高中物理选修31 静电场单元测试题.docx
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高中物理选修31静电场单元测试题
年度静电场单元测试题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。
全部选对得4分,选对但选不全得2分。
)选择题部分请填涂至答题卡处。
1、以下说法正确的是()
A.由E=F/q可知,电场中某点的电场强度E与F成正比B.由公式φ=ε/q可知,电场中某点的电势φ与q成反比
C.由Uab=Ed可知,匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大
D由公式C=Q/U可知,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关2、关于电场线和等势面,不正确...
的说法是()
A.电场中电势越高的地方,等势面越密
B.电场中场强越大的地方,电场线越密
C.电场中场强越大的地方,等势面越密D.电场强度的方向总是和等势面垂直的
3、电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列关于使用铜丝编织的原因,说法正确的是()
A.铜丝编织的衣服不易拉破B.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零
C.电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零D.铜丝电阻小,能对人体起到保护作用
4、A、B是某电场中的一条电场线上的两点,一正电荷仅在电场力作
用下,沿电场线从A点运动到B点过程中的速度图象如图所示,下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低判断正确的是
(
A.EA>EBB.EA<EB
C.φA<φBD.φA>φB
5、如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面,一个电子垂直经过等势面D时,动能为20eV,飞经等势面C时,电势能为-10eV,飞至等势面B时速度恰好为零,已知相邻等势面间的距离为5cm,则下列说法正确的是(
A.等势面A的电势为-10V
B.匀强电场的场强大小为200V/m
C.电子再次飞经D势面时,动能为10eV
D.电子的运动为匀变速直线运动6.下列哪些物理量与检验电荷无关()A.电场强度B.电势能C.电势D.电场力7.一个电容器的规格是“10μF50V”,则
A.这个电容器加上50V电压时,电容量才是10μF.
B.这个电容器的最大电容量是10μF,带电量较少时,电容量小于10μF.C.这个电容器上加的电压不能低于50V.
D.这个电容器的电容量总等于10μF.
8.传感器是采集信息的一种重要元件,如图所示是一种电容式压力传感器,左边下面为可动
vv
电极,它的两端固定,当待测压力作用于可动电极时,使它发生形变,从而改变传感器的电容,若流经灵敏电流计的电流方向向左时,指针向右偏,则待测压力突然增大时(
A、电容器的电容增大B、电容器的电容减少
C、灵敏电流计指针向左偏D、灵敏电流计指针向右偏
9.一平行板电容器的两个极板分别与一电源的正负极相连,在保持开关闭合的情况下,将电容器两极板间的距离增大,则电容器的电容C、电容器所带电量Q和极板间的电场强度E的变化情况是()
A.C、Q、E都逐渐增大B.C、Q、E都逐渐减小C.C、Q逐渐减小,E不变D.C、E逐渐减小,Q不变10.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图所示,以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,W表示正电荷在P点的电势能。
若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()
AU变小,E不变BE变大,W变大CU变小,W不变DU不变,W不变
11.如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且相互垂直,O点为圆心.空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行.现有一电子,在电场力作用下(重力不计),先从A点运动到C点,动能减少了W;又从C点运动到B点,动能增加了W,那么关于此空间存在的静电场可能是()A.方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场B.方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场C.位于O点的正点电荷形成的电场D.位于D点的正点电荷形成的电场
12.如图7所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b,分别与电源的正负极相连.a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔,带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后速度为1v.现使a板不动,保持电键K打开或闭合.b板向上或向下平移一小段距离,相同的液滴仍从P点自由落下,先后穿过两个小孔后速度为2v;下列说法中正确的是()
①若电键K保持闭合,向下移动b板,则2v>1v
②若电键K闭合一段时间后再打开,向下移动b板,则2v>1v③若电键K保持闭合,无论向上或向下移动b板,则2v=1v
④若电键K闭合一段时间再打开,无论向上或向下移动b板,则2v<1vP
+-
A.只有①④B.只有③正确C.只有②正确D.只有②③正确.二、填空题(本题共3小题,每小题4分,共12分)
13、如图所示,正方形ABCD处在一个匀强电场中,电场线与正方形所在平面平行.已知A、B、C三点的电势依次为φA=6.0V,φB=4.0V,φC=-2.0V.⑴D点的电势φD=V。
⑵在图中画出过A点的电场线(要把作图过程画在图上)
14、一平行板电容器电容为C,两极板水平放置,两极板间距为d,接到电
压为U的电源上,两极板间一个质量为m的带电液滴处于静止,此液滴的电量q=________,若将两个极板之间的距离变为d/2,带电液滴将向
________运动,(填“上、下、左或右”,电容器的电容将_______。
(填“变大、变小、或不变”)15、一个质量为m,带电量为e的电子,以初速度v0沿与电场线平行的方向射入匀强电场.经过时间t,电子具有的电势能与刚射入电场时具有的电势能相同,则此匀强电场的电场强度E=,带电粒子在电场中通过的路程是.
