第十章 章末综合检测(二) 静电场中的能量(课件 练习)高中物理人教版(2019)必修 第三册

文档属性

名称 第十章 章末综合检测(二) 静电场中的能量(课件 练习)高中物理人教版(2019)必修 第三册
格式 zip
文件大小 3.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-08-04 22:26:59

文档简介

章末综合检测(二) 静电场中的能量
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,在带电荷量为-Q的点电荷形成的电场中,M、N是两个等势面。现将一带电荷量为+q的点电荷,从a点分别经路径①和路径②(经过c点)移到b点,在这两个过程中(  )
A.都是电场力做正功,沿路径①做的功比沿路径②做的功少
B.都是电场力做正功,沿路径①做的功等于沿路径②做的功
C.都是克服电场力做功,沿路径①做的功大于沿路径②做的功
D.都是克服电场力做功,沿路径①做的功等于沿路径②做的功
2.如图所示,在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上与A点距离为d的一点,C点为连线中垂线上与A点距离也为d的一点,则下面关于三点电场强度E的大小、电势φ的高低的比较,正确的是(  )
A.EA=EC>EB,φA=φC>φB
B.EB>EA>EC,φA=φC>φB
C.EA<EB,EA<EC,φA>φB,φA>φC
D.因为电势零点未规定,所以无法判断电势高低
3.超级电容的容量比通常的电容器大得多,其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持,具有广泛的应用前景。如图所示,某超级电容标有“100 F 2.7 V”字样,将该电容器接在电动势为1.5 V的干电池两端,则电路稳定后该电容器的负极板上所带的电荷量为(  )
A.-150 C B.-75 C
C.-270 C D.-135 C
4.如图,一个固定正电荷产生的电场中,同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发,分别抵达M点、N点,且q在M、N点时速度大小也一样,则下列说法正确的有(  )
A.P点电势大于M点电势 B.M点电势大于N点电势
C.正电荷q从P到M一直做减速运动 D.M、N两点处电场强度大小相同
5.两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示,已知导体附近的电场线均与导体表面垂直,a、b、c、d为电场中四个点,并且a、d为紧靠导体表面的两点,选无穷远处为电势零点,则(  )
A.电场强度大小关系有Eb>Ec
B.电势大小关系有φb<φd
C.将一负电荷放在d点时其电势能为负值
D.将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功
6.如图所示,质量为m、带电荷量为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,粒子通过电场中的B点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则A、B两点间的电势差为(  )
A. B.
C. D.
7.如图所示,氘核H)和氦核He)以相同初速度同时从水平放置的两平行金属板正中间进入板长为L、两板间距离为d、板间加直流电压U的偏转电场,一段时间后离开偏转电场。不计粒子重力及其相互作用,则下列说法不正确的是(  )
A.两个粒子同时离开偏转电场 B.粒子离开偏转电场时速度方向不同
C.两粒子离开偏转电场时速度大小相同 D.两个粒子从偏转电场同一点离开
8.如图所示,abcd为一边长为L的正方形,空间存在平行abcd平面的匀强电场。把质子自a点移到b点,静电力做功W(W>0);把质子自c点移到b点,克服静电力做功2W。已知a点电势为0,质子电荷量为e,则(  )
A.d点电势为 B.d点电势为
C.电场强度大小为 D.电场强度大小为
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.如图甲所示的y轴上A、B处放置两等量正电荷,x轴上P点的电场强度E随x变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.x2点的电势最高
