湖北省襄阳市枣阳一中高二物理上学期段测试卷含解析

2022-2022学年湖北省襄阳市枣阳一中高二（上）段测物理试卷一、选择题（1-10题单选，11-1题4多选每小题4分）1．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是()A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小2．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．下面四个物理量表达式中属于比值法定义式的是()A．导体的电阻R=ρB．加速度a=C．电场强度E=kD．电容器的电容C=3．一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1=30Ω，R2=R3=20Ω．另有一测试电源，所提供电压恒为10V．以下说法正确的是()A．若将cd端短路，ab之间的等效电阻是50ΩB．若将ab端短路，cd之间的等效电阻是40ΩC．当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为4VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为6V4．在真空中的一个点电荷的电场中，离该点电荷距离为r0的一点引入电荷量为q的检验电荷，所受静电力为F，则离该点电荷为r处的场强为()A．B．C．D．5．一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为()A．动能减小B．电势能增加C．动能和电势能之和减小D．重力势能和电势能之和增加236．真空中A、B两个点电荷，分别带有+2Q和﹣Q的电量，直线MN是AB连线的中垂线，如图所示．C、D在直线MN上且D为MN与AB的交点，则关于C、D两点的场强EC、ED和电势φC、φD的大小关系，下列说法中正确的是()A．EC＞EDφC＞φDB．EC=EDφC＞φDC．EC＜EDφC=φDD．EC＜EDφC＜φD7．如图1所示连接电路，电源电动势为6V．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成．然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器将测得的电流信息传人计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I﹣t曲线如图2所示．据此图可估算出电容器释放的电荷量，并进而估算出电容器的电容为()A．2.0×10﹣1FB．1.3×10﹣2FC．4.5×10﹣3FD．5.5×10﹣4F8．如图甲所示，在两距离足够大的平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），当两板间加上如图乙所示的交变电压后，下列图象中能正确反映电子速度v、位移x、加速度a和动能Ek四个物理量随时间变化规律的是()23A．B．C．D．9．如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r的球面上的三点．将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大且增量相同．不计q1、q2的相互作用，下列判断正确的是()A．Q带负电B．b、c两点电场强度相同C．a、b两点的电场强度的大小之比为1：4D．q1＞q210．如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为l，每单位电压引起的偏移，叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法()A．增大U2B．减小lC．减小dD．增大U111．铅蓄电池的电动势为2V，这表示()A．电路中每通过1C电量，电源把2J的化学能转变为电能B．蓄电池两极间的电压为2VC．蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能23D．蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大12．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，在环与环圆心等高处有一个质量为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．在最低点时球对环的压力为（mg+qE）D．在最低点时球对环的压力为3（mg+qE）13．如图所示，一根绝缘杆长为L，两端分别带等量异种电荷，电荷量绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线的夹角为60°，若是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()A．电场力不做功，两电荷的电势能不变B．电场力做的总功为，两个电荷的电势能减少C．电场力做的总功为﹣，两个电荷的电势能增加D．电场力做的总功大小跟转动轴有关14．如图所示，带电平行金属板A，B，板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔．一带正电的微粒，带电量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由落下，若微粒恰能落至A，B板的正中央c点，则：()A．微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小B．微粒下落过程中重力做功为mg（h+），电场力做功为﹣qU23C．微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为qUD．若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板二．填空题（每小题4分）15．密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d．可求出小油滴的电荷量q？16．如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，一带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处水平飞入两极板间时，如两极板不加电压，则恰好从下板边缘飞出，若给A、B两极板加一电压U，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U=__________．