靜電場(chǎng)電勢(shì)能與電勢(shì)差單元測(cè)試魯科選修

1、第1、2章靜電場(chǎng)電勢(shì)能與電勢(shì)差單元測(cè)試本試卷分第卷（選擇題）和第卷（非選擇題）兩部分。共100分考試用時(shí)90分鐘。第卷（選擇題 共40分）一、本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分1下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式E=F/q和E=kQ/r2的敘述，正確的是（ ）AE=F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放在電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量 BE=F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)的電荷所受的力，q是放入電場(chǎng)中的電荷的電量，它適合于任何電場(chǎng) CE=kQ/r2是點(diǎn)電

2、荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) D從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析，庫(kù)侖定律表達(dá)式中是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)大小。2如圖所示，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)帶正電的固定球時(shí)，兩懸線都保持豎直方向。下面說(shuō)法中正確的是（ ）AA球帶正電，B球帶負(fù)電，并且A球帶電荷量較大BA球帶負(fù)電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較小CA球帶負(fù)電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較大DA球帶正電，B球帶負(fù)電，并且A球帶電荷量較小3一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球自由下落一段時(shí)間后，進(jìn)入

3、一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E=mg/q，則下列四個(gè)圖中，能正確表示小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的是（ ）4如圖所示的各情況下，關(guān)于a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系和電勢(shì)關(guān)系判斷正確的是（ ）A平行金屬板帶等量異種電荷時(shí)，極板之間的a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都相等B處于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體內(nèi)部的任意兩點(diǎn)a、b場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都相等C離點(diǎn)電荷等距離的任意兩點(diǎn)a、b場(chǎng)強(qiáng)不等，電勢(shì)相等D兩個(gè)等量異號(hào)的電荷，在其連線的中垂線上關(guān)于連線對(duì)稱的a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都相等5如圖（a）是某一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，A、B是電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一負(fù)電ABatvOb荷q僅在電場(chǎng)力作用下以初速度v0從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中的速度圖線如右圖（b）

4、所示，則以下說(shuō)法中正確的是（ ）AA、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是 BA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)是 C負(fù)電荷q在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能大小是 D此電場(chǎng)一定是負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)6示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示。如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的（ ）A極板應(yīng)帶正電 B極板應(yīng)帶正電 C極板應(yīng)帶正電 D極板應(yīng)帶正電Oab7如圖所示，在等量正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，它們連線的中垂線ab上有一電子，從靜止開(kāi)始由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中（a、b相對(duì)O點(diǎn)對(duì)稱），下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A電子的電勢(shì)能始終增加B電子的電勢(shì)能始終減少C電子的電勢(shì)能先減少后增加D電子的電勢(shì)能先增加后減少8如圖所示

5、，把一個(gè)帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上，在桌面的另一處有另一帶電小球B。現(xiàn)給B一個(gè)垂直于AB方向的速度v0，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）v0BAAB球可能做直線運(yùn)動(dòng)BA球?qū)球的庫(kù)侖力可能對(duì)B球不做功CB球的電勢(shì)能可能增加DB球可能從電勢(shì)較高處向電勢(shì)較低處運(yùn)動(dòng)AB2V4V6V9如圖所示，虛線是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場(chǎng)的一簇等勢(shì)線，已標(biāo)明其電勢(shì)，圖中的實(shí)線是一帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下飛經(jīng)該電場(chǎng)時(shí)的一段軌跡，A、B是軌跡上的兩點(diǎn)。依據(jù)以上信息不能確定的是 （ ） A粒子的帶電性質(zhì)B粒子在A、B兩點(diǎn)加速度的大小關(guān)系C粒子在A、B兩點(diǎn)電勢(shì)能的高低關(guān)系D粒子的運(yùn)動(dòng)方向一定是從B向A運(yùn)動(dòng)10如圖