B.-x1和x1两点的电势相等
C.在x1点静止释放一正试探电荷,其加速度先增大后减小
D.在x1点静止释放一负试探电荷,其动能一直增大
10.如图所示,水平放置的平行金属板与电源相连,板间距离为d,板间有一质量为m、电荷量为q的带电粒子恰好处于静止状态。保持电容器与电源连接,若两板间的距离随时间先均匀增大为2d,再均匀减小到,在此过程中粒子未与电容器接触,则(  )
A.电容器所带的电荷量先变小,后变大
B.电容器的电容先变大,后变小
C.在两板距离增大的过程中,粒子向下做变加速直线运动
D.在两板距离减小的过程中,粒子向下做匀减速直线运动
11.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示。一个带电荷量为+2×10-7 C,质量为0.1 kg的小物块(可视为质点)从C点静止释放,其运动的v-t图像如图乙所示,其中B点处为整条图线切线(图中标出了该切线)斜率最大的位置,则下列说法正确的是(  )
A.由C到A的过程中物块的电势能一直在增大
B.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强大小为E=1×104 V/m
C.由C点到A点电势逐渐降低
D.A、B两点间的电势差UAB=500 V
12.示波器是一种多功能电学仪器,它是由加速电场和偏转电场组成的。如图,不同的带电粒子在电压为U1的电场中由静止开始加速,从M孔射出,然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中,入射方向与极板平行,若带电粒子能射出平行板电场区域,则下列说法正确的是(  )
A.若电荷量q相等,则带电粒子在加速电场中的加速度大小相等
B.若比荷相等,则不同带电粒子从M孔射出的动能相等
C.若电荷量q相等,则不同带电粒子在偏转电场中静电力做功相同
D.若不同比荷的带电粒子由O点开始加速,偏转角度θ相同
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
13.(9分)电流传感器可以像电流表一样测量电流,它可以和计算机相连,能画出电流与时间的变化图像。某同学设计了图甲所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时,待充电完成后,把开关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,在计算机上显示出电流随时间变化的i-t图像如图乙所示。请根据以上操作回答:
(1)电容器放电时,通过电阻R的电流方向是     。(选填“由a到b”或“由b到a”)
(2)图乙中图线与两坐标轴所包围的面积的物理意义是             。
(3)若充电完成后,电容器所带的电荷量为2.8×10-3 C,且该同学使用的电源电动势为8 V,则该电容器的电容为     F。(保留2位有效数字)
14.(9分)将一个电荷量q=-1×10-6 C的电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做功WAB=4×10-6 J,从C点移到D点,静电力做功WCD=9×10-6 J。已知B点电势比C点高4 V。求:
(1)C、D两点间的电势差;
(2)A、D两点间的电势差。
15.(12分)半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电荷的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示。珠子所受静电力是重力的。将珠子从环上的最低点A由静止释放(重力加速度为g),则:
(1)珠子所能获得的最大动能是多少?
(2)珠子对圆环的最大压力是多少?
16.(14分)如图所示,在长为2L、宽为L的矩形区域ABCD内有电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带负电的质点,以平行于AD的初速度从A点射入该区域,结果该质点恰能从C点射出。(已知重力加速度为g)
(1)求该质点从A点进入该区域时的初速度v0。
(2)若P、Q分别为AD、BC边的中点,现将PQCD区域内的电场撤去,则该质点的初速度v0为多大时仍能从C点射出?
