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湖南省衡阳八中2015-2016学年高二上学期第一次月考物理试卷


2015-2016 学年湖南省衡阳八中高二(上)第一次月考物理试卷
一.选择题(共 14 小题,每题 4 分.1-9 题为单项选择题,10-14 题为多项选择题) 1.下面哪些话是正确的( ) A.在电场中,电场强度大的点,电势必高 B.电荷置于电势越高的点,所具有的电势能也越大 C.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量 D.一带电粒子只受电场力作用,在电场

中运动时,电势能一定变化 2.在真空中有甲乙两个点电荷,相距为 r,它们间的静电力为 F.如果使两电荷的电量均变为 原来的 2 倍,距离变为 ,则它们之间的静电力为( A. B. C.16 F D.2F )

3.把一个导体放入匀强电场中,静电平衡时(



A.把一个负电荷从 A 移动到 B,电场力做正功 B.三点的场强相比,EA=EB=EC C.三点的电势相比,φA>φB>φC D.导体内感应电荷的电场方向向左 4.某同学通过查资料得知:电量为 Q 的均匀带电球壳外的场强公式为:E=k (r 为距离球

心的距离) .现已知电荷 q 均匀分布在半球面 AB 上,球面半径为 R,CD 为通过半球顶点与球 心 O 的轴线,如图所示,M 是位于 CD 轴线上球面外侧,且 OM=ON=2R.已知 M 点的场强 为 E,则 N 点的场强为( )

A.E

B.

C.

﹣E D.

﹣E

5.如图所示,两等量负点电荷固定在 A、B 两点.以 A、B 连线的中 点为原点 0,沿 A、B 连线的中垂线建立 x 轴.选无穷远处巧电势 为零.则关于 x 轴上各处的电场强度、电势 R 随 x 轴坐标的变化规律,下列图象较合理的是( )

A.

B.

C.

D. 6.如图,A、B、C、D 为匀强电场中相邻的四个水平等势面,一个电子垂直经过等势面 D 时 的动能为 20eV,经过等势面 C 时的电势能为﹣10ev,到达等势面 B 时的速度恰好为零,已知 相邻等势面间的距离为 5cm,不计电子的重力,下列说法中正确的是( )

A.A 等势面的电势为 10V B.匀强电场的场强为 200V/m C.电子再次经过 D 等势面时,动能为 10eV D.电子的运动是匀变速曲线运动 7.下列关于电容的说法正确的是( ) A.电容器的电容越大,带的电量越多 B.电容器的电容是表示电容器升高单位电势差所能容纳电量的多少 C.根据 C= 可知,电容器电容跟电容器的电量成正比,跟它两极间的电压成反比 D.在击穿电压以下,无论电容器的电量如何,它所带的电量与电压的比值是不变的 8.如图所示,半径为 R 的均匀带正电薄球壳,壳内的电场强度处处为零,其球心位于坐标原 点 O, 一带正电的试探电荷靠近球壳表面处由静止释放沿坐标轴向右运动. 下列关于坐标轴上 某点电势 φ、试探电荷在该点的动能 Ek 与离球心距离 x 的关系图线,可能正确的是 ( )

A.

B.

C.

D.

9.如图所示,绝缘细线系一带有负电的小球,小球在竖直向下的匀强电场中,做竖直面内的 圆周运动,以下说法正确的是( )

A.当小球到达最高点 a 时,线的张力一定最小 B.当小球到达最低点 b 时,小球的速度一定最大 C.当小球到达最高点 a 时,小球的电势能一定最小 D.小球在运动过程中机械能守恒 10.带电粒子只在电场力作用下,从 A 点运动到 B 点,轨迹如图虚线所示,则( )

A.该粒子肯定带负电 B.该粒子电势能不断减少 C.该粒子动能不断减小 D.该粒子在 A 点的加速度较小 11.如图所示,A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,A、B、C 三点 的电势分别为 1V、2V、5V.则下列说法中正确的是( )

A.D、E、F 三点的电势分别为 7V、6V、3V B.电荷量为 1.6×10 C 的正点电荷在 D 点的电势能为 1.12×10 J ﹣19 ﹣19 C.将电荷量为 1.6×10 C 的正点电荷从 E 点移到 F 点,电场力做的功为 3.2×10 J ﹣19 ﹣19 D.将电荷量为 1.6×10 C 的负点电荷从 F 点移到 A 点,电荷的电势能减少了 3.2×10 J
﹣19 ﹣18

12.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 沿直 线运动到 d,且 bd 与竖直方向所夹的锐角为 45°,则下列结论中正确的是( )

