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2014-2015学年黑龙江省鸡西市鸡东二中高二(上)月考物理试卷


2014-2015 学年黑龙江省鸡西市鸡东二中高二(上)月考物理试 卷
一、不定项选择题(本大题共 l2 小题,每小题 4 分,满分 48 分.在每小题给出的四个选项 中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对得 4 分,选不全得 2 分,有选错或不 答的得 0 分) 1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( ) A. 元电荷就是电子 B. 元电荷是表示跟一个电子所

带电荷量数值相等的电荷量 C. 元电荷就是质子 D. 物体所带电量不一定是元电荷的整数倍 2.关于点电荷的下列说法中,正确的是( ) A. 只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B. 体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C. 当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,两个带电体可 看成点电荷 D. 一切带电体都可以看成点电荷 3.关于电场力和电场强度,以下说法正确的是( ) A. 一点电荷分别处于电场中的 A、B 两点,电荷受到的电场力大则场强大 B. 在电场某点如果没有检验电荷,则电场力为零,电场强度也为零 C. 电场中某点场强为零,则检验电荷在该点受到的电场力为零 D. 一检验电荷在以一个点电荷为球心,半径为 r 的球面上各点所受电场力相同 4.下述说法正确的是( )

A. 根据 E= ,可知电场中某点的场强与电场力成正比 B. 根据 E= ,可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量 Q 成正比

C. 根据场强叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强 D. 电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹 5.关于电势和电势能下列说法中正确的是( ) A. 在电场中,电势高的地方,电荷在该点具有的电势能就大 B. 在电场中,电势高的地方,放在该点的电荷的电量越大,它所具有的电势能也越大 C. 在电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能 D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上, 正电荷所具有的电势能一定小于负电荷 所具有的电势能

6.a、b、c、d 是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所 在平面平行.已知 a 点的电势为 20V,b 点的电势为 24V,d 点的电势为 4V,如图,由此可 知 c 点的电势为( )

A. 4V

B. 8V

C. 12V

D. 24V

7.关于电势差的说法中,正确的是( ) A. 两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功 B. 1C 电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了 1J 的功,这两点间的电势差 就是 1V C. 在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关 D. 两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比 8.一个带电粒子射入一固定在 O 点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图中的虚线 abc 所 示,图中实线表示电场的等势面,下列判断错误的是( )

A. B. C. D.

粒子在 a→b→c 的过程中,电场力始终做正功 粒子在 a→b→c 的过程中,一直受静电引力作用 粒子在 a→b→c 的过程中,ab 段受引力,bc 段受斥力 粒子在 a→b→c 的过程中,ab 段逆着电场线,bc 段顺着电场线

9.四种电场的电场线如图所示.一正电荷 q 仅在电场力作用下由 M 点向 N 点作加速运动 且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的( )

A.

B.

C.

D. 10.如图所示,平行板电容器的极板 A 与一静电计相接,极板 B 接地,若极板 B 稍向上移 动一点,由观察到的静电计的指针变化,作出平行板电容器的电容变小的结论,其依据是 ( )

A. B. C. D.

两极板间的电压不变,极板上的电量变小 两极板间的电压不变,极板上的电量变大 极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小 极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大

11.如图所示,有一质量为 m、带电量为 q 的油滴,被置于竖直放置的两平行金属板间的匀 强电场中,设油滴是从两板中间位置,并以初速度为零进入电场的,可以判定( )

A. 油滴在电场中做抛物线运动 B. 油滴在电场中做匀加速直线运动 C. 油滴打在极板上的运动时间只决定于电场强度和两板间距离 D. 油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离, 还决定于油滴的荷 质比 12.如图所示,带电量相等、质量不同的带电粒子 a 和 b 从带电平行板 M 的边缘沿平行于 极板的方向进入 M、N 两极板间的匀强电场中,都恰好能从 N 板的右边缘飞出,不计重力 作用,则( )

A. B. C. D.

两粒子进入电场时的动能一定不相等 两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等 两粒子飞出电场时的动能一定相等 两粒子飞出电场时的速度大小一定相等

二、填空题:本大题共 6 空,每空 2 分,共 12 分 13.如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下,一带电粒子(不计重 力)经 A 点飞向 B 点,径迹如图中虚线所示,试判断: (1)粒子带 电;

(2)粒子在 (3)粒子在 (4)A、B 两点相比,

点加速度大; 点动能大; 点电势高.

