动能为3Ek.如果这个带电粒子