高中物理电场检测题及答案

　　第Ⅰ卷(选择题，共50分)

高中物理电场检测题及答案

　　一、选择题：本卷共10小题，每小题5分，共50分，每小题有一个或多个选项正确，全部选对得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。

　　1.两个完全相同的金属小球，分别带有+3Q和-Q的电荷量，当它们相距r时，它们之间的库仑力是F.若把它们接触后分开，再置于相距r/3的两点(此时两带电小球仍可视为点电荷)，则它们的库仑力的大小将变为()

　　A.F/3 B.FC.3F D.9F

　　2.如图所示，在水平方向的匀强电场中，一绝缘细线的一端固定在O点，另一端系一带正电的小球，小球在只受重力、电场力、绳子的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动，小球所受的电场力大小等于重力大小.比较a、b、c、d这四点，小球 ()

　　A.在最高点a处的动能最小

　　B.在最低点c处的机械能最小

　　C.在水平直径右端b处的机械能最大

　　D.在水平直径左端d处的机械能最大

　　3.一负电荷受电场力作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能EpA、EpB之间的关系为()

　　A.EA=EB B.EA

　　4.如图所示，绝缘水平面上锁定着两个质量均为m，电荷量分别为+9q、+q，体积很小的物体A和B，它们间的距离为r，与平面间的动摩擦因数均为.已知静电力常量为k.如果解锁使它们开始运动，则当加速度为零时，它们相距的距离为()

　　A.3qk B.9q2kmg

　　C.2r D.3r

　　5.(2011江苏盐城)如图所示，在光滑的绝缘水平面上，两个带等量正电荷的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，C、D在AB的垂直平分线上.在C点处静止释放一个带负电的小球P(不改变原来电场的分布)，此后P在C点和D点之间来回运动，则下列说法中正确的是()

　　A.若小球P在经过C点时电荷量突然减小，则它将会运动到连线上的CD段之外

　　B.若小球P的电荷量在经过CO之间某处减小，则它将会运动到连线上的CD段之外

　　C.若小球P在经过C点时，点电荷M、N的电荷量同时等量增大，则它将会运动到连线上的CD段之外

　　D.若小球P在经过CO之间某处时，点电荷M、N的电荷量同时等量增大，则它以后不可能再运动到C点或D点

　　6.如图，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点.电场线与梯形所在的平面平行.ab平行cd，且ab边长为cd边长的一半，已知a点的电势是3 V，b点的电势是5 V，c点的电势是7 V.由此可知，d点的电势为()

　　A.1 V B.2 V

　　C.3 V D.4 V

　　7.一个平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两极板间有一正电荷(电荷量少)固定在P点，如图所示.以E表示两极板间的场强，U表示电容器两极板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，那么()

　　A.U变小，E不变B.E变大，W变大

　　C.U变小，W不变D.U不变，W不变

　　8.如图所示，质子、氘核和粒子(均不计重力)都沿平行板电容器两板中线OO方向垂直于电场线射入板间的匀强电场，且都能射出电场，射出后都打在同一个荧光屏上，使荧光屏上出现亮点.若微粒打到荧光屏的先后不能分辨，则下列说法正确的是()

　　A.若它们射入匀强电场时的速度相等，则在荧光屏上将出现3个亮点

　　B.若它们射入匀强电场时的动能相等，则在荧光屏上将出现1个亮点

　　C.若它们射入匀强电场时的动量相等，则在荧光屏上将出现3个亮点

　　D.若它们是经同一个加速电场由静止加速后射入偏转电场的，则在荧光屏上将只出现1个亮点

　　9.如图所示，在匀强电场中将一电荷量为+q、质量为m的小球以初速度v0竖直向上抛出，在带电小球由抛出到上升至最大高度的过程中，下列判断正确的是()

　　A.小球的动能增加

　　B.小球的电势能增加

　　C.所用的时间为v0/g

　　D.到达最高点时，速度为零，加速度大于g

　　10.如图所示，一质量为m、电荷量为-q的小物体，在水平轨道沿Ox运动

　　O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处在场强为E、方向沿Ox轴正向的匀强电场中

　　小物体以初速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动中受到大小不变的摩擦力f的作用

　　A.2qEx0+mv202f B.2qEx0+mv20f

　　C.qEx0+mv202f D.qEx0+mv20f

　　第Ⅱ卷(非选择题，共50分)

　　二、实验题：本题共2小题，共12分。把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。

　　11.(6分)一带正电的小金属块A以初速度v0从光滑水平高台上飞出.已知在高台边缘的右侧足够大空间中存在水平向左的匀强电场，小金属块A所受电场力大小为其重力的2倍.则金属块运动过程中距高台边缘的最大水平距离为________，金属块运动过程的最小速度为________.

　　12.(6分)如图所示，虚线是在某实验过程中实际绘出的某一平面静电场中的一簇等势线，若带电粒子从a点射入电场后，仅在静电力作用下恰能沿图中实线运动，b点是其运动轨迹上的'另一点，用Ea、、va、Eb、、vb分别表示a点和b点的场强、电势和粒子的速率，则Ea_____________Eb、 ____________ 、va____________vb(三个空均选填大于、小于或不能比较)

　　三、计算题：本题共3小题，共38分。解答时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。

　　13.(10分)如图所示，一光滑斜面的直角点A处固定一电荷量为+q、质量为m的绝缘小球，另一同样小球置于斜面顶点B处，已知斜面长为L，现把上部小球从B点由静止自由释放，球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处，求：

　　(1)小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度;

　　(2)小球运动到斜面底端C处时，球对斜面的压力大小.

