《高三物理同步测试——电场》.doc

2003－2004学年度上学期
高中学生学科素质训练

高三物理同步测试（10）—电场

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、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。
1．关于电势差的说法中，正确的是 （ ）
A．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功
B，1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就
是1V
C．在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关
D．两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比
2．如图1-5所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在
同一等势面上。甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两个粒子经过a

点时具有相同的动能，由此可以判断 （ ）
A．甲粒子c点时与乙粒子d点时具有相同的动能
B．甲乙两粒子带异号电荷
C．若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势
能小于乙粒子经过d点时的电势能
D．两粒子经过b点时具有相同的动能
3．如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的
匀强电场E中，在环的上端，一个质量为m、带电量为
+q的小球由静止开始沿轨道运动，则 （ ）
A．小球运动过程中机械能守恒
B．小球经过环的最低点时速度最大
C．在最低点球对环的压力为（mg+qE）
D．在最低点球对环的压力为3(mg+qE)
E
4．如右图所示一绝缘的长为L、两端分别带有等量异种电荷的轻杆，电量的绝对值为Q，处
在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60°,若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆
上某一点为圆心转动)，则下列叙述正确的是 （ ）
+Q
－Q
α
A．电场力不做功，两电荷电势能不变
B．电场力做的总功为QEL，两电荷的电势能减少
C．电场力做的总功为－QEL，两电荷的电势能增加
D．电场力做的总功大小跟转轴位置有关
5．两个带电量均为Q的正电荷，固定于两点，它们连线的垂直平分线MN交其连线于O点，
Q
O
Q
N
·
·
b
M
N
a
如图所示，现在MN上取a、b两点，且aO＝Ob，将电荷q从a移至b的过程中（ ）
A．电场力一定先做正功后做负功
B．电场力可能先做负功后做正功
C．电场力一直做正功
D．电场力一直做负功
6．如图，在A点放有电量为Q的点电荷，在B点放有电量为-2Q的点电荷，在它们的连线
上有M、N两点，且AM=BN，比较M、N两点的场强和电势高低，则 （ ）
A．EM>EN,UM>UN B．EM>EN,UM<UN
C．EM<EN,UM>UN D．EM<EN, UM<UN
7．如图所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,若不改变A、B两极板带的

电量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度
（ ）
A．一定减小
B．一定增大
C．一定不变
D．可能不变

8．一平行板电容器通过开关和电源连接,如图所示,电源的电动势保持9V不变.先闭合开关,
把一个厚0.5mm的金属板平行插入间距为1mm的两板之间( 金属板的面积和电容器极板
的相等).等稳定后再打开开关, 拔出金属板设整个过程中金属板未和电容器极板相碰.则
此时电容器极板间的电压是 （ ）

金属层
振动膜
金属板
A．9V B．18V C．4.5V D．0V

9．如上图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有
薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成
电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发
生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板
间的 （ ）
A．距离变化 B．正对面积变化 C．介质变化 D．电压变化
A
B
10．如图所示，A是带正电的金属球，B是不带电的绝缘导体，
此时B的电势为U1；用手摸绝缘导体的左端，B的电势变为
U2；放开手后，再将A移走，B的电势又变为U3；则
A．U1= U2= U3 B．U1＞ U2＞ U3
C．U1＜U2＜U3 D．U1 ＜U2 ＞U3

第Ⅱ卷（非选择题 共110分）
二、本题共三小题。把答案填在题中的横线上或按题目要求作图
11．在用电流场模拟静电场描绘等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有________、________和________。

12．将与灵敏电流计相连的一根探针与图中的基准点B处，和导电纸上f点相接触，发现电流计指针向右偏转，为了找到B点的等势点，
接f点的探针应向______移动。（已知电流从
左端流入电表时指针向左偏，从右端流入电
表时指针向右偏。） 图（14-10-2）

13．在用电流场模拟电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是______
（用器材前的字母表示）：……（ ）
A．6V的交流电源
B．6V的直流电源
C．100V的直流电源
D．量程为0～300µA，零刻度在刻度盘中央的电流表
E．量程0～0.5V, 零刻度在刻度盘中央的电压表
在实验中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自上而下）应是
①____②____③____。
在实验中，按下电键，接通电路，若一个探针与基准点O接触，另一个探针已分别在基准点O的两侧找到实验所需要的两点a、b如图所示，则当此探针与a点接触时，电表的指针应______（左偏、指零、右偏）；当此探针与b点接触时，电表的指针应______。
三、本题共7小题，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。
14．一个电子以υ0＝4×107m/s的速度，方向与电场方向相同，射入电场强度E＝2×105V/m的匀强电场中，如图所示已知电子电量e＝-1.6×10-19C，电子质量m＝9.110-31kg.试求：
（1）从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少?

