福建华侨中学高二物理静电场同步训练（10.22）

1、华侨中学2019年高二物理校本训练10.22学校:_姓名：_班级：_考号：_一、单项选择题本大题共7小题 ,共28.0分1. 以下是某同学对电场中的概念、公式的理解 ,其中正确的选项是A. 根据电场强度的定义式E=Fq ,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比B. 根据电容的定义式C=QU ,电容器的电容与所带电荷量成正比 ,与两极板间的电压成反比C. 根据真空中点电荷电场强度公式E=kQr2 ,电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比D. 根据公式UAB=WABq ,带电量为1C正电荷 ,从A点移动到B点克服电场力做功为1J ,那么A、B点的电势差为1V2. 如下图 ,匀强电场场强E

2、=100V/m ,A、B两点相距10cm、A、B连线与电场线夹角为60° ,假设取A点电势为0 ,那么B点电势为A. 10VB. 10VC. 5VD. 5V3. 在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V ,B、C两点间的电势差为UBC=-200V ,那么A、B、C三点电势上下关系为A. A>B>CB. A<C<BC. C>A>BD. C>B>A4. 带电粒子仅在电场力作用下 ,从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点 ,如下图 ,实线是电场线 ,关于粒子 ,以下说法正确的选项是A. 在a点的加速度大于在b点的加速

3、度B. 在a点的电势能小于在b点的电势能C. 在a点的速度小于在B点的速度D. 电场中a点的电势一定比b点的电势高5. 如图 ,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连 ,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间 ,处于静止状态.现保持右极板不动 ,将左极板向左缓慢移动.关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T ,以下判断正确的选项是(      )A. F逐渐减小 ,T逐渐减小B. F逐渐增大 ,T逐渐减小C. F逐渐减小 ,T逐渐增大D. F逐渐增大 ,T逐渐增大6. 如下图 ,电荷量q ,质量为m的滑块 ,沿固定绝缘斜面匀速下滑 ,现加一竖直向上

4、的匀强电场 ,电场强度为E ,以下判断中正确的选项是() A. 物体将沿斜面减速下滑B. 物体将沿斜面加速下滑C. 物体仍保持匀速下滑D. 物体可能静止7. 一带电粒子在电场中仅受静电力作用 ,做初速度为零的直线运动 ,取该直线为x轴 ,起始点O为坐标原点 ,其电势能Ep与位移x的关系如下图 ,以下图象中合理的是A. B. C. D. 二、多项选择题本大题共3小题 ,共12.0分8. 如下图 ,平行板电容器与电动势为E的直流电源内阻不计连接 ,下极板接地一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离后A. P点的电势将降低B. P带电油滴的电势能将增

5、大C. 带电油滴将沿竖直方向向上运动D. 电容器的电容减小 ,极板带电量将增大9. 一带电质点从图中的A点竖直向上以速度v0射入一水平方向的匀强电场中 ,质点运动到B点时 ,速度方向变为水平 ,质点质量为m ,带电荷量为q ,A、B间距离为L ,且AB连线与水平方向成=37°角 ,质点到达B后继续运动可到达与A点在同一水平面上的C点未画出 ,那么A. 质点在B点的速度大小为43v0B. 匀强电场的电场强度大小为4mg3qC. 从A到C的过程中 ,带电质点的电势能减小了329mv02D. 质点在C点的加速度大小为35g10. 如下图 ,有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两

6、水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中 ,最后分别打在正极板的C、B、A处 ,那么A. 三种粒子在电场中运动时间相同B. 三种粒子在电场中的加速度为aA>aB>aCC. 三种粒子到达正极板时动能EkC>EkB>EkAD. 落在C处的粒子带正电 ,落在B处的粒子不带电 ,落在A处的粒子带负电12345678910三、计算题本大题共2小题 ,共20.0分11. 如下图 ,离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为q的离子 ,从静止经加速电压U1加速后 ,获得速度v0 ,并沿垂直于电场方向射入两平行板中央 ,受偏转电压U2作用后 ,以速度v离开电场.平行板长