17．质量为m，电荷量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧由A运动到B，其速度方向改变θ角，AB弧长为s，则A、B两点的电势差UAB=__________，AB中点的场强大小E=__________．三．计算题（写出必要的文字说明10+10+10+12）18．如图，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1＜r2．（l）a、b两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？（3）若a、b两点问的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点时电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？19．一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示，AB与电场线夹角θ=37°，已知带电微粒的质量m=1.2×10﹣7kg，电荷量q=1.0×10﹣10C，A、B相距L=0.3m．（取g=10m/s2）．求：（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．（2）电场强度的大小和方向？23（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？20．如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，求：（1）原来的电场强度的大小；（2）物体运动的加速度；（3）沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小（sin37°=0.6，cos37°=0.8）21．如图所示，EF与GH间为一无场区．无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板．无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．（不计粒子的重力、管的粗细）求：（1）O处点电荷的电性和电荷量；（2）两金属板间所加的电压．2022-2022学年湖北省襄阳市枣阳一中高二（上）段测物理试卷一、选择题（1-10题单选，11-1题4多选每小题4分）231．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是()A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小考点：电场线；电势．分析：电场线是为了形象的描述电场强弱和方向引入的，并非实际存在的，电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线电势降低．解答：解：A、电场线是人为引入，假象的线，并非真实存在的，故A错误；B、电场线的疏密表示场强的强弱，电场线密的地方电场强，疏的地方电场弱，故错误；C、沿电场线电势降低，电势的高低与电场线的疏密无关，故C正确；D、电势能的高低通过电场力做功来判断，沿电场线运动，电场力不一定做正功，电势能不一定减小，故D错误．故选C．点评：本题着重通过电场线考察了对电势、场强、电势能概念的理解情况，要理解它们的区别以及大小的决定因素．2．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．下面四个物理量表达式中属于比值法定义式的是()A．导体的电阻R=ρB．加速度a=C．电场强度E=kD．电容器的电容C=考点：电容器；欧姆定律．专题：电容器专题．分析：电容、电阻等均采用比值定义法，明确比值定义法的性质及其特点进行作答．解答：解：A、导体的电阻R=ρ中电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，不属于比值定义法，故A错误；B、加速度中a取决于力的大小，不属于比值定义法，故B错误；C、点电荷的电场强度E取决于电量及距离，与电量有关；不属于比值定义法，故C错误；D、电容的定义式中，C与两板间的电量及两板间的电势差无关，属于比值定义法，故D正确；故选：D．点评：用比值定义法所定义的物理量有：电场强度、磁感应强度、电阻、电容等等，注意它们均是由本身的性质决定的，和定义它们的物理量无关．3．一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1=30Ω，R2=R3=20Ω．另有一测试电源，所提供电压恒为10V．以下说法正确的是()23A．若将cd端短路，ab之间的等效电阻是50ΩB．若将ab端短路，cd之间的等效电阻是40ΩC．当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为4VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为6V考点：串联电路和并联电路．专题：恒定电流专题．分析：当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联．当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压．根据欧姆定律求解电压．解答：解：A、当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为：R=；故A错误；B、当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为：R=，故B错误；C、当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，U=；故C正确；D、当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3=；故D错误；故选：C．点评：对于电路问题，首先要明确电路的结构，并能正确应用串并联电路的规律进行分析，必要时应进行电路的简化．4．在真空中的一个点电荷的电场中，离该点电荷距离为r0的一点引入电荷量为q的检验电荷，所受静电力为F，则离该点电荷为r处的场强为()A．