高中物理人教版1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动【市一等奖】

湖北省监利一中2023－2023高二物理9月考试卷一、选择题（每小题5分，共50分，其中第10、11、12小题为多选题）1.关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功2.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器()A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变3.关于物理学史，下列说法中不正确的是()A．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象C．法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律D．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律4．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一棱形ABCD，对角线交点为O，在顶点B、D处各固定一个点电荷，若将一个带正电的小球从A点静止释放，小球将沿对角线AC作往返运动．则()A．B、D处固定的是等量的正电荷B．B、D处固定的是等量的异种电荷C．在A、C的连线上O点电势最低D．运动小球在O处的机械能最小5.电场中有A、B两点，把某点电荷q从A点移到B点的过程中，电场力对该电荷做负功，则下列说法正确的是A．该电荷是正电荷，电势能减少B．该电荷是正电荷，电势能增加C．该电荷是负电荷，电势能增加D．电荷的电势能增加，但是不能判断是正电荷还是负电荷6．如图所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静止状态．现将极板A向下平移一小段距离，但仍在P点上方，其他条件不变．下列说法中正确的是()A.液滴将向下运动B.两板电势差增大C.极板带电荷量将增加D.P点电势降低7．如图所示，一价氢离子和二价氦离子(不考虑二者间的相互作用)，从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场中，则它们()A．同时离开偏转电场，但出射点的位置不同B．同时离开偏转电场，出射点的位置相同C．先后离开偏转电场，但出射点的位置相同D．先后离开偏转电场，且出射点的位置不同8．中子内有一个电荷量为＋eq\f(2,3)e的上夸克和两个电荷量为－eq\f(1,3)e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示．在下图给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是()9.带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中，沿图中实线轨迹从a点运动到b点，a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra、rb(ra＞rb)，b点为运动轨迹上到Q最近的点，不计粒子所受的重力，则可知()A．粒子带负电B．b点的场强可能等于a点的场强C．从a点到b点的过程中，静电力对粒子不做功D．从a点到b点的过程中，粒子的动能和电势能之和保持不变10．如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下，从静止开始由B点沿直线运动到D点，且BD与竖直方向的夹角为45°，则下列结论正确的是()A．此液滴带负电B．液滴的加速度等于eq\r(2)gC．合外力对液滴做的总功为零D．液滴的电势能减少11．如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R，将等电量的两正点电荷Q放在圆周上，它们的位置关于AC对称，与O点的连线和OC间夹角为30°，下列说法正确的是()A．电荷q从A点运动到C点，电场力做功为零B．电荷q从B点运动到D点，电场力做功为零C．O点的电场强度大小为eq\f(kQ,R2)D．O点的电场强度大小为eq\f(\r(3)kQ,R2)12．光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电荷量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为()A．0 \f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(1,2)qEl\f(1,2)mveq\o\al(2,0) \f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(2,3)qEl二、计算题（共5小题，每小题12分，写出必要的文字说明和解答过程，只写答案得0分）13．如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L＝2.0m，若将电荷量均为q＝＋×10－6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝×109N·m2/C2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向．14．质量为m，带电量为－q的微粒(重力不计)，经过匀强电场中的A点时速度为v，方向与电场线垂直，运动到B点时速度大小为2v，如图所示．已知A、B两点间的距离为d.求：(1)A、B两点的电势差；(2)电场强度的大小和方向．15．如图所示，一带电荷量为q＝－5×10－3C，质量为m＝0.1kg的小物块放在一倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处在一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态．已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝(1)求电场强度E的大小；(2)某时刻小物块的电荷量突然减少了一半，求物块下滑距离L＝1.5m时的速度大小．16．如图所示，两平行金属板带等量异号电荷，两板间距离为d，与水平方向成α角放置，一电荷量为＋q、质量为m的带电小球恰沿水平直线从一板的端点向左运动到另一板的端点，求：(1)该电场的场强大小及小球运动的加速度大小；(2)小球由静止开始从一板到达另一板所需时间．

湖北省监利一中2023－2023高二物理9月考试卷答题卡姓名：______________班级：_______得分：_______________一、选择题（每小题5分，共60分）123456789101112二、解答题（第13/14小题12分，第15/16小题13分共50分）

