高二物理下冊(cè)課電場(chǎng)檢測(cè)題(含答案和解釋)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
一、單項(xiàng)(本題共5小題,每小題4分,共20分)
1.如圖1所示,水平天花板下用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛起來(lái)的兩個(gè)相同的帶電介質(zhì)小球a、b,左邊放一個(gè)帶正電的固定球+Q時(shí),兩懸球都保持豎直方向.下面說(shuō)法中正確的是(  )
圖1
A.a(chǎn)球帶正電,b球帶正電,并且a球帶電荷量較大
B.a(chǎn)球帶負(fù)電,b球帶正電,并且a球帶電荷量較小
C.a(chǎn)球帶負(fù)電,b球帶正電,并且a球帶電荷量較大
D.a(chǎn)球帶正電,b球帶負(fù)電,并且a球帶電荷量較小
解析:要使ab平衡,必須有a帶負(fù)電,b帶正電,且a球帶電較少,故應(yīng)選B.
答案:B
2.如圖2所示是表示在一個(gè)電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時(shí),測(cè)得的檢驗(yàn)電荷的電荷量跟它所受電場(chǎng)力的函數(shù)關(guān)系圖象,那么下列敘述正確的是(  )
圖2
A.這個(gè)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)
B.a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ed>Ea>Eb>Ec
C.a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ea>Eb>Ed>Ec
D.無(wú)法確定這四個(gè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系
解析:圖中給出了a、b、c、d四個(gè)位置上電荷量和所受靜電力大小的變化關(guān)系,由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=Fq可知,斜率的絕對(duì)值較大的對(duì)應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)較大,故B正確.
答案:B
3.如圖3所示,a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平方向電場(chǎng)線上的三點(diǎn),c為ab的中點(diǎn).a(chǎn)、b電勢(shì)分別為φa=5 V,φb=3 V,下列敘述正確的是(  )
圖3
A.該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4 V
B.a(chǎn)點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Eb
C.一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少
D.一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力由c指向a
解析:因不知該電場(chǎng)是否勻強(qiáng)電場(chǎng)E=Ud不一定成立,C點(diǎn)電勢(shì)不一定是4 V,所以A、B錯(cuò)誤.因φa>φb,電場(chǎng)線方向向右,正電荷從高勢(shì)點(diǎn)移到低勢(shì)點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,受到的電場(chǎng)力指向b,所以C正確D錯(cuò)誤.
答案:C
4.如圖4所示,四個(gè)質(zhì)量相同,帶電荷量均為+q的a、b、c、d微粒,距地面高度相同,以相同的水平速度拋出,除了a微粒沒(méi)有經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)域外,其他三個(gè)微粒均經(jīng)過(guò)強(qiáng)度大小相同的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向如下圖所示,這四個(gè)微粒從拋出到落地所需的時(shí)間分別為ta、tb、tc、td,則(  )
圖4              
A.tbC.ta解析:把微粒的運(yùn)動(dòng)在豎直、水平方向分解,落地時(shí)間由豎直分運(yùn)動(dòng)決定,由h=12at2知aa=ad=g,則ta=td,ab>g,acta,所以:tb答案:B
5.如圖5,一帶負(fù)電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,在電場(chǎng)力作用下形成圖5中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡,M和N是軌跡上的兩點(diǎn),其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn).不計(jì)重力,下列表述正確的是(  )
圖5
A.粒子在M點(diǎn)的速率最大
B.粒子所受電場(chǎng)力沿電場(chǎng)方向
C.粒子在電場(chǎng)中的加速度不變
D.粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能始終在增加
解析:粒子接近M點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功,離開(kāi)M點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功,所以在M點(diǎn)粒子的速率應(yīng)該最小,A、B錯(cuò)誤,粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),所受電場(chǎng)力不變,加速度不變,C正確,因?yàn)閯?dòng)能先減小后增加,所以電勢(shì)能先增加后減小,D錯(cuò)誤.
