2012高中物理 第1、2章 静电场 电势能与电势差单元测试13 鲁科版选修3-1

用心 爱心 专心1 第第 1 1 2 2 章章 静电场静电场 电势能与电势差电势能与电势差 单元测试单元测试 一 本题共 12 小题 每小题的正确答案可能不止一个选项 1 如图 水平放置的平金属板 A B 连接一恒定电压 两个质量相等的电荷 M 和 N 同 时分别从极板 A 的边缘和两极板的正中间言水平方向进入板间电场 两电荷恰好在板间某 点相遇 若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用 则下列说法正确的是 A M 的比荷大于 N 的比荷 B 两电荷在电场中运动的加速度相等 C 从两电荷进入电场到两电荷相遇 电场力对 M 做的功大于 电场力对 N 做的功 D M 进入电场的初速度大小与 N 进入电场的初速度大小一定相等 2 如图所示 一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下 从静止开始由 b 沿 直线运动到 d 且 bd 与竖直方向所夹的锐角为 45 则下列结论不正确的是 A 此液滴带负电 B 液滴做匀加速直线运动 C 合外力对液滴做的总功等于零 D 液滴的电势能减少 3 某静电场的电场线分布如图所示 一负点电荷只在电场力作用下 先后经过场中的 M N 两点 过 N 点的虚线是电场中的一条等势线 则 A M 点的电场强度小于 N 点电场强度 B M 点的电势低于 N 点的电势 C 负点电荷在 M 点的电势能小于在 N 点的电势能 D 负点电荷在 M 点的动能小于在 N 点的动能 4 如图所示 虚线表示某点电荷 Q 所激发电场的等势面 已知 a b 两点在同一等势面上 c d 两点在另一个等势面上 甲 乙两 个带电粒子以相同的速率 沿不同的方向从同一点 a 射入电场 在电 场中沿不同的轨迹 adb 曲线 acb 曲线运动 则下列说法正确的是 两粒子所带的电荷符号不同 Q b 甲 乙 d c a 用心 爱心 专心2 甲粒子经过 c 点时的速度大于乙粒子经过 d 点的速度 两个粒子的电势能都是先减小后增大 经过 b 点时 两粒子的动能一定相等 A B C D 5 如下图所示 光滑曲面上方有一固定的带电量为 Q的点 电荷 现有一带电量为 q的金属小球 可视为质点 在A点以初 速度v0沿曲面射入 小球与曲面相互绝缘 则 A 小球从A点运动到B点过程中 速度逐渐减小 B 小球从A点到C点过程中 重力势能的增加量等于其动能的减少量 C 小球在C点时受到 Q的库仑力最大 所以对曲面的压力最大 D 小球在曲面上运动过程中 机械能始终守恒 6 如图所示 处于真空中的匀强电场与水平方向成 15 角 AB直线与匀强电场E互相垂直 在A点以大小为v0的初 速度水平抛出一质量为m 带电量为 q的小球 经时间t 小球下落一段距离过C点 图中未画出 时速度仍为v0 在小 球由A点运动到C点的过程中 下列说法中正确的是 A 电场力对小球做功为零 B 小球的电势能增加 C 小球的机械能减少量为mg2t2 1 2 D C可能位于AB直线的左侧 7 如下图所示 带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行 金属板内 恰好沿下板的边缘飞出 已知板长为L 板间距离为d 板间电压为U 带电粒 子的电荷量为q 粒子通过平行金属板的时间为t 不计粒子的重力 则 A 在前 时间内 电场力对粒子做的功为 t 2 Uq 4 B 在后 时间内 电场力对粒子做的功为 t 2 3Uq 8 C 粒子的出射速度偏转角满足 tan d L D 粒子前 和后 的过程中 电场力冲量之比为 1 d 4 d 42 8 在地面附近 存在着一有界电场 边界 MN将某空间分成上下两个区域 在区域 中有竖直向上的匀强电场 在区域 中离边界某 用心 爱心 专心3 一高度由静止释放一质量为m的带电小球A 如下图甲所示 小球运动的v t图象如图乙 所示 已知重力加速度为g 不计空气阻力 则 A 在t 2 5 s 时 小球经过边界MN B 小球受到的重力与电场力之比为 3 5 C 在小球向下运动的整个过程中 重力做的功与电场力做的功大小相等 D 在小球运动的整个过程中 小球的机械能与电势能总和先变大再变小 9 如下图所示 实线为电场线 虚线为等势面 两相邻等势面间 电势差相等 A B C为电场中的三个点 且AB BC 一个带正电的粒 子从A点开始运动 先后经过B C两点 若带电粒子只受电场力作用 则下列说法正确的是 A 粒子在A B C三点的加速度大小关系aC aB aA B 粒子在A B C三点的动能大小关系EkC EkB EkA C 粒子在A B C三点的电势能大小关系EpC EpB EpA D 粒子由A运动至B和由B运动至C电场力做的功相等 10 轴上的两个点电荷和 和之间连线上各x 1 Q 2 Q 1 Q 2 Q 点电势高低如图曲线所示 AP PB 