17.(16分)如图所示,一群速率不同的一价离子从A、B两平行极板正中央水平射入偏转电场,离子的初速度设为v0,质量为m,A、B间电压为U,间距为d,金属挡板C高度为d,竖直放置并与A、B间隙正对,屏MN足够大。若A、B两极板长为L,C到极板的距离也为L,不考虑离子所受重力及离子间的相互作用力,元电荷为e。
(1)写出离子射出A、B板时的侧移距离y的表达式;
(2)写出离子通过A、B板时电势能的变化量ΔEp的表达式;
(3)求初动能范围是多少的离子才能打到屏MN上。
章末综合检测(二) 静电场中的能量
1.B 由于异种电荷互相吸引,故两个路径中电场力都做正功;而电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关,则沿路径①做的功等于沿路径②做的功,故B正确。
2.B 由等量异种点电荷形成的电场特点知,在连线中垂线上,A点合电场强度最大,即EA>EC,在两电荷连线上,A点合电场强度最小,即EB>EA;电场线由A指向B,φA>φB,连线中垂线上电势相等,φA=φC,选项B正确。
3.A 根据C=可知电容器所带的电荷量为Q=CU=100×1.5 C=150 C,则电路稳定后该电容器的负极板上所带的电荷量为-150 C,故选A。
4.D 由题意知,同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发,分别抵达M点、N点,且正电荷q在M、N点时速度大小也一样,则说明M、N两点的电势相同,但由于正电荷q有初速度,则无法判断P点电势和M点电势的大小关系,且也无法判断正电荷q从P到M的运动情况,故A、B、C错误;根据以上分析可知,M、N两点在同一等势面上,且该电场是固定正电荷产生的电场,则说明M、N到固定正电荷的距离相等,则M、N两点处电场强度大小相同,故D正确。
5.D 根据电场中电场线的疏密代表电场强度的大小,可知Eb<Ec,A错误;根据沿着电场线方向电势逐渐降低,可知φb>φd,B错误;利用电势能公式Ep=φq,又知φd<0,则将负电荷放在d点时其电势能为正值,C错误;由题图知a点电势高于d点电势,则将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功,D正确。
6.C 粒子在竖直方向做匀减速直线运动,有=2gh;根据动能定理,有Uq-mgh=m(2v0)2-m,解得A、B两点间的电势差为U=,故C正确。
7.B 设粒子的初速度为v0,粒子在电场中做类平抛运动,离开偏转电场的时间为t=,则两个粒子同时离开偏转电场,故A正确;设粒子离开偏转电场时速度方向与水平方向夹角为θ,粒子在电场中做类平抛运动,竖直方向的加速度为a==,竖直方向的分速度为vy=at=·,偏转角度的正切值为tan θ==,氘核和氦核的比荷相同,两个粒子离开偏转电场时速度方向相同,B错误;两个粒子在偏转电场中水平方向分速度相同,离开偏转电场时竖直方向的分速度相同,离开偏转电场时速度大小相同,且从偏转电场同一点离开,故C、D正确。
8.D 静电力做功Wcb=eUcb,代入数据,解得Ucb=-,在匀强电场中,沿电场线方向,位移相同的两个点之间的电势差相等,由于bc和ad平行等距离,所以Uda=Ucb=-,φd-φa=-,由于φa=0 V,所以φd=-,A、B错误;如图所示,质子从c到 b静电力做功为-2W,所以从d到a做功-2W,从a到 d做功2W,从a到ad中点e做功W,又从a到b做功W,因此eb为等势线,电场线为af方向,根据电势差和电场强度的关系有E=,根据几何关系可知tan θ=,Uab=,联立解得E=,C错误,D正确。
9.BC 题图甲中给出的为两等量同种正电荷,则O点的电势最高,A错误;-x1和x1两点关于y轴对称,从O点至x1和从O点至-x1电势降落相等,则-x1和x1两点的电势相等,B正确;在x1点静止释放一正试探电荷,该电荷会沿着x轴正方向运动,在此过程中电场强度先增大后减小,则试探电荷所受静电力会先增大后减小,则其加速度先增大后减小,C正确;x1点静止释放一负试探电荷,其刚开始会向电场方向相反的方向运动,此后在-x1和x1两点间做往复运动动能并不会一直增大,D错误。
10.AC 由C=可知若两板间的距离随时间先均匀增大为2d,再均匀减小到,则电容C先减小后增加,因保持电容器与电源连接,则极板间的U一定,根据Q=CU可知,电容器所带的电荷量先变小,后变大,选项A正确,B错误;在两板距离增大的过程中,由E=可知,两板间电场强度减小,由mg-qE=ma可知,加速度a变化,则粒子向下做变加速直线运动,选项C正确;同理可知,在两板距离减小的过程中,E变大,粒子向下做变减速直线运动,选项D错误。
11.BC 从题图乙可知,由C到A的过程中,物块的速度一直在增大,电场力对物块做正功,物块的电势能一直在减小,故A错误;物块在B点的加速度最大,为am= m/s2=2×10-2 m/s2,可得物块所受的最大电场力为Fm=mam=0.1×2×10-2 N=2×10-3 N,则场强最大值为Em==1×104 N/C,故B正确;因为两个等量正点电荷连线的中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧,由C点
