选修3-1第一章电场测试题2

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高二物理《电场》第二单元练习题
填空题
1．由电容器电容的定义式C＝ ，可知(　　)
A．若电容器不带电，则电容C为零
B．电容C与所带的电荷量Q成正比，与电压U成反比
C．电容C与所带的电荷量Q多少无关
D．电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量
2.在场强E=2.0×102 V/m的匀强电场中，有相距d=3.0×10-2m的A、B两点，则A、B两点间电势差可能为（ ）
A.8 V B.6 V C.4 V D.0 V
3．如图6－3－22所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则 (　　)
A．当增大两板间距离时，v也增大
B．当减小两板间距离时，v增大
C．当改变两板间距离时，v不变
D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大
4．如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场，若不计重力，下列四个选项中能正确描述粒子在电场中运动轨迹的是(　　)
5．一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB分别是带电粒子到达A、B两点时对应的时刻，则下列说法中正确的有(　　)
A．A点的场强一定小于B点的场强
B．A点的电势一定高于B点的电势
C．带电粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能
D．带电粒子从A点到B点过程中，电场力一定对带电粒子做正功
6.示波管的工作原理示意图如图所示．电子经电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h.两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长L.为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量)，可采用的方法是(　　)
A．增大两板间电势差U2
B．尽可能使板长L短些
C．尽可能使板间距离d小一些
D．使加速电压U1升高一些
7.如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地。若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（ ）
A．两极板间的电压不变，极板上的电量变大
B．两极板间的电压不变，极板上的电量变小
C．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大
D．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小
8．如图2所示，水平放置的两个平行的金属板A、B带等量的异种电荷，A板带负电，B板接地．若将A板向上平移到虚线位置，在A、B两板中间的一点P的电场强度E和电势φ的变化情况是(　　)
A．E不变，φ改变 B．E改变，φ不变
C．E不变，φ不变 D．E改变，φ改变
9．如图，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么(　　)
A．微粒带正、负电荷都有可能
B．微粒做匀减速直线运动
C．微粒做匀速直线运动
D．微粒做匀加速直线运动
10.分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地．三小球分别落在图中A、B、C三点，则错误的是(　　)
A．A带正电、B不带电、C带负电
B．三小球在电场中加速度大小关系是：aAC．三小球在电场中运动时间相等
D．三小球到达下板时的动能关系是EkC>EkB>EkA
11．如下图所示，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上O点套有一质量为m、带电荷量为－q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为＋Q的点电荷，杆上a、b两点到＋Q的距离相等，Oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的O点由静止释放后，通过a点的速率为.则下列说法正确的是(　　)
A．小环通过b点的速率为
B．小环从O到b，电场力做的功可能为零
C．小环在Oa之间的速度是先增大后减小
D．小环在ab之间的速度是先减小后增大
二．填空题
12.图1－6－6所示是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离都是2 cm，则该电场的场强为________ V/m，到A点距离为1.5 cm的P点电势为________ V.
13.如图13-7-9所示,实线为匀强电场中的电场线,虚线为等势面,且相邻等势面间的电势差相等.一正电荷在等势面A处的动能为20 J,运动到等势面C处的动能为零.现取B等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为2 J时的动能是__________J.（不计重力和空气阻力）
三.作图题：
14.如图13-7-11所示,A、B、C表示匀强电场中的三点，它们的电势分别为φA=-5 V，φB=9 V，φC=2 V.试在图中画出过A、B、C点的三条等势线，并画出一条过C点的电场线.
四．计算题：
15．如图所示，一个质量为m=1．2×10-3kg的小球带电荷量为q=3．0×10-5C的正电，用长度L=1．0m的细线悬挂于固定点O上，此装置置于水平向右的匀强电场中，场强的大小E=3．0×102N/C，现将带电小球拉至O点右侧，使悬线伸直并保持水平，然后由静止释放小球。（g取10m/s2）
（1）求小球运动到最低点时的动能？
（2）求小球运动到最低点时绳的拉力为多大？
16．两平行金属板竖直放置，带等量异种电荷，一带电荷量为q、质量为m的油滴以v0的速率沿两板中线竖直向上射入两板之间，最后垂直打在B板上，如图9所示．已知油滴打在B板上时的速率仍为v0，则A、B两板间的电势差为多大？
17.如图所示，两块水平放置的平行金属板M、N，相距为d，组成一个电容为C的平行板电容器，M板接地，M板的正中央有一小孔B。从B孔正上方h处的A点，由静止一滴一滴地滴下质量为m、电量为q的带电油滴，油滴穿过B孔后落到N板，把全部电量传给N板，若不计空气阻力及板外电场：问：
（1）第几滴油滴将在M、N板间作匀速直线运动？
（2）能达到N板的液滴不会超过多少滴？
高二物理《电场》第二单元练习题答案
1、答案　CD 解析　公式C＝是用比值来定义电容的表达式；而电容只取决于电容器本身，与电容器储存多少电荷，有无电荷都无关，故A、B错，C对；又由C＝＝知，D对．电容表征的是电容器容纳电荷本领的大小，是电容器本身的一种属性，即欲改变电容需改变电容器本身．
2、答案：BCD 分析：沿场强方向电势降落最快，因此沿电场方向，电势差为最大，即：U=Ed=6 V，只要小于等于6 V的均有可能，因此，正确答案为选项B、C、D.