7、为L ,两板间距离为d ,求：(1)v0的大小(2)离子在偏转电场中运动的时间t(3)离子在离开偏转电场时的偏移量y(4)离子在离开偏转电场时的速度v的大小12. 如下图 ,在xOy平面上第象限内有平行于y轴的有界匀强电场 ,方向如图y轴上一点P的坐标为0 ,L ,有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中 ,并从A点射出 ,A点坐标为2L ,0电子的电量大小为e ,质量为m ,不计电子的重力1求匀强电场的场强大小；2假设在第象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片 ,Q点的坐标为0 ,-L ,求感光胶片上曝光点的横坐标x答案和解析1.【答案】C【解析】【分析】电场强度取决于电场本

8、身 ,与有无试探电荷无关；用电容器和电势差的定义式即可求解。此题关键抓住电场强度是描述电场本身性质的物理量 ,其大小和方向与试探电荷无关 ,是电场本身决定；电容取决于电容器本身；灵活应用电势差的定义式。【解答】A.电场强度取决于电场本身的性质 ,与试探电荷无关 ,所以不能理解电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比 ,故A错误；B.电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量 ,取决于电容器本身的属性 ,与电容器所带的电量和板间电压无关 ,故B错误；C.根据点电荷的场强公式真空中点电荷电场强度公式 ,电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比 ,故C正确；D.据电势差的定义式知 ,带电量为1C正电荷

9、 ,从A点移动到B点克服电场力做功为1J ,那么A、B点的电势差为-1V ,故D错误。应选C。2.【答案】C【解析】解：由图示可知 ,根据顺着电场线方向电势降低 ,可知B的电势低于A的电势 ,那么UBA0。AB方向与电场线方向间的夹角 =60° ,BA两点沿电场方向的距离 d=Lcos ,BA两点间的电势差UBA=-Ed=ELcos=-100V/m×0.1m×cos60°=-5V ,因取A点电势为0 ,那么B点电势为B=UBA+A=-5+0=-5V；应选：C。匀强电场的场强为E ,A、B两点间的距离为L及AB连线与电场方向的夹角为 ,根据公式U=Ed ,

10、求出两点沿电场方向的距离d ,再求解电势差U根据顺着电场线方向电势降低 ,判断A、B两点的电势上下此题首先要想到匀强电场中电势差与场强的关系式U=Ed ,其次要正确理解d的含义：两点沿电场方向的距离3.【答案】C【解析】解：由题意 ,UAB=A-B=75V ,那么得：AB； UBC=B-C=-200V ,那么得：BC； 又UAC=UAB+UBC=75-200V=-125V ,那么得：AC； 故有：CAB；故ABD错误 ,C正确 应选：C 此题根据电势差与电势的关系：UAB=A-B ,UBC=B-C ,UAC=UAB+UBC ,即可判断三点电势的上下关系 此题只要掌握UAB=A-B ,UAC=U

11、AB+UBC ,通过列式分析电势的关系也可以作出电场线 ,根据三点在电场线的位置做定性分析进行判断4.【答案】C【解析】解：A、电场线密的地方电场的强度大 ,电场线疏的地方电场的强度小 ,可知EaEb ,所以a、b两点比拟 ,粒子的加速度在b点时较大 ,故A错误； B、整个过程电场力做正功 ,根据动能定理得经b点时的动能大于经a点时的动能 ,那么在a点的电势能大于在b点的电势能 ,所以无论粒子带何种电 ,经b点时的速度总比经a点时的速度大 ,故B错误 ,C正确； D、由于不知道粒子的电性 ,也不能确定电场线的方向 ,所以无法确定a点的电势和b点的电势大小关系 ,故D错误； 应选：C电场线是从正

12、电荷或者无穷远处发出 ,到负电荷或无穷远处为止 ,电场线密的地方电场的强度大 ,电场线疏的地方电场的强度小 ,电场力做正功 ,电势能减小 ,电场力做负功电势能增大解决此题的关键是通过轨迹的弯曲方向判断出电场力的方向 ,根据电场力做功判断出动能的变化和电势能的变化5.【答案】A【解析】【分析】明确电容器与电源相连 ,故电容器两端的电势差不变 ,由U=Ed可分析电场力的变化情况 ,再根据受力分析明确绳子拉力的变化情况。此题综合考查了共点力平衡、电场强度以及电容器的动态分析问题 ,只要明确电容器两板间电势差不变 ,再根据匀强电场的性质即可明确场强的变化 ,从而再结合平衡条件求解即可。【解答】电容器与

