一、单选题:(3x14=42分)
1．物理学引入“点电荷”概念,从科学方法上来说是属于( ) A．控制变量的方法 C．理想化模型的方法
B．观察实验的方法 D．等效替代的方法
2．(2015·浙江1月学考·24)如图所示,摩擦过的塑料刻度尺能够吸引轻小的纸片,这是由于它们之间存在( )
A．静电力 B．安培力 C．洛伦兹力 D．弹力
3．如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b两点电场强度相同的是( )
的静电力为F,则下列判断中正确的是( ) F
A．P点的场强大小为Q 1
4．真空中有一个点电荷＋Q1,在距其r处的P点放一电荷量为＋Q2的试探电荷,试探电荷受到
FkQ2
B．P点的场强大小等于Q也等于r2 2
F
C．试探电荷的电荷量变为2Q2时,Q2受到的静电力将变为2F,而P处的场强为Q
2
D．若在P点不放试探电荷,则该点场强为0
5．如图所示,真空中的两带电小球(可看做是点电荷),质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2,通过调节悬挂细线的长度使两小球始终保持在同一水平线上,水平距离为r,两悬线与竖直方向
的夹角分别为θ1、θ2,下列说法正确的是( )
A．若只增大r,则θ1、θ2都增大 B．若只增大m1,则θ1增大,θ2不变 C．若只增大q1,则θ1增大,θ2不变 D．若只增大q1,则θ1、θ2都增大
6．如下四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中电势和场强都相同的是( )
7．如图所示,对于电场线中的A、B、C三点,下列判断正确的是( )
A．A点的电势最低 B．B点的电场强度最大
C．同一正电荷在A、B两点受的电场力大小相等 D．同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大
8．如图所示,空间有一水平匀强电场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,沿图中虚线由A运动到B,其能量变化情况是( )
A．动能减少,重力势能增加,电势能减少 B．动能减少,重力势能增加,电势能增加 C．动能不变,重力势能增加,电势能减少 D．动能增加,重力势能增加,电势能减少
9．如图所示的匀强电场场强为103 N/C,ab平行于电场线,ac垂直于电场线,ab＝cd＝4 cm,ac＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是( )
A．a、b之间的电势差为40 V B．a、c之间的电势差为50 V
C．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周,电场力做的功是－0.25 J D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移到d,电场力做的功是0.25 J 10．电容式键盘是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的( ) A．两板间的距离 C．两板间的电介质
B．两板间的电压 D．两板间的正对面积
11．在研究影响平行板电容器电容大小因素的实验中,一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示．现保持B板不动,适当移动A板,发现静电计指针张角变小,则A板可能是( )
A．右移
B．左移
C．上移
D．下移
12．如图所示,一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子．在电场力的作用下,2
两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距5l的平面．若两粒子间相互作用力可忽略．不计重力,则M∶m为( )
A．3∶2
B．2∶1
C．5∶2
D．3∶1
13．如图所示,矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场,两个带正电粒子a和b以相同的水平速度射入电场,粒子a由顶点A射入,从BC的中点P射出,粒子b由AB的中点O射入,从顶点C射出．若不计重力,则a和b的比荷(带电量和质量比值)之比是( )
A．1∶8 B．8∶1 C．1∶2 D．2∶1
14．如图所示的交变电压加在平行板电容器A、B两极板上,开始B板电势比A板电势高,这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间,它在电场作用下开始运动．设A、B两极板间的距离足够大,下列说法正确的是( )
A．电子一直向着A板运动 B．电子一直向着B板运动
C．电子先向A板运动,然后返回向B板运动,之后在A、B两板间做周期性往复运动 D．电子先向B板运动,然后返回向A板运动,之后在A、B两板间做周期性往复运动 二、多选题:(4x6=24分)
15．如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为x轴上的三点．放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示,则( )
A．A点的电场强度大小为2×103 N/CB． B点的电场强度大小为2×103 N/C C．点电荷Q在AB之间 D．点电荷Q在OB之间