三、计算题(本题共4小题,其中16题8分、17、18题每题10分,19题12分,共40分)
16、(8分)如图所示(a,一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少?
某同学在解答这道题时的过程如下:
设电量为q,小环受到三个力的作用,拉力T、重力mg和库仑力F,受力分析如图b,
由受力平衡知识得,22
L
qk=mgtan30°,k
mgLq32
.
你认为他的解答是否正确?
如果不正确,请给出你的解答?
17、(11分)如图所示,是一对彼此绝缘相距d=5cm的平行金属带电极板MN,N板接地,M板带电量的绝对值为Q=6×10-6C。
在两极板MN间A点有一带电量为q=4×10-6C的带电液滴,其质量m=4×10-4kg,恰好处于静止状态。
求:
(1)两板间的电场强度为多少?
(2)UNM等于多少伏?
M点的电势是多少?
(3)平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少?
AB
C
D
18、如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×102V/m,两板相距d=16㎝,板长L=30㎝。
一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22㎏的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:
⑴粒子带何种电荷?
⑵要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大?
⑶粒子飞出电场时最大偏角为多大?
19、如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电。
两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔。
C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O’处,C带正电、D带负电。
两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O’。
半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。
现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量
为q的带正电微粒(微粒的重力不计),问:
⑴微粒穿过B板小孔时的速度多大;
⑵为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强
度大小应满足什么条件;
本题含有第三问,有兴趣的同学可以做一下⑶从释放微粒开始,经过多长时间微粒会通过半圆形金属板间的最低点P点?
答案
一、选择题
BA
二、填空题(本题共3小题,每小题4分,共12分)
13、0
14、mgd/U上变大15、2mv0/etv0t/2
三、计算题(本题共4小题,其中16题8分、17、18题每题10分,19题12分,共40分)
16、解:
(1他的解答是错误的.
(2小环是穿在丝线上,作用于小环上的两个拉力大小相等,方向不同.小环受四个力,如图所示.竖直方向Tsin60°=mg①水平方向Tcos60°+T=2
2
L
qk
②
由①②联立得k
mgLq23=
17、解:
(1)对A点受力分析:
Eq=mg得E=103V/m
(2)UNM=Ed=-50V
UNM=φN-φM得φM=-50V
(3)C=Q/U=1.2×10-7F=1.2×105pF
18、解:
(1)正电荷
(2)由类平抛运动的规律可知,粒子水平方向做匀速直线运动:
竖直方向做匀加速运动:
且由牛顿第二运动定律:
联立方程组可得:
(3)有或者利用速度偏向角的正切值=位移偏向角正切值的两倍:
19、解:
(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有12mv22qU解得v=mqU=⑴ABCODLO′d
(2)微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有qE=mv22v2=mRLE=4UL⑵P联立⑴、⑵,得
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