13、电源相连 ,所以两端间电势差不变 ,将左极板向左缓慢移动过程中 ,两板间距离增大 ,那么由U=Ed可知 ,电场强度E减小；电场力F=Eq减小；小球处于平衡状态 ,受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡 ,故拉力与电场力和重力的合力大小相等 ,方向相反；根据平行四边形定那么可知 ,；由于重力不变 ,电场力变小 ,故拉力变小 ,故A正确 ,BCD错误。应选A。6.【答案】C【解析】【分析】质量为m的滑块 ,沿固定绝缘斜面匀速下滑 ,没有电场时 ,应有重力沿下面向下的分量与摩擦力平衡；当加一竖直向上的匀强电场 ,电场强度为E ,电场力向下 ,相当于增大了物体的重力 ,或相当于用质量大的物体更换质量小的

14、物体 ,物体将仍保持匀速下滑。此题要注意明确电场力的性质 ,当加一竖直向上的匀强电场时 ,相当于增大了物体的重力 ,在摩擦因数不变的情况下 ,物体仍保持匀速下滑。注意这种等效观点的应用。【解答】质量为m的滑块 ,沿固定绝缘斜面匀速下滑 ,设斜面倾角为 ,摩擦因数为 ,故mgsin=mgcos ,当加一竖直向上的匀强电场 ,电场强度为E ,电场力竖直向上 ,此时物体合力应为F=mg+Eqsin-mg+Eqcos ,故F=0 ,物体仍保持匀速下滑 ,故C正确 ,ABD错误。应选C。7.【答案】D【解析】解：粒子仅受电场力作用 ,做初速度为零的加速直线运动 ,电场力做功等于电势能的减小量 ,故：F=

15、| ,即Ep-x图象上某点的切线的斜率表示电场力； A、Ep-x图象上某点的切线的斜率表示电场力 ,故电场力逐渐减小 ,根据E= ,故电场强度也逐渐减小；故A错误； B、根据动能定理 ,有：Fx=Ek ,故Ek-x图线上某点切线的斜率表示电场力；由于电场力逐渐减小 ,与B图矛盾 ,故B错误； C、按照C图 ,速度随着位移均匀增加 ,根据公式 ,匀变速直线运动的v2-x图象是直线 ,题图v-x图象是直线；相同位移速度增加量相等 ,又是加速运动 ,故增加相等的速度需要的时间逐渐减小 ,故加速度逐渐增加；而电场力减小导致加速度减小；故矛盾 ,故C错误； D、粒子做加速度减小的加速运动 ,故D正确；

16、应选：D 粒子仅受电场力作用 ,做初速度为零的加速直线运动；根据功能关系得到Ep-x图象的斜率的含义 ,得出电场力的变化情况；然后结合加速度的含义判断加速度随着位移的变化情况 此题切入点在于根据Ep-x图象得到电场力的变化规律 ,突破口在于根据牛顿第二定律得到加速度的变化规律 ,然后结合动能定理分析；不难8.【答案】AB【解析】解：A、C、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 ,由于电容器两板间电压不变 ,根据E=得知板间场强减小 ,油滴所受的电场力减小 ,那么油滴将向下运动；板间场强E减小 ,而P点与下极板间的距离不变 ,那么由公式U=Ed分析可知 ,P点与下极板间电势差将减小 ,而

17、P点的电势高于下极板的电势 ,那么知P点的电势将降低；故A正确 ,C错误；B、由带电油滴原来处于平衡状态可知 ,油滴带负电 ,P点的电势降低 ,那么油滴的电势能将增加；故B正确；D、根据电容的定义式C= ,电容器与电源保持相连 ,那么U不变 ,当C减小 ,那么Q也减小；故D错误；应选：AB将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 ,电容器两板间电压不变 ,根据E=分析板间场强的变化 ,判断电场力变化 ,确定油滴运动情况由U=Ed分析P点与下极板间电势差如何变化 ,即能分析P点电势的变化和油滴电势能的变化根据电容的定义式C= ,电容器与电源保持相连 ,那么U不变 ,Q与C成正比变化此题运用E