到A点电势逐渐降低,故C正确;从题图乙可知,A、B两点的速度分别为vA=6×10-2 m/s、vB=4×10-2 m/s,再根据动能定理得qUBA=m-m,解得UBA=500 V,则UAB=-UBA=-500 V,故D错误。
12.CD 设加速电场的板间距离为x,由牛顿第二定律得a=,由于粒子的质量未知,所以无法确定带电粒子在加速电场中的加速度大小关系,A错误;由动能定理得qU1=m,可得v0=,所以当带电粒子的比荷相等时,它们从M孔射出的速度相等,动能可能不同,B错误;电荷量相同,静电力相同,在偏转电场中沿电场方向的位移y=相同,静电力做功相同,C正确;设偏转电场的板间距离为d,极板长度为L,在偏转电场中有tan θ===,偏转角度θ与粒子的比荷无关,D正确。
13.(1)由b到a (2)充电完成后电容器所储存的电荷量 (3)3.5×10-4
解析:(1)根据充电时可知,电容器上极板为正极,所以放电时电流方向由b到a。
(2)根据公式q=It可知,图乙中图线与两坐标轴所包围的面积的物理意义是流过R的电荷量,即充电完成后电容器所储存的电荷量。
(3)电容器的电容为C==3.5×10-4 F。
14.(1)-9 V (2)-1 V
解析:(1)由题意可得UCD== V=-9 V。
(2)由题意可得UAB== V=4 V
即φA-φB=4 V
由(1)知φC-φD=-9 V
又由题意知φB-φC=4 V
联立以上各式,可得UAD=-1 V。
15.(1)mgr (2)mg
解析:(1)因qE=mg,所以静电力与重力的合力F合与竖直方向的夹角θ满足tan θ==,故θ=37°。
如图所示,OB与竖直方向的夹角等于θ,
则B点为等效最低点,珠子由A点静止释放后从A到B的过程中做加速运动,珠子在B点动能最大,对圆环的压力最大。
由动能定理得qErsin θ-mgr(1-cos θ)=Ekm
解得Ekm=mgr。
(2)设珠子在B点受圆环弹力为FN,
有FN-F合=m
则FN=F合+m=+mg=mg
由牛顿第三定律得珠子对圆环的最大压力为mg。
16.(1)  (2)
解析:(1)质点在水平方向做匀速运动,有2L=v0t,在竖直方向做匀加速运动,有mg-qE=ma,质点恰好能从C点射出,有L=at2,联立解得v0= 。
(2)在ABQP区域,质点在水平方向做匀速运动,有L=v0t1,在竖直方向有y1=a,v1=at1,在PQCD区域,在水平方向有L=v0t2,在竖直方向有y2=v1t2+g,质点恰好从C点射出,则y1+y2=L,联立解得v0=。
17.(1)y= (2)ΔEp=-
(3)<Ek<
解析:(1)离子在A、B板间做类平抛运动,根据牛顿第二定律有a=
离子通过A、B板所用的时间t=
离子射出A、B板时的侧移距离y=at2
解得y=。
(2)离子通过A、B板时电场力做正功,离子的电势能减少,电场力做的功为W=y=
电场力做的功等于离子的电势能的减少量,则
ΔEp=-。
(3)离子射出电场时的竖直分速度vy=at
射出电场时速度的偏转角满足
tan θ==
离子射出电场后做匀速直线运动,要使离子打在屏MN上,需满足y<
同时满足Ltan θ+y>
离子的初动能Ek=m
解得<Ek<。
4 / 5(共45张PPT)
章末综合检测(二) 静电场中的能量
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出
的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,在带电荷量为-Q的点电荷形成的电场中,M、N是两个
等势面。现将一带电荷量为+q的点电荷,从a点分别经路径①和路
径②(经过c点)移到b点,在这两个过程中(  )
A. 都是电场力做正功,沿路径①做的功比沿路径②做的
功少
B. 都是电场力做正功,沿路径①做的功等于沿路径②做的功
C. 都是克服电场力做功,沿路径①做的功大于沿路径②做的功
D. 都是克服电场力做功,沿路径①做的功等于沿路径②做的功
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 由于异种电荷互相吸引,故两个路径中电场力都做正
功;而电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关,则沿路径①
做的功等于沿路径②做的功,故B正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
2. 如图所示,在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点,A点
为两点电荷连线的中点,B点为连线上与A点距离为d的一点,C点
为连线中垂线上与A点距离也为d的一点,则下面关于三点电场强度
E的大小、电势φ的高低的比较,正确的是(  )
A. EA=EC>EB,φA=φC>φB
B. EB>EA>EC,φA=φC>φB
C. EA<EB,EA<EC,φA>φB,φA>φC
