2022高中物理复习试题第6章电场测试.docx

第六章电场测试一、选择题(40 分)1(多项选择)将质量为m的正点电荷q在电场中由静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的选项是()A点电荷运动轨迹必与电场线重合B点电荷的速度方向必定和所在点的电场线的切线方向一致C点电荷的加速度方向必与所在点的电场线的切线方向一致D点电荷的受力方向必与所在点的电场线的切线方向一致解析正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，但如果电场线是曲线，电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合， 不符合曲线运动的条件)，应选项A不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外)，应选项B不正确；而点电荷的加速度方向，即电荷所受电场力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，应选项C、D正确答案CD 2(单项选择)(2022长春调研) 如下列图，在空间直角坐标系Oxyz中，有一四面体CAOB，C、A、O、B为四面体的四个顶点，且 O(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0，L,0)、C(0,0，L)D(2L,0,0)是x轴上一点，在坐标原点O处固定着Q的点电荷，以下说法正确的选项是()AA、B、C 三点的电场强度相同B电势差 UOAUADC将一电子由 C 点分别移到 A、B 两点，电场力做功相同D电子在 A 点的电势能大于在 D 点的电势能解析 考查电场强度、电势差、电势能、电场力做功等知识点的掌握及学生空间想象能力A、B、C 三点的电场强度大小相同，方向不同，A 项错误；电势差 UOAUAD，B 项错误；电子在 A 点的电势能小于在 D 点的电势能，D 项错误由于 A、B、C 三点等势，将电子由 C 点分别移至 A、B 两点时，电场力做功相同，C 项正确答案C3(多项选择) 如下列图，两带未知电荷量的点电荷 q1、q2相距为 d，假设两点电荷连线上在q2外侧的一点P的电场强度为零，那么()A两点电荷必为异种电荷且 q1、q2间也有一点的电场强度为零Bq1的电荷量大小大于 q2的电荷量大小Cx dq1q1 q2Dx dq2q1 q2解析由于点 P1 kq的电场强度为零，所以有kq dq2，可得 x2，且 qq.(dx)2x2qq1212答案BD4(多项选择) 如右图所示，A、B 为两个固定的等量同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷 C，现给电荷 C 一个垂直于连线的初速度 v0，假设不计 C 所受的重力，那么关于电荷 C 以后的运动情况，以下说法正确的选项是( )A加速度始终增大 B加速度先增大后减小C速度先增大后减小D速度始终增大解析等量同种正电荷中垂线上电场线分布如下列图，电场强度从O到无穷远处先增大后减小，根据aqEm 知，加速度先增大后减小，由于速度方向与加速度方向始终一致，电荷一直加速，速度始终增大，B、D 项正确答案BD5(单项选择)某种电荷和金属圆环间的电场线分布如下列图，以下说法正确的选项是()Aa 点的电势高于 b 点的电势B假设将一正试探电荷由 a 点移到 b 点，电场力做负功Cc 点的电场强度与 d 点的电场强度大小无法判断D假设将一正试探电荷从 d 点由静止释放，电荷将沿着电场线由 d 到 c解析 由电场线分布可知，b 点的电势高于 a 点电势，场强 EdEc，选项 A、C 错误正电荷由 a 到 b，电场力做负功，B 项正确在电场线为曲线的电场中，电场力的方向始终在变化，但粒子的轨迹不会与电场线重合，D 项错误答案B6. (多项选择)空间某区域电场线分布如下列图，带正电小球(质量为 m，电荷量为 q)在 A 点速度为 v1，方向水平向右，至 B 点速度为 v2，v2与水平方向间夹角为 ，A、B 间高度差为H，以下判断正确的选项是()m(v2v2)AA、B 两点间电势差U212qB小球由A至B，电势能的减少量为1mv21v2mgH2C小球由 A 至 B，电场力做功为1mv222m11v2222m1D小球重力在 B 点的瞬时功率为 mgv2sin解析根据动能定理可知，带电小球从A运动到B的过程中只有重力和电场力做功，故有qUmgH1mv21mv2，故电场力做功为WqU1mv21mv2mgH，U12122221电22212mv22mv1mgHq，故 A、C项错误；电场力做正功，故电势能减少，B项正确；根据功率计算公式PFvcos，得小球重力在B 点的功率P 重mgv2cosmgv2sin，故D项正确 答案BD 7(单项选择) 如下列图，虚线表示某电场的等势图一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示粒子在A点的加速度为aA、电势能为EA；在B点的加速度为aB、电势能为EB.