B．C．D．考点：电场强度；库仑定律．专题：电场力与电势的性质专题．分析：先根据电场强度的定义式E=求出离该点电荷距离为r0处的场强大小，再由点电荷场强公式E=k，运用比例求解离该点电荷为r处的场强．23解答：解：根据电场强度定义得r0处的场强大小为E1=．根据点电荷的场强公式得E=k，Q为场源电荷的电量，则离该点电荷为r0处的场强为：E1=k，离该点电荷为r处的场强为：E2=k，由上两式之比得：=所以该点电荷为r处的场强的大小为E2=•E1=．故选：B．点评：解答本题关键要掌握场强的两大公式定义式E=和点电荷场强公式E=k，熟练运用比例法，即可进行求解．5．一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为()A．动能减小B．电势能增加C．动能和电势能之和减小D．重力势能和电势能之和增加考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：由粒子的运动轨迹可知粒子电性，则可求得电场力对粒子所做的功的性质；由动能定理可求得动能的变化；由能量关系可知重力势能与电势能总和的变化，及动能和电势能之和的变化．解答：解：A、粒子由a到b，由运动轨迹可判出粒子受电场力与重力的合力向上，故粒子带负电且电场力大于重力，电场力与重力的合力做正功，由动能定理可知，油滴的动能增大；故A错误；B、由于电场力做正功，故电势能减小，故B错误；C、D、由能量的转化与守恒知，系统中重力势能、动能、电势能之和保持不变，由题易知重力势能增加，故动能和电势能之和减小；同理由前面分析知动能增加，则重力势能和电势能之和减小；故C正确D错误；故选：C．23点评：带电粒子在电场中的偏转类题目，较好的考查了曲线运动、动能定理及能量关系，综合性较强，故在高考中经常出现，在学习中应注意重点把握．6．真空中A、B两个点电荷，分别带有+2Q和﹣Q的电量，直线MN是AB连线的中垂线，如图所示．C、D在直线MN上且D为MN与AB的交点，则关于C、D两点的场强EC、ED和电势φC、φD的大小关系，下列说法中正确的是()A．EC＞EDφC＞φDB．EC=EDφC＞φDC．EC＜EDφC=φDD．EC＜EDφC＜φD考点：电场强度；电势．专题：电场力与电势的性质专题．分析：电场强度是描述电场强弱的物理量，它是由电荷所受电场力与其电量的比值来定义．由于电场强度是矢量，电场强度叠加时满足平行四边形定则．电场线越密的地方，电场强度越强．正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同．同时沿着电场线方向电势降低．解答：解：A、B两个点电荷分别带有+2Q和﹣Q，直线MN是AB连线的中垂线，如图所示．D为MN与AB的交点．根据电场线的疏密可知D点的电场线比C点的密，所以EC＜ED由于A、B两个点电荷分别带有+2Q和﹣Q，则中垂线不再是等势面．因此可画出C、D两点的等势线，与A、B连线的交点，从而根据沿电场线方向电势降低来确定高低．φC＜φD故选：D点评：虽然电场线不是实际存在的，但电场线的疏密可以体现电场强度的强弱；可以根据电场线方向来确定电势的高低；同时还考查了等量异种点电荷的电场线的分布，电场线与等势线相互垂直．7．如图1所示连接电路，电源电动势为6V．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成．然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器将测得的电流信息传人计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I﹣t曲线如图2所示．据此图可估算出电容器释放的电荷量，并进而估算出电容器的电容为()A．2.0×10﹣1FB．1.3×10﹣2FC．4.5×10﹣3FD．5.5×10﹣4F考点：电容；闭合电路的欧姆定律．23专题：电容器专题．分析：根据图象的含义，因Q=It，所以方格的面积表示为电容器的放电量；根据电容器的电容C=可知，结合电量与电势差，即可求解．解答：解：根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电量为0.08×10﹣3C，由大于半格算一个，小于半格舍去，因此图象所包含的格子个数为41，所以释放的电荷量是0.08×10﹣3C×41=3.28×10﹣3C；根据电容器的电容C=可知，C==5.5×10﹣4F故选D点评：本题考查了电容的定义式，难点在于要根据图象求放出的电荷量．8．如图甲所示，在两距离足够大的平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），当两板间加上如图乙所示的交变电压后，下列图象中能正确反映电子速度v、位移x、加速度a和动能Ek四个物理量随时间变化规律的是()A．B．C．D．考点：带电粒子在匀强电场中的运动；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律．专题：带电粒子在电场中的运动专题．23分析：分析电子一个周期内的运动情况：0～时间内，电子从静止开始做匀加速直线运动，～沿原方向做匀减速直线运动，时刻速度为零．～时间内向B板做匀加速直线运动，～T继续做匀减速直线运动．根据电子的运动情况选择图象．解答：解：分析电子一个周期内的运动情况：0～时间内，电子从静止开始向A板做匀加速直线运动，～沿原方向做匀减速直线运动，时刻速度为零．～时间内向B板做匀加速直线运动，～T继续向B板做匀减速直线运动．A、根据匀变速运动速度图象是倾斜的直线可知A符合电子的运动情况．故A正确．B、电子做匀变速直线运动时x﹣t图象是抛物线，故B错误．C、根据电子的运动情况：匀加速运动和匀减速运动，而匀变速运动的加速度不变，a﹣t图象应平行于横轴．故C错误．D、匀变速运动速度图象是倾斜的直线，Ek﹣t图象是曲线．故D错误．故选A点评：本题是带电粒子在周期性电场中运动的问题，关键是分析电子的运动情况．9．如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r的球面上的三点．将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大且增量相同．不计q1、q2的相互作用，下列判断正确的是()A．Q带负电B．b、c两点电场强度相同C．a、b两点的电场强度的大小之比为1：4D．q1＞q2考点：电场强度；电势能．