D. 因为电势零点未规定,所以无法判断电势高低
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 由等量异种点电荷形成的电场特点知,在连线中垂线
上,A点合电场强度最大,即EA>EC,在两电荷连线上,A点合电
场强度最小,即EB>EA;电场线由A指向B,φA>φB,连线中垂线上
电势相等,φA=φC,选项B正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
3. 超级电容的容量比通常的电容器大得多,其主要优点是高功率脉冲
应用和瞬时功率保持,具有广泛的应用前景。如图所示,某超级电
容标有“100 F 2.7 V”字样,将该电容器接在电动势为1.5 V的干
电池两端,则电路稳定后该电容器的负极板上所带的电荷量为
(  )
A. -150 C B. -75 C
C. -270 C D. -135 C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 根据C=可知电容器所带的电荷量为Q=CU=100×1.5
C=150 C,则电路稳定后该电容器的负极板上所带的电荷量为-
150 C,故选A。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
4. 如图,一个固定正电荷产生的电场中,同一个正电荷q两次以大小
相同、方向不同的初速度从P点出发,分别抵达M点、N点,且q在
M、N点时速度大小也一样,则下列说法正确的有(  )
A. P点电势大于M点电势
B. M点电势大于N点电势
C. 正电荷q从P到M一直做减速运动
D. M、N两点处电场强度大小相同
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 由题意知,同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的
初速度从P点出发,分别抵达M点、N点,且正电荷q在M、N点时速
度大小也一样,则说明M、N两点的电势相同,但由于正电荷q有初
速度,则无法判断P点电势和M点电势的大小关系,且也无法判断
正电荷q从P到M的运动情况,故A、B、C错误;根据以上分析可
知,M、N两点在同一等势面上,且该电场是固定正电荷产生的电
场,则说明M、N到固定正电荷的距离相等,则M、N两点处电场强
度大小相同,故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
5. 两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示,已知导体附近的电
场线均与导体表面垂直,a、b、c、d为电场中四个点,并且a、d为
紧靠导体表面的两点,选无穷远处为电势零点,则(  )
A. 电场强度大小关系有Eb>Ec
B. 电势大小关系有φb<φd
C. 将一负电荷放在d点时其电势能为负值
D. 将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 根据电场中电场线的疏密代表电场强度的大小,可知Eb
<Ec,A错误;根据沿着电场线方向电势逐渐降低,可知φb>φd,B
错误;利用电势能公式Ep=φq,又知φd<0,则将负电荷放在d点时
其电势能为正值,C错误;由题图知a点电势高于d点电势,则将一
正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
6. 如图所示,质量为m、带电荷量为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,粒子通过电场中的B
点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则A、B两点间的电
势差为(  )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 粒子在竖直方向做匀减速直线运动,有=2gh;根据
动能定理,有Uq-mgh=m(2v0)2-m,解得A、B两点间的
电势差为U=,故C正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
7. 如图所示,氘核H)和氦核He)以相同初速度同时从水平放
置的两平行金属板正中间进入板长为L、两板间距离为d、板间加直
流电压U的偏转电场,一段时间后离开偏转电场。不计粒子重力及
其相互作用,则下列说法不正确的是(  )
A. 两个粒子同时离开偏转电场
B. 粒子离开偏转电场时速度方向不同
C. 两粒子离开偏转电场时速度大小相同
D. 两个粒子从偏转电场同一点离开
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 设粒子的初速度为v0,粒子在电场中做类平抛运动,离
开偏转电场的时间为t=,则两个粒子同时离开偏转电场,故A正
确;设粒子离开偏转电场时速度方向与水平方向夹角为θ,粒子在
电场中做类平抛运动,竖直方向的加速度为a==,竖直方向