那么以下结论正确的选项是()A粒子带正电，aAaB，EAEBB粒子带负电，aAaB，EAEBC粒子带正电，aAaB，EAEBD粒子带负电，aAaB，EAEB解析 由电场的等势面可画出电场线，由粒子运动轨迹知粒子带负电，根据等差等势面密处电场强度大可知，B 处电场强度大于 A 处，粒子在 A 点所受电场力较小，由牛顿第二定律可知，粒子在 A 点的加速度较小，aAaB，根据电势能与电势的关系，知 EAEB，选项D 正确答案D8(多项选择)(2022原创)如下列图，M、N是竖直放置在两平行金属板，分别带等量异种电荷，两板间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电荷量为q的微粒， 以初速度v0竖直向上从两板正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N板上的C点， ABBC.不计空气阻力，那么可知()A微粒在电场中做圆周运动B微粒打到 C 点时的速率与射入电场时的速率相等C微粒从 A 点到 C 点克服重力做功等于电场力做的功2gEv2DM、N板间的电势差为02解析微粒所受合外力为恒力，故微粒做抛物线运动，A项错因ABBC，即v0tvC2 t，可见 vCv0.故 B 项正确；AC 由动能定理，得 W 电W 重Ek0，所以 W 电W 重，即Uv2mv2mgq mgh，又h0，所以U0，故B、C项正确；又由mgqE，得q，代入U2qgmv22gqEEv20，得U0，故D项错误答案BC9(多项选择) 如下列图，有两个相同的带电粒子 A、B，分别从平行板间左侧中点和贴近上极板左端处以不同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们恰好都打在下极板右端处的 C 点，假设不计重力，那么可以断定( )AA 粒子的初动能是 B 粒子的 2 倍BA 粒子在 C 点的偏向角的正弦值是 B 粒子的 2 倍CA、B 两粒子到达 C 点时的动能可能相同D如果仅将加在两极板间的电压加倍，A、B 两粒子到达下极板时仍为同一点 D(图中未画出)解析此题考查带电粒子在匀强电场中运动状态的分析、平抛运动知识的应用以及动能定理粒子在水平方向上做匀速直线运动，那么有 v t v t ，竖直方向上对 Ah12， 对AABB有22atAB 有 h1at2，通过计算可知 v 2v ，A 项正确；通过题图可以看出，A 粒子的偏向角要2 BAB小于 B 粒子的偏向角，B 项错误；由动能定理可知，电场力对 B 粒子做功为 A 粒子的两倍，A 粒子的初动能为 B 粒子的两倍，所以到 C 点时动能有可能相同，C 项正确；由水平速度与时间的关系可知，加大电压，两粒子水平方向上的位移相同，D 项正确答案ACD10(单项选择)(2022辽宁协作体) 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地两板间有一个正试探电荷固定在 P 点，如下列图，以 C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、 表示 P 点的电势，W 表示正电荷在 P 点的电势能，假设正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离 l0的过程中，各物理量与负极板移动距离 x 的关系图象中正确的选项是( )4kd解析由平行板电容器的电容CS，d 减小时，C 变大，但不是一次函数，可知 A项错在电容器两极板所带电荷量一定情况下，UQEU4kQd 无关，那么 B 项错在C， d S 与负极板接地的情况下，0El0，那么C项正确正电荷在P点的电势能Wqq(0El0)，显然 D 项错答案C二、实验题(20 分)11如下列图实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开4kd(1)上移左极板，可观察到静电计指针偏转角(选填变大，变小或不变)； (2)将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角(选填变大，变小或不变)； (3)两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角(选填变大，变小或不变) 解析(1)根据电容的决定式CrS知，上移左极板，正对面积S减小，那么电容减小，根据 UQC知，电荷量不变，那么电势差增大，指针偏角变大(2)根据电容的决定式CrS知，将极板间距离减小时，电容增大，根据UQ4kd荷量不变，那么电势差减小，指针偏角变小C知，电(3)根据电容的决定式CrS知，两板间插入一块玻璃，电容增大，根据UQ4kd荷量不变，那么电势差减小，指针偏角变小答案变大，变小，变小C知，电12.