　　14.(13分)在场强为E=100 V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h=0.8 m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图所示.放射物以v0=200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量m=210-15 kg、电荷量q=+10-12 C的带电粒子.粒子最后落在金属板上.不计粒子重力，求：

　　(1)粒子下落过程中电场力做的功;

　　(2)粒子打在金属板上时的动能;

　　(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小.(结果保留两位有效数字)

　　15.(15分)如图所示，两块相同的金属板M和N正对并水平放置，它们的正中央分别有小孔O和O，两板距离为2L，两板间存在竖直向上的匀强电场;AB是一根长为3L的轻质绝缘竖直细杆，杆上等间距地固定着四个(1、2、3、4)完全相同的带电荷小球，每个小球带电量为q、质量为m、相邻小球间的距离为L，第1个小球置于O孔处.将AB杆由静止释放，观察发现，从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场，AB杆一直做匀速直线运动，整个运动过程中AB杆始终保持竖直，重力加速度为g.求：

　　(1)两板间的电场强度E;

　　(2)第4个小球刚离开电场时AB杆的速度;

　　(3)从第2个小球刚进入电场开始计时，到第4个小球刚离开电场所用的时间.

　　参考答案

　　1.C解析：由题意得，F=k3Q2r2.两球接触后电荷中和后等量分配，库仑力F=kQ2r/32，则F=3F，故C项对.

　　2.C解析：由题意知，小球所受的重力与电场力的合力沿bOc的角平分线方向，故小球在a、d两点动能相等，a、d中点处的动能最小;小球在运动中，电势能与机械能相互转化，总能量守恒，故在d点机械能最小、b点机械能最大.

　　3.AD解析：负电荷在电场中做匀加速直线运动，可知它所受电场力不变，因此A、B两点场强相同，A项对;负电荷速度不断增大，即动能增大，可知电场力对其做正功，故负电荷的电势能减小，即EpAEpB，D项正确.

　　4.A解析：加速度为零时，其受到的库仑力与摩擦力平衡，k9q2x2=mg，则x=3qkmg.

　　5.BD解析：若小球P经过C点时电荷量突然减小，电场力做功减小，根据运动的对称性可知，它不会运动到CD之外，A项错误;若小球P经过CO之间时电荷量减小，根据动能定理可知，它向D点方向运动的位移更大，B项正确;若点电荷M、N电荷量同时等量增大，根据运动的对称性判断C项错误;若小球P经过CO之间某处时，点电荷M、N电荷量等量增大，小球P从C点到O点电场力做的正功小于小球P从O点到D点电场力做的负功，所以不会运动到D点，反之也不会运动到C点，所以D项正确.

　　6.C解析：cd的中点为e，ab与ce平行且相等，根据匀强电场的特点可知，Uba=Uce=5 V-3 V=2 V，而de与ce在同一直线上且相等，则Uce=Ued=2 V，d点电势应为3 V.

　　7.AC解析：平行板电容器与电源断开后电荷量保持恒定，由EQS知，它们之间的场强不变，极板间的电压U=Ed变小，正电荷在P点的电势能W=qP=qEdP不变.

　　8.CD解析：选取11H、21H、42He中的任意一微粒为研究对象，微粒在偏转电场中的偏转位移为：

　　y=12qU2L2dmv20=qU2L24dEk=qmU2L22dp2=U2L24dU1.

　　通过判定C、D两项正确.

　　9.C解析：小球在由抛出点到最大高度的过程中，除重力之外，电场力要做正功，但是电场力做正功不一定大于重力所做的负功，故A项错误;因电场力做正功，小球的电势能减小，B项也错误;小球在竖直方向上只受重力，故竖直方向加速度为g，到最高点所用的时间t=v0/g，C项正确;到达最高点时，竖直分速度为零，但水平分速度不为零，并且最高点加速度为重力加速度g与电场力引起的加速度a的矢量和，大于g，由此可判断D项不正确.

　　10.A解析：由于f

　　11.(6分)解析：分析可知，金属块A离开高台后，在水平方向做匀减速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，水平位移最大处，水平速度为零，则x=v202ax=v204g，令水平速度为vx，vx=v0-2gt，竖直速度为vy，vy=gt，则合速度v=v2x+v2y=v0-2vy2+v2y=vy-25v02+v205，当vy=25v0时，合速度最小等于55v0.

　　答案：v204g 5v05

　　12.(6分)因为等势线越密处的场强越大，Ea大于Eb;由曲线运动的特点可知，带电粒子所受电场力必指向轨迹内侧，且垂直于等势面，故粒子从a点到b点过程中，电场力做负功，va大于vb.仅由题给的条件不能判断带电粒子的性质以及a点和b点的电势高低.

　　答案：大于大于不能比较

　　13.(10分)解析：(1)由题意知：小球运动到D点时，由于AD=AB，所以有电势B，即UDB=B=0①

　　则由动能定理得：mgL2sin30=12mv2D-0②

　　联立①②解得：vD=gL2.③

　　(2)当小球运动至C点时，对小球受力分析如图所示，则由平衡条件得：

　　N+F库sin30=mgcos30④

　　由库仑定律得：

　　F库=kq2Lcos302⑤

　　联立④⑤得：

　　N=32mg-2kq23L2