A.此液滴带负电荷 B.合力对液滴做的总功等于零 C.液滴做匀加速直线运动 D.液滴的电势能减小 13.两个较大的平行板 A、B 相距为 d,分别接在电压为 U 的电源正负极上,开关 S 闭合时质 量为 m, 带电量为﹣q 的油滴恰好静止在两板之间, 如图所示, 在保持其他条件不变的情况下, 以下说法正确的是( )

A.如果将上极板非常缓慢的往下移,那么在移动的过程中油滴将向上加速运动,电流计中的 电流从 b 流向 a B.如果将两极板非常缓慢的错开一些,那么在错开的过程中油滴将向上加速运动,电流计中 的电流从 a 流向 b C.如果断开开关,在紧贴下极板 B 插入一块有厚度的金属薄板(不与油滴相碰) ,此时油滴 静止不动 D.如果断开开关后,将两级非常缓慢的错开一些,那么在错开的过程中油滴静止不动 14. (多选题)一个质量为 m、电荷量为+q 的小球以初速度 v0 水平抛出,在小球经过的竖直 平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区,两区域相互间 隔、竖直高度相等,电场区水平方向无限长,已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直 向上,不计空气阻力,下列说法正确的是( )

A.小球在水平方向一直做匀速直线运动 B.若场强大小等于 C.若场强大小等于 ,则小球经过每一电场区的时间均相同 ,则小球经过每一无电场区的时间均相同

D.小球经过每个电场区过程机械能的减少量相同

二.解答题(共 4 小题,总分 44 分)

15. (10 分) (2015 秋?衡阳校级月考)在一个点电荷 Q 形成的电场中,建立如图甲所示的 Ox 坐标轴,坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为 2.0m 和 5.0m.放在 A、B 两点的试探电荷所受电 场力大小跟其电量的关系图象分别如图乙中直线 a、 b 所示. 如果放在 A 点的试探电荷带正电、 放在 B 点的试探电荷带负电,则它们受到的电场力方向都跟 x 轴的正方向相同.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,并说明理由. (3)点电荷 Q 的位置坐标.

16. (10 分) (2012 秋?澄迈县校级期中)如图所示,在场强为 E 的匀强电场中,一绝缘轻质 细杆可绕 O 点在竖直平面内自由转动,杆长为 l,A 端有一个带正电的小球,电荷量为 q,质 量为 m,将细杆从水平位置自由释放,则: (1)求小球在最低点时的速率 (2)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力大小.

17. (12 分) (2013 秋?南岗区校级期中)如图所示,水平放置的平行板电容器,原来 AB 两板 不带电, B 极板接地, 它的极板长 L=0.1m, 两板间距离 d=0.4×10 m, 现有一微粒质量 m=2.0×10 ﹣6 ﹣8 kg,带电量 q=+1.0×10 C,以一定初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒 2 恰好能落到 A 板上中点 O 处,不反弹.忽略平行板电容器的边缘效应,取 g=10m/s .试求: (1)带电粒子入射初速度的大小; (2)现使电容器带上电荷,使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出,且不碰板.则带电后 A 板的电势应满足什么条件?
﹣2

18. (12 分) (2015 秋?衡阳校级月考)如图甲所示,相距 d=30cm 的 A,B 两极板是真空中平 行放置的金属板,当给它们加上电压后,它们之间的电场可视为匀强电场,今在 A,B 两板之 间加上如图乙所示的交变电压,交变电压的周期 T=1.0×10 s;t=0 时,A 板电势比 B 板电势 高,电势差 U0=1080V.一个荷质比 =1.0×10 C/kg 的带负电的粒子在 t=0 时从 B 板附近由静 止开始运动,不计重力.问: (1)当粒子的位移为多大时,粒子速度第一次达到最大,最大值为多大? (2)粒子运动过程中,将与某一极板相碰撞,求粒子撞击极板时速度的大小.
8
﹣6

2015-2016 学年湖南省衡阳八中高二(上)第一次月考物 理试卷
参考答案与试题解析

一.选择题(共 14 小题,每题 4 分.1-9 题为单项选择题,10-14 题为多项选择题) 1.下面哪些话是正确的( ) A.在电场中,电场强度大的点,电势必高 B.电荷置于电势越高的点,所具有的电势能也越大 C.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量 D.一带电粒子只受电场力作用,在电场中运动时,电势能一定变化 考点: 电势;元电荷、点电荷;电势能. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 在静电场中场强与电势无关.场强大的点电势不一定高.电势能与电势的关系为 Ep=qφ.有电场力做功时,电荷的电势能才改变 解答: 解:A、在静电场中场强与电势无关,则电场强度大的点电势不一定高.故 A 错误. B、由 Ep=qφ,知在电势高的点正点电荷的电势能大,而负电荷的电势能小,故 B 错误 C、元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量,故 C 正确 D、带电粒子只受电场力作用,若电场力始终与其运动方向垂直,对带电粒子不做功,其电势 能就不改变,比如电子绕原子核圆周运动时,其电势能不变,故 D 错误. 故选:C 点评: 电势和电场强度是描述电场本身特性的两个物理量,都由电场本身决定,但电势为 零的点可任意选择
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2.在真空中有甲乙两个点电荷,相距为 r,它们间的静电力为 F.如果使两电荷的电量均变为 原来的 2 倍,距离变为 ,则它们之间的静电力为( A. B. C.16 F D.2F
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考点: 库仑定律. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 根据库仑定律的公式列出变化前和变化后的关系式直接对比即可. 解答: 解:由库仑定律的可得,原来它们之间的库仑力为:F=k ,