14.平行板电容器所带量 Q=4×l0 C,它的两极板之间电压 U=2v,如果两板电量各减少一 半,则两板间电势差变为 V,两板间的电场强度将变为原来的 .

﹣8

三、计算题(要求有必要的文字说明每小题 10 分) 16.如图所示,O 点固定,绝缘轻细杆 l,A 端粘有一带正电荷的小球,电量为 q,质量为 m,水平方向的匀强电场的场强为 E,将小球拉成水平后自由释放,求在最低点时绝缘杆给 小球的力. 17.质量 m=5×10 kg 的带电小球以 v0=2m/s 的速度从水平放置的平行金属板 A、B 中央水 平飞入板间,如图所示,已知板长 L=10cm,板间距离 d=2cm,当 UAB=1000V 时,带电粒 子恰好沿直线穿过板间,则: (1)该小球带什么电?电荷量是多少? (2)当板间电压多大时,此带小球恰好能 A 板右侧边缘飞出? 18.如图所示,一个带电荷量为+q、质量为 m、速率为 υ 的小球沿平行金属板 A(﹣) 、B (+)的中线射入,A、B 板长为 L,相距为 d,电压为 U,则小球能从 A、B 板间飞出后再 进入竖直向上、大小为 的匀强电场,最后打在右侧距离 处屏的 K 点上.
﹣6

①求 PK 点间距离? ②若仅改变两板间电压使小球打到屏上 M 点(且 PK=PM,M 点未化出)试求:改变后电 压大小?

2014-2015 学年黑龙江省鸡西市鸡东二中高二(上)月考物理试 卷
参考答案与试题解析

一、不定项选择题(本大题共 l2 小题,每小题 4 分,满分 48 分.在每小题给出的四个选项 中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对得 4 分,选不全得 2 分,有选错或不 答的得 0 分) 1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( ) A. 元电荷就是电子 B. 元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量 C. 元电荷就是质子 D. 物体所带电量不一定是元电荷的整数倍 考点:元电荷、点电荷. 分析:元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最 小电荷叫做元电荷, 常用符号 e 表示,任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整 数倍. 解答: 解:元电荷是指最小的电荷量,元电荷不是代表电子或质子,电子和质子的电荷量 等于元电荷,所以 AC 错误; 任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍,所以 B 正确,D 错误; 故选 B. 点评:本题就是对元电荷概念的考查,知道元电荷的概念即可解决本题. 2.关于点电荷的下列说法中,正确的是( ) A. 只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B. 体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C. 当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,两个带电体可 看成点电荷 D. 一切带电体都可以看成点电荷 考点:元电荷、点电荷. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时, 两个带电体才可 看成点电荷.体积很小或很大的带电体在一定的条件下都可以看成点电荷. 解答: 解: 体积很小或很大的带电体在一定的条件下都可以看成点电荷, 只要满足如下条 件: 当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时, 其大小和形状可忽 略不计,可以看成点电荷处理. 故选 C 点评:本题考查对点电荷的理解能力. 点电荷是理解化的物理模型, 与力学中质点模型类似. 3.关于电场力和电场强度,以下说法正确的是( )

A. B. C. D.

一点电荷分别处于电场中的 A、B 两点,电荷受到的电场力大则场强大 在电场某点如果没有检验电荷,则电场力为零,电场强度也为零 电场中某点场强为零,则检验电荷在该点受到的电场力为零 一检验电荷在以一个点电荷为球心,半径为 r 的球面上各点所受电场力相同

考点:电场强度;点电荷的场强. 分析:电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关;场强公式 E= ,只是为研究电场 的方便,采用比值法下的定义;再根据点电荷的场强公式 E= 知:电场强度只由场源电荷

电量和位置决定, 且检验电荷在以一个点电荷为球心, 半径为 r 的球面上各点场强大小相同, 但方向不同. 解答: 解:A、电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,场强公式 E= ,只是为 研究电场的方便,采用比值法下的定义;据场强的定义式 E= 知,点电荷分别处于电场中 的 A、B 两点,电荷受到的电场力大则场强大,故 A 正确. B、电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,场强公式 E= ,只是为研究电场的方 便,采用比值法下的定义,所以在电场某点如果没有检验电荷,该点的场强不变,故 B 错 误. C、据场强的定义式 E= 知,电场中某点场强为零,则检验电荷在该点受到的电场力为零, 故 C 正确. D、根据点电荷的场强公式 E= 知:电场强度只由场源电荷电量和位置决定,且检验电荷