答案:C
二、雙項(xiàng)(本題共6小題,每小題5分,共30分)
6.傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件.如圖6所示,乙、丙是兩種常見(jiàn)的電容式傳感器,現(xiàn)將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏),下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是(  )
甲     乙     丙
圖6
A.當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí),若F變小,則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
B.當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí),若F變大,則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
C.當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí),若導(dǎo)電溶液深度h變大,則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)
D.當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí),若導(dǎo)電溶液深度h變小,則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)
解析:本題考查電容器概念及電容式傳感器原理.當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí),若F變小,則兩板間的距離增大,電容器的電容變小,則由Q=CU可知,電容器的帶電量減小,電容器放電,電容器的上板帶正電,則放電電流從電流表的負(fù)接線柱流入,指針向左偏;反之,若F增大,電容器的電容增大,電容器充電,電流表的指針向右偏,B項(xiàng)正確;當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí),若導(dǎo)電溶液深度h變大,相當(dāng)于電容器的兩極板的正對(duì)面積增大,則電容器的電容增大,由上面分析可知,電流表的指針向右偏,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反之,若導(dǎo)電溶液深度h變小,電容器的電容減小,電流表的指針向左偏,D項(xiàng)正確.
答案:BD
7.如圖7所示,在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷+Q,a、b、c、d、e、f為以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上的點(diǎn),aecf平面與bedf平面垂直,下列說(shuō)法中正確的是(  )
圖7
A.b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B.a(chǎn)、f兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
C.點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力一定做功為零
D.圖中O、a兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差與O、b兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差不同
解析:因a、b、c、d、e、f六個(gè)點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上,各點(diǎn)電勢(shì)相等,所以B、C正確,D錯(cuò)誤.由E=kQr2知a、b、c、d、e、f各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等但方向不同,故A錯(cuò).
答案:BC
8.如圖8所示,平行直線表示電場(chǎng)線,但未標(biāo)方向,帶電荷量為+10-2 C的微粒在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用,由A點(diǎn)移到B點(diǎn),動(dòng)能損失0.1 J,若A點(diǎn)電勢(shì)為-10 V,則(  )
圖8
A.B點(diǎn)的電勢(shì)為10 V
B.電場(chǎng)線方向從右向左
C.微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是軌跡1
D.微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是軌跡2
解析:正電荷只在電場(chǎng)力作用下從A運(yùn)動(dòng)到B,動(dòng)能損失0.1 J,則電勢(shì)能增加0.1 J,φA<φB,且電場(chǎng)力做功為
WAB=-0.1 J,所以
UAB=φA-φB=WABq=-0.110-2 V=-10 V
由于φA=-10 V,所以φB=0,選項(xiàng)A錯(cuò).
由于正電荷從A向B運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功,所以,正電荷所受電場(chǎng)力方向?yàn)檠仉妶?chǎng)線向左,則電場(chǎng)線的方向?yàn)閺挠蚁蜃螅x項(xiàng)B對(duì).
由于微粒只受電場(chǎng)力作用做曲線運(yùn)動(dòng),則電場(chǎng)力一定指向它運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè),所以,它的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為1,而不是2,故選C項(xiàng)對(duì),選項(xiàng)D錯(cuò),應(yīng)選B、C.
答案:BC
9.如圖9所示,兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電池相連,在距離兩板等距的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài).若將a板向下平移一小段距離,但仍在M點(diǎn)上方,穩(wěn)定后,下列說(shuō)法中正確的是(  )
圖9
A.液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)
B.M點(diǎn)電勢(shì)升高,液滴在M點(diǎn)的勢(shì)能將減小
C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變小了
D.在a板移動(dòng)前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,電場(chǎng)力做功相同
解析:當(dāng)將a板向下平移時(shí),板間場(chǎng)強(qiáng)增大,則液滴所受電場(chǎng)力增大,液滴將向上加速運(yùn)動(dòng),A、C錯(cuò)誤.由于b板接地且b與M間距未變,由U=Ed可知M點(diǎn)電勢(shì)將升高,液滴的電勢(shì)能將減小,B正確.由于前后兩種情況a與b板間電勢(shì)差不變,所以將液滴從a板移到b板電場(chǎng)力做功相同,D正確.