变化之后它们之间的库仑力为:F′=k

=16F,所以 C 正确,ABD 错误.

故选:C. 点评: 正确理解库仑定律公式以及公式中各个物理量的含义是解本题关键,由于公式涉及 物理量较多,因此常用两式相比的方法进行求解. 3.把一个导体放入匀强电场中,静电平衡时( )

A.把一个负电荷从 A 移动到 B,电场力做正功 B.三点的场强相比,EA=EB=EC C.三点的电势相比,φA>φB>φC D.导体内感应电荷的电场方向向左 考点: 静电场中的导体. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 放入电场中的导体由于感应电场和原电场的方向相反,使导体内部场强处处为零; 沿电场线的方向电势降低. 解答: 解:A、达到静电平衡后,整个的导体是等势体,所以将负电荷在 AB 间移动时,电 场力不做功;故 A 错误; BC、AB 处在同一等电势点上,电势相等,且 AB 的电势高于 C 点的电势;故 BC 错误; D、由于原电场向右,则感应电场的方向与原电场方向相反,即感应电荷的电场方向向左;故 D 正确; 故选:D 点评: 本题考查静电平衡及电场线的性质,要注意明确静电场中的导体为等势体,电势处 处相等,内部场强为零.
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4.某同学通过查资料得知:电量为 Q 的均匀带电球壳外的场强公式为:E=k

(r 为距离球

心的距离) .现已知电荷 q 均匀分布在半球面 AB 上,球面半径为 R,CD 为通过半球顶点与球

心 O 的轴线,如图所示,M 是位于 CD 轴线上球面外侧,且 OM=ON=2R.已知 M 点的场强 为 E,则 N 点的场强为( )

A.E

B.

C.

﹣E D.

﹣E

考点: 电场的叠加;匀强电场中电势差和电场强度的关系. 分析: 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场, 假设将带电量为 2q 的球面放在 O 处在 M、N 点所产生的电场和半球面在 M 点的场强对比求 解. 解答: 解:若将带电量为 2q 的球面放在 O 处, 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.
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则在 M、N 点所产生的电场为:E=

=



由题知当半球面如图所示产生的场强为 E,则 N 点的场强为: E′= ﹣E,故 D 正确,ABC 错误;

故选:D.

点评: 本题解题关键是抓住对称性,找出两部分球面上电荷产生的电场关系. 5.如图所示,两等量负点电荷固定在 A、B 两点.以 A、B 连线的中 点为原点 0,沿 A、B 连线的中垂线建立 x 轴.选无穷远处巧电势 为零.则关于 x 轴上各处的电场强度、电势 R 随 x 轴坐标的变化规律,下列图象较合理的是( )

A.

B.

C.

D. 考点: 电场线. 分析: 结合等量负电荷的电场线分布图和等势面分布图进行分析,两个等量负点电荷的连 线的中垂线上,沿着电场线电势降低,电场强度最强点在连线中点与无穷远间某个位置. 解答: 解:AB、对于两个等量负点电荷的电场,根据场强的叠加,知两电荷的中点场强为 零,从 O 到无穷远的过程中,场强先增大后减小,且 AB 连线左右两侧电场对称,故 A 正确, B 错误; CD、两个等量负点电荷的连线的中垂线上,从连线中点到无穷远是逆着电场线,故电势逐渐 升高,故 C、D 错误; 故选:A. 点评: 本题关键是熟悉等量同号电荷和异种电荷之间的电场分别情况,会结合电场线和等 势面分析电势和情况的变化.
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6.如图,A、B、C、D 为匀强电场中相邻的四个水平等势面,一个电子垂直经过等势面 D 时 的动能为 20eV,经过等势面 C 时的电势能为﹣10ev,到达等势面 B 时的速度恰好为零,已知 相邻等势面间的距离为 5cm,不计电子的重力,下列说法中正确的是( )