两点间距离是多少?
（2）电子到达速度为0之点所需的时间是多少?10分

15．如图所示，质量为1.0g的带电小球，用长为的绳线悬挂在平行板电容器之间，两板电压为40V，板间距10cm，小球在A点处于平衡状态悬线和竖直方向夹角为37°.问：
（1）小球电量多少?是正电还是负电?
（2）若把小球拉到θ＝53°的点，CB保持水平时受到的拉力为多大?
（3）若把BC剪断，小球摆到最低点O时，悬线的拉力多大?12分

16．夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电。设两云团之间电势差保持3×109V不变，已知空气电离的电场强度（即发生放电时的电场强度）为3×106V/m，云团间的电场可视为匀强电场，问：
（1）大约经过多长时间，将会发生放电现象？
（2）在这次放电中，若从一块云团移到另一云团的电量为500C，闪电历时0.01s，求释放的能量和电荷移动过程中的平均电流强度。
（3）写出在这次放电中，使空气中的氮气和氧气直接化合的化学方程式。
（4）已知1molO2和1molN2化合时要吸收180.7kJ能量，若上述放电发生时放出的总能量有0.1%用于这一反应，那么生成物的物质的量是多少？（12分）

17．图甲所示的平行板电容器板间距离为d，两板所加电压随时间变化图线如图乙所示，t=0时刻，质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度V0射入电容器，t1=3T时刻恰好从下极板边缘射出电容器，带电粒子的重力不计，求：
（1）平行板电容器板长L；
（2）子射出电容器时偏转的角度φ；
|
T 2T 3T t
U
U
（3）子射出电容器时竖直偏转的位移y。（12分）

|

18．如图所示为示波器的原理图，电子枪中炽热的金属丝可以发射电子，初速度很小，可视为零。电子枪的加速电压为U0，紧挨着是偏转电极YY’、XX’，设偏转电极的极板长均为L1，板间距离均为d，偏转电极XX’的右端到荧光屏的距离为L2，电子电量为e，质量为m(不计偏转电极YY’和XX’之间的间距)。在YY’、XX’偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标的原点。
求：（1）若只在YY’偏转电极上加电压U YY’=U1(U1>0)，则电子到达荧光屏上的速度多大？（2）在第（1）问中，若再在XX’偏转电极上加上U XX’ =U2(U2>0)，试在荧光屏上标出亮点的大致位置，并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值。（13分）

19．三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置，间距分别为h和d，如图所示.A、B两板中心开孔，在A板的开孔上搁有一金属容器P，与A板接触良好，其内盛有导电液体.A板通过闭合的电键K与电动势为U0的电池正极相连，B板与电池负极相连并接地.容器P内液体在底部小孔O处形成质量为m，带电量为q的液滴后自由下落，穿过B板的开孔O′落到D板上，其电荷被D板吸附，液体随即蒸发.接着容器底部又形成相同的液滴自由下落，如此继续.设整个装置放在真空中.
（1）第一个液滴到达D板时的速度为多少?
（2）D板最终可达到多高的电势?
（3）设液滴的电量是A板所带电量的a倍(a＝0.02)，A板与B板构成的电容器的电容为C0＝5×10-12F，U0＝1000V，m＝0.02g，h＝d＝5cm.试计算D板最终的电势值.(g＝10m/s2)
（4）如果电键K不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前闭合一下，随即打开，其他条件与（3）相同.在这种情况下，D板最终可达到的电势值为多少?说明理由.

20．如图甲、乙所示，长为L，相距为d的两平行金属板一电源相连，一质量为m，带电量为q的粒子以速度v0沿平行金属板间的中线射入电场区内，从飞入时刻算起，A、B两板间所加电压变化规律，如乙图示。为了使带电粒子射出电场区时的速度方向正好平行金属板，求（1）所加电压周期T应满足的条件；（2）所加电压振幅U0应满足的条件。
U
－U0
t
U0

参考答案

题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
序号
B
BCD
BD
BD
B
C
A
B
AB
B
11．导电纸；灵敏电流计；两只探针 12．左 13．B、E，导电纸 复写纸 白纸，指零，
指零电场答案
14： -----------------5分
-----------------5分
15：①小球带负电， ， ……………………（4分）
②CB拉力，T=qE+mg·tg53， T=2.1×10-2N …………………（4分）
③剪断线后, mgl (1-cos53°)+qEl·sin53°=
T-mg=, T=0.054N…………………………………………（4分）
16．（1）当云团相距3km时，其间电场强度E= ==106V/m……………（2分）
设经过t秒放电，经过t秒距离d－vt E= t=400s……………（3分）
（2）闪电放出的能量为E总=qU=500×3×109 =1.5×1012J 平均电流I==5×104A（3分）
（3）N2+O2 = 2NO ……………（2分） （4）每吸收180.7kJ能生成2molNO，则生成NO的物质的量为n(NO)=1.66×104mol…（2分）
17．解：（1）t=3T，○○方向匀速直线运动，L=v0t=3v0T………………（4分）
（2）射出电容器时，偏转角度为φ， tgφ=vy/v0， vy=2at=，
∴φ=arctan………………（4分）
（3）电场方向粒子先匀加速再匀减速然后又匀加速至出电容器，
0～T， T～2T，
2T～3T, ∴ ………（4分）
18．解（1）加速： 偏转：
v=------------------4分 电子在yy’中偏转的位移为y1
y1=离开yy’后的运动时间为t2侧向的位移为y2 y2=v1×t2 t2=
解得到y=y1+y2=------------------4分 同理可以得到
x=x1+x2=------------------5分
19．;------------------8分2.01×105V;----------------4分
A板上电量可以全部转移到D板,D板电势1000V. ------------------4分
20．（1）设经过n个周期运动后，能平行金属板射出，
则nT=， T= n可取正整数。------------------3分
（2）根据偏转的规律，在半个周期内的位移 Δy1= ------------------3分
在一个周期内的位移 2× ------------------3分
在n个周期内的位移 n×2Δy1≤， n≤， -----------------3分
n是正整数 把T=代入上式，整理后得
U0≤， n是整数-----------------3分
- 10 -