的分速度为vy=at=·,偏转角度的正切值为tan θ==,
氘核和氦核的比荷相同,两个粒子离开偏转电场时速度方向相同,
B错误;两个粒子在偏转电场中水平方向分速度相同,离开偏转电
场时竖直方向的分速度相同,离开偏转电场时速度大小相同,且从
偏转电场同一点离开,故C、D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
8. 如图所示,abcd为一边长为L的正方形,空间存在平行abcd平面的
匀强电场。把质子自a点移到b点,静电力做功W(W>0);把质子
自c点移到b点,克服静电力做功2W。已知a点电势为0,质子电荷量
为e,则(  )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 静电力做功Wcb=eUcb,代入数据,解
得Ucb=-,在匀强电场中,沿电场线方向,
位移相同的两个点之间的电势差相等,由于bc和
ad平行等距离,所以Uda=Ucb=-,φd-φa=
-,由于φa=0 V,所以φd=-,A、B错误;如图所示,质子从c到 b静电力做功为-2W,所以从d到a做功-2W,从a到 d做功2W,从a到ad中点e做功W,又从a到b做功W,因此eb为等势线,电场线为af方向,根据电势差和电场强度的关系有E=,根据几何关系可知tan θ=,Uab=,联立解得E=,C错误,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出
的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不
全的得2分,有选错的得0分)
9. 如图甲所示的y轴上A、B处放置两等量正电荷,x轴上P点的电场强度E随x变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A. x2点的电势最高
B. -x1和x1两点的电势相等
C. 在x1点静止释放一正试探电荷,其加速度先增大后减小
D. 在x1点静止释放一负试探电荷,其动能一直增大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 题图甲中给出的为两等量同种正电荷,则O点的电势最
高,A错误;-x1和x1两点关于y轴对称,从O点至x1和从O点至-x1
电势降落相等,则-x1和x1两点的电势相等,B正确;在x1点静止释
放一正试探电荷,该电荷会沿着x轴正方向运动,在此过程中电场
强度先增大后减小,则试探电荷所受静电力会先增大后减小,则其
加速度先增大后减小,C正确;x1点静止释放一负试探电荷,其刚
开始会向电场方向相反的方向运动,此后在-x1和x1两点间做往复
运动动能并不会一直增大,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
10. 如图所示,水平放置的平行金属板与电源相连,板间距离为d,板
间有一质量为m、电荷量为q的带电粒子恰好处于静止状态。保持
电容器与电源连接,若两板间的距离随时间先均匀增大为2d,再
均匀减小到,在此过程中粒子未与电容器接触,则(  )
A. 电容器所带的电荷量先变小,后变大
B. 电容器的电容先变大,后变小
C. 在两板距离增大的过程中,粒子向下做变加速直线运动
D. 在两板距离减小的过程中,粒子向下做匀减速直线运动
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 由C=可知若两板间的距离随时间先均匀增大为
2d,再均匀减小到,则电容C先减小后增加,因保持电容器与电
源连接,则极板间的U一定,根据Q=CU可知,电容器所带的电
荷量先变小,后变大,选项A正确,B错误;在两板距离增大的过
程中,由E=可知,两板间电场强度减小,由mg-qE=ma可知,
加速度a变化,则粒子向下做变加速直线运动,选项C正确;同理
可知,在两板距离减小的过程中,E变大,粒子向下做变减速直线
运动,选项D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
11. 两个等量正点电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、
B、C三点,如图甲所示。一个带电荷量为+2×10-7 C,质量为0.1
kg的小物块(可视为质点)从C点静止释放,其运动的v-t图像如图
乙所示,其中B点处为整条图线切线(图中标出了该切线)斜率最
大的位置,则下列说法正确的是(  )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
A. 由C到A的过程中物块的电势能一直在增大
B. B点为中垂线上电场强度最大的点,场强大小为E=1×104 V/m
C. 由C点到A点电势逐渐降低
D. A、B两点间的电势差UAB=500 V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 从题图乙可知,由C到A的过程中,物块的速度一直在