A.A 等势面的电势为 10V B.匀强电场的场强为 200V/m C.电子再次经过 D 等势面时,动能为 10eV D.电子的运动是匀变速曲线运动 考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势差;电势能. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 电子从 D 到 B 过程,根据动能定理求出 BD 间电势差,即可得到 A 等势面的电势;
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由 E= 求出电场强度的大小;根据能量守恒可知,电子再次经过 D 等势面时的动能;匀强电 场中电子所受的电场力是恒力,电子做匀变速直线运动. 解答: 解: A、 电子从 D 到 B 的过程, 根据动能定理得, : ﹣eUDB=0﹣EkD, 解得: UDB=20V, 则电场强度为: E= 电子经过等势面 C 时的电势能为﹣10ev,则 C 点的电势为 10V,可知 A 点电势为﹣10V.故 A 错误,B 正确.

C、根据能量守恒定律得,电子再次经过 D 等势面时,动能不变,仍然为 20eV.故 C 错误. D、因为电场强度的方向与等势面垂直,则电子所受电场力方向与速度方向在同一条直线上, 做匀变速直线运动.故 D 错误. 故选:B. 点评: 解决本题的关键知道等势面与电场线关系,掌握匀强电场的场强公式,以及电场力 做功与电势差的关系. 7.下列关于电容的说法正确的是( ) A.电容器的电容越大,带的电量越多 B.电容器的电容是表示电容器升高单位电势差所能容纳电量的多少 C.根据 C= 可知,电容器电容跟电容器的电量成正比,跟它两极间的电压成反比 D.在击穿电压以下,无论电容器的电量如何,它所带的电量与电压的比值是不变的 考点: 电容. 专题: 电容器专题. 分析: 电容表征电容器容纳电荷的本领大小,由电容器本身的特性决定,与两极板间的电 压、所带的电荷量无关.
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解答: 解:A、电容器所带的电荷越多,两板间电压增大,电容 C= 不变,故 A 错误. B、电容的物理意义是表征电容器容纳电荷本领的大小,表示电容器升高单位电势差所能 “增加”容纳电量的多少,故 B 错误. C、根据 C= 可知,电容器电容跟电容器本身有关,跟它两极间的电压以及极板所带的电 量无关,故 C 错误. D、电容的物理意义是表征电容器容纳电荷本领的大小.在击穿电压以下,无论电容器的 电量如何,它所带的电量与电压的比值是不变的.故 D 正确. 故选:D 点评: 电容 C= ,采用的是比值定义法,有比值定义法共性,C 与 U、Q 无关,由电容器 本身决定. 8.如图所示,半径为 R 的均匀带正电薄球壳,壳内的电场强度处处为零,其球心位于坐标原 点 O, 一带正电的试探电荷靠近球壳表面处由静止释放沿坐标轴向右运动. 下列关于坐标轴上 某点电势 φ、试探电荷在该点的动能 Ek 与离球心距离 x 的关系图线,可能正确的是 ( )

A.

B.
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C.

D.

考点: 电场强度;电势.

分析: 带电金属球是一个等势体,顺着电场线电势降低.试探电荷的动能 Ek 与离开球心的 距离 r 的关系根据动能定理分析. 解答: 解:AB、带电金属球是一个等势体,所以 0﹣R 的电势不变;顺着电场线电势降低, 且 E= ,随着 x 的增大,E 减小,则 φ﹣x 图象切线的斜率减小,故 A 正确,B 错误.

CD、在球壳内,场强处处为零,试探电荷不受电场力,其动能不变; 在球壳外,取一段极短距离内,认为库仑力不变,设为 F,根据动能定理得: △ Ek=F△ r 则得:F= ,根据数学知识得知:F= 等于 Ek﹣r 图象上切线的斜率,由库仑定律知

r 增大,F 减小,图象切线的斜率减小,故 C、D 错误. 故选:A. 点评: 本题的关键是运用微元法,根据动能定理列式,分析图象的斜率的意义,即可解答. 9.如图所示,绝缘细线系一带有负电的小球,小球在竖直向下的匀强电场中,做竖直面内的 圆周运动,以下说法正确的是( )