分析：电场力做功等于电势能的减小量，根据公式E=判断电场强度的大小解答：解：A、将电荷量为q1、q2的检验正电荷分别从a、c两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大；电场力做功等于电势能的减小量，故电场力做负功，故场源电荷带负电，故A正确；B、根据公式E=，b、c两点电场强度相等，但方向不同，故不同，故B错误；23C、根据公式E=，a、b两点与场源间距之比为2：1，故电场强度的大小之比为4：1，故C错误；D、无穷远处的电势能为零，电势能的变化量相同，故电场力做功相同；电场力做功为：W=﹣，由于q1对应的半径小，故电荷量也小，即q1＜q2，故D错误；故选：A点评：本题关键是明确用E=判断电场强度的大小、用Ep=﹣判断电势能大小，同时要记住电场力做功等于电势能的减小量10．如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为l，每单位电压引起的偏移，叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法()A．增大U2B．减小lC．减小dD．增大U1考点：带电粒子在匀强电场中的运动；示波器的使用．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：根据灵敏度的定义，分析电子的偏转位移的大小，找出灵敏度的关系式，根据关系式来分析灵敏度与哪些物理量有关．解答：解：电子在加速电场中加速，根据动能定理可得，eU1=mv02，所以电子进入偏转电场时速度的大小为，v0=，电子进入偏转电场后的偏转的位移为，h=at2===，所以示波管的灵敏度=，23所以要提高示波管的灵敏度可以增大l，减小d和减小U1，所以C正确．故选C．点评：本题是信息的给以题，根据所给的信息，找出示波管的灵敏度的表达式即可解决本题．11．铅蓄电池的电动势为2V，这表示()A．电路中每通过1C电量，电源把2J的化学能转变为电能B．蓄电池两极间的电压为2VC．蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能D．蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大考点：电源的电动势和内阻．专题：恒定电流专题．分析：电动势是一个表征电源特征的物理量．定义电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功．它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用．解答：解：A、电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池将1C的正电荷从负极移至正极的过程中，克服静电力做功w=qU=1C×2V=2J，故电势能增加2J，即2J化学能转化为电能．故A正确；B、当电池不接入外电路时，蓄电池两极间的电压为2V；当电池接入电路时，两极间的电压小于2V，故B错误；C、铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，即电能增加2J，与时间无关．故C错误．D、电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，电动势大，转化本领大．一节干电池的电动势为1.5V，则蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大，故D正确；故选：AD．点评：电源是把其他能转化为电能的装置，电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与外电路的结构无关．12．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，在环与环圆心等高处有一个质量为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．在最低点时球对环的压力为（mg+qE）D．在最低点时球对环的压力为3（mg+qE）23考点：带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：根据机械能守恒的条件判断小球运动过程中机械能是否守恒，通过动能定理判断小球在何位置速度最大，根据动能定理求出最低点的速度，结合牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出球对环的压力大小．解答：解：A、小球在运动的过程中除了重力做功以外，还有电场力做功，机械能不守恒．故A错误．B、根据动能定理知，在运动到最低点的过程中，电场力和重力一直做整个，到达最低点的速度最大．故B正确．C、根据动能定理得：mgR+qER=，解得：，根据牛顿第二定律得：N﹣qE﹣mg=m，解得：N=3（mg+qE），则球对环的压力为3（mg+qE）．故C错误，D正确．故选：BD．点评：本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，知道小球在最低点向心力的来源是解决本题的关键．13．如图所示，一根绝缘杆长为L，两端分别带等量异种电荷，电荷量绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线的夹角为60°，若是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()A．电场力不做功，两电荷的电势能不变B．电场力做的总功为，两个电荷的电势能减少C．电场力做的总功为﹣，两个电荷的电势能增加D．电场力做的总功大小跟转动轴有关考点：电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：杆沿顺时针方向转过60°，电场力对两电荷都做正功，电势能都减少．根据W=qEd计算电场力做功，其中d是沿电场方向两点间的距离．解答：解：A、+Q所受电场力水平向右，﹣Q所受电场力水平向左，当杆沿顺时针方向转过60°时，电场力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都减小．故A错误．B、C，电场力对正电荷所受的功W1=qE（1﹣cos60°）=，电场力对正电荷所受的功W2=qE（1﹣cos60°）=，电场力做的总功为W=W1+W2=．由于电场力做正功，两个电荷的电势能减少．故B正确，C错误．23D、由上得到总功W=，可见，总功与跟转动轴无关．