6、所示，水平放置的平行金屬板充電后板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間距離為d，一個(gè)帶負(fù)電的液滴帶電量大小為q，質(zhì)量為m，從下板邊緣射入電場(chǎng)，沿直線從上板邊緣射出，則 （ ）A 液滴做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)B液滴做的是勻減直線運(yùn)動(dòng)B 兩板的電勢(shì)差為mgd/qC 液滴的電勢(shì)能減少了mgd第卷（非選擇題 共60分）二、本題共4小題，共20分把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答11某一研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案來(lái)驗(yàn)證電荷守恒定律：實(shí)驗(yàn)操作步驟一：手持起電板柄，用力將兩塊起電板快速摩擦后分開(kāi)20090407步驟二：將其中一塊板插入箔片驗(yàn)電器上端的空心金屬球（不要接觸金屬球）步驟三：將兩塊板同時(shí)插入空心金屬球

7、實(shí)驗(yàn)圖解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象箔片張開(kāi)箔片閉合根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程和觀察到的現(xiàn)象，回答下列問(wèn)題： （1）步驟二的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明_ （2）步驟三的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明_ （3）該研究性實(shí)驗(yàn)_（填“能”或“不能”）驗(yàn)證電荷守恒定律。12a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)是20V，b點(diǎn)的電勢(shì)是24V，d點(diǎn)的電勢(shì)是4V，如圖。由此可知，c點(diǎn)的電勢(shì)為 。13如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，左邊的非勻強(qiáng)電場(chǎng)使電子加速，右邊的勻強(qiáng)電場(chǎng)使電子減速。設(shè)非勻強(qiáng)電場(chǎng)的電壓為U，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電壓為U，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：只要U U（填“>”或，“<”）電流計(jì)的指針就偏轉(zhuǎn)；只要

8、U U（填“>”或“<”），電流計(jì)的指針就不偏轉(zhuǎn)。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得到的結(jié)論是 14如圖所示，甲是一種測(cè)量電容的實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)是通過(guò)高阻值電阻放電的方法，測(cè)出電容器充電至電壓為U時(shí)所帶電荷量Q，從而再求出待測(cè)容器的電容C。某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況如下：a按如圖甲所示電路圖接好電路；b接通開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)接近滿刻度，記下此時(shí)電流表的示數(shù)是I0=45A，電壓表的示數(shù)U0=8.0V，I0、U0分別是電容器放電時(shí)的初始電流和電壓；c斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔5s或10s測(cè)讀一次電流I的值，將測(cè)得數(shù)據(jù)填入表格，并標(biāo)示在圖乙的坐標(biāo)紙上（時(shí)間t為橫坐標(biāo)，

9、電流i為縱坐標(biāo)），結(jié)果如圖中小黑點(diǎn)所示。在圖乙中畫(huà)出i-t圖線；圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍成面積的物理意義是 ；該電容器電容為C= F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)把電壓表接在E、D兩端，則電容的測(cè)量值比它的真實(shí)值 （填“大”、“小”或“相等”）。三、本題共4小題，滿分40分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟只寫(xiě)出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。15（8分）如圖所示，兩塊平行金屬板MN間的距離為d，兩板間電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如右圖所示電壓的絕對(duì)值為U0。t=0時(shí)刻M板的電勢(shì)比N板低。在t=0時(shí)刻有一個(gè)電子從M板處無(wú)初速釋放，經(jīng)過(guò)1.5個(gè)周

10、期剛好到達(dá)N板。電子的電荷量為e，質(zhì)量為m。求：該電子到達(dá)N板時(shí)的速率v。在1.25個(gè)周期末該電子和N板間的距離s。T/2TodNMU0u-U02Tt16（12分）如圖所示，一個(gè)帶電量為的油滴，從O點(diǎn)以速度射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，的方向與電場(chǎng)方向成角。已知油滴的質(zhì)量為，測(cè)得油滴到達(dá)運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)時(shí)，它的速度大小又為。求： （1）最高點(diǎn)的位置可能在O點(diǎn)上方的哪一側(cè)？ （2）最高點(diǎn)處（設(shè)為N）與O點(diǎn)的電勢(shì)差； （3）電場(chǎng)強(qiáng)度。2009040717（10分）在場(chǎng)強(qiáng)為E = 100 v/m的豎直向下勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一塊水平放置的足夠大的接地金屬板，在金屬板的正上方，高為h = 0.8m處有一個(gè)小的放射源放在一端