A.当小球到达最高点 a 时,线的张力一定最小 B.当小球到达最低点 b 时,小球的速度一定最大 C.当小球到达最高点 a 时,小球的电势能一定最小 D.小球在运动过程中机械能守恒 考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理的应用;机械能守恒定律. 专题: 带电粒子在电场中的运动专题. 分析: 分析小球所受重力与电场力的大小关系:当重力大于电场力时,小球运动到最高点 a 时,线的张力一定最小,到达最低点 b 时,小球的速度最大;当重力等于电场力时,小球做 匀速圆周运动.当重力小于电场力时,小球运动到最高点 a 时,线的张力一定最大,到达最低 点 b 时,小球的速度最小;由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒. 解答: 解: A、B 当重力大于电场力时,小球运动到最高点 a 时,线的张力一定最小,到达最低点 b 时, 小球的速度最大;当重力等于电场力时,小球做匀速圆周运动,速度大小不变.当重力小于 电场力时,小球运动到最高点 a 时,线的张力一定最大,到达最低点 b 时,小球的速度最小; 故 AB 错误. C、当小球最低点到最高点的过程中,电场力做正功,电势能减小,小球运动到最高点 a 时, 小球的电势能最小.故 C 正确. D、由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒.故 D 错误. 故选 C 点评: 本题题设条件不明时,要进行讨论,分三种情况分析小球的受力情况和运动情况.
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10.带电粒子只在电场力作用下,从 A 点运动到 B 点,轨迹如图虚线所示,则(



A.该粒子肯定带负电 B.该粒子电势能不断减少 C.该粒子动能不断减小 D.该粒子在 A 点的加速度较小 考点: 电势能;电场强度. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 先根据粒子运动的根据弯曲的方向判断出电场力的方向,然后结合电场线密的地方 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, 电势能增加. 解答: 解:A、由电荷的运动轨迹可知,电荷的受力与电场线的方向相反,所以电荷为负电 荷,所以 A 正确. B、C、电荷的受力与电场线的方向相反,从 A 向 B 运动的过程中,受力的方向与运动方向之 间的夹角是钝角,则从 A 向 B 运动的过程中电场力做负功,动能减小,电势能增大.故 B 错 误,C 正确; D、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,由图可知,B 点的场强大 于 A 点的场强的大小,在 B 点的受力大于在 A 的受力,所以粒子在 A 点的加速度小于它在 B 点的加速度,所以 D 正确. 故选:ACD. 点评: 根据物体做曲线运动的条件判断出粒子受到的电场力的方向是解题的关键,掌握住 电场线的特点,即可解决本题.
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11.如图所示,A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,A、B、C 三点 的电势分别为 1V、2V、5V.则下列说法中正确的是( )

A.D、E、F 三点的电势分别为 7V、6V、3V B.电荷量为 1.6×10 C 的正点电荷在 D 点的电势能为 1.12×10 J ﹣19 ﹣19 C.将电荷量为 1.6×10 C 的正点电荷从 E 点移到 F 点,电场力做的功为 3.2×10 J ﹣19 ﹣19 D.将电荷量为 1.6×10 C 的负点电荷从 F 点移到 A 点,电荷的电势能减少了 3.2×10 J 考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势;电势能. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 连接 AC,根据匀强电场电势随距离均匀变化(除等势面)的特点,AC 四等分,则 中点的电势为 3V,靠近 A 的点 M 电势为 2V,则 MB 为一条等势线;根据电场线与等势线垂 直,则能作出电场线.且由沿着电场线方向电势降低来确定电场线指向.
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﹣19

﹣18

解答: 解:A、如图所示,连接 AC,根据匀强电场电势随距离均匀变化(除等势面)的特 点,AC 四等分,则中点的电势为 3V,靠近 A 的点 M 电势为 2V,则 MB 为一条等势线;根 据电场线与等势线垂直,则能作出电场线及方向.根据几何关系可知,F 的电势为 3V;依据 同样的方向可得,D、E 两点的电势分别为 7V、6V;故 A 正确; B、由于 D 的电势为 7V,而电荷量为 1.6X10 C 的正点电荷,在 D 点的电势能为 1.12X10 18 J,故 B 正确; ﹣19 ﹣ C、将电荷量为 1.6X10 C 的正点电荷从 E 点移到 F 点,电场力作功为 W=qUEF=1.6X10 ﹣19 19 C×3V=4.8X10 J,故 C 错误; 一 19 D、将电荷量为 1.6X10 C 的负点电荷从 F 点移到 A 点,电场力作功为 W=qUFA=﹣1.6X10 ﹣19 ﹣19 ﹣19 C×2V=﹣3.2X10 J,所以电荷的电势能增加了 3.2X10 J,故 D 错误; 故选:AB
一 19 ﹣

点评: 找等势点,作等势面和电场线,是解决这类问题常用方法.并考查 W=Uq 公式,同 时运用电场力做功与电势能变化关系. 12.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 沿直 线运动到 d,且 bd 与竖直方向所夹的锐角为 45°,则下列结论中正确的是( )

