电场综合测试题.docx
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电场综合测试题
电场综合测试题
电场综合测试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.共150分考试用时120分钟
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一.本题共十小题;每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.
1.设电子在运动过程中只受电场力作用,则在下列哪个电场中,只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动;而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动
A.匀强电场 B.正点电荷产生的电场
C.负点电荷产生的电场
D.以上都不可能
2.如图,把一带正电的小球a放在光滑绝缘面上,欲使球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应( )
A.带正电,放在A点
B.带正电,放在B点
C.带负电,放在C点
D.带正电,放在C点
3.在平行金属板间加上如图所示电压,使处于板中央原来静止的电子能做往复运动的电压是 ( )
A.
B.
C.
D.
4.带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点,在此过程中克服电场力做了2.6_10-6J的功.那么,
A.M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能
B.P点的场强一定小于Q点的场强
C.P点的电势一定高于Q点的电势
D.M在P点的动能一定大于它在Q点的动能
5.A.B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图所示.设A.B两点的电场强度分别为EA.EB,电势分别为UA.UB,则
(A)EA=EB.(B)EA<EB.(C)UA=UB (D)UA<UB.
6.如图所示,长为L,倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为+q,质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端的速度仍为v0,则( )
A.A.B两点的电势差一定为mgLsinθ/q
B.小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能
C.若电场是匀强电场,则该电场的场强的最大值一定是mg/q
D.若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的,则Q
一定是正电荷
7.如图所示,用两根同样的绝缘细线把甲.乙两个质量相等的带电小球悬挂在同一点上,甲.乙两球均处于静止状态.已知两球带同种电荷,且甲球的电荷量大于乙球的电荷量,F1.F2分别表示甲.乙两球所受的库仑力,则下列说法中正确的是 ( )
A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2
C.F1与F2大小一定相等
YCYD.无法比较F1与F2的大小
8.如图所示,虚线a.b.c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P.Q是这条轨迹上的两点,据此可知
A.三个等势面中,a的电势最高
B.带电质点通过P点时的电势能较Q点大
C.带电质点通过P点时的动能较Q点大
D.带电质点通过P点时的加速度较Q点大
9.如图所示,水平放置的平行金属板a.b分别与电源的两极相连,带电液滴P在金属板a.b间保持静止,现设法使P固定,再使两金属板a.b分别绕中心点O.O/垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α,然后释放P,则P在电场内将做( )
A.匀速直线运动
B.水平向右的匀加速直线运动
C.斜向右下方的匀加速直线运动
D.曲线运动
10.A.B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷,A.B.C.D四点在同一直线上,且AC=CD=DB.将一正电荷从C点沿直线移到D点,则
A.电场力一直做正功
B.电场力先做正功再做负功
C.电场力一直做负功
D.电场力先做负功再做正功
第Ⅱ卷(非选择题共100分)
二.真空题(每空4分,共20分)
11.如图所示,一束β粒子自下而上进人一水平方向的匀强电场后发生偏转,则电场方向向 (填〝左〞或〝右〞)进人电场后,β粒子的动能 (填〝增加〞.〝减少〞或〝不变〞).
12..如图示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,做以 Q 为焦点的椭圆运动.M.P.N为椭圆上的三点,P点是轨道上离Q最近的点.电子在从M经P到达N点的过程中,速率的变化变化情况是:
;电场力做的情况是:
;电势能的
变化情况是:
.
三.本题共五小题,共90分.解答应写出必要的文字说明.方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位.
13.(10分)在与_轴平行的匀强电场中,一带电量为1.0_10-4C,质量为2.5_10-3kg的物体在光滑水平面上沿着_轴方向做直线运动,其位移与时间的关系是_=0.16t-0.02t2,式中_以米为单位,t以秒为单位.从开始运动到5s末物体所经过的路程为多少?
克服电场力做的功是多少?
14.(10分)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,AB与电场线夹角θ=30°,已知带电微粒的质量m=1.0_10-7kg,电量
q=1.0_10-10C,A.B相距L=20cm.(取g=10m/s2,结果保留二位有效数字)求:
(1)说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由.
(2)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?
15.(13分)已经证实,质子.中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为,下夸克带电为,e为电子所带电量的大小,如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为,,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力).
16.(14分)如图所示,平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场,且带正电的极板接地.一质量为m,电荷量为+q的带电粒子(不计重力)从_轴上坐标为_0
处静止释放.
(1)求该粒子在_o处电势能Ep
(2)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.
17.(13分)如图所示,两块长3cm的平行金属板AB相距1cm,并与300V直流电源的两极相连接,,如果在两板正中间有一电子(m=9_10-31kg,e=-1.6_10-19C),沿着垂直于电场线方向以2_107m/s的速度飞入,则
(1)电子能否飞离平行金属板正对空间?
(2)如果由A到B分布宽1cm的电子带通过此电场,能飞离电场的电子数占总数的百分之
几?
18.(14分)如图所示,在倾角为37°的斜面两端,垂直于斜面方向固定两个弹性板,两板相距2m,质量为10g,带电量为1_10-7C的物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,物体从斜面中点以大小为10m/s的速度沿斜面开始运动.若物体与弹性板碰撞过程中机械能不损失,电量也不变,匀强电场(方向与斜面平行)的场强E=2_106N/C,求物体在斜面上运动的总路程.(g取10/s2)
参考答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
AC
AB
AD
AD
A
C
BD
B
B
11.左.增加 12.速率先增大后减小.电场力先做正功后做负功.电势能先减小后增大
13.解:
位移与时间的关系式_=0.16t-0.02t2,
当t=4s时,_正向最大为_m=0.32m 当t=5s时,_=0.3m
所以路程为s=0.32+(0.32-0.3)=0.34m
由位移与时间的关系式可得v0=0.16m/s,a=-0.04m/s2,
所以t=5s时,vt=v0+at=-0.04m/s
由动能定理得,W电=⊿Ek=m(v02-vt2)/2=3_105J.
14.解:
(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必等大反向,可知电场力的方向水平向左,如图所示,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qEsinθ-mgcosθ=0
所以电场强度E=1.7_104N/C 电场强度的方向水平向左
(3)微粒由A运动到B时的速度vB=0时,微粒进入电场时的速度最小,由动能定理得,
mgLsinθ+qELcosθ=mvA2/2 代入数据,解得vA=2.8m/s
15.解:
质子带电为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的.按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处.这时上夸克与上夸克之间的静电力应为
代入数值,得 =46N,为斥力.
上夸克与下夸克之间的静电力为
代入数值,得=23N,为引力.
(2)解法一
在带电粒子的运动方向上任取一点,设坐标为_
由牛顿第二定律可得
(2)解法二
在_轴上任取两点_1._2,速度分别为v1.v2
17.解:
(1)当电子从正中间沿着垂直于电场线方向以2_107m/s的速度飞入时,若能飞出电场,则电子在电场中的运动时间为
在沿AB方向上,电子受电场力的作用,在AB方向上的位移为,其中
联立求解,得y=0.6cm,而cm,所以,故粒子不能飞出电场.
(2)从
(1)的求解可知,与B板相距为y的电子带是不能飞出电场的,而能飞出电场的电子带宽度为cm,所以能飞出电场的电子数占总电子数的百分比为
18.解:
mgsin37°=0.06N Eq=0.2N f+
mgsin37°_lt;Eq
故最后应停在紧靠上边弹性板处,由动能定理得:
解得:
S=40m
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- 电场 综合测试