16．如图甲、乙所示为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图,核心装置为一个金属球,在干燥的空气里,体验者双脚站在绝缘凳上,手(图中为右手)按在金属球上,并与周围其他物体保持远离．一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷,过一段时间后,体验者的头发便会四处散开,甚至倒立,十分有趣,在此状态下,下列分析正确的是( )
甲
乙
A．若用左手去摸金属球,会被电击 B．若用左手与旁边的观众握手,会被电击 C．若将右手离开金属球,则头发会立刻恢复常态
D．若将右手离开金属球并且走下绝缘凳,头发会立刻恢复常态 17．如图所示,下列关于电势差的说法中正确的是( )
A．在图中,若AB＝BC,则UAB>UBC B．在图中,若AB＝BC,则UAB＝UBC C．在图中,若AB＝BC,则UAB 18．一电子飞经电场中A、B两点,电子在A点的电势能为4.8×10－17 J,电子经过B点时电势能为3.2×10－17 J,电子在A点的动能为3.2×10－17 J,如果电子只受静电力作用,则( ) A．电子在B点时动能为4.8×10－17 J B．由A到B静电力做功为100 eV C．电子在B点时动能为1.6×10－17 J D．A、B两点间电势差为100 V 19．如图所示,一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左．不计空气阻力,则小球( ) A．做直线运动 C．速率先减小后增大 B．做曲线运动 D．速率先增大后减小 20．a、b、c三个α粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图7所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定( ) A．在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上 B．b和c同时飞离电场 C．进入电场时,c的速度最大,a的速度最小 D．动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大 三、计算题:(第21题10分,第22题10分,第23题14分,共34分) 21．如图所示,一质量为m＝1.0×10－2 kg、带电荷量为q＝1.0×10－6 C的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向成60°角．重力加速度g取10 m/s2.求: (1)小球带电的电性； (2)匀强电场的电场强度E(结果保留两位有效数字)． 22．如图所示,在电场强度为E＝1×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长L＝1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m＝0.2 kg、电荷量为q＝5×10－6 C、带正电的小球．细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动．现将杆由水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,求: (1)电场力对小球做功W电为多少？小球电势能如何变化？ (2)小球在最低点的动能EkB为多少？(g＝10 m/s2) 23．如图所示,喷墨打印机中的墨滴在进入偏转电场之前会被带上一定量的电荷,在电场的作用下使电荷发生偏转到达纸上．已知两偏转极板长度L＝1.5×10－2 m,两极板间电场强度E＝1.2×106 N/C,墨滴的质量m＝1.0×10－13 kg,电荷量q＝1.0×10－16 C,墨滴在进入电场前的速度v0＝15 m/s,方向与两极板平行．不计空气阻力和墨滴重力,假设偏转电场只局限在平行极板内部,忽略边缘电场的影响．求(1)判断墨滴带正电荷还是负电荷？ (2)求墨滴在两极板之间运动的时间；(3)求墨滴离开电场时在竖直方向上的位移y. 单元过关检测《电场》答案 1答案 C 解析 点电荷的概念和质点的概念相同,都是应用了理想化模型的方法．故选项C正确． 2答案 A 解析 摩擦过的塑料尺带电,塑料尺与纸片之间存在静电力,故塑料尺可吸引轻小的纸片,由此可知A项正确． 3答案 D 解析 根据孤立负电荷产生电场的特点,a、b两点的电场强度大小相等、方向相反,选项A错误；在两异种电荷连线的中垂线上,a、b两点的电场强度大小不相等,选项B错误；在两同种电荷连线的中垂线上,a、b两点的电场强度大小可能相等,但方向相反,选项C错误；在匀强电场中,a、b两点的电场强度一定相同,选项D正确． 4答案 C FFkQ1 解析 由场强定义式E＝q得E＝Q,选项A错；由点电荷场强公式知E＝r2,选项B错误；电 2 场中的电场强度与放入电场中的电荷无关,无论有无放入试探电荷、试探电荷的电荷量如何,电场强度都不变,选项C正确,D错误． 5答案 D m1tan θ2 解析 将两小球看成一个整体,由平衡条件可知m1gtan θ1＝m2gtan θ2,则m＝tan θ,从此式可以 2 1 看出θ1、θ2与两电荷所带电量多少无关、与两电荷的水平距离r无关,A错误；若只增大m1,则m1会下降,而m2会上升,导致θ1减小,θ2增大,B错误；若只增大q1,则库仑力增大,θ1、θ2都增大,C错误,D正确． 6答案 B 解析 A图中a、b两点电势相同,电场强度方向不同,场强不同,故A错误；B图中a、b在同一等势线上,电势相等．根据对称性,a、b两点场强相同,故B正确；C图中根据顺着电场线方向电势降低,则知a点的电势比b点高．根据电场线分布情况可知a、b两点场强相同,故C错误；D图中a点场强方向向上,b点场强方向向下,场强不同,电势相同,故D错误． 7答案 D 解析 根据顺着电场线方向电势降低可知,A点的电势最高,故A错误；B点处电场线最疏,电场强度最小．