A.此液滴带负电荷 B.合力对液滴做的总功等于零 C.液滴做匀加速直线运动 D.液滴的电势能减小 考点: 带电粒子在混合场中的运动. 专题: 带电粒子在复合场中的运动专题. 分析: 根据带电液滴作直线运动可知带电液滴所受重力与电场力的合力一定沿运动方向, 利用假设法可以判定出带电液滴所带电荷的性质,从而求出电场力的大小与合外力的大小再 根据牛顿第二定律计算出物体的加速度;根据合外力的方向与速度的方向相同可知合外力做 正功,根据电场力做功的情况可以判定电势能变化情况. 解答: 解:A、若液滴带正电,其受力情况如图一所示,液滴不可能沿 bd 运动,故只能带 负电荷,故 A 正确. B、由于液滴从静止开始做加速运动,故合力的方向与运动的方向相同,故合外力对物体做正 功,故 B 错误. C、对液滴进行受力分析,其受力情况如图二所示,故物体所受合力 F= mg,故物体的加速
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度为:a= =

g,

做匀加速直线运动,故 C 正确. D、 由于电场力所做的功 W 电=Eqxbdcos45°>0, 故电场力对液滴做正功, 故液滴的电势能减小, 故 D 正确.

故选:ACD.

点评: 带电液滴从静止开始由 b 沿直线运动到 d,是我们判定液滴带电性质的突破口,在今 后的学习中我们经常用到要注意掌握. 13.两个较大的平行板 A、B 相距为 d,分别接在电压为 U 的电源正负极上,开关 S 闭合时质 量为 m, 带电量为﹣q 的油滴恰好静止在两板之间, 如图所示, 在保持其他条件不变的情况下, 以下说法正确的是( )

A.如果将上极板非常缓慢的往下移,那么在移动的过程中油滴将向上加速运动,电流计中的 电流从 b 流向 a B.如果将两极板非常缓慢的错开一些,那么在错开的过程中油滴将向上加速运动,电流计中 的电流从 a 流向 b C.如果断开开关,在紧贴下极板 B 插入一块有厚度的金属薄板(不与油滴相碰) ,此时油滴 静止不动 D.如果断开开关后,将两级非常缓慢的错开一些,那么在错开的过程中油滴静止不动 考点: 电容器的动态分析;闭合电路的欧姆定律. 专题: 电容器专题. 分析: 当电容器保持与电源相连时,电容器板间电压不变.若减小板间距离,场强增大, 电容增大,电容器充电,再分析电流方向.若板间距离不变,场强不变,油滴所受电场力不 变,仍保持静电状态.断开开关后,电容器的电量不变.在紧贴下极板 B 插入一块有厚度的 金属薄板,板间距离减小,场强不变,油滴仍静止不动.断开开关后,将两极非常缓慢的错 开一些,两板正对面积减小,电容减小,由电容的定义式分析板间电压的变化情况,确定场 强和电场力的变化情况,判断油滴能否运动. 解答: 解:A、当电容器保持与电源相连时,电容器板间电压不变.将上极板非常缓慢的往 下移,板间距离减小,场强增大,电容增大,电容器充电,油滴所受电场力增大,则油滴将 向上加速运动,电流计中的电流从 b 流向 a.故 A 正确.
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B、将两极板非常缓慢的错开一些,电容减小,但电压不变,板间场强不变,油滴仍处于 状态.电容放电,电流计中的电流从 a 流向 b.故 B 错误. C、断开开关后,电容器的电量不变.在紧贴下极板 B 插入一块有厚度的金属薄板,板间 距离减小,根据推论得知,板间场强不变,油滴仍静止不动.故 C 正确. D、断开开关后,将两极非常缓慢的错开一些,两板正对面积减小,电容减小,电量不变, 则板间电压增大,油滴向上运动.故 D 错误. 故选 AC 点评: 本题是电容器动态变化分析问题,用到一个重要推论:电容器的电量不变,正对面 积不变,改变板间距离,但板间场强保持不变. 14. (多选题)一个质量为 m、电荷量为+q 的小球以初速度 v0 水平抛出,在小球经过的竖直 平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区,两区域相互间 隔、竖直高度相等,电场区水平方向无限长,已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直 向上,不计空气阻力,下列说法正确的是( )

A.小球在水平方向一直做匀速直线运动 B.若场强大小等于 C.若场强大小等于 ,则小球经过每一电场区的时间均相同 ,则小球经过每一无电场区的时间均相同

D.小球经过每个电场区过程机械能的减少量相同 考点: 带电粒子在匀强电场中的运动. 专题: 带电粒子在电场中的运动专题. 分析: 将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解,其水平方向不受外力,做匀速直 线运动,竖直方向在无电场区做匀加速运动,有电场区也做匀变速运动,但加速度不同,运 用速度时间关系公式分析,可以得到小球在竖直方向的运动规律. 解答: 解:A、将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解,水平方向不受外力,以 v0 做匀速直线运动,故 A 正确; B、竖直方向,在无电场区只受重力,加速度为 g,竖直向下,有电场区除重力外,还受到向 上的恒定的电场力作用,加速度的大小和方向取决于合力的大小和方向;
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当电场强度等于

