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20XX-20XX学年度XX学校XX月考卷
1、如图所示,点电荷+Q固定,点电荷+q沿直线从A运动到B.此过程中,两电荷间的库仑力是( )
A. 吸引力,先变小后变大
B. 吸引力,先变大后变小
C. 排斥力,先变小后变大
D. 排斥力,先变大后变小
【答案】D
【解析】带电相同的小球受斥力作用;当小球沿直线从A运动到B的过程中.两电荷间的距离先减小后增加,由于电量保持不变,根据,电场力先增大后减小,故ABC错误,D正确.故选D.
点睛:此题关键是知道电荷间的作用规律,掌握库仑定律公式,要明确其使用条件和各个物理量的含义.
2、真空中甲、乙两个固定的点电荷,相互作用力为F,若甲的带电量变为原来的2倍,乙的带电量变为原来的8倍,要使它们的作用力仍为F,则它们之间的距离变为原来的( )
A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍
【答案】B
【解析】试题分析:由库仑定律可得:;
当甲的带电量变为原来的2倍,即2Q;乙的带电量变为原来的8倍,即8q
由于作用力相等,所以变化后距离变为原来的4倍
故选B.
考点:考查库仑定律的直接应用,
点评:由库仑力公式可得出两次作用力的表达式,则可求得相等的相互作用力对应的距离.
3、如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O点为A、B电荷连线的中点,a、b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )
A. A、B可能为带等量异号的正、负电荷
B. A、B可能为带不等量的正电荷
C. a、b两点处无电场线,故其电场强度可能为零
D. 同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等,方向一定相反
【答案】D
【解析】AB.电场线的特点,从正电荷出发到负电荷终止可以判断,则由电场线分布可知,A、B是两个等量同种正电荷,故AB错误;
C.电场线只是形象描述电场的假想曲线,a、b两点处无电场线,其电场强度也不为零,故C错误;
D.由对称性可知,在a、b两点处场强大小相等方向相反,则同一试探电荷所受电场力大小相等,方向一定相反,故D正确。
故选D。
4、一套有小环的粗糙杆水平放置,带正电的小球通过绝缘细线系在小环上,并将整个装置放入一水平的匀强电场中,处于平衡状态,如图所示。现在将电场强度缓慢减小,下列说法正确的是( )
A. 细线对带电小球的拉力缓慢变大
B. 细线对小环的拉力保持不变
C. 小环所受的摩擦力缓慢变大
D. 粗糙杆对小环的支持力保持不变
【答案】D
【解析】AB.对A球进行受力分析如图,球A重力不变,则当电场力qE减小时,细线对小球的拉力与竖直方向的夹角减小,细线对小球的的拉力减小,细线对小环的拉力减小,故AB错误。
CD.对环和小球的整体可得,电场力和摩擦力相等,电场力减小,摩擦力减小,杆对环的支持力等于整体的重力,杆对小环的支持力保持不变,故C错误,D正确。
故选D。
5、一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中,仅在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是( )
(3)
A. 加速度的大小增大,动能、电势能都增加
B. 加速度的大小减小,动能、电势能都减少
C. 加速度的大小增大,动能增加,电势能减少
D. 加速度大小减小,动能减少,电势能增加
【答案】C
【解析】电荷在点电场线比点疏,所以点的电场力小于点的电场力,则点的加速度小于点的加速度。从到,电场力做正功,根据动能定理,动能增加。电场力做正功,电势能减小。故C正确,ABD错误。
故选C。
6、一带电粒子射入固定在O点的正点电荷q的电场中,粒子沿图中实线轨迹从M运动到N,图中虚线是同心圆弧,表示电场的等势面,不计粒子的重力,则可以判断( )
A. 射入电场中的粒子带负电
B. M点的场强大于N点的场强
C. 射入电场中的粒子从M到N的过程中,电场力对粒子做负功
D. 射入电场中的粒子从M到N的过程中,粒子动能和电势能之和减小
【答案】C
【解析】A.根据粒子轨迹的弯曲方向向左弯曲,可知粒子受到排斥力,则带电粒子带正电,故A错误;
B.由于rM>rN,由公式
分析可知,N点的场强大于M点的场强,故B错误;
C.从M到N过程中,电场力与速度夹钝角,所以从M到N的过程中,电场力对粒子做负功,故C正确;
D.粒子在运动过程中,只有电场力做功,所以粒子动能和电势能之和保持不变,故D错误。
故选C
7、带有等量异号电荷,相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场(如图),电场强度,方向向下。电场中C点距B板3cm,D点距A板2cm。下列说法正确的是
A. E点电势高于D点电势
B. C.D两点的电势差
C. 如果令B板接地(即电势),则C点电势
D. 如果令A板接地,则D点电势
【答案】C
【解析】A.沿电场线方向电势越来越低,电场线竖直向下,因此D点电势高于E点的电势,故A错误;