增大,电场力对物块做正功,物块的电势能一直在减小,故A错
误;物块在B点的加速度最大,为am= m/s2=2×10-2 m/s2,
可得物块所受的最大电场力为Fm=mam=0.1×2×10-2 N=2×10-3
N,则场强最大值为Em==1×104 N/C,故B正确;因为两个等
量正点电荷连线的中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外
侧,由C点到A点电势逐渐降低,故C正确;从题图乙可知,A、B两点的速度分别为vA=6×10-2 m/s、vB=4×10-2 m/s,再根据动能定理得qUBA=m-m,解得UBA=500 V,则UAB=-UBA=-500 V,故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
12. 示波器是一种多功能电学仪器,它是由加速电场和偏转电场组成
的。如图,不同的带电粒子在电压为U1的电场中由静止开始加
速,从M孔射出,然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中,
入射方向与极板平行,若带电粒子能射出平行板电场区域,则下
列说法正确的是(  )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
A. 若电荷量q相等,则带电粒子在加速电场中的加速度大小相等
C. 若电荷量q相等,则不同带电粒子在偏转电场中静电力做功相同
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析: 设加速电场的板间距离为x,由牛顿第二定律得a=
,由于粒子的质量未知,所以无法确定带电粒子在加速电场中
的加速度大小关系,A错误;由动能定理得qU1=m,可得v0=
相等时,它们从M孔射出的速度
相等,动能可能不同,B错误;电荷量相同,静电力相同,在偏转
电场中沿电场方向的位移y=相同,静电力做功相同,C正确;设偏转电场的板间距离为d,极板长度为L,在偏转电场中有tan θ===,偏转角度θ与粒子的比荷无关,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
13. (9分)电流传感器可以像电流表一样测量电流,它可以和计
算机相连,能画出电流与时间的变化图像。某同学设计了图甲
所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时,
待充电完成后,把开关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,
在计算机上显示出电流随
时间变化的i-t图像如图乙
所示。请根据以上操作
回答:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(1)电容器放电时,通过电阻R的电流方向是 。(选填
“由a到b”或“由b到a”)
解析:根据充电时可知,电容器上极板为正极,所以放电时电流方向由b到a。
由b到a 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(2)图乙中图线与两坐标轴所包围的面积的物理意义是

解析:根据公式q=It可知,图乙中图线与两坐标轴所包围的面积的物理意义是流过R的电荷量,即充电完成后电容器所储存的电荷量。
(3)若充电完成后,电容器所带的电荷量为2.8×10-3 C,且该同
学使用的电源电动势为8 V,则该电容器的电容为 F。(保留2位有效数字)
解析:电容器的电容为C==3.5×10-4 F。
充电完
成后电容器所储存的电荷量 
3.5×10- 4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
14. (9分)将一个电荷量q=-1×10-6 C的电荷从电场中的A点移到B
点,克服静电力做功WAB=4×10-6 J,从C点移到D点,静电力做
功WCD=9×10-6 J。已知B点电势比C点高4 V。求:
(1)C、D两点间的电势差;
答案:-9 V 
解析:由题意可得
UCD== V=-9 V。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析:由题意可得UAB== V=4 V
即φA-φB=4 V
由(1)知φC-φD=-9 V
又由题意知φB-φC=4 V
联立以上各式,可得UAD=-1 V。
(2)A、D两点间的电势差。
答案:-1 V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
15. (12分)半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一
质量为m、带正电荷的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图
所示。珠子所受静电力是重力的。将珠子从环上的最低点A由静
止释放(重力加速度为g),则:
(1)珠子所能获得的最大动能是多少?