答案:BD
10.如圖10,在粗糙的斜面上固定一點(diǎn)電荷Q,在M點(diǎn)無(wú)初速度地釋放帶有恒定電荷的小物塊,小物塊在Q的電場(chǎng)中沿斜面運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止,則從M到N的過(guò)程中(  )
圖10
A.小物塊所受的電場(chǎng)力減小
B.小物塊的電勢(shì)能可能增加
C.小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定小于克服摩擦力做的功
D.M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)
解析:Q為點(diǎn)電荷,由F=kQqr2,因rM答案:AC
11.下面各圖中A球系在絕緣細(xì)線的下端,B球固定在絕緣平面上,它們帶電的種類以及位置已在圖中標(biāo)出.A球能保持靜止的是(  )
解析:四圖中A球受力如下圖所示,滿足三力平衡的有A、D,故A、D正確.考查庫(kù)侖力及三力平衡問(wèn)題,物體受到共點(diǎn)力作用,若這些力在任意直線的同一側(cè),則這些力一定不能平衡.
答案:AD
三、非選擇題(本題共3小題,共50分)
12.(16分)如圖11所示,帶電荷量為+q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d,點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過(guò)板的幾何中心.若圖中a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,根據(jù)對(duì)稱性,帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)_______,方向________.(靜電力恒量為k)
圖11
解析:根據(jù)題意可知,因?yàn)閍點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0,故帶電板產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相當(dāng)于+q的點(diǎn)電荷置于中心,故在b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為kq/d2,方向向左.
答案:kq/d2 向左
13. (17分)長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線下系一帶正電的小球,其帶電荷量為Q,懸于O點(diǎn),如圖12所示.當(dāng)在O點(diǎn)另外固定一個(gè)正電荷時(shí),如果球靜止在A處,則細(xì)線拉力是重力mg的兩倍,現(xiàn)將球拉至圖中B處(θ=60°),放開(kāi)球讓它擺動(dòng),問(wèn):
圖12
(1)固定在O處的正電荷的帶電荷量為多少?
(2)擺球回到A處時(shí)懸線拉力為多少?
解析:(1)球靜止在A處經(jīng)受力分析知受三個(gè)力作用:重力mg、靜電力F和細(xì)線拉力F拉,由受力平衡和庫(kù)侖定律列式:
F拉=F+mg
F=kQqL2
F拉=2mg
三式聯(lián)立解得:
q=mgL2kQ.
(2)擺回的過(guò)程只有重力做功,所以機(jī)械能守恒,規(guī)定最低點(diǎn)重力勢(shì)能等于零,列如下方程:
mgL(1-cos60°)=12mv2
F拉′-mg-F=mv2L
由(1)知靜電力F=mg,解上述三個(gè)方程得:F拉′=3mg.
答案:(1)mgL2kQ (2)3mg
14.(17分)如圖13在平行板電容器之間有勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電粒子以速度v垂直電場(chǎng)線射入電場(chǎng),在穿越電場(chǎng)的過(guò)程中,粒子的動(dòng)能由Ek增加到2Ek,若這個(gè)帶電粒子以速度2v垂直進(jìn)入該電場(chǎng),則粒子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為多少?
圖13
解析:建立直角坐標(biāo)系,以初速度方向?yàn)閤軸方向.垂直于速度方向?yàn)閥軸方向.設(shè)粒子的質(zhì)量為m,帶電荷量為q,初速度為v,勻強(qiáng)電場(chǎng)為E,在y方向上的位移為y,速度為2v時(shí)通過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)的偏移量為y′,平行板板長(zhǎng)為l.由于帶電粒子垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)射入,粒子做類平拋運(yùn)動(dòng).x方向上:l=vt


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