贵州省铜仁市德江县伟才学校学年高二月考物理试题文档格式.docx
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,B错误;
正电荷从高电势向低电势运动过程中,电势能减小,故电场力做正功,C错误;
负电荷在低电势处电势能大,故
,D错误.
2.一点电荷沿着图中曲线JK穿过匀强电场,a、b、c、d为等势面,且
,不计粒子受
的重力,下列说法错误的是()
A.该粒子带负电
B.该匀强电场的方向水平向右
C.从J到K过程中,粒子的电势能减小
D.从J到K过程中,粒子的加速度保持不变
电场线和等势线垂直,所以电场沿水平方向,从电荷的轨迹JK可知,电场力水平向右,由于
因而可确定电场线的方向从右向左,故粒子的带负电,故A正确,B错误;
根据电场力与速度的夹角为锐角可知电场力做正功,导致粒子的动能增大,而电势能则减小,故C正确;
由图可知,等势面均匀分布,故该电场为匀强电场,故粒子受到的电场力不变;
故加速度保持不变;
故D正确;
本题选错误的,故选B。
点睛:
本题通过带电粒子在电场中的运动考查了电势、电势能、电场力等问题,解决这类问题的突破口是:
做曲线运动的物体所受合外力指向其轨迹内侧。
3.如图所示的匀强电场中,
、
三条虚线表示三个等势面,
分别是等势面
上的两个点,下列说法正确的是
A.等势面1、2、3的电势相等
B.等势面3的电势高于等势面
的电势
C.若将一负电荷由
移到
,其电势能减小
D.若将一正电荷由
【答案】D
沿着电场线方向电势降低,所以三个等势面中1的电势能最高,3的等势面最低;
故A错误;
等势面3的电势低于等势面1、2的电势,故B错误.负电荷在电势低处电势能大,则知将一负电荷由a移到b,电势能增大,故C错误;
正电荷在电势高处电势能大,则知将一正电荷由a移到b,电势能减小,故D正确.故选D.
解决本题的关键要掌握电场线的物理意义:
顺着电场线方向电势降低,正电荷在电势高处电势能大,负电荷相反.
4.如图所示,两个等量同种点电荷P、Q,在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点,另外有点电荷q,那么,下列说法中正确的是()
A.M点电场强度的大小一定大于N点电场强度的大小
B.M点电场强度的大小一定小于N点电场强度的大小
C.若q是正电荷,q在N点的电势能比在M点的电势能大
D.无论q是正电荷还是负电荷,q在M点的电势能都比在N点的电势能小
【答案】C
A、B项:
根据等量同种电荷连线中垂线上电场线分布可知,从中点向上,电场强度先增大后减小,所以无法确定M、N两点的电场强度的大小,故A、B均错误;
C、D项:
根据等量同种电荷连线中垂线上电场线分布可知,从中点向上,电场强度方向沿中垂线向上,所以M点电势低于N点电势,若q为正电荷,q在N点的电势能比在M点的电势能大,故C正确,D错误。
5.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点过程中,电场力做了
的正功,那么()
A.电荷在B处时具有
的动能
B.电荷的动能减少了
C.电荷在B处时具有
的电势能
D.电荷的电势能减少了
【详解】AB、电荷只在电场力作用下,电场力做了
的正功,合力做功即为
,根据动能定理得知,动能增加了
,故A、B错误;
CD、电场力做了
的正功,根据功能关系得知,电荷的电势能减小
,故C错误,D正确;
故选D。
【点睛】电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点,电场力做正功,动能增加,电势能减小。
6.如图所示,在水平光滑的金属板上方,固定有一个带电量为+Q的点电荷。
现有一个很小的、表面绝缘的带负电(电量也很小,不影响原电场分布)滑块,以水平初速v0向右运动。
则它的运动性质为()
A.先匀减速,再匀加速
B.先匀加速,再匀减速
C.一直做变加速运动
D.一直做匀速运动
【详解】金属板在Q的电场中达到静电平衡时,金属板是一个等势体,表面是一个等势面,表面的电场线与表面垂直,小球所受电场力与金属板表面垂直,在金属板上向右运动的过程中,电场力不做功,根据动能定理得知,小球的动能不变,速度不变,所以小球做匀速直线运动,故D正确,A、B、C错误;
【点睛】关键是金属板在Q的电场中产生静电感应现象,达到静电平衡时,金属板是一个等势体,表面是一个等势面,表面的电场线与表面垂直,小球所受电场力与金属板表面垂直。
7.(多选)如图所示,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下列方法中能使两球都带电的是
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.使棒与甲球瞬时接触,再移走棒