B.CD两点间的电势差为:
UCD=-EdCD=-2×104×(0.1-0.02-0.03)=-1×103V,
故B错误;
C.如果令B板接地(即电势φB=0),则C点电势
φC=EdCB=2×104×3×10-2V=6×102V,
故C正确;
D.如果令A板接地,则D点电势
φD=-EdAD=-400V,
故D错误。
故选C。
8、如图所示,匀强电场场强E=100V/m,A、B两点相距8cm,A、B连线与电场线夹角为,若取B点电势为0,则A点电势为( )
A. -8V B. 8V C. -4V D. 4V
【答案】D
【解析】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,则UBA<0,AB方向与电场线方向间的夹角为:,BA两点沿电场方向的距离为
BA两点间的电势差为
因取B点电势0,则A点电势为
故选D。
9、如图,在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和-Q。直线MN是两点电荷连线的中垂线,a、b和c、d是关于中点O的对称点。正确的是( )
A. 电场强度Ec大于Ed;将一电荷由c竖直移动到d,所受电场力先增大后减小
B. 电场强度Ec小于Ed;将一电荷由c竖直移动到d,所受电场力先减小后增大
C. 电场强度Ea等于Eb;将一电荷由a水平移动到b,所受电场力先减小后增大
D. 电场强度Ea等于Eb;将一电荷由a水平移动到b,所受电场力先增大后减小
【答案】C
【解析】AB.在两电荷连线的中垂线上,中点O的场强最大,由O点到c点或d点,场强逐渐减小,所以沿MN从c点到d点场强先增大后减小,因此检验电荷所受电场力先增大后减小,cd两点处于对称的两点场强相等;故AB错误;
CD.在两电荷的连线上,由场强的叠加原理可知,中点O场强最小,从O点到a点或b点,场强逐渐增大,由于a、b是两点电荷连线上关于O的对称点,场强相等,故C正确D错误。
故选C。
10、电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板同时接地,静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量不变。以下说法正确的是( )
A. 使极板间的正对面积变小,则平行板电容器的电容增大
B. 使极板间的正对面积变小,则静电计指针的偏角变小
C. 使两极板间的距离变大,则平行板电容器的电容增大
D. 使两极板间的距离变大,则静电计指针的偏角变大
【答案】D
【解析】A.由电容器电容决定式
可知当极板间的正对面积变小,则平行板电容器的电容减小,故A错误;
B.由电容器电容决定式
可知当极板间的正对面积变小,则平行板电容器的电容减小,根据定义式
电荷量不变,电容减小,则电压变大,所以偏角变大,故B错误;
C.由电容器电容决定式
可知两极板间的距离变大,则平行板电容器的电容减小,故C错误;
D.由电容器电容决定式
可知两极板间的距离变大,则平行板电容器的电容减小,根据定义式
电荷量不变,电容减小,则电压变大,所以偏角变大,故D正确。
故选D。
11、如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一个固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,EP表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
A. θ减小,E增大 B. θ减小,E不变
C θ减小,EP增大 D. θ增大,EP不变
【答案】B
【解析】若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离,由可知,d减小,C增大,又因为电容器所带电量保持不变,由可知,C增大,U减小,故静电计指针的偏角θ减小,又由于
可知,E不变;由于E不变,P点到下极板间的距离不变,可知P点的电势φ不变,由电势能与电势的关系EP=qφ可知,P点的电势能EP保持不变。
故选B。
12、初速为0的电子经电压U1加速后垂直电场方向进入平行板间电场,平行板间的电压为U2,若U1加倍,为了使电子在板间的轨迹不变,下列做法可行的是( )
A.将U2加倍 B.将板间距离加倍
C.将U2及板间距离同时加倍 D.将U2变为原来的一半
【答案】A
【解析】
电子现在加速电场中被加速,获得速度后进去偏转电场做类平抛运动,由类平抛运动的公式
其中
在加速电场中,由动能定理得
化简可得电子做类平抛运动的轨迹方程为
若U1加倍,为了使电子在板间的轨迹不变,可以将U2加倍,或者将板间距离减半。
故选A。
13、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一个平行板电容器,与它相连的电路如图所示。接通开关S,电源给电容器充电,则( )
A. 保持S接通,减小两极板间的距离,则极板上的电荷量减小
B. 保持S接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大
C. 断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小
