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河北省张家口市涿鹿中学2016-2017学年高二(上)第一次月考物理试卷(解析版).doc


2016-2017 学年河北省张家口市涿鹿中学高二(上)第一次 月考物理试卷
一.单项选择题(本大题共 15 小题,每小题 3 分,共 45 分.在每个小题给出的四个选项 中,只有一个选项是正确, ) 1.有三个相同的金属小球 A、B、C,其中 A、B 两球带电情况完全相同,C 球不带电.将 A、B 两球相隔一定距离固定起来,两球间的库仑力是 F,若使 C 球先和 A 接触,再与 B 接 触,移去 C,则 A、B 间的库仑力变为( A. B. ) C. ) D.

2.在静电场中,下列有关电势能、电势判断正确的是(

A.电势能、电势都是仅有电场本身因素决定,与处于电场中的电荷无关 B.电势高的地方,电荷的电势能一定大 C.电势能等于两点的电势差 D.某点电势的大小等于单位电荷在该点与在参考点的电势能差的大小 3.如图所示是带负电的点电荷﹣Q,P1、和 P2 为其电场中的两点.若 E1、E2 为 P1、P2 两点 的电场强度的大小,φ1.φ2 为 P1、P2 两点的电势,则( )

A.E1>E2,φ1>φ2

B.E1>E2,φ1<φ2 C.E1<E2,φ1>φ2 )

D.E1<E2,φ1<φ2

4.在静电场中,下列有关电场强度、电势判断正确的是( A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零 B.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处相同 C.电场强度的方向就是电势的方向 D.电场强度和电势都是标量

5.一个点电荷从电场中的 a 点移到 b 点,其电势能变化为零,则( A.a、b 两点的场强一定相等 B.a、b 两点的电势一定相等 C.该点电荷一定沿等势面移动 D.作用于该点电荷的电场力与移动方向总是保持垂直



6.在两个等量同种电荷的连线上,与连线中点 O 等距的两点 a、b,如图所示,则下列判断 不正确的是( )

A.a、b 两点的场强矢量相同 B.a、b 两点的电势相同 C.a、O 两点间与 b、O 两点间的电势差相同 D.同一电荷放在 a、b 两点的电势能相同 7.如图所示,在直线 MN 上有一个点电荷,A、B 是直线 MN 上的两点,两点的间距为 L, 场强大小分别为 E 和 2E.则( )

A.该点电荷一定在 A 点的右侧 B.该点电荷一定在 A 点的左侧 C.A 点场强方向一定沿直线向左 D.A 点的电势一定低于 B 点的电势 8.在点电荷 Q 形成的电场中有一点 A,当一个﹣q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电 场中的 A 点时,电场力做的功为 W,则检验电荷在 A 点的电势能及电场中 A 点的电势分别 为( ) B.εA=W,UA=﹣ C.εA=W,UA= D.εA=﹣W,UA=﹣

A.εA=﹣W,UA=

9.如图所示,a、b、c 为电场中同一条电场线上的三点,其中 c 为 a、b 的中点.若一个自 由运动的正电荷先后经过 a、b 两点,a、b 两点的电势分别为 φa=﹣3V、φb=7V,则( )

A.c 点电势为 2V B.a 点的场强小于 b 点的场强 C.正电荷在 a 点的动能小于在 b 点的动能 D.正电荷在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能

10.如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下,一带电粒子(不计重 力)经 A 点飞向 B 点,径迹如图中虚线所示,下列说法中正确的是