D.先使乙球瞬时接地,再移走棒
【答案】ACD
将带负电的绝缘棒靠近不带电的导体球,由于静电感应使两球带异种电荷,先把两球分开再移走棒,两球还带异种电荷,故A正确;
若先移走棒,而导体球上感应出来的异种电荷中和,两球均不带电,故B错误;
若将乙球接地,再移走棒,则大地为远端,两球为近端,再移走棒,两球带同种电荷,故D正确;
将棒与甲球接触则甲球带上与棒相同的电荷,由于乙球与甲球接触故移走棒后,两球均带电荷,故C正确。
8.在a、b两点固定着两个带等量异种性质电的点电荷,c、d两点将a、b两点的连线三等分,则( )
A.c、d两点处的场强大小相等
B.c、d两点处的场强大小不相等
C.从c点到d点场强先变大后变小
D.从c点到d点场强先变小后变大
【答案】AD
由等量异种电荷周围电场线的分布可知,cd两点场强相同,A对;
B错;
cd中点场强最小,从c点到d点场强先变小后变大,D对;
C错
9.如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力作用,则由此图可做出的判断是()
A.带电粒子带负电荷
B.带电粒子带正电荷
C.带电粒子所受电场力的方向向左
D.带电粒子做匀变速运动
因为带电粒子只受电场力作用而做曲线运动,如题图所示,所以电场力指向曲线内侧,即电场力的方向与场强的方向相反,带电粒子必带负电荷;
因带电粒子在匀强电场中运动,故带电粒子所受电场力为恒力,做匀变速运动。
故ACD正确。
10.(多选)如图所示,a、b两点为负点电荷Q的电场中以Q为圆心的同一圆周上的两点,a、c两点为同一条电场线上的两点,则以下说法正确的是
A.a、b两点的场强大小相等
B.同一试探电荷在a、b两点所受电场力相同
C.a、c两点的场强大小关系为Ea>
Ec
D.a、c两点的场强方向相同
依据负点电荷周围电场分布特点可知:
以点电荷为圆心的同一圆上各点的电场强度大小相等,但方向不同,所以a、b两点场强不同,则同一试探电荷在a、b两点所受电场力大小相等,方向不同,A错误B正确;
根据
可知距离点电荷越近,电场强度越大,故
,C正确;
以点电荷为圆心的同一圆为一个等势面,即上面所有点的电势相等,故
,D正确.
【点睛】在点电荷电场中,距离点电荷越近,电场强度越大,在以点电荷为圆心的同一圆上各点的电场强度大小相同,但方向不同,该圆为一个等势面,上面所有点的电势相同.
二、填空题(每空2分,共20分)
11.静电场是__________周围空间存在的一种物质;
通常用_________来描述力的性质、用__________来描述电场的能的性质。
正电荷沿着电场线运动电势能________。
【答案】
(1).静止电荷
(2).电场强度(3).电势(4).减小
【分析】
电场对放入其中的电荷有力的作用,用电场强度来描述电场力的性质,相对应的是描述电场能性质的物理量是电势;
沿着电场线方向电势降低。
【详解】静电场是静止电荷周围空间存在的一种物质;
物理学中用电场强度来描述电场力的性质,用电势来描述电场能的性质,沿着电场线方向电势降低,根据
可知正电荷沿着电场线运动电势能减小;
故答案为:
静止电荷,电场强度,电势,减小
12.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:
粒子带________电;
粒子在________点加速度大;
粒子在________点动能大;
A、B两点相比,________点电势较高.
【答案】
(1).负
(2).B(3).A(4).A
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;
【详解】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;
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;
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;
沿着电场线电势降低,所以A点的电势高;
负;
B;
A;
A。
13.如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为9000N/C,在电场内一水平面上作半径为10cm的圆,圆上取A、B两点,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电量为10-8C的正点电荷,则A处场强大小EA=______N/C,B处的场强大小EB=______________N/C.
【答案】
(1).
(2).
