阶段验收评估(六)　静电场VIP

阶段验收评估 六 静 电 场 时间 60 分钟 满分 100 分 一 单项选择题 本题共 5 小题 每小题 6 分 共 30 分 每小题只有一个选项正确 1 关于静电场下列说法中正确的是 A 在电场中某点的电势为零 则该点的电场强度一定为零 B 电荷在电场中电势高的地方电势能大 在电势低的地方电势能小 C 根据公式 U Ed 知 在匀强电场中两点间的距离越大 电势差就越大 D 正电荷从电势高的点运动到电势低的点 电势能一定减少 2 2014 广西三校联考 一带正电小球从光滑绝缘的斜面上 O 点由静止释放 在斜面 上水平虚线 ab 和 cd 之间有水平向右的匀强电场如图 1 所示 下面哪个图像能正确表示小 球的运动轨迹 图 1 图 2 3 2014 安徽师大摸底 如图 3 所示 A B 是真空中的两个等量异种点电荷 M N O 是 AB 连线的垂线上的点 且 AO OB 一带负电的试探电荷仅受电场力作用 运动轨迹如图中实线所示 M N 为轨迹和垂线的交点 设 M N 两点的场强大小分别为 EM EN 电势分别为 M N 下列说法中正确的是 图 3 A 点电荷 A 一定带正电 B EM小于 EN C M大于 N D 此试探电荷在 M 处的电势能小于 N 处的电势能 4 2014 徐州摸底 如图 4 所示 在 M N 处固定着两个等量异种点电荷 在它们的连 线上有 A B 两点 已知 MA AB BN 下列说法正确的是 图 4 A A B 两点场强相同 B A B 两点电势相等 C 将一正电荷从 A 点移到 B 点 电场力做负功 D 负电荷在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能 5 2013 江南十校摸底 如图 5 所示 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 所带电量数值也相等 现将 M N 从虚线上 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 若不计重力 则 图 5 A M 带负电荷 N 带正电荷 B N 在 a 点的速度与 M 在 c 点的速度大小相同 C M 和 N 两粒子在电场中运动的加速度相同 D N 从 O 点运动至 a 点的过程中克服电场力做功 二 多项选择题 本题共 2 小题 每小题 6 分 共 18 分 每小题有多个选项正确 全 选对得 6 分 选对但不全得 3 分 错选或不选得 0 分 6 2013 江苏二校联考 真空中有一半径为 r0的带电金属球壳 通过其球心的一直线 上各点的电势 分布如图 6 所示 r 表示该直线上某点到球心的距离 r1 r2分别是该直线 上 A B 两点离球心的距离 下列说法中正确的是 图 6 A A 点的电势低于 B 点的电势 B A 点的电场强度方向由 A 指向 B C A 点的电场强度大于 B 点的电场强度 D 正电荷沿直线从 A 移到 B 的过程中 电场力做负功 7 2014 银川模拟 如图 7 所示 水平面的上方有竖直向上的匀强电场 平面上静止着 质量为 M 的绝缘物块 一质量是 m 的带正电弹性小球 以水平速度 v 与物块发生碰撞 并以原速率返回 弹回后仅在电场力和重力的作用下沿着虚线运动 则下列说法正确的是 图 7 A 弹回后球的机械能守恒 B 弹回后轨迹是抛物线 C 弹回后机械能与电势能的总和守恒 D 弹回后动能增加 8 2013 济南外国语学校测试 如图 8 所示 a b 是 x 轴上关于 O 点对称的两点 c d 是 y 轴上关于 O 点对称的两点 c d 两点分别固定一等量异种点电荷 带负电的检 验电荷仅在电场力作用下从 a 点沿曲线运动到 b 点 E 为第一象限内轨迹上的一点 以下 说法正确的是 图 8 A c 点的电荷带正电 B a 点电势高于 E 点电势 C E 点场强方向沿轨迹在该点的切线方向 D 检验电荷从 a 到 b 过程中 电势能先增加后减少 三 非选择题 本题共 4 小题 共 52 