选无穷远处电势为零 从 图中可以看出 A 的电量一定大于的电量 1 Q 2 Q B 和一定是同种电荷 1 Q 2 Q C P 点电场强度为零 D 和之间连线上各点电场方向都指向 1 Q 2 Q 2 Q 11 AM BN 是平行板电容器两极板 板长为 L 距离板右 端 L 处有竖直屏 PQ 若带电 两板之间为匀强电场 两板之外 电场忽略不计 一质量为 m 带电量为 q 的油滴以水平速度 V0 飞入电容器间 经过一段时间油滴垂直打在屏上 下列说法正 确的是 A 平行板电容器可能不带电 B BN 板一定带正电 且电场强度大小为 mg q C 油滴在电容器间运动过程中机械能一定增大 D 油滴撞击 PQ 前的瞬间速度大小仍为 V0 宿中张克 扬 0 Q1 Q2x AB P V0 P Q MA BN 用心 爱心 专心4 12 如图所示 在水平向右的匀强电场中以竖直和水平方向建立直角坐标系 一带负 电的油滴从坐标原点以初速度v0向第一象限某方向抛出 当油滴运动到最高点A 图中未 画出 时速度为vt 试从做功与能量转化角度分析此过程 下列说法正确的是 A 若vt v0 则重力和电场力都对油滴做正功引起油滴动能增大 B 若vt v0 则油滴电势能的改变量大于油滴重力势能的改变量 C 若vt v0 则A点可能位于第一象限 D 若vt v0 则A点一定位于第二象限 二 计算题 13 如图所示 空间存在着电场强度为E 2 5 102N C 方向竖直向上的匀强电场 一长为L 0 5m 的绝缘细线 一端固定在O点 一端拴着质量m 0 5kg 电荷量q 4 10 2C 的小球 现将细线拉直到水平位置 使小球由静止释放 则小球能运动到最高点 不 计阻力 取g 10m s2 求 1 小球的电性 2 细线在最高点受到的拉力 3 若小球刚好运动到最高点时细线断裂 则细线断裂后小球继续运动到与O点水 平方向距离为细线的长度L时 小球距O点的高度 14 如图所示 某空间有一竖直向下的匀强电场 电场强度E 1 0 102V m 一块足 够大的接地金属板水平放置在匀强电场中 在金属板的正上方高度h 0 80m 的a处有一粒 子源 盒内粒子以v0 2 0 102m s 的初速度向水平面以下的各个方向均匀释放质量为 m 2 0 10 15kg 电荷量为q 10 12C 的带电粒子 粒子最终落在金属板b上 若不计粒子 重力 求 结果保留两位有效数字 粒子源所在处a点的电势 带电粒子打在金属板上时的动能 O E y x v0E O 用心 爱心 专心5 从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围 所形成的面积 若使带电粒子打在金属 板上的范围减小 可以通过改变哪些物理量来实现 15 如图所示 真空中相距 d 5 cm 的两块平行金属板 A B 与电源连接 图中未画出 其中 B 板接地 电势为零 A 板电势变化的规律如图所示 将一个质量 m 2 0 10 23 kg 电量 q 1 6 10 1C 的带电粒子从紧临 B 板处释放 不计重力 求 1 在 t 0 时刻释放该带电粒子 释放瞬间粒子加速度的大小 2 若 A 板电势变化周期 T 1 0 10 5 s 在 t 0 时将带电粒子从紧临 B 板处无初速释放 粒子到达 A 板时动量的大小 3 A 板电势变化频率多大时 在 t 到 t 时间内从紧临 B 板处无初速释放该带电 4 T 2 T 粒子 粒子不能到达 A 板 参考答案参考答案 一 选择题 一 选择题 题号题号 1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212 a b h 用心 爱心 专心6 答案答案 ACACC CC CA AA AB BBCBCBCBCABABADADCDCDB B 二 计算题 二 计算题 13 解 1 由小球运动到最高点可知 小球带正电 2 设小球运动到最高点时速度为v 对该过程由动能定理有 2 2 1 mvLmgqE 在最高点对小球由牛顿第二定律得 L v mqEmgT 2 由 式解得 T 15N 3 小球在细线断裂后 在竖直方向的加速度设为a 则 m mgqE a 设小球在水平方向运动L的过程中 历时t 则 vtL 设竖直方向上的位移为s 则 2 2 1 ats 由 解得 s 0 125m 小球距 O 点高度为s L 0 625m 14 解 1 V80 Eh a 2 由动能定理J1021 2 1 102 0 qEhmvEk 3 粒子源打在金属板上的范围是圆 设半径为R 则 tvR t m qE h 0 2 2 1 解得 m280 2 0 qE mh vR 面积为S R2 4m2 若使带电粒子打在金属板上的范围减小 可以减小h或增大E 15 电场强度 E d U 带电粒子所受电场力 d Uq EqF F ma 92 4 0 10 Uq am s dm 用心 爱心 专心7 粒子在 0 到时间内走过的距离为m 2 T 22 1 5 0 10 22 T a 故带电粒在