答案:mgr 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析:因qE=mg,所以静电力与重力的合力F合与竖
直方向的夹角θ满足tan θ==,故θ=37°。
如图所示,OB与竖直方向的夹角等于θ,
则B点为等效最低点,珠子由A点静止释放后从A到B的过程
中做加速运动,珠子在B点动能最大,对圆环的压力最大。
由动能定理得
qErsin θ-mgr(1-cos θ)=Ekm
解得Ekm=mgr。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(2)珠子对圆环的最大压力是多少?
答案:mg
解析:设珠子在B点受圆环弹力为FN,
有FN-F合=m
则FN=F合+m
=+mg=mg
由牛顿第三定律得珠子对圆环的最大压力为mg。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
16. (14分)如图所示,在长为2L、宽为L的矩形区域ABCD内有电场
强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量为
q的带负电的质点,以平行于AD的初速度从A点射入该区域,结果
该质点恰能从C点射出。(已知重力加速度为g)
(1)求该质点从A点进入该区域时的初速度v0。
答案: 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析:质点在水平方向做匀速运动,有2L=v0t,在竖直方向做匀加速运动,有mg-qE=ma,质点恰好能从C点射出,有L=at2,联立解得v0= 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(2)若P、Q分别为AD、BC边的中点,现将PQCD区域内的电场
撤去,则该质点的初速度v0为多大时仍能从C点射出?
答案:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析:在ABQP区域,质点在水平方向做匀速运动,有L=
v0t1,在竖直方向有y1=a,v1=at1,在PQCD区域,在水
平方向有L=v0t2,在竖直方向
有y2=v1t2+g,质点恰好从C点射出,则y1+y2=L,联立
解得v0=。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
17. (16分)如图所示,一群速率不同的一价离子从A、B两平行
极板正中央水平射入偏转电场,离子的初速度设为v0,质量为
m,A、B间电压为U,间距为d,金属挡板C高度为d,竖直放
置并与A、B间隙正对,屏MN足够大。若A、B两极板长为L,
C到极板的距离也为L,不考虑离子所受重力及离子间的相互作
用力,元电荷为e。
(1)写出离子射出A、B板时的侧移距
离y的表达式;
答案:y= 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析:离子在A、B板间做类平抛运动,根据牛顿第二
定律有a=
离子通过A、B板所用的时间t=
离子射出A、B板时的侧移距离y=at2
解得y=。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(2)写出离子通过A、B板时电势能的变化量ΔEp的表达式;
答案:ΔEp=- 
解析:离子通过A、B板时电场力做正功,离子的电势能减
少,电场力做的功为W=y=
电场力做的功等于离子的电势能的减少量,则
ΔEp=-。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(3)求初动能范围是多少的离子才能打到屏MN上。
答案:<Ek<
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析:离子射出电场时的竖直分速度vy=at
射出电场时速度的偏转角满足
tan θ==
离子射出电场后做匀速直线运动,要使离子打在屏MN上,
需满足y<
同时满足Ltan θ+y>
离子的初动能Ek=m
解得<Ek<。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
谢谢观看!