1、B[若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，A错；电场线一定与等势面垂直，B对；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，C错；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，故D错。]2、D[由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，当云母介质移出时，εr变小，电容器的电容C变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据Q＝CU可知，当C减小时，Q减小。再由E＝eq\f(U,d)，由于U与d都不变，故电场强度E不变，选项D正确。]3、解析：电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的．故A正确．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线形象直观地描绘了场的清晰图象．故B正确．库仑通过实验研究发现了真空中两点电荷之间相互作用力的规律——库仑定律．故C错误，D正确．答案：C4、D根据电场力做功与电势能变化的关系，电场力对该电荷做负功，电荷的电势能增加，但是不能判断是正电荷还是负电荷，选项D正确．/5、解析：由题意知，B、D处固定的是等量的负电荷，A、B错；带正电的小球从A点静止释放，向低电势处移动，故C对；运动小球在O处的电势能最小，机械能最大，D错．答案：C6、D[解析]由带电粒子的运动轨迹可知粒子带正电；由点电荷所形成的电场的场强公式E＝keq\f(Q,r2)可知，Eb＞Ea；粒子从a点运动到b点的过程中，静电力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，但动能和电势能之和保持不变，选项D正确7、解析：A、B电容器板间的电压保持不变，故B错；当将极板A向下平移一小段距离时，根据E＝eq\f(U,d)，分析得知，板间场强增大，液滴所受电场力增大，液滴将向上运动．故A错误，UP=Ed1，d1不变，E变大，故UP变大，即P点电势升高，D错；根据电容的决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)得知电容C增大，而电容器的电压U不变，极板带电荷量将增大．故C正确．答案：C8、解析：在加速电场中，qU1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，在偏转电场中，离子沿初速度方向做匀速直线运动：vx＝v0，穿过电场的时间t＝eq\f(l,v0)，在加速电场中，由牛顿第二运动定律：a＝eq\f(qU,md)可知，一价离子的加速度大，运动时间短，偏转电场中，由于两种离子在偏转电场中运动的水平速度不同，一价离子的水平速度大，仍然是一价离子的运动时间短，所以一价离子先离开电场；平行于电场方向即垂直于初速度的方向做初速度为零的匀加速直线运动：加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qU2,md)，偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qU2l2,2mdveq\o\al(2,0))＝eq\f(U2l2,4U1d)，可以看出，离子离开电场时的偏转位移与离子的质量和电荷量均无关，即出射位置相同，正确答案C.答案：C9、解析：电荷量为＋eq\f(2,3)e的上夸克受另两个下夸克的吸引力，合力的方向一定竖直向下．对其中一个下夸克，受力如右图所示，由于F1的水平分力与F2大小相等，方向相反，故F1与F2的合力竖直向上．答案：B10、ABD[解析]带电液滴由静止沿BD方向运动，故静电力与重力的合力必定沿BD方向，如图所示，因此，液滴带负电，由F合＝eq\f(mg,cos45°)＝ma可得a＝eq\r(2)g，故选项A、B正确；合外力做正功，选项C错误；静电力F电做正功，液滴的电势能减少，选项D正确．11、解析：电荷q从A点运动到C点，所受电场力竖直向上，电场力做负功，A错，根据对称性知B正确，O点的电场强度大小为eq\f(\r(3)kQ,R2)，C错，D正确．答案：BD12、解析：由题意知，小球从进入电场至穿出电场时可能存在下列三种情况：从穿入处再穿出时，静电力不做功．C项对；从穿入边的邻边穿出时，静电力做正功W＝Eq·eq\f(l,2)，由功能关系知B项对；从穿入边的对边穿出时，若静电力做负功，且功的大小等于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，则A项对；而静电力做正功时，不可能出现W＝eq\f(2,3)Eql，D项错．答案：ABC13．解析：(1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝keq\f(q2,L2)，代入数据得，F＝×10－3N.(2)A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为E1＝keq\f(q,L2)，A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E＝2E1cos30°，联立各式并代入数据得，E＝×103N/C，场强E的方向沿y轴正向．答案：(1)×10－3N(2)×103N/C，沿y轴正向14．解析：(1)根据动能定理可得：qUAB＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2.解得：UAB＝eq\f(3mv2,2q).(2)由题意可知，带电微粒在电场中做类平抛运动，垂直电场方向上做匀速运动，x＝vt沿电场方向做初速度为零的匀