在以一个点电荷为球心,半径为 r 的球面上各点场强大小相同,但方向不同,所以半径为 r 的球面上各点所受电场力不相同,故 D 错误. 故选:AC. 点评:明确电场强度是矢量,取决于电场本身,与有无试探电荷无关;场强公式 E= ,只 是为研究电场的方便,采用比值法下的定义;根据点电荷的场强公式 E= 由场源电荷电量和位置决定. 4.下述说法正确的是( ) 知:电场强度只

A. 根据 E= ,可知电场中某点的场强与电场力成正比 B. 根据 E= ,可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量 Q 成正比

C. 根据场强叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强 D. 电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹 考点:电场强度;点电荷的场强;电场的叠加.

专题:电场力与电势的性质专题. 分析:电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量, 不能简单从数学理解. E=k 是真空

中点电荷 Q 产生的电场强度的计算式,E 与 Q 成正比.场强的叠加遵守平行四边形定则, 合电场的场强与几个分场强效果相同, 但大小不一定比分场强大. 电场线与运动轨迹不是一 回事. 解答: 解:A、E 由电场本身决定,与 F、q 无关.故 A 错误. B、E=k 是真空中点电荷 Q 产生的电场强度的计算式,E 与 Q 成正比.故 B 正确.

C、场强的叠加遵守平行四边形定则,合电场的场强与几个分场强效果相同,但不一定 比分场强大,也可能相等,也可能比分场强小.故 C 错误. D、电场线表示电场的强弱和方向,与电荷的轨迹不一定重合.故 D 错误. 故选 B. 点评:本题考查对场强两个公式的理解能力, 要注意区分试探电荷还是场源电荷, 电场强度 与场源电荷有关,与试探电荷无关. 5.关于电势和电势能下列说法中正确的是( ) A. 在电场中,电势高的地方,电荷在该点具有的电势能就大 B. 在电场中,电势高的地方,放在该点的电荷的电量越大,它所具有的电势能也越大 C. 在电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能 D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上, 正电荷所具有的电势能一定小于负电荷 所具有的电势能 考点:电势能;电势. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:要熟练掌握从两个方面判断电势能的高低变化: 一是根据电势的高低利用公式 Ep=φq 进行判断,二是根据电场力做功判断电势能的变化,电场力做正功,电势能减小,电场力做 负功电势能增大. 解答: 解:A、根据公式 Ep=φq 可知,正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势高 的地方电势能小,由于不知电荷的正负,因此无法判断它在电势高的地方电势能的高低,故 A 错误. B、若放在同一点的电荷带电量为负值,电荷量大,则其具有电势能小,故 B 错误; C、电势能 Ep=qφ,在电势小于 0 的地方,正电荷的电势能为小于 0,负电荷的电势能大于 0,大于正电荷具有的电势能.故 C 错误. D、如果取无穷远处为电势零点,则在负的点电荷所产生的电场中任何一点上,正电荷所具 有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能.故 D 正确. 故选:D. 点评:电势能是电场中的重要概念, 要学会从多个角度进行理解, 尤其注意的是电势能的大 小和电荷带电量的正负有关. 6.a、b、c、d 是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所 在平面平行.已知 a 点的电势为 20V,b 点的电势为 24V,d 点的电势为 4V,如图,由此可 知 c 点的电势为( )

A. 4V

B. 8V

C. 12V

D. 24V

考点:等势面;电势. 专题:压轴题. 分析:在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分, 故可将 bd 五等分, 求出 e、f 的电势,连接 ae 和 cf,则 cf∥ae,φc=φf=8v.

解答: 解: 根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段 bd 五等分, 如图所示,则 Ube= Ubd= ×(24﹣4)=4v, 故 Ube=φb﹣φe=4v, 故 φf﹣φd=4v, 故 φe=24﹣4=20v. φf=8v. 故 φa=φe, 连接 cf,则 cf∥ae, 故 c 点的电势 φc=φf=8v. 故 B 正确. 故选 B. 点评:①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分;②在匀强电场 中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布.以上两点是解决此类题目的金钥匙. 7.关于电势差的说法中,正确的是( ) A. 两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功 B. 1C 电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了 1J 的功,这两点间的电势差 就是 1V C. 在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关 D. 两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比 考点:电势差. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析: 根据电势差和电场力做功的公式 UAB= ,求解.