处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘如图是静电除尘的原理示意图，A为金属管，B为金属丝，在A、B之间加上高电压， 使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A 极上，排出的烟就比较清洁了应该接高压电源的正极，应该接高压电源的负极(填A或B)；为烟气的进气口，为烟气的排气口(填C或D)解析管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电所以金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极虽然烟气中含有固体小微粒，但是烟气的密度比空气轻， 所以烟气在空气中是向上飘的因此，带电尘粒在电场力的作用下，向管壁移动，并附在管壁上，这样，消除了烟尘中的尘粒答案A、B、C、D三、计算题(40 分)13.一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如下列图，丝线与竖直方向成 37角，(重力加速度为 g，cos370.8，sin370.6)，求： 匀强电场的电场强度的大小解析小球静止在电场中受力如下列图 显然小球带正电，由平衡条件，得mgtan37qE故E3 mg 4q答案3 mg4q14(改编题) 在一个水平面上建立 x 轴，在过原点 O 垂直于 x 轴的平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小 E6105 N/C，方向与 x 轴正方向相同，在 O 处放一个带负电 q 5108C，质量为m10g的绝缘物块(可看作质点)，物块与水平面间的动摩擦因数0.2，沿 x 轴正方向给物块一个初速度 v02 m/s，如下列图，求物块运动的路程(取 g10 m/s2)解析第一个过程：物块向右做匀减速运动到速度为零 物块受到的摩擦力为fmg物块受到的电场力为 FqE由牛顿第二定律，得 afF5 m/s2 m v2由运动学公式，得 s1 0 0.4 m2a第二个过程：物块向左做匀加速运动，离开电场后再做匀减速运动直到停止 由动能定理，得 Fs1f(s1s2)0所以 s20.2 m那么物块停在原点 O 左侧 0.2 m 处物块运动的路程为 2s1s21 m答案1 m15.如下列图，板长 L4cm 的平行板电容器，板间距离 d3cm.板与水平线夹角 037. 两板所加电压为 U100V有一带负电液滴，带电荷量为 q31010C，以 v1m/s的水平速度自 A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从 B板边缘水平飞出(取 g10 m/s2，sin0.6，cos0.8)求：(1)液滴的质量；(2)液滴飞出时的速度解析(1)根据题意画出带电液滴的受力图如下列图，由图，可得qEcosmgUEd解得 mqUcosdg代入数据得 m8108 kg(2)对液滴由动能定理，得qU1mv21v222m0vv22qU0m 2所以v7m/s1.32 m/s答案(1)8108kg(2)1.32 m/s 16如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A 板间的电压 U1加速，从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出，然后进入两块平行金属板 M、N 形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入 M、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的 P 点 M、N 两板间的电压为 U2，两板间的距离为 d，板长为 L，电子的质量为 m，电荷量为 e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力(1)求电子穿过 A 板时速度的大小； (2)求电子从偏转电场射出时的侧移量； (3)假设要电子打到荧光屏上 P 点的上方，可采用哪些措施解析(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0，由动能定理，有2eU1meU1212mv0，解得 v0(2)电子以速度 v0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动由牛顿第二定律和运动学公式，有t LU2120v ，FeE，E d ，y2atU2L2解得偏移量 y4U1dU2L2(3)由 y4U1d可知，减小 U1或增大 U2均可使 y 增大，从而使电子打在 P 点上方2eU1mU2L2答案(1)(2)4U1d(3)减小加速电压 U1或增大偏转电压 U2