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和演 算步骤 9 10 分 如图 9 所示 a b 为两个固定的带正电 q 的点电荷 相距为 L 通过其连线 中点 O 作此线段的垂直平分面 在此平面上有一个以 O 为圆心 半径为L 的圆周 其上 3 2 有一个质量为 m 带电荷量为 q 的点电荷 c 做匀速圆周运动 求 c 的速率 图 9 10 12 分 在一个水平面上建立 x 轴 在过原点 O 右侧空间有一个匀强电场 电场强 度大小 E 6 105 N C 方向与 x 轴正方向相同 在 O 处放一个电荷量 q 5 10 8C 质量 m 0 010 kg 的带负电绝缘物块 物块与水平面间的动摩擦因数 0 2 沿 x 轴正方向给物 块一个初速度 v0 2 m s 如图 10 所示 求 g 取 10 m s2 图 10 1 物块最终停止时的位置 2 物块在电场中运动过程的机械能增量 11 14 分 2014 唐山联考 如图 11 所示 平行板电容器倾斜固定放置 极板与水平线 夹角 30 某时刻一质量为 m 带电量为 q 的小球由正中央 A 点静止释放 小球离开电 场时速度是水平的 落到距离 A 点高度为 h 的水平面处的 B 点 B 点放置一绝缘弹性平板 M 当平板与水平夹角 45 时 小球恰好沿原路返回 A 点 电容器极板间电场是匀强电 场 极板外无电场 且小球离开电容器的位置不一定是极板边缘 求 图 11 1 电容器极板间的电场强度 E 2 小球离开电容器时的速度 3 平行板电容器的板长 L 4 小球在 AB 间运动的周期 T 12 16 分 2014 沈阳测试 如图 12 甲所示 A B 是一对平行放置的金属板 中心各 有一个小孔 P Q PQ 连线垂直金属板 两板间距为 d 现从 P 点处连续不断地有质量为 m 带电量为 q 的带电粒子 重力不计 沿 PQ 方向放出 粒子的初速度可忽略不计 在 t 0 时刻开始在 A B 间加上如图乙所示交变电压 A 板电势高于 B 板电势时 电压为正 其电压大小为 U 周期为 T 带电粒子在 A B 间运动过程中 粒子间相互作用力可忽略不 计 图 12 1 进入到金属板之间的带电粒子的加速度 2 如果只有在每个周期的 0 时间内放出的带电粒子才能从小孔 Q 中射出 则上述 T 4 物理量 d m q U T 之间应满足的关系 3 如果各物理量满足 2 中的关系 求每个周期内从小孔 Q 中有粒子射出的时间与周 期 T 的比值 答 案 1 选 D 电势能的大小是相对于参考位置来说的 电势为零的位置就是参考位置 参 考位置是可以任意选取的 选项 A 错误 只有正电荷在电场中电势高的地方电势能大 在 电势低的地方电势能小 负电荷正好相反 选项 B 错误 公式 U Ed 中的 d 为沿电场强度 方向的距离 所以在匀强电场中 两点间沿电场强度方向的距离越大 电势差就越大 如 果 d 是沿垂直于电场强度方向的距离 那么间距变大时 电势差不变 选项 C 错误 正电 荷在电势越高的地方电势能越大 在电势越低的地方电势能越小 所以正电荷从电势高的 点运动到电势低的点 电势能一定减少 选项 D 正确 2 选 D 正电小球从光滑绝缘的斜面上 O 点由静止释放 开始做匀加速直线运动 进入电场区域后受到水平方向电场力偏转 出电场后向下偏转 所以能正确表示小球的运 动轨迹的是 D 3 选 B 根据带负电的试探电荷运动轨迹 点电荷 A 一定带负电 选项 A 错误 根 据两个等量异种点电荷电场特点可知 EM小于 EN 试探电荷在 M 处的电势能大于 N 处的 电势能 选项 B 正确 C D 错误 4 选 A 根据等量异种点电荷电场特点 A B 两点场强相同 A B 两点电势不相等 选项 A 正确 B 错误 将一正电荷从 A 点移到 B 点 电场力做正功 选项 C 错误 负电荷 在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能 选项 D 错误 5 选 B 由 O 点电势高于 c 点可知 