两点间的电势差是由电场本身决定的与检验电荷无关. 解答: 解:A、根据电势差和电场力做功的公式 UAB= ,得:

两点间的电势差等于从其中一点移到另一点时,电场力所做的功与电荷量的比值,故 A 错 误. B、1C 的电荷从电场中一点移到另一点,如果电场力做了 1J 的功,这两点间的电势差就是 1V,故 B 正确. C、 在两点间移动电荷时, 电场力做功的多少与电荷量和两点间的电势差都有关, 故 C 错误, D、两点间的电势差是由电场本身决定的与检验电荷无关.故 D 错误. 故选:B. 点评:解决该题关键要了解公式 UAB= ,的意义.

8.一个带电粒子射入一固定在 O 点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图中的虚线 abc 所 示,图中实线表示电场的等势面,下列判断错误的是( )

A. B. C. D.

粒子在 a→b→c 的过程中,电场力始终做正功 粒子在 a→b→c 的过程中,一直受静电引力作用 粒子在 a→b→c 的过程中,ab 段受引力,bc 段受斥力 粒子在 a→b→c 的过程中,ab 段逆着电场线,bc 段顺着电场线

考点:等势面;电场强度. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:电荷受到的合力指向轨迹的内侧,根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在 O 点的电 荷是异种电荷,它们之间存在引力,根据力与速度的夹角分析做功的正负. 解答: 解:A、粒子在 a→b 过程,电场力做功正功,b→c 的过程电场力做负功.故 A 错 误. B、C 根据轨迹弯曲方向判断出,粒子在 a→b→c 的过程中,一直受静电引力作用.故 B 正确,C 错误. D、粒子在 a→b→c 的过程中,轨迹与电场线不在同一直线上,故 D 错误. 本题选错误的,故选 ACD 点评:本题属于电场中轨迹问题,考查分析推理能力.根据轨迹的弯曲方向,判断出电荷受 到的电场力指向轨迹内侧.电荷在电场力一定受到电场力. 9.四种电场的电场线如图所示.一正电荷 q 仅在电场力作用下由 M 点向 N 点作加速运动 且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的( )

A.

B.

C.

D. 考点:电场线;电场强度. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:由粒子做加速运动可知,粒子受力方向,则可判断电场线的方向;由加速度的变化可 知电荷受力的变化,则由 F=Eq 可得出场强的变化,则可判断电场线的疏密. 解答: 解:因粒子由 M 到 N 是加速运动,而粒子带正电,故说明电场线是由 M 到 N 的; 因粒子在运动中加速度越大越大,说明受电场力越大越大,则电场强度越大越大,电场线越 来越密;故 D 正确; 故选 D. 点评:电场线是为了形象描述电场的性质而引入的虚拟带有方向的线, 近几年对电场线的考 查较多,应认真把握. 10.如图所示,平行板电容器的极板 A 与一静电计相接,极板 B 接地,若极板 B 稍向上移 动一点,由观察到的静电计的指针变化,作出平行板电容器的电容变小的结论,其依据是 ( )

A. B. C. D.

两极板间的电压不变,极板上的电量变小 两极板间的电压不变,极板上的电量变大 极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小 极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大

考点:电容器的动态分析. 专题:电容器专题. 分析:根据电容的决定式得出电容的变化,结合电量不变,得出两板间的电压的变化. 解答: 解:若极板 B 稍向上移动一点,则正对面积减小,根据 C= 得,电容减小,

由于电量不变,根据 U= 知,两极板间的电压变大.故 D 正确,A、B、C 错误. 故选:D. 点评:解决本题的关键掌握电容的定义式 和决定式 C= ,并能灵活运用.