试题分析:
根据公式E=k
求出点电荷在A、B点处产生的场强大小,再由正点电荷场强和匀强电场场强的合成,根据平行四边形定则求解A、B两点处的场强大小及方向.
解:
点电荷在A点处产生的场强大小为:
E=k
=9×
109×
N/C=900N/C,方向从O→A,则A处场强大小EA=0;
同理,点电荷在B点处产生的场强大小也为E=900N/C,方向从O→B;
根据平行四边形定则得,则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成,B点的场强大小为:
EB=
E=
×
900N/C≈1.27×
103N/C;
0,1.27×
103
【点评】本题电场的叠加问题,一要掌握点电荷的场强公式E=k
;
二要能根据据平行四边形定则进行合成.
三、计算题(共40分,解答计算题时,每一步要有必要的物理规律或物理公式,没有公式的计算过程是不能得分,只有最后答案的得0分。
)
14.如图所示,小球的质量为m=0.1kg,带电荷量为q=+1.0×
10–5C,悬挂小球的细线与竖直方向成θ=370时,小球恰好在水平匀强电场中静止不动,sin370=0.6,cos370=0.8,g取10m/s2。
求:
(1)电场力的大小;
(2)电场强度的大小和方向;
(3)此时细线的拉力大小。
(1)0.75N;
(2)方向水平向右(3)1.25N;
(1)对小球进行受力分析,由平衡知识可知电场力F="
mgtan37°
=0.75"
N
(2)根据
得:
,方向水平向右
(3)由平衡知识可知:
细线拉力
15.在如图所示的匀强电场中,有A、B两点,且A、B两点间的距离为x=0.20m,已知AB连线与电场线夹角为θ=60°
,今把一电荷量q=-2×
10-8C的检验电荷放入该匀强电场中,其受到的电场力的大小为F=4.0×
10-4N,方向水平向左。
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)若把该检验电荷从A点移到B点,电势能变化了多少;
(3)若A点为零电势点,电荷量q’=8×
10-8C在B点电势能为多少。
(1)电场强度E的大小为E=
=2×
104N/C,方向水平向右
(2)检验电荷从A点移到B点电场力做负功
WAB=-Fxcosθ=-4.0×
10-4×
0.2×
cos60°
J=-4.0×
10-5J
由电场力做功与电势能变化关系得,电势能增加了4×
(3)由φB=
解得φB=-2.0×
103V
E’pB=q’φB=4×
16.如图所示,真空中固定在O点的点电荷带电量
,虚线为另一带电量
的点电荷从无穷远处向O运动的轨迹
点电荷q从无穷远处移到A点静电力做了
的功;
取无穷远处电势为0,轨迹上离O点距离为3cm的B点电势
,(静电力常量
)求:
(1)点电荷q在B点时受到的静电力F大小;
(2)点电荷q在A点的电势能
(3)AB两点间的电势差
.
(1)
(2)
(3)
根据库仑定律计算点电荷q在B点时受到的静电力F大小;
根据功能关系,静电力做的功等于电势能变化量求解点电荷q在A点的电势能;
根据电势差的定义式计算AB两点间的电势差;
【详解】解:
(1)点电荷q在B点时受到的静电力大小
解得
(2)根据功能关系:
解得
(3)A点的电势
A、B两点的电势差
17.如图所示,在竖直平面内,光滑的绝缘细管AC与半径为R的圆交于B、C两点,B恰为AC的中点,C恰位于圆周的最低点,在圆心O处固定一正电荷.现有一质量为m、电荷量为-q、在管上端的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿管内下滑.已知重力加速度为g,A、C两点间的竖直距离为3R,小球滑到B点时的速度大小为
.求:
(1)小球滑至C点时的速度大小;
(2)A、B两点间的电势差UAB.
(1)小球A到B过程和由A到C过程,由动能定理分别列出等式求解.
(2)根据上面的求解结果即可解答.
(1)小球由A到B过程,由动能定理得
①
小球由A到C过程,由动能定理得
②
其中,UAB=UAC③
由①②③式可得小球滑至C点时的速度大小为
(2)由①式可得A、B两点间的电势差
答:
(1)小球滑至C点时的速度大小是
(2)A、B两点间的电势差
【点评】本题关键根据动能定理列式分析,切入点在于圆周为等势面,小球从A到C和A到B电场力做功相等.
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