11、開(kāi)口的鉛盒內(nèi)，如圖所示.放射物以v0 = 200m/s的初速度向水平面以下各個(gè)方向均勻地釋放質(zhì)量為m = 2×10-15kg、電量為q = +10-12C的帶電粒子粒子最后落在金屬板上不計(jì)粒子重力，試求：（1）粒子下落過(guò)程中電場(chǎng)力做的功；（2）粒子打在板上時(shí)的動(dòng)能；（3）計(jì)算落在金屬板上的粒子圖形的面積大小（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）18（10分）如圖所示，一平行板電容器水平放置，板間距離為d，上極板開(kāi)有一小孔，質(zhì)量均為m，帶電荷量均為+q的兩個(gè)帶電小球（視為質(zhì)點(diǎn)），其間用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)，已知d=2L，今使下端小球恰好位于小孔中，由靜止釋放，讓兩球豎直下落. 當(dāng)下端的

12、小球到達(dá)下極板時(shí)，速度剛好為零。試求： （1）兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度； （2）球運(yùn)動(dòng)中的最大速度。參考答案1BCD E=F/Q中q是試探電荷的電量。E=kQ/r2是點(diǎn)電荷在真空中的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式。2B 3C 4BCD5ABD 從速度圖像看到，電荷做加速度變大的減速運(yùn)動(dòng)，所以，因?yàn)槭秦?fù)電荷，所以從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)，所以，負(fù)電荷q在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能大小是 ，此電場(chǎng)一定是負(fù)電荷形成的電場(chǎng)。6AC 從圖中看到電子偏向X、Y方向，所以電場(chǎng)力方向指向X、Y方向，電場(chǎng)方向與電場(chǎng)力方向相反。7C 8BCD 9D 10A 11（1）插入驗(yàn)電器上端空心金屬球內(nèi)的起電板帶上了電荷；（2）兩塊板帶有等量異號(hào)電荷

13、，總電荷量為零；（3）能解析：驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)說(shuō)明箔片帶了電，同時(shí)說(shuō)明上端的空心金屬球也帶了電，進(jìn)一步說(shuō)明起電板帶電。驗(yàn)電器的箔片閉合說(shuō)明箔片原來(lái)帶的電發(fā)生了中和，不帶帶電，說(shuō)明兩塊起電板接觸后能使所帶電荷完全中和，不再顯電性，所以當(dāng)用兩塊板同時(shí)接觸空心金屬球時(shí)，金屬球不帶電，箔片閉合。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程說(shuō)明兩塊摩擦的起電板所帶的電為等量異種電荷，能夠驗(yàn)證電荷守恒定律。128V 因?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)中，任意兩平行直線上等距離兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等，故有：，所以V。13， ，只要電壓相同，不論是否勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)對(duì)帶電粒子所加的作用是相同的。14i-t圖線如圖所示；充電電壓為U0時(shí)電容器的電量；c= 1.0×

14、;10-3 F或9.7×10-4 F（兩位有效數(shù)字）；小 15由題意知，電子在第一、三個(gè)T/2內(nèi)向右做初速為零的 勻加速運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)T/2內(nèi)向右做末速為零的勻減速運(yùn)動(dòng)。由知，這三段時(shí)間內(nèi)電子的位移是相同的。在第三個(gè)T/2內(nèi)對(duì)電子用動(dòng)能定理：，其中U=U0/3，得。在第三個(gè)T/2初，電子的位置離N板d/3，在第三個(gè)T/2內(nèi)，電子做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，總位移是d/3，前一半時(shí)間內(nèi)的位移是該位移的1/4，為s/=d/12，因此這時(shí)離D板s= d/3- s/=d/4。16（1）因油滴到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為，方向水平，對(duì)ON過(guò)程用動(dòng)能定理有， 所以電場(chǎng)力一定做正功，油滴帶負(fù)電，則最高位置一定在O點(diǎn)的左上方。（2）由（1）的分析可知，在豎直方向上油滴做初速為的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則有即（3）油滴由ON的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則在水平方向上由動(dòng)量定理得，即。17（1）W=Eqh=100×10-12×0.8J=8×10-11J （2）W=Ek2Ek1 Ek2=8×10-1