11.如图所示,有一质量为 m、带电量为 q 的油滴,被置于竖直放置的两平行金属板间的匀 强电场中,设油滴是从两板中间位置,并以初速度为零进入电场的,可以判定( )

A. 油滴在电场中做抛物线运动 B. 油滴在电场中做匀加速直线运动 C. 油滴打在极板上的运动时间只决定于电场强度和两板间距离 D. 油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离, 还决定于油滴的荷 质比 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:油滴从两板中间位置进入电场中,受到电场力和重力作用,两个力都是恒力,则知油 滴做匀加速直线运动, 由牛顿第二定律和运动学公式结合可确定油滴打在极板上的运动时间 的决定因素. 解答: 解:A、B 油滴从两板中间位置进入电场中,受到电场力和重力作用,两个力都是 恒力,初速度又为零,故油滴做匀加速直线运动.故 A 错误,B 正确. C、D 由牛顿第二定律得,油滴的加速度为 a= 加速度为 a 的匀加速直线运动,则有: ,油滴在垂直于板的方向做初速度为零的 ,得:t= = ,式中,m、q 分别是

油滴的质量和电量;E 是板间场强,d 是板间距离.故 C 错误,D 正确. 故选 BD 点评:本题油滴所受的电场力和重力都是恒力,分析受力情况情况,运用运动的分解法,研 究垂直于板的方向确定运动时间. 12.如图所示,带电量相等、质量不同的带电粒子 a 和 b 从带电平行板 M 的边缘沿平行于 极板的方向进入 M、N 两极板间的匀强电场中,都恰好能从 N 板的右边缘飞出,不计重力 作用,则( )

A. B. C. D.

两粒子进入电场时的动能一定不相等 两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等 两粒子飞出电场时的动能一定相等 两粒子飞出电场时的速度大小一定相等

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:带电粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛运动的知识列方程,即可正确解题. 解答: 解:A、设极板的长度是 L,板间距离是 d,设粒子的初速度为 v0; 带电粒子在极板间做类平抛运动; 在水平方向:L=v0t; 竖直方向:d= at =
2

t;
2

2

则粒子的初动能:Ek0= mv0 =

,由于 q、E、L、d 相同,所以两粒子的初动能相等,

故 A 错误; B、由于两粒子进入电磁时的初动能相等而粒子质量不相等,则粒子的初速度大小一定不相 等,故 B 错误; C、两粒子电荷量相等,进入与离开电场时的位置相同,则电场力做功相同,粒子的初动能 相同,由动能定理可得,粒子离开电场时的动能相等,故 C 正确; D、 粒子离开电场时的动能相等, 粒子质量不同, 则粒子离开电场时的速度不等, 故 D 错误; 故选:C. 点评:知道粒子在电场中做类平抛运动,掌握类平抛运动的运动规律、熟练应用动能定理、 知道动能的计算公式即可正确解题;解题时要认真审题,注意题设条件:不计重力,否则会 出错. 二、填空题:本大题共 6 空,每空 2 分,共 12 分 13.如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下,一带电粒子(不计重 力)经 A 点飞向 B 点,径迹如图中虚线所示,试判断: (1)粒子带 负 电; (2)粒子在 B 点加速度大; (3)粒子在 A 点动能大; (4)A、B 两点相比, A 点电势高.

考点:电场线;电场强度. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:电场线的疏密表示电场强度的强弱, 电场线某点的切线方向表示电场强度的方向. 不 计重力的粒子在电场力作用下从 A 到 B,运动与力关系可知,电场力方向与速度方向分居 在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧. 解答: 解: (1)根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧,所以电场力逆着 电场线方向,即粒子受力方向与电场方向相反,所以粒子带负电; (2)由于 B 点的电场线密,所以 B 点的电场力大,则 B 点的加速度较大; (3)粒子从 A 到 B,电场力对粒子运动做负功,动能减少,故 A 点动能大; (4)沿着电场线电势降低,所以 A 点的电势高. 故答案为: (1)负, (2)B, (3)A, (4)A.

点评:电场线虽然不存在, 但可形象来描述电场的分布. 对于本题关键是根据运动轨迹来判 定电场力方向,由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧. 14.平行板电容器所带量 Q=4×l0 C,它的两极板之间电压 U=2v,如果两板电量各减少一 半,则两板间电势差变为 1 V,两板间的电场强度将变为原来的 .
﹣8

考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;电容. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:根据电容的定义式求出电容的大小.根据 Q=CU 求出两板间电势差,结合匀强电场 的场强公式判断电场强度的变化. 解答: 解:电容 C= =2×l0 F. =1V.
﹣8

当电量减小一半,电容不变,则电势差 U′=

电势差变为原来的一半,根据 E= 知,电场强度变为原来的 . 故答案为:1, . 点评:解决本题的关键掌握电容的定义式,知道匀强电场的场强公式. 三、计算题(要求有必要的文字说明每小题 10 分) 16.如图所示,O 点固定,绝缘轻细杆 l,A 端粘有一带正电荷的小球,电量为 q,质量为 m,水平方向的匀强电场的场强为 E,将小球拉成水平后自由释放,求在最低点时绝缘杆给 小球的力.