时,电场力等于 mg,故在电场区小球所受的合力为零,竖直分运动是匀速

运动;在无电场区小球匀加速运动,故经过每个电场区,小球的速度均不等,因而小球经过 每一电电场区的时间均不相等,故 B 错误; C、当电场强度等于 时,电场力等于 2mg,故在电场区小球所受的合力大小等于 mg,方

向竖直向上,加速度大小等于 g,方向竖直向上,根据运动学公式,有:

经过第一个无电场区 y= gt1 ① v1=gt1 ② 经过第一个电场区 y=v1t﹣ gt2 ③ v2=v1﹣gt ④ 由①②③④联立解得 t1=t2 v2=0 接下来小球的运动重复前面的过程,即每次通过无电场区时竖直方向都是自由落体运动,每 次通过电场区都是竖直方向的末速度为零匀减速直线运动;故小球经过每个无电场区的时间 相同,故 C 正确; D、机械能的减少量等于克服除重力外其余力做的功,由于每个电场区的电场力都相同,故小 球经过每个电场区过程机械能的减少量相同,故 D 正确; 故选:ACD. 点评: 本题将小球的运动沿水平方向和竖直方向正交分解后,对于竖直方向的运动,关键 是找出小球的运动的一般规律,然后分析计算. 二.解答题(共 4 小题,总分 44 分) 15. (10 分) (2015 秋?衡阳校级月考)在一个点电荷 Q 形成的电场中,建立如图甲所示的 Ox 坐标轴,坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为 2.0m 和 5.0m.放在 A、B 两点的试探电荷所受电 场力大小跟其电量的关系图象分别如图乙中直线 a、 b 所示. 如果放在 A 点的试探电荷带正电、 放在 B 点的试探电荷带负电,则它们受到的电场力方向都跟 x 轴的正方向相同.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,并说明理由. (3)点电荷 Q 的位置坐标.
2

2

考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 首先据题境和场强方向的规定,判断点电荷 Q 的大体位置在 AB 两点之间,然后判 断 B 点的场强大小和方向;据 AB 两点的场强大小和场强公式判断 Q 的位置坐标.
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解答: 解: (1)据图乙和场强的定义式可知:

V/m

据场强方向的规定可知沿 x 轴负向. (2)由于放在 A 点的试探电荷带正电、放在 B 点的试探电荷带负电,则它们受到的电场力方 向都跟 x 轴的正方向相同,所以 Q 应在 AB 之间,且带负电. (3)据图乙和场强的定义式可知:Ea= =2.5V/m

设 Q 的位置坐标为 x,据点电荷的场强公式得:Ea=

Eb= 联立以上代入数据解得:x=4.4m 处 答:1)B 点的电场强度的大小和方向分别为 40V/m,沿 x 轴的负方向. (2)点电荷 Q 的电性为负电,理由在上面. (3)点电荷 Q 的位置坐标 x=4.4m 处. 点评: 本题考查场强的定义式和看图能力,首先据电荷在 AB 两点的受力情况判断 Q 的位 置是解题的关键,基础题. 16. (10 分) (2012 秋?澄迈县校级期中)如图所示,在场强为 E 的匀强电场中,一绝缘轻质 细杆可绕 O 点在竖直平面内自由转动,杆长为 l,A 端有一个带正电的小球,电荷量为 q,质 量为 m,将细杆从水平位置自由释放,则: (1)求小球在最低点时的速率 (2)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力大小.

考点: 动能定理;牛顿第二定律. 专题: 动能定理的应用专题. 分析: (1)小球运动到最低点的过程中,有重力、电场力做功,根据动能定理求出小球在 最低点的速率. (2)在最低点,小球受到重力和绝缘杆的拉力,两个力的合力提供向心力,根据牛顿第二定 律求出在最低点时绝缘杆对小球的作用力. 解答: 解: (1)由动能定理得:
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mgl+qEl= mv ﹣0 所以 v= (2)在最低点由牛顿第二定律得:

2

T﹣mg=m 得:T=3mg+2qE 答: (1)求小球在最低点时的速率为 (2)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力大小 3mg+2qE. 点评: 解决本题的关键知道电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加.以 及会用动能定理求出小球在最低点的速度 17. (12 分) (2013 秋?南岗区校级期中)如图所示,水平放置的平行板电容器,原来 AB 两板 不带电, B 极板接地, 它的极板长 L=0.1m, 两板间距离 d=0.4×10 m, 现有一微粒质量 m=2.0×10 ﹣6 ﹣8 kg,带电量 q=+1.0×10 C,以一定初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒 2 恰好能落到 A 板上中点 O 处,不反弹.忽略平行板电容器的边缘效应,取 g=10m/s .试求: (1)带电粒子入射初速度的大小; (2)现使电容器带上电荷,使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出,且不碰板.则带电后 A 板的电势应满足什么条件?
﹣2