3、答案：CD 解析：电子从静止开始运动，根据动能定理，从A运动到B动能的变化量等于电场力做的功．因为保持两个极板间的电势差不变，所以末速度不变，平均速度不变，而位移如果增加的话，时间变长．
4、解析：选C.电荷在电场中做类平抛运动，受力方向总是沿电场线方向，轨迹向右弯曲，C正确．
5、解析：选D.由于v－t图象上各点的斜率表示加速度的大小，从图象可以看出带电粒子在A点时的加速度大于在B点时的加速度，由牛顿第二定律可知EA>EB，A错误；带电粒子带电性质未知，故无法判断A、B两点电势，B错误；从v－t图象中可以看出B点速度大于A点速度，故电场力对带电粒子做正功，电势能减小，所以C错误，D正确．
6、解析：选C.加速过程有：eU1＝mv ①
偏转过程：L＝v0t ②
h＝at2＝·t2 ③
由①②③得＝.
因此要提高灵敏度，可采用的办法有增大L，减小U1，减小d.故C对
7、答案为C 解析：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量电势差。把它的金属球跟A板连接，把它的金属外壳跟B板连接（或同时接地），从指针的偏转角度就可以测出两板间的电势差。当极板B稍向上移动一点时，正对面积减小，电容减小，而极板上的电量几乎不变，所以两极板间的电压变大，
8、答案：C 解析：当将A板向上平移到虚线位置时，意味着平行板之间的距离拉大，由C＝知，电容C减小，由题意知电容上的带电量不变，由Q＝CU可知，U必变大；由U＝Ed，所以Q＝CU＝U＝Ed＝知，E不变，由于P点到B板的距离不变，故PB之间的电压不变，故应选C.
9、解析：选B.微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B正确．
10、解析：选C.由于A的水平射程x最远，A的运动时间t＝最长，C错误．A的加速度aA＝最小，而C的加速度aC最大，aAEkB>EkA，D正确．
11、答案：A 解析：由动能定理：O→a，mgh1－Uq＝mva2，O→b，mg(h1＋h2)－Uq＝mvb2，解得vb＝.
12、答案　　－2.5
解析　因为电场是匀强电场，所以可用E＝求解，但必须明确d是指A、B两点在电场线方向上的距离，且各单位必须用国际单位制中的单位．
所以E＝＝＝ V/m＝ V/m
UBP＝Esin 60°＝×0.005× V＝2.5 V
φP＝－2.5 V
13、答案：8 分析：由于AB间及BC间电势差相等，故正电荷由A运动到B及由B运动到C过程中，电场力做功相等.根据动能定理有WAB+WBC=0-20，WAB=-10 J，故电荷运动到等势面B时，其动能EkB为WAB=EkB-20，EkB=10 J。所以，该电荷动能和电势能总和为（10+0）=10 J.故当其电势能为2 J时，其动能为8 J.
14、解：考查题中给定三点的电势可以发现，UBA=14 V，UBC=7 V.由于是匀强电场，故AB连线的中点D与C点是等势点，而匀强电场中等势面为一平面，故DC连线为等势线，再过A、B点分别作平行于CD的直线即为所求，如右图所示，又过C作垂直于CD的直线即为过C点的电场线，根据电场线与等势面的关系可知，方向应为斜向左上方.
答案：如图所示.
15．根据动能定理：释放点作为初位置，最低点作为末位置，小球在运动的过程中有两个力做功（电场力及重力）
（1）mgL-qEL= EK末－0
Ek末= （mg－qE）L= （1．2×10-3N－0．9×10-3N）×1m=3×10-4（J）
（2）在最低点对小球受力分析
=1．8×10-2（N）
16、解析：由运动分解可知，油滴可看成竖直方向的上抛运动和沿水平方向在电场力作用下的匀加速直线运动的合运动，垂直打在板上，竖直方向速度为零，水平方向速度为v0，故有0＝v0－gt，得t＝
水平方向a＝，v0＝at＝·＝
由水平方向位移情况＝·t＝·t＝
解上述各式得U＝
答案：
17.解析：带电油滴将所带的电量传给N板，因静电感应使M板带上等量异种电荷，这就使电容器带电，M、N板间存在匀强电场。当电场力等于重力时，油滴作匀速直线运动，此时油滴从A点落到N板时重力做的功等于克服电场力做的功。油滴至N板速度为零，即为最后一滴落至N板的油滴，其余以后落下的油滴未达N板即反方向向上运动。
（1）设第n滴油滴将在两板间作匀速直线运动。由得
所以，当第n滴油滴作匀速直线运动下落时，两板间的场强
由平衡条件可知，此时有解得
（2）设能到达N板的液滴不会超过n′滴，即第n′滴在两板间作匀减速直线运动，到达N板时的速度刚好为零。由动能定理得mg(h+d)-qU′=0
其中U′为第n′油滴运动时两板间的电压，则
由以上两式联立解得