D. 断开S,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差减小
【答案】BCD
【解析】A.保持S接通,两板间的电势差不变,减小两极板间的距离,由,可知电容增大,则由可知极板上的电量增大,故A错误;
B.保持S接通,两板间的电势差不变,在两极板间插入一块介质,由,可知电容增大,则由可知极板上的电量增大,故B正确;
C.断开S,两板上所带电量不变,减小两极板间的距离,由,可知电容增大,由可知电势差减小。故C正确;
D.断开S,两板上所带电量不变,在两极板间插入一块介质,由,可知电容增大,由可知电势差减小。故D正确。
故选BCD。
14、如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,极板面积为S,电容器带电量为Q。电容器之间有一带正电的油滴处于静止状态。在油滴质量不变的情况下,某时刻油滴的电荷量q开始减小,为使该油滴仍保持静止状态,可采取的措施为( )
A. 给平行板电容器继续充电,增加电荷量Q
B. 让平行板电容器放电,减少电荷量Q
C. 使两极板相互靠近些,减小极板间的距离d
D. 将上极板水平右移一些,减小极板正对面积S
【答案】AD
【解析】A.给平行板电容器继续充电,电量增大,电容不变,根据
知电势差增大,根据
知电场强度增大,故A正确;
B.让电容器放电,电量减小,电容不变,根据
知电势差减小,根据
知电场强度减小。电荷的电量减小,电场强度也减小,则电场力减小,电荷不能平衡,故B错误;
C.因为
所以电场强度
与电容器两极板间的距离无关,所以电容器两极板靠近时,电场强度不变,电荷的电量减小,则电场力减小,电荷不能平衡,故C错误;
D.将上极板水平右移,正对面积减小,电容减小,电势差
增大,电场强度
增大,当油滴电荷量减小时,可使油滴平衡,故D正确;
故选AD。
15、电源、开关、滑动变阻器和平行板电容器连成如图所示电路,P点到A、B两极板的距离相等,且B板接地。闭合开关S,电源对电容器充电后,电容器带电荷量为Q,板间电压为U,板间电场强度大小为E。则下列说法正确的是( )
A. 若将A板下移少许,则Q变大,U不变,E变大
B. 若滑动变阻器的滑片向左移动,则Q变大,U减小,E变大
C. 若断开开关,将A板下移少许,则P点的电势不变
D. 若断开开关,将A板向左移动少许,则Q不变,U不变,E不变
【答案】AC
【解析】A.闭合开关S,则极板间电压U不变,若将A板下移少许,即减小极板间距,由
可知电容器的电容增大;由
Q=UC
可知Q增大,由
可知E变大,故A正确;
B.由图可知,该电路中没有电流,故当滑动变阻器的滑片向左移动极板时,两端的电势差始终等于U,则Q与E也不变,故B错误;
D.给电容器充电后与电源断开,电量不变,若将A板下移少许,即减小极板间距,由
可知则C增大,由
Q=UC
可知U减小,而
则有E不变,故D错误。
C.已知电源断开后E不变,因下极板接地,则下极板的电势为零,因P点与下极板的距离不变,根据
U=Ed
可知P点与下极板的电势差不变,故P点电势不变,C正确。
故选AC。
16、如图所示是示波器原理图,电子被电压为U1的加速电场加速后射入电压为U2的偏转电场,离开偏转电场后电子打在荧光屏上的P点,P点与O点的距离叫做偏转距离,偏转电场极板长为L,板间距离为d,为了增大偏转距离,下列措施可行的是( )
A.增大U1 B.增大U2 C.增大L D.增大d
【答案】BC
【解析】【来源】**_*学2020-2021学年高二(上)第一次月考物理试题
电子被电压为U1的加速电场加速后速度为
在偏转电场中竖直方向的位移为
显然,当偏转电场中竖直方向的位移增大时,P点与O点之间的偏转距离也会增大,从上式可知,当U2增大时,y会增大,P点与O点之间的偏转距离会增大;当L增大时,y增大,P点与O点之间的偏转距离也会增大。增大U1,增大d,y都会减小,P点与O点之间的偏转距离也会减小。
故选BC。
17、如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ,一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A. 细线与斜面平行.小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量异种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上.
求:(1)若B球带正电且细线对A球的拉力刚好为0,则B球电量大小是多少?
(2)若B球带负电且斜面对A球支持力刚好为0,则B球电量大小是多少?
【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据库仑定律,小球A与B之间库仑力的大小为:;若细线上的拉力为0,小球A受重力、支持力和库仑斥力而平衡,根据共点力平衡条件,重力的下滑分力与库仑力的上滑分力平衡,即:mgsinθ=Fcosθ;联立解得:qB=(2)若斜面对A球支持力刚好为零,则有:mg=tanθ;解得:qB= .
【点睛】本题关键是明确A球的受力情况,然后根据共点力平衡条件列方程求解,注意细线拉力为零的临界条件.
