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文档简介
1、第六章 电场(时间60分钟,满分100分)一、单项选择题(本题共4个小题,每小题4分,共16分每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求) 1某电场中的电场线(方向未标出)如图1所示,现将一带负电的点电荷从A点移至B点需克服电场力做功,则C、D两点的电场强度、电势大小关系应为 ()AEC>ED,C>DBEC<ED,C>DCEC>ED,C<DDEC<ED,C<D解析:负电荷从A点移到B点,电场力做负功,故场强方向应向左,根据沿场强方向电势降低知C>D.又根据电场线疏密知EC>ED,故A项正确答案:A 2某平行金属板间加如图2所示的
2、周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t0时刻开始将其释放,运动过程中无碰板情况图3中能正确定性描述粒子运动的速度图象的是()解析:0时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动,T时间内粒子做匀减速直线运动,由对称性可知,在T时粒子速度减为零,此后周期性重复上述运动,故A对答案:A 3(2010·广州模拟)如图4所示,匀强电场方向平行于xOy平面,在xOy平面内有一个半径为R5 cm的圆,圆上有一动点P,半径OP与x轴方向的夹角为,P点沿圆周移动时,O、P两点的电势差满足UOP25sin(V),则该匀强电场的大小和方向分别为()A5 V/m,沿x轴正方向B25 V/m,
3、沿y轴负方向C500 V/m,沿y轴正方向D250 V/m,沿x轴负方向解析:匀强电场中沿电场线方向电势降落最快,根据UOP25sin,当90°时,OP间电压最大,以此分析电场线沿y轴正向;根据场强E得E500 V/m,C正确答案:C4(2009·广东高考)如图5所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止在物块的运动过程中,下列表述正确的是 ()A两个物块的电势能逐渐减少B物块受到的库仑力不做功C两个物块的机械能守恒D物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力解析:由静止释放后,因两带电小物块带同种电荷,所以库
4、仑力对它们均做正功,故电势能都减小,A正确、B错误;在两小物块的运动过程中,因摩擦力和电场力分别做功,发生机械能和其他形式能量的相互转化,故机械能不守恒,C错误;因两物块从静止开始运动最后停止,所以必然有先加速后减速的过程,所以开始库仑力大于摩擦力,最后摩擦力大于库仑力,故D错误答案:A二、双项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全选对的得6分,只选1个且正确的得1分,错选或不选的得0分) 5(2010·潍坊模拟)如图6所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球,另一端固定于O点,小球在竖直平面内做
5、匀速圆周运动,最高点为a,最低点为b.不计空气阻力,则()A小球带正电B电场力跟重力平衡C小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小D小球在运动过程中机械能守恒解析:由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动,速率不变化,由动能定理,外力做功为零,绳子拉力不做功,电场力和重力做的总功为零,所以电场力和重力的合力为零,电场力跟重力平衡,B正确由于电场力的方向与重力方向相反,电场方向又向上,所以小球带正电,A正确小球在从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,由功能关系得,电势能增加,C不正确在整个运动过程中,除重力做功外,还有电场力做功,小球在运动过程中机械能不守恒,D不正确答案:AB 6如图7所示,水平
6、放置的平行板电容器,上板带负电,下板带正电,断开电源,带电小球以速度v0水平射入电场,且沿下板边缘飞出若下板不动,将上板上移一小段距离,小球仍以相同的速度v0从原处飞入,则带电小球 ()A将打在下板中央B仍沿原轨迹由下板边缘飞出C不发生偏转,沿直线运动D若上板不动,将下板上移一段距离,小球可能打在下板的中央解析:电容器带电荷量不变,将电容器上板或下板移动一小段距离,由公式E和C可知,电容器两板间电场的场强不变,以相同速度入射的小球仍将沿原轨迹运动下板不动时,小球沿原轨迹由下板边缘飞出;当下板向上移动时,小球可能打在下板的中央选项B、D正确答案:BD7如图8所示,AB、CD为一圆的两条直径,且相
