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选修3—1第一章检测卷(附答案)
一、选择题
1。两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能是:( BD )
A.5 F/9 B.4F/5 C。5F/4 D.9F/5
2.点电荷A和B,分别带正电和负电,电量分别为4Q和Q,在AB连线上,如图1—69所示,电场强度为零的地方在 ( C )
图1-69
B
A
Q
4Q
图1-70
图1-71
A.A和B之间 B.A右侧 C.B左侧 D.A的右侧及B的左侧
4.如图1—71所示,一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中,当小球静止后把悬线烧断,则小球在电场中将作( C )
A.自由落体运动 B.曲线运动
C.沿着悬线的延长线作匀加速运动 D.变加速直线运动
5.如图是表示在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是( B )
A.这个电场是匀强电场
B.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed〉Ea〉Eb〉Ec
C.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea〉Eb〉Ec>Ed
D.无法确定这四个点的场强大小关系
6.以下说法正确的是( D )
A.由可知此场中某点的电场强度E与F成正比
B.由公式可知电场中某点的电势φ与q成反比
C.由Uab=Ed可知,匀强电场中任意两点a、b间距离越大,则两点间电势差也一定越大
D.公式C=Q/U,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
F
q
O
a
b
c
d
图1-72
图2
图1-73
图1-74
7。 A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线的距离相等,如图1-73所示,则( AD )
A。同一点电荷在A、B两点的电势能相等
B.把正电荷从A点移到B点,电势能先增大后减小
C。把正电荷从A点移到B点,电势能先减小后增大
D。 A、B两点的连线上任意两点的电势差为零
8.一个电子在电场中A点具有80eV的电势能,当它由A运动到B克服电场力做功30eV,则( BD )
A.电子在B点的电势能是50eV B.电子的电势能增加了30eV
C.B点的电势为110V D.B点的电势为—110V
9.如图1—74所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是( BD )
A.电荷从a到b加速度减小 B.b处电势能大
C.b处电势高 D.电荷在b处速度小
10.如图1—75所示,质量为m,带电量为q的粒子,以初速度v0,从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则A,B两点的电势差为:( C )
图
1-75
A
B
图1-76
二、填空题(本大题共15分,把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答)
11.氢原子中电子绕核做匀速圆周运动,当电子运动轨道半径增大时,电子的电势能 增大 , 电子的动能 减小 , 运动周期 增大 .(填增大、减小、不变)
12.如图1-76所示,两平行金属板间电场是匀强电场,场强大小为1.0×104V/m,A、B两板相距1cm,C点与A相距0.4cm,若B接地,则A、C间电势差UAC=__40V__,将带电量为-1.0×10—12C的点电荷置于C点,其电势能为_—6.0×10-11J___ .
13。带正电1。0×10-3C的粒子,不计重力,在电场中先后经过A、B两点,飞经A点时动能为10J,飞经B点时动能为4J,则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了__6J____,AB两点电势差为__600V__.
三、计算题(本大题共45分, 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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) 。
图1-77
14.如图1-77所示,在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm,两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角,则此电场的电场强度多大? 500v/m
A
B
图1-79
16.如图1—79所示,质量m=5。0X10—8千克的带电粒子,以初速Vo=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央,水平飞入电场,已知金属板长0.1m,板间距离d=2X10-2m,当UAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场,若两极板间的电势差可调,要使粒子能从两板间飞出,UAB的变化范围是多少?(g取10m/s2)
200V——1800V
A
B
H
图1-80
17.如图1-80所示,质量为m、带电量为—q的小球在光滑导轨上运动,半圆形滑环的半径为R,小球在A点时的初速为V0,方向和斜轨平行。整个装置放在方向竖直向下,强度为E的匀强电场中,斜轨的高为H,试问:(1)小球离开A点后将作怎样的运动? (2)设小球能到达B点,那么,小球在B点对圆环的压力为多少? (3)在什么条件下,小球可以以匀速沿半圆环到达最高点,这时小球的速度多大?
解:(1)小球从A点到达B点有两种情况:当mg=Eq时,小球作匀速直线运动,而当mg〉Eq时,小球作匀加速直线运动;当mg<Eq时,小球将离开斜面作曲线运动,不能到达B点。
(2)当满足mg=Eq时,小球到达B点的速度为v0。设小球在B点受到圆环支持力为N1,则有 N1=mv0²/R 小球对轨道压力F1=N1, 方向竖直向下.
当mg>Eq时,设小球到达B点的速度为vB,对小球在从A点运动到B点的过程,
由动能定理有mgh—qEh=mvB²/2—mv0²/2
设此时小球在B点受到的圆环的支持力为N2, 由牛顿第二定律有 N2+Eq-mg=mvB²/R
联立上二式得: N2=(2mgh—2qEh+mv0²)/R+mg-qE小球对轨道的压力F2=N2,方向竖直向下.
(3)当mg=Eq时,小球可以匀速沿半圆环到达最高点。此过程中,小球到达B点时的速度仍为v0,然后小球只在半圆环的压力作用下作匀速圆周运动,速度为v0。
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