匀强电场的场强方向为竖直向下 带电粒子 M 轨迹向下弯曲可知 M 所受电场力向下 M 带正电 带电粒子 N 轨迹向上弯曲可知 N 所受 电场力向上 N 带负电 选项 A 错误 由于在匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直 线为等差等势面 O 点至 a 点和 O 点至 c 点的电势差大小相等 由动能定理可知 N 在 a 点的动能与 M 在 c 点的动能相同 N 在 a 点的速度与 M 在 c 点的速度大小相同 选项 B 正确 M 和 N 两粒子在电场中运动所受电场力大小相同 方向相反 选项 C 错误 N 从 O 点运动至 a 点的过程中电场力做正功 选项 D 错误 6 选 BC A 点的电势高于 B 点的电势 选项 A 错误 A 点的电场强度方向由 A 指向 B A 点的电场强度大于 B 点的电场强度 选项 B C 正确 正电荷沿直线从 A 移到 B 的 过程中 电场力做正功 选项 D 错误 7 选 BCD 小球弹回后沿虚线运动的过程中 电场力对小球做正功 小球机械能增 加 但小球的机械能与电势能之和守恒 A 错误 C 正确 因电场力大于重力 合力对小 球做正功 小球动能增加 D 正确 小球在水平方向不受力 小球的轨迹为抛物线 B 正 确 8 选 BD 由于只受电场力的作用 检验电荷做曲线运动 所以电场力指向轨迹的凹 侧 因为检验电荷带负电 所以 c 点的电荷带负电 A 错 由等量异种电荷电场线分布特 征可知沿电场线方向电势逐渐降低 某点场强方向沿该点电场线的切线方向 所以 B 对 C 错 设轨迹与 y 轴交于 f 点 检验电荷从 a 到 f 的过程中 电场力做负功 电势能增加 检 验电荷从 f 到 b 的过程中 电场力做正功 电势能减小 故 D 对 9 解析 对 c 进行受力分析如图所示 由于 c 到 O 点距离 R L 所 3 2 以 abc 是等边三角形 a b 对 c 作用力 F1 F2 k 合力 F合 2F1cos q2 L2 30 3kq2 L2 由牛顿第二定律得 F合 m v2 R 即 m 3kq2 L2 v2 3 2 L 解得 v q 3k 2mL 答案 q 3k 2mL 10 解析 1 第一个过程 物块向右做匀减速运动到速度为零 Ff mg F qE Ff F ma 2as1 v02 可得 s1 0 4 m 第二个过程 物块向左做匀加速运动 离开电场后再做匀减速运动直到停止 由动能 定理得 Fs1 Ff s1 s2 0 得 s2 0 2 m 则物块停止在原点 O 左侧 0 2 m 处 2 物块在电场中运动过程的机械能增量 E Wf 2 mgs1 0 016 J 答案 1 原点 O 左侧 0 2 m 处 2 0 016 J 11 解析 1 带电粒子沿水平方向做匀加速运动可知 Eqcos mg 解得 E mg qcos 2 3mg 3q 2 小球垂直落到弹性挡板上 且 45 有 v0 vy 2gh 3 根据动能定理 Eq Ltan mv02 1 2 1 2 解得 L 3h 4 由于小球在复合场中做匀加速运动 gtan t12 L 2cos 1 2 解得 t1 L gsin 6h g 平抛运动的时间为 t2 2h g 总时间为 t 2t1 2t2 2 6h g 2h g 答案 1 2 3 3h 2 3mg 3q2gh 4 2 6h g 2h g 12 解析 1 qE ma E U d 所以 a qU dm 2 在 0 时间内 进入 A B 板间的粒子 在电场力的作用下 先向右做匀加速运 T 4 动 在 T 时间内再向右做匀减速运动 且在 0 时间内 越迟进入 A B 板间的粒子 T 2 T 4 其加速过程越短 减速运动过程也相应地缩短 当速度为零后 粒子会反向向左加速运动 由题意可知 0 时间内放出的粒子进入 A B 板间 均能从 Q 孔射出 也就是说在 时刻 T 4 T 4 进入 A B 板间的粒子是能射出 Q 孔的临界状态 粒子在 时刻进入 A B 板间电场时 先加速 后减速 由于粒子刚好离开电场 说明 T 4 它离开电