考点:动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力. 专题:动能定理的应用专题. 分析:由动能定理求出小球到达最低点时的速度, 小球做圆周运动, 由牛顿第二定律可以求 出杆对小球的作用力. 解答: 解:小球从水平位置运动到最低点过程中, 由动能定理得:mgl+qEl= mv ﹣0, 在最低点,小球做圆周运动,由牛顿第二定律得: F﹣mg=m ,
2

解得,绝缘杆对小球的作用力:F=3mg+2qE; 答:在最低点时绝缘杆给小球的力为 3mg+2qE. 点评:本题考查了求杆对小球的作用力, 应用动能定理与牛顿第二定律可以正确解题; 解题 时要注意,在最低点,电场力水平向右不提供向心力,杆的拉力与小球重力的合力提供向心 力.

17.质量 m=5×10 kg 的带电小球以 v0=2m/s 的速度从水平放置的平行金属板 A、B 中央水 平飞入板间,如图所示,已知板长 L=10cm,板间距离 d=2cm,当 UAB=1000V 时,带电粒 子恰好沿直线穿过板间,则: (1)该小球带什么电?电荷量是多少? (2)当板间电压多大时,此带小球恰好能 A 板右侧边缘飞出?

﹣6

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)根据小球受重力和电场力平衡求出小球的电荷量,以及判断出小球的电性. (2)根据偏转位移和偏转的时间求出加速度,结合牛顿第二定律求出两板间的电压. 解答: 解: (1)小球沿直线运动,有: ,

解得 q= 电场的方向向下,可知小球带负电.



(2)小球在复合场中做类平抛运动的时间 t=



根据

,a=



代入数据,联立解得 U=1800V. 答: (1)该小球带负电,电荷量是 10 C. (2)当板间电压为 1800V 时,此带小球恰好能 A 板右侧边缘飞出. 点评:本题考查重力与电场力大小的关系,何时做直线运动,何时做曲线运动,及如何处理 类平抛运动方法.突出牛顿第二定律与运动学公式的重要性. 18.如图所示,一个带电荷量为+q、质量为 m、速率为 υ 的小球沿平行金属板 A(﹣) 、B (+)的中线射入,A、B 板长为 L,相距为 d,电压为 U,则小球能从 A、B 板间飞出后再 进入竖直向上、大小为 的匀强电场,最后打在右侧距离 处屏的 K 点上.
﹣9

①求 PK 点间距离? ②若仅改变两板间电压使小球打到屏上 M 点(且 PK=PM,M 点未化出)试求:改变后电 压大小?

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小球在偏转电场中做类平抛运动,应用匀变速直线运动规律求出偏移量. ②应用运动的合成与分解,匀变速直线运动的位移公式求出偏移量,然后答题. 解答: 解:①小球在两板间做类平抛运动, 水平方向:L=vt,

竖直方向:y= at , 由牛顿第二定律得:mg﹣q =ma, 竖直分速度:vy=at, 离开平行板后,粒子所受电场力:qE=mg,竖直向上, 小球所受合力为零,小球做匀速直线运动, 在水平方向: L=vt′, 竖直方向:y′=vyt′, 则:PK=y+y′= ;

2

②小球在两板间做类平抛运动, 水平方向:L=vt, 竖直方向:y= at , 由牛顿第二定律得:q ﹣mg=ma,
2

竖直分速度:vy=at, 离开平行板后,粒子所受电场力:qE=mg,竖直向上, 小球所受合力为零,小球做匀速直线运动, 在水平方向: L=vt′, 竖直方向:y′=vyt′, PM=y+y′=PK, 解得:U′= ﹣U;

答:①PK 点间距离为



②若仅改变两板间电压使小球打到屏上 M 点(且 PK=PM,M 点未化出) ,改变后电压大小 为 ﹣U.

点评:本题考查了带电小球在电场中的运动, 分析清楚小球的运动过程是正确解题的前提与 关键,由于小球的运动过程较复杂,本题难度较大,分析清楚小球运动过程后,应用匀速运 动规律与匀变速直线运动规律、牛顿第二定律可以解题.


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