7、互垂直,O点为圆心空间存在一未知静电场,方向与圆周所在平面平行,现让一电子先从A点运动至C点,电势能减少了Ep;又从C点运动至B点,电势能增加了Ep,那么此空间存在的静电场可能是 ()A匀强电场,方向垂直于AB由O点指向C点B匀强电场,方向垂直于AB由C点指向O点C位于O点的正点电荷形成的电场D位于D点的负电荷形成的电场解析:电子在A、B两点电势能相等,说明A、B两点在同一个等势面上由于电子从A运动至C点,电势能减少,说明A<C,若是匀强电场,方向应垂直于AB由C点指向O点,A错误、B正确;正点电荷若在O点,则AC,C错误;若负电荷位于D点,则A<C,且AB,D正确答案:BD8如图
8、9所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B是这条直线上的两点一带正电粒子仅在电场力作用下,以速度vA经过A点向B点运动,经过一段时间后,粒子以速度vB经过B点,且vA与vB方向相反,则 ()AA点的场强一定大于B点的场强BA点的电势一定低于B点的电势C粒子在A点的动能一定小于在B点的动能D粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能解析:电场线的疏密表示场强的大小,一根电场线无法判断场强的大小,A错;由于vB与vA反向,所以电场线方向由BA,顺着电场线电势越来越低,B正确;根据功能关系得:粒子从AB电场力做负功,电势能增大,动能减小,所以C错D对答案:BD 9(2009·山东高考)如
9、图10所示,在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷Q和Q,x轴上的P点位于Q的右侧下列判断正确的是 ()A在x轴上还有一点与P点电场强度相同B在x轴上还有两点与P点电场强度相同C若将一试探电荷q从P点移至O点,电势能增大D若将一试探电荷q从P点移至O点,电势能减小解析:P点场强方向沿x轴的负方向,由等量异种电荷电场线的分布可知,在x轴上Q的左侧,还有一点与P点电场强度相同,该点与P点以O点对称,选项A正确,选项B错误由于O点电势高于P点电势,将试探电荷q从P点移至O点的过程中,电势能增大,选项C正确,选项D错误答案:AC三、非选择题(本题包括3小题,共54分按题目要求作答,解答应写
10、出必要的文字说明、方程式和重要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) 10(14分)在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E6.0×105 N/C,方向与x轴正方向相同在O处放一个电荷量q5.0×108 C、质量m1.0×102 kg的绝缘物块物块与水平面间的动摩擦因数0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v02.0 m/s,如图11所示(g取10 m/s2)试求:(1)物块向右运动的最大距离;(2)物块最终停止的位置解析:(1)设物块向右运动的最大距离为xm,由动能定理得:mg
11、xmE|q|xm0mv02可求得:xm0.4 m.(2)因Eq>mg,物块不可能停在O点右侧,设最终停在O点左侧且离O点为x处由动能定理得:E|q|xmmg(xmx)0可得:x0.2 m.答案:(1)0.4 m(2)O点左侧0.2 m处11(18分)一带电平行板电容器竖直放置,如图12所示板间距d0.1 m,板间电势差U1000 V现从A处以速度vA3 m/s水平向左射出一带正电的小球(质量m0.02 g、电荷量为q107 C),经过一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,(取g10 m/s2)求:(1)分别从水平方向和竖直方向定性分析从A到B的过程中小球的运动情况;(2)A、B间的距离
12、解析:(1)在水平方向上,小球开始向左做初速度为vA的匀减速运动,速度变为零后向右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力在竖直方向上,小球向下做初速度为零的匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力(2)水平方向:电场力为Fq,加速度a小球向左运动到最远的时间为t0.06 s.在这段时间内向左运动的距离xvAtat20.09 m<0.1 m,不会撞到左壁小球达到B点所用时间为T2t竖直方向下落距离即为所求hABgT27.2 cm.答案:(1)见解析(2)7.2 cm 12(22分)如图13所示,质量为m5×108 kg的带电粒子以v02 m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L10 cm,板间距离d2 cm,当A、B间加电压UAB103 V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高)求:(1)带电粒子的电性和所带电荷量;(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?解析:(1)当UAB103 V时,粒子做直线运动,有qmg,q1011 C,带负电(2)当电压UA
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