故D错误．故选B点评：本题是电偶极子，电场力对两个电荷做的总功大小跟转动轴无关．基础题．14．如图所示，带电平行金属板A，B，板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔．一带正电的微粒，带电量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由落下，若微粒恰能落至A，B板的正中央c点，则：()A．微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小B．微粒下落过程中重力做功为mg（h+），电场力做功为﹣qUC．微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为qUD．若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板考点：电势能；功能关系；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：电场力与电势的性质专题．分析：微粒在下落过程中先做加速运动，后做减速运动，动能先增大，后减小．重力一直做正功，重力一直减小．微粒下落过程中重力做功为mg（h+），电场力做功为﹣qU．微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量为qU．根据动能定理研究微粒从距B板高2h处自由下落，能否到达A板．解答：解：A、微粒在下落过程中先做加速运动，后做减速运动，动能先增大，后减小．重力一直做正功，重力一直减小．故A错误．B、微粒下降的高度为h+，重力做正功，为WG=mg（h+），电场力向上，位移向下，电场力做负功，WE=﹣q=﹣qU．故B正确．C、微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量等于微粒克服电场力做功△EP=qU．故C正确．D、由题微粒恰能落至A，B板的正中央c点过程，由动能定理得：mg（h+）﹣qU=0①若微粒从距B板高2h处自由下落，设达到A板的速度为v，则由动能定理得：23mg（2h+d）﹣qU=②由①②联立得v=0，即恰好能达到A板．故D正确．故选BCD点评：本题根据动能定理研究微粒能否到达A板，也可以根据牛顿第二定律和运动学公式分析．二．填空题（每小题4分）15．密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d．可求出小油滴的电荷量q？考点：带电粒子在混合场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：小油滴悬浮在两板间电场中不动，处于静止状态即平衡态，再根据E=，即可求的小油滴的电荷量．解答：解：小油滴悬浮在两板间电场中不动，处于静止状态，受力平衡，可得：qE=mg其中：解得：答：小油滴的电荷量q为．点评：小油滴悬浮在两板间电场中不动是本题的题眼，利用平衡关系列方程．16．如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，一带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处水平飞入两极板间时，如两极板不加电压，则恰好从下板边缘飞出，若给A、B两极板加一电压U，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U=．考点：带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在电场中的运动专题．23分析：两极间不加电压时，粒子做平抛运动，根据平抛运动的特点即可求出金属板的长度L；当两极间加上电压U时，粒子做匀变速曲线运动，即类平抛运动，根据类平抛运动的特点结合牛顿第二定律即可求解U．解答：解：两极间不加电压时，粒子做平抛运动水平方向上：L=vt①竖直方向上：d=gt2②当两极间加上电压U时，粒子做匀变速曲线运动即水平方向上：L=vt′③竖直方向上：d=at′2④由①、②、③、④得：a=g（方向向上）由牛顿运动定律得：q﹣mg=ma解得：U=故答案为：．点评：本题主要考查了带电粒子在电场中的运动情况，抓住两极间不加电压时，粒子做平抛运动，当两极间加上电压U时，粒子做类平抛运动列式即可求解，难度适中．17．质量为m，电荷量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧由A运动到B，其速度方向改变θ角，AB弧长为s，则A、B两点的电势差UAB=0，AB中点的场强大小E=．考点：电势差与电场强度的关系；电场强度．专题：电场力与电势的性质专题．分析：由题意知电荷在静电力作用下做的是匀速圆周运动，静电力做的功是零得出A、B两点间的电势差．静电力是质点做圆周运动的向心力列出等式和点电荷的场强公式结合求解AB弧中点的场强大小．解答：解：由题意知电荷在静电力作用下做的是匀速圆周运动，从A点运动到B点，由动能定理知，静电力做的功是零，所以A、B两点间的电势差UAB=0设场源电荷的电荷量为Q，质点做圆周运动的轨道半径为r，则弧长s=θr①静电力是质点做圆周运动的向心力，即②弧AB中点的场强大小E=③23解①②③组成的方程组得E=故答案为：0；点评：涉及到电势差的问题，常常要用到动能定理．要掌握电场强度，电势差，电场力做功等物理量间的关系．三．计算题（写出必要的文字说明10+10+10+12）18．如图，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1＜r2．（l）a、b两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？（3）若a、b两点问的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点时电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？考点：电势能；电势差与电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：（1）沿着电场线的方向电势逐渐降低，点电荷周围的等势面是一簇簇球面．根据这一规律判断a、b两点的电势．（2）根据负电荷在电势高处电势能小、在电势低处电势能大，分析电势能的大小．（3）根据W=qU求出电场力所做的功，将q的正负，电势差的正负代入计算．