故B错误；A点处电场线最密,电场强度最大,同一电荷在A点受到的电场力最大,故C错误；C点电势比A点电势低,根据负电荷在电势高处电势能小,知同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大,故D正确． 8答案 B 解析 由于带电微粒做直线运动,其受力如图所示,其合外力的方向应的反方向,故物体做减速运动,动能减少,重力做负功,重力势能增加,电负功,电势能增加,故选项B正确． 9答案 A 解析 A项,由U＝Ed得Uab＝103×0.04 V＝40 V；B项,a、c在同一等势面上,所以Uac＝0；C项,将电荷沿abdca移动一周,位移为0,故电场力做功为0；D项,Wad＝Wab＝qUab＝(－5×10－ 3 为速度场力做 )×40 J＝－0.2 J. 10答案 A εrS 解析 由电容的决定式C＝4πkd可知,与两极板间距离、板间电介质和正对面积有关,与板间电压无关,电容式键盘是通过改变两极板间距离来改变电容的．故A正确,B、C、D错误． 11答案 A Q 解析 电荷量一定,静电计指针张角变小,说明电压变小,由C＝U分析得知,电容器电容增大,由CεrS ＝4πkd,要使电容增大,正对面积增大或板间距离减小, 故A正确． 12答案 A Eq21EqEq3 解析 设电场强度为E,两粒子的运动时间相同,对M有,aM＝M,5l＝2Mt2；对m有,am＝m,5l1EqM3 ＝2mt2,联立解得m＝2,A正确． 13答案 B 解析 粒子水平方向上做匀速直线运动,a、b两粒子的水平位移之比为1∶2,根据x＝v0t,知时间1 比为1∶2.粒子在竖直方向上做匀加速直线运动,根据y＝2at2知,y之比为2∶1,则a、b的加速qE 度之比为8∶1.根据牛顿第二定律知,加速度a＝m,加速度之比等于电荷量与质量的比值之比,则两电荷的带电量和质量之比为8∶1.故B正确,A、C、D错误． 14答案 D TT 解析 电子在第一个4内做匀加速运动,第二个4内做匀减速运动,在这半个周期内,因初始B板eUTT 电势比A板电势高,所以电子向B板运动,加速度大小为md.在第三个4内做匀加速运动,第四个4eU 内做匀减速运动,但在这半个周期内运动方向与前半个周期相反,向A板运动,加速度大小为md,所以电子做往复运动．综合分析应选D. 15答案 AC 解析 设A、B两点的电场强度分别为EA、EB,根据题中图象乙信息可知,图线的斜率即为电场强度,则EA＝2×103 N/C,EB＝－500 N/C,A、B两点的电场强度方向相反．由点电荷电场的特点知,该点电荷应放在A、B之间．故选项A、C正确． 16答案 BD 解析 用左手去摸金属球,体验者双脚站在绝缘凳上,所以电荷不能通过体验者导走,体验者与金属球形成一个导体,处于静电平衡状态,再加上体验者与金属球上的电荷是逐渐增加的,所以不会被电击．故A错误；由于体验者的身体的表面带有电荷,若体验者用左手与旁边的观众握 手,电荷将通过观众向大地传送,所以二人都会被电击．故B正确；若体验者将右手离开金属球,由于体验者身体表面仍然带有电荷,所以头发不会立刻恢复常态．故C错误；若体验者将右手离开金属球并且走下绝缘凳, 地面会将体验者表面的电荷导走,所以头发会立刻恢复常态．故D正确． 17答案 AD 解析 由电场线的疏密可知,A、B之间比B、C之间的平均电场强度大,由U＝Ed可知,AB＝BC时,UAB>UBC,即A对,B、C错；等势面与电场线始终相互垂直,故D对． 18答案 AB 解析 电子由A点到B点电势能减少1.6×10－17 J,即静电力做正功WAB＝1.6×10－17 J＝100 eV,WAB 由动能定理得EkB＝WAB＋EkA＝4.8×10－17 J,即选项A、B正确,C错误；由公式UAB＝q得UAB1.6×10－17＝ V＝－100 V,故选项D错误． －1.6×10－1919答案 BC 解析 对小球受力分析,小球受重力、电场力作用,合外力的方向与初速度的方向不在同一条直线上,故小球做曲线运动,故A错误,B正确；在运动的过程中合外力方向与速度方向间的夹角先为钝角后为锐角,故合外力对小球先做负功后做正功,所以速率先减小后增大,选项C正确,D错误． 20答案 ACD d1Eq1Eq2L解析 由2＝2·mt2可知,ta＝tb,A正确；而yc＝2· mtc ,ta＝tb>tc,B错误；由t＝v,得vc>vb>va,C正确；由ΔEk＝Eq·y可知,ΔEkb＝ΔEka>ΔEkc,故D正确．故正确答案为A、C、D. 21答案 (1)负电 (2)1.7×105 N/C 解析 (1)由平衡条件知小球受电场力方向向左,故小球带负电． (2)小球受到的电场力F＝qE,由平衡条件得F＝mgtan θ,解得电场强度E≈1.7×105 N/C. 22.答案 (1)5×10－2 J 电势能减少 (2)2.05 J 解析 (1)电场力做功仅与初、末位置有关,W电＝qE·L＝5×10－6×1×104×1 J＝5×10－2 J,电场力做正功,小球电势能减少． (2)由动能定理得mgL＋W电＝EkB－0,所以EkB＝0.2×10×1 J＋5×10－2 J＝2.05 J. 23.答案 (1)负电荷 (2)1.0×10－3 s (3)6.0×10－4 m 解析 (1)负电荷． L (2)墨滴在水平方向做匀速直线运动,那么墨滴在两板之间运动的时间t＝v. 0 代入数据可得:t＝1.0×10－3 s Eq (3)墨滴在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,a＝m 代入数据可得:a＝1.2×103 m/s2 1 离开偏转电场时在竖直方向的位移y＝2at2 代入数据可得:y＝6.0×10－4 m. 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容