18、如图所示,一带电小球用绝缘细线悬挂于O点,处在水平方向的匀强电场中,小球静止在A点时悬线与竖直方向的夹角为45°,小球的质量为m,带电量为q,悬线的长为L。现将小球放在悬点O右侧与悬点等高的B点位置,悬线刚好拉直,由静止释放小球,重力加速度为g,求:
(1)电场强度的大小;
(2)小球运动到最低点时速度的大小(悬线开始绷紧前)。
【答案】(1) ;
(2)
【解析】(1)小球开始静止时悬线与竖直方向的夹角为45°,对小球受力分析并建立平衡方程得
得
(2)小球放到与悬点等高的位置由静止释放
小球开始运动时受到的合力大小为
小球在细线绷紧前做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为
运动的位移大小为
则小球运动的最低点时的速度大小为
19、如图所示,足够长的粗糙绝缘斜面倾角θ=37°,整个斜面处在一个方向平行于斜面向上的匀强电场中,电场强度大小E=50N/C,一质量m=0.1kg、电荷量q=+0.03C的小物块从斜面底端由静止释放,小物块与斜面间动摩擦因数为0.5,小物块向上运动t=2s后撤去电场,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)撤去电场时小物块的速度;
(2)小物块从释放到运动到最高点的位移。
【答案】(1)10m/s;(2)15m
【解析】(1)由牛顿第二定律得小物块的加速度
运动t=2s后小物块的速度
(2)设小物块从释放到运动到最高点的位移为x,由动能定理得
解得
20、如图所示,在真空中用长度l=1m的绝缘细线将质量m=1×10-3kg的带电小球P(视为质点)悬挂在O点正下方,当有方向为水平向右、大小E=3×104N/C的匀强电场时,小球静止时细线与竖直方向的夹角为37°。取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小球所带电荷量;
(2)现突然把电场方向改为竖直向下,大小不变,求小球运动到最低点时受到细线的拉力大小。
【答案】(1)2.5×10-7C;(2)2.45×10-2N
【解析】(1)对小球受力分析如图,
则可知小球带正电,由平衡条件可得
其中
F=qE
解得
q=2.5×10-7C
(2)电场方向改为竖直向下后,小球运动到最低点过程中,由动能定理可得
小球在最低点时,由牛顿第二定律可得
联立方程,解得
T=2.45×10-2N
21、某匀强电场中的一组等势面如图虚线所示,A、B、C、D相邻两点间距离均为5cm,P点和C点间的距离为2cm,求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)P点的电势;
(3)把q=2×10-5C的正点电荷由B点移到P点,电场力做的功。
【答案】(1)200V/m;(2)6V;(3)-1.2×10-4J
【解析】(1)匀强电场的场强为
=200V/m
(2)P、B两点间的电势差
UPB=E·dPB=200×(5-2)×10-2V=6V
则
(3)由(2)得
UBP=-UPB=-6V
电场力做功
W=qUBP=2×10-5×(-6)J=-1.2×10-4J
22、如图所示,轻质绝缘细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球质量为,静止在竖直放置的平行金属板A、B间,且与A、B两极距离相等。绳与竖直方向的夹角,已知A、B两板间的电势差,板间距离,取重力加速度,,,忽略空气阻力,求:
(1)平行金属板A、B间电场强度大小;
(2)小球的带电量;
(3)若烧断绳子,小球将做什么运动?请计算小球碰到B板时的动能大小。
【答案】(1);(2);(3)匀变速直线运动,
【解析】(1)根据电场强度和电势差的关系可得
解得
(2)由平衡关系得
解得
(3)由于电场力和重力不变,它们的合力方向与绳 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 ,若烧断绳子,小球将沿绳方向斜向右下方做匀加速直线运动,由动能定理得
解得
23、一个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,如图所示,AB与电场线夹角,已知带电微粒的质量,电荷量,A、B相距。(取,结果保留两位有效数字)
(1)说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由;
(2)求电场强度的大小和方向;
(3)要使微粒从A点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度是多少?
【答案】(1)匀减速运动,见解析;(2)1.73×104N/C,方向水平向左;(3)2.8m/s
【解析】【来源】**_*2020-2021学年高二(上)第一阶段考试物理试题
(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动,在垂直于AB方向上的重力和电场力的分力必等大反向,可知电场力的方向水平向左,微粒所受合力的方向由B指向A,与初速度vA方向相反,微粒做匀减速运动。
(2)在垂直于AB方向上,有
解得电场强度
电场强度的方向水平向左。
(3)微粒由A运动到B的速度vB=0时,微粒进入电场时的速度最小,由动能定理得
代入数据,解得
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