解答：解：（1）沿着电场线方向电势逐渐降低，点电荷Q电场的等势面是以Q点为球心的球面，离Q越近，等势面的电势越高，所以a点电势高．（2）a点电势高，而负电荷在电势高处电势能小、在电势低处电势能大，则负电荷放在b点电势能较大．（3）负离子由a点移到b点，电场力做功W=Uq=100×（﹣3.2×10﹣19）J=﹣3.2×10﹣17J．所以电荷克服电场力做功，克服做功为3.2×10﹣17J．答：（l）a点是电势高．（2）将一负电荷放在a、b两点，b点电势能较大．（3）将二价负离子由a点移到b点，电荷克服电场力做功，克服做功为3.2×10﹣17J．点评：解决本题的关键知道沿着电场线的方向电势逐渐降低．以及掌握电场力做功的方法，一、直接运用W=qU计算，将q的正负，电势差的正负代入计算．二、先判断出电场力做正功还是负功，然后运用W=qU求出做功的大小，只代数值．19．一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示，AB与电场线夹角θ=37°，已知带电微粒的质量m=1.2×10﹣7kg，电荷量q=1.0×10﹣10C，A、B相距L=0.3m．（取g=10m/s2）．求：（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．（2）电场强度的大小和方向？23（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？考点：带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：（1）微粒受到电场力与重力作用做直线运动，微粒所受合力方向与速度方向应在你一条直线上，根据微粒的受力情况判断微粒的运动性质．（2）应用平衡条件求出电场强度．（3）应用动能定理求出微粒的最小速度．解答：解（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，重力竖直向下，电场力沿水平方向，两力的合力不可能为零，微粒做直线运动，则重力与电场力的合力方向应与速度方向在同一直线上，只能是电场力水平向左，合力方向与速度方向相反，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度vA方向相反，微粒做匀减速运动．（2）在垂直于AB方向上为零所受合力为零，即：qEsinθ﹣mgcosθ=0，解得：E=1.6×104N/C，电场强度的方向：水平向左；（3）微粒由A运动到B时的速度vB=0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得：﹣mgLsinθ﹣qELcosθ=0﹣mvA2，代入数据，解得：vA=m/s≈3.16m/s．答：（1）由于微粒所受合外力方向与速度方向相反，微粒在电场中做匀减速直线运动．（2）电场强度的大小为：1.6×104N/C，方向：水平向左；（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是3.16m/s．点评：本题要掌握质点做直线运动的条件：合力与速度共线，由动能定理求解最小速度，也可以由牛顿第二定律和运动学公式结合进行研究．20．如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，求：（1）原来的电场强度的大小；（2）物体运动的加速度；（3）沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小（sin37°=0.6，cos37°=0.8）23考点：共点力平衡的条件及其应用；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：（1）对小球进行受力分析，应用平衡条件可求出电场力，进而求出电场强度．（2）电场变化后受力分析求出合外力，应用牛顿第二定律求解加速度．（3）沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小可由动能定理或运动学知识求解．解答：解：（1）对小球受力分析并合成如图：由平衡条件得：F′=mg在直角三角形中：tanθ=得：qE=mgtanθ，解得：（2）对小球受力分析并正交分解如图：F合=mgsin37°﹣Fcos37°=ma即：解得：a=3m/s2方向：沿斜面向下（3）在下滑过程中：W=F合×L23由动能定理：解得：答：（1）原来的电场强度（2）物体运动的加速度为：a=3m/s2，方向：沿斜面向下（3）沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小为点评：问题一是平衡条件的应用，受力分析后应用平衡条件即可；问题二是牛顿运动定律的应用，关键是求合力；问题三直接应用动能定理即可，总体难度不是很大，细细分析即可．21．如图所示，EF与GH间为一无场区．无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板．无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．（不计粒子的重力、管的粗细）求：（1）O处点电荷的电性和电荷量；（2）两金属板间所加的电压．考点：带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：根据粒子进入细管，由几何关系求出粒子射出电场时的偏转角，粒子进入细管后做匀速圆周运动，利用平抛运动的知识即可．解答：解：（1）粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力作匀速圆周运动，粒子带正电，则知O处点电荷带负电．由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D点时速度为：v==v0…①在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足k=m…②23由①②得：Q=（2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30°tan30°=…③vy=at…④a=…⑤t=…⑥由③④⑤⑥得：U==答：（1）O处点电荷的电性为负和电荷量为；（2）两金属板间所加的电压为．点评：本题是电场中偏转与圆周运动的综合，类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成，圆周运动的关键是确定向心的来源．23