18、=分析板间场强的变化 ,判断油滴如何运动；明确正电荷在电势高处电势能大 ,而负电荷在电势高处电势能小 ,来判断电势能的变化9.【答案】ABC【解析】【分析】将质点的运动分解为水平方向和竖直方向 ,在水平方向上受电场力做匀加速直线运动 ,在竖直方向上做竖直上抛运动 ,根据匀变速直线运动的平均速度公式求出vA、vB的大小；根据等时性 ,求出水平方向上的加速度与竖直方向上的加速度关系 ,从而得出电场强度的大小。再对水平方向运用动能定理和运动学推论求解A到C的过程中 ,带电质点的电势能减小。根据牛顿第二定律求解质点在C点的加速度大小。解决此题的关键知道质点在竖直方向和水平方向上的运动规律 ,结合牛顿第

19、二定律、运动学公式和推论灵活求解。【解答】A、由题意可知 ,质点的运动是竖直方向和水平方向的匀变速直线运动 ,因此 ,在坚直方向上有：Lsin37°=t ,在水平方向上有：Lcos37°=t ,由上两式得：tan37°= ,可得：vB= ,故A正确；B、由于两分运动的时间相同即：坚直方向上的时间：t= ,在水平方向上有：vB=at ,所以有：a=g=g ,又a= ,解得：E= ,故B正确；C、从A到B ,电场力做正功 ,电势能减小 ,根据能量守恒可知：带电质点的电势能减小为等于带电质点动能的增加和重力势能的增加的和 ,即 , ,由于质点在水平方向上做初速度为零的匀

20、加速直线运动 ,由推论可知：AC间的水平距离等于AB间水平距离的4倍 ,由W=qEd ,可知从A到C的过程中电场力做功是从A到B的过程电场力做功的4倍 ,电场力在该过程做正功等于电势能的减小 ,所以从A到C的过程中 ,带电质点的电势能减小为Ep2=4Ep1= ,故C正确；D、质点在C点的加速度大小 a=g ,故D错误。应选：ABC。10.【答案】BD【解析】解：A、根据题意 ,三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动 ,球到达下极板时 ,在竖直方向产生的位移h相等：h=at2 ,解得t=； 由于平行板间有竖直向上的电场 ,正电荷在电场中受到向上的电场力 ,向下的合力最小 ,向下

21、的加速度最小 ,负电荷受到向下的电场力 ,向下的合力最大 ,向下的加速度最大 ,不带电的小球做平抛运动 ,加速度为重力加速度g ,根据t=得到正电荷运动时间最长 ,负电荷运动时间最短 ,不带电的小球所用时间处于中间；故A错误 BD、三粒子水平方向做匀速直线运动 ,水平位移：x=v0t ,由于初速度相同 ,所用时间越长那么水平位移越大 ,所用A粒子带负电 ,B粒子不带电 ,C粒子带正电 ,三种粒子在电场中的加速度为aAaBaC ,故BD正确 C、3种粒子下落过程有重力和电场力做功 ,它们的初动能相同 ,根据动能定理合力做功越多那么末动能越大 ,而重力做功相同 ,A粒子带负电 ,电场力做正功；B粒

22、子不带电 ,电场力不做功；C粒子带正电电场力做负功；所以动能EkCEkBEkA ,故C错误 应选：BD因为上极板带负电 ,所以平行板间有竖直向上的电场 ,正电荷在电场中受到向上的电场力 ,负电荷受到向下的电场力那么不带电的小球做平抛运动 ,带负电的小球做类平抛运动 ,加速度比重力加速度大 ,带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动由此根据平抛和类平抛运动规律求解确认不带电小球做平抛运动 ,带电小球做类平抛运动 ,分水平和竖直方向分析小球的运动 ,水平方向匀速直线运动 ,竖直方向初速度为0的匀加速直线运动 ,由运动的合成与分解进行分析11.【答案】解：1在加速电场中 ,由动能定理得：qU1=12mv02-0 ,解得：v0=2qU1m；2离子在偏转电场中做类平抛运动 ,离子的运动时间：t=L