高中物理第2章电场与示波器测评A（含解析）沪科版选修31

第2章测评A(基础过关卷)一、选择题(本题包含8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)1.以下说法中正确的是()A.电场中某确定点电场强度的方向,就是置于该点的正试探电荷所受电场力的方向E=Fq可知此场中某点的电场强度E与Fφ=Epq可知电场中某点的电势φ与UAB=Ed可知,匀强电场中的任意两点A、B间的距离越大,两点间的电势差也一定越大解析:正试探电荷所受电场力的方向,规定为该处的电场强度方向,选项A正确;电场强度E和电势φ由电场本身决定,与放入的电荷及其受力和具有的电势能均无关,选项B、C错误;由UAB=Ed知沿电场方向的距离d越大,电势差才越大,而A、B两点不一定是沿电场方向,选项D错误。答案:A2.电场线分布如图所示,电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA和EB,电势分别为φA和φB,则()A.EA>EB,φA>φBB.EA>EB,φA<φBC.EA<EB,φA>φBD.EA<EB,φA<φB解析:电场线的疏密程度表示电场强度的大小,故EA<EB;顺着电场线方向电势逐渐降低,分别画出过A、B两点的等势面,易知φA>φB,选项C正确。答案:C3.一个点电荷,从静电场中A点移到B点,其电势能的变化为零,则()A.A、B两点的电场强度一定相等D.A、B两点的电势一定相等解析:电势能的变化为零,说明电场力做功为零,由W=qU知,A、B两点间的电势差UAB=0,则φA=φB,不能确定两点的电场强度是否相等,电荷的运动路径也无法确定,电荷受的电场力方向与电荷的移动方向也不一定垂直,选项A、B、C错误,选项D正确。答案:D4.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度—时间图像如图所示。则这一电场可能是()解析:由速度图像知,负电荷运动的速度逐渐减小,加速度增大,因此受到电场力方向与运动方向相反,且向电场强度增大的方向移动,选项A正确。答案:A5.匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,D为AB的中点,如图所示,已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为16V、8V和4V,一电荷量为2×10-6C的负电荷从C点移到D点,电场力所做的功为().6×10-5J×10-6J×10-6J D.-1.6×10-5J解析:根据题意,D点的电势为12V,则C、D两点的电势差UCD=-8V,从C到D,W=qUCD=-2×10-6C×(-8V)=1.6×10-5J,选项A正确。答案:A6.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运动到B,A、B两点到点电荷Q的距离分别为rA、rB(rA>rB),B为运动轨迹上到Q的最近点,不计粒子的重力,则可知()B.B点的电场强度大于A点的电场强度C.A到B的过程中,电场力对粒子不做功D.A到B的过程中,粒子动能和电势能之和保持不变解析:由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电;由点电荷所形成电场的电场强度公式E=kQr2知,EB>EA;粒子从A到答案:BD7.如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α。在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是()a、b间的距离a、b间的距离a、b两极板间的电介质D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质解析:a板与Q板电势恒定为零,b板和P板电势总相同,故两个电容器的电压相等,且两板电荷量q视为不变。要使悬线的偏角增大,即电压U增大,即减小电容器的电容C。对电容器C,由公式C=qU=εS4πkd,可以通过增大板间距d答案:BC8.图示为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点。在这一运动过程中带电粒子克服重力做的功为2.0J,电场力做的功为1.5J。则下列说法正确的是()A点的电势能比在B点少1.5JA点的动能比在B点多0.5JA点的机械能比在B点少1.5J解析:因为电场力做正功,所以带电粒子带正电,选项A错误;根据功能关系得W电=-ΔEp,EpB<EpA,选项B错误;ΔE机=W电=1.5J,选项D正确;由动能定理得ΔEk=W电+WG=-0.5J,选项C正确。答案:CD二、填空题(本题包含2小题,共16分)9.(8分)密立根油滴实验的原理示意图如图所示,两块平行金属板水平放置,A板带正电,B板带负电。调节两板间的电场强度,使从喷雾器喷出的半径为r、密度为ρ的带电油滴恰好处于平衡状态,设此油滴所在处的电场强度为E,则油滴的电荷量为,此油滴得到了个电子(元电荷的电荷量为e)。

解析:油滴处于平衡状态,有qE=mg,m=ρ·43π·r3,解得q=4πρr3答案:4π10.(8分)如图,在竖直向下,电场强度为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2),A带负电,电荷量为q1,B带正电,电荷量为q2。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功为,在竖直位置处两球的总动能为。

解析:在此过程中,两球受的电场力均做正功,总功为W=(q1+q2)El2;由功能关系得W+m2gl2-m1gl2=Ek,所以在竖直位置两球的总动能为Ek答案:(三、计算题(本题包含3小题,共36分。解题时要有必要的步骤和文字说明)11.(10分)如图所示,A、B、C是匀强电场中的三点,已知φA=10V,φB=4V,φC=-2V,∠A=30°,∠B=90°,AC=43cm,试确定:(1)该电场中的一根电场线;(2)电场强度E的大小。解析:(1)如图所示,用D、F、G把AC四等分,因此φD=7V,φF=4V,φG=1V,连接BF直线便是电场中电势为4V的等势线,过该等势线上任一点M作垂线并指向电势降落方向,便得到一条电场线。(2)如图,B、C两点在电场强度方向上的距离dBC=CN=CFsin60°=432×32cm=3cm,所以E=答案:(1)电场线如解析图中ME所示(2)200V/m12.(12分)在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷电荷量大小的关系如图中直线A、B所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:(1)B点的电场强度的大小和方向;(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标。解析:(1)由题图可得B点电场强度的大小EB=Fq=2.因B点的试探电荷带负电,而受力指向x轴的正方向,故B点电场强度的方向沿x轴的负方向。(2)因A点的正电荷受力和B点的负电荷受力均指向x轴的正方向故点电荷Q位于A、B两点之间,带负电设点电荷Q的坐标为x,则EA=kQ(x-2)由题图可得EA=40N/C,解得x=2.6m。答案:(1)2.5N/C方向沿x轴的负方向(2)负电2.6m13.(14分)如图所示,质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L。(1)电场强度E为多大?(2)小球