09专题二-电场中的力学综合问题

1、高中同步测试卷 九 专题二 电场中的力学综合问题 时间： 90 分钟,总分值： 100 分 一、单项选择题 此题共 7 小题,每题 4 分,共 28 分.在每题给出的四个选项中,只有一个选项正确 1如图甲所示,质量均为 m 的 a、 b 两球用绝缘细线相连, a 球又用绝缘细线挂在 O 点,两带电小球电荷量分别为+q和一q加一个向左的匀强电场,平衡后两线都拉紧,那么两球所处位置可能是图乙中的 2.如图甲所示,在 x轴上有一个点电荷 Q图中未画出,0、A、B为x轴上三点.放 在A、B两点的检验电荷受到点电荷 Q的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图乙所示.x 轴的正方向为电场力的正方向,以下说法

2、错误的选项是 A .点电荷Q 一定为正点电荷B.点电荷Q在A、B之间C. A点的电场强度大小为 2X 103 N/C D.同一电荷在 A点所受的电场力比 B点的 大3.如下图,在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲,现将另一个也带正电 的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点,假设此过程中甲始终保持静止,甲、乙两物体可视为质点,那么以下说法正确的选项是 ()A.乙的电势能先增大后减小B.甲对地面的压力先增大后减小C.甲受到地面的摩擦力不变D.甲受到地面的摩擦力先增大后减小4.正对放置的两块等大平行金属板M、 N 与电源连接,两板间有一带电粒子以速度v0沿直线运动；当粒子运动

3、到 P 点时,由于 M 板的迅速移动,粒子向上偏转,如下图,那么 以下说法正确的选项是 ()A 粒子带负电B. M板向上移动C.板间电场强度减小D.电容器的电容变大5.如下图,xOy平面内有一匀强电场,场强为 E,方向未知,电场线跟 x轴的负方 向夹角为0,电子在坐标平面 xOy内,从原点 O以大小为vo、方向沿x轴正方向的初速度 射入电场,最后打在 y轴上的M点.电子的质量为 m,电荷量为e,重力不计.那么 A . O点电势高于M点电势B .运动过程中,电子在 M点电势能最大C.运动过程中,电子的电势能先减少后增加D .电场力对电子先做负功,后做正功6.质量为m的物块,带正电荷为 Q,开始时

4、让它静止在倾角a= 60.的固定光滑绝缘斜面顶端,整个装置放在水平向左、大小为E =3"的匀强电场中,如下图.斜面高为H ,Q释放物块后,物块落地的速度大小为A. 2 ,gHC. 2 .2gH7如下图,有一个半径向右的匀强电场中,一个质量为R= 5,3 m的光滑绝缘圆周轨道固定在竖直面内,位于水平 m的带电小球在圆周轨道内侧运动,小球所受的电场力与重力之比为1 ：3.要使小球在整个圆周轨道内侧运动不脱离轨道,小球在轨道内侧运动过程中的最小速度为A . 6.3 m/sB. 5、：'3 m/sC. 5 2 3 m/sD. 10 m/s二、多项选择题此题共5小题,每题6分,共30分

5、,在每题给出的四个选项中,有多个选项符合题意.$r;坤T8如下图,一长为L的绝缘细线下端系一质量为 m的金属小球,并带有一q的电荷量, 在细线的悬点0处放一带电荷量为+ q的点电荷.要使金属小球能在竖直平面内做完整的圆周运动,静电力常量为 k,不计空气阻力,以下说法正确的选项是A 金属小球在做圆周运动的过程中机械能守恒B 金属小球在做圆周运动的过程中机械能不守恒q2 骨+ mg LC.金属小球在最高点的最小速度值vo= gLD .金属小球在最高点的最小速度值vo=0点处有一正点电荷9如下图,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方 带负电的小物体以初速度 vi从M点沿斜面上滑,到达 N点时速度为 零,然后下

6、滑回到 M点,此时速度为V2V2<V1.假设小物体电荷量保持不变,0M = ON,那么A .小物体上升的最大高度为v2 + v24gB .从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功D .从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小某一未知初速度 V0沿X轴正向运动到点X4.那么以下说法正确的选项是10. 在光滑水平面内有一沿 x轴的静电场,其电势$随坐标x 的改变而变化,变化的图线如下图图中如,一枷,X1, X2, X3, X4均.有一质量为m,电荷量为q的带负电的小球在 0点以A .带电小球在 0X1间加速,在X1X2间

7、减速B .带电小球在 X1X2间减速,在 X2X3间加速C.初速度vo应满足vo>带电小球在运动过程中最大速度为11. 如下图,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,那么上述过程中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一W11C.小球的机械能增加 Wi + qmv2D .小球的电势能减少 W212. 如下图,虚线为空间电场的等势面,电

8、荷量为一 力不计,在恒定拉力F的作用下沿直线由 A匀速运动到q的小球重B,ABA . A、B两点的电势差为Fds in 0qB.匀强电场的电场强度大小为Fsin 0q和等势面间夹角为0, A、B间距离为d,那么011F1_1IP141,f:.*r|C.带电小球由 A运动到B的过程中,电势能减少了 Fdsin 0 D .假设要使带电小球由 B向A做匀速直线运动,那么力 F不变题号123456789101112答案三、计算题此题共4小题,共42分.解答时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.13. 10分如下图,竖直

9、平面内有一圆形光滑绝缘细管,细管截 面半径远小于半径 R,在中央处固定一带电荷量为+Q的点电荷.质量为m、带电荷量为+ q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动,当小 球运动到最高点时恰好对细管无作用力,求当小球运动到最低点时对管 壁的作用力是多大？14. 10分电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理.某一水平面内有一直角坐标系xOy, x= 0和x= L = 10 cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场E1= 1.0 x 104 V/m , x= L和x=3L的区间内有一沿 y轴负方向的有理想边界的匀强电场E2 =1.0x 104 V/m,一电子为了计算简单,比荷取为e/m

10、= 2x 1011C/kg从直角坐标系xOy平面内的坐标原点 O以很小的速度进入匀强电场E1,计算时不计此速度 且只考虑xOy平面内的运动.求:1电子从O点进入到离开x= 3L处的电场所需的时间;2电子离开x= 3L处的电场时的y坐标；电子离开x= 3L处的电场时的速度大小和方向.15. (10分)如下图,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强 电场中,场强大小为 E,方向一定,在圆周平面内,将一带正电荷 q的小球 从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点, 在所有的这些点中,到达 c点时小球的动能最大./cab = 30°,假设不计 重力和空气阻力,试求:(1) 电场方向与ac间的夹角B为多大？(2) 假设小球在a点时初速度方向与电场方向垂直,那么小球恰好能落在c点,那么初动能为多大？16. (12分)如下图,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R= 0.50m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小E = 1.0X 104 N/C,现有