考点: 带电粒子在匀强电场中的运动. 专题: 带电粒子在电场中的运动专题. 分析: (1)原来 AB 两板不带电,最初的粒子只是在重力的作用下做平抛运动,根据平抛 运动的规律可以求得粒子入射时初速度 v0 的大小; (2)对于落到最右侧的粒子,在电场中受到重力和电场力的共同的作用,此时粒子做的是类 平抛运动,由类平抛运动的规律可以求得带电后 A 板的电势应满足的条件; 解答: 解: (1)电容器不带电时,微粒做平抛运动,设初速度为 v0,则有:
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水平方向有: =v0t, 竖直方向有: = 联立两式得:v0= 代入数据得:v0=2.5m/s (2)若使微粒能从电容器右侧射出,则要求 A 板的电势大于 0,且 B 板接地电势等于 0,则 有 UAB=φA﹣φB=φA , A 板电势最小时,微粒刚好从 A 板右侧边缘射出,则有: l=v0t1, =

且:mg﹣q

=ma1,

联立以上各式 φAmin=6V A 板电势最大时,微粒刚好从 B 板右侧边缘射出,则有:mg﹣q =ma2,

且有:a2=a1 代入数据解得:φAmax=10V 综上可得:6V≤φA≤10V 答: (1)带电粒子入射初速度的大小为 2.5m/s; (2)现使电容器带上电荷,使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出,且不碰板.则带电后 A 板的电势应满足 6V≤φA≤10V. 点评: 在本题中要注意极板没电荷时,此时的粒子在极板之间做的是平抛运动,当极板间 有了电荷之后,再进入的粒子受到重力和电场力的共同的作用,此时将做类平抛运动.抓住 类平抛运动与平抛运动研究方法的相似性进行研究. 18. (12 分) (2015 秋?衡阳校级月考)如图甲所示,相距 d=30cm 的 A,B 两极板是真空中平 行放置的金属板,当给它们加上电压后,它们之间的电场可视为匀强电场,今在 A,B 两板之 间加上如图乙所示的交变电压,交变电压的周期 T=1.0×10 s;t=0 时,A 板电势比 B 板电势 高,电势差 U0=1080V.一个荷质比 =1.0×10 C/kg 的带负电的粒子在 t=0 时从 B 板附近由静 止开始运动,不计重力.问: (1)当粒子的位移为多大时,粒子速度第一次达到最大,最大值为多大? (2)粒子运动过程中,将与某一极板相碰撞,求粒子撞击极板时速度的大小.
8
﹣6

考点: 带电粒子在匀强电场中的运动. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: (1)根据 AB 两极板电场的变化,分析粒子的运动过程,然后判断出何时速度最大, 并求出最大速度. (2)分析清楚粒子的运动过程,由运动学公式求出粒子撞击极板时的速度.
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解答: 解: (1)在 0~ 时间内,粒子加速向 A 板运动,当 t= 时,粒子第一次达到最大速 度. 根据牛顿第二定律可知,粒子运动的加速度 =

设粒子的最大速度为 vm,此时的位移为 s,则根据运动学公式有: = ,

= (2)粒子在第一周期的前 时间内,先加速后减速向 A 板运动,位移为 sA;后 内先加速

后减速向 B 板运动,位移为 sB.以后的每个周期都将重复上述运动. 由于粒子在加速减速运动中的加速度大小相等,所以有:sA=2s=0.04m, 同理,则 = =

所以粒子在一个周期内的位移为 s1=sA﹣sB=0.03m 第九个周期末,粒子与 B 板的距离为 s2=9s1=0.27m. 此时粒子距离 A 板的距离为 s3=d﹣s2=0.03m<0.04m, 表明粒子将在第十个周期内的前
5

内到达 A 板.有(1)中可知:前 时间内,位移为 0.02m, ,代入数据

此时速度为 1.2×10 m/s,再走 0.01m 即到达 A 板,根据运动学公式 得: ,解得:

答: (1)当粒子的位移为 0.02m 时,粒子速度第一次达最大值,最大速度为 1.2×10 m/s; (2)粒子运动过程中将与 A 极板相碰撞,撞击极板时的速度大小 .

5

点评: 由于电场方向不断变化,粒子运动情况比较复杂,本题是一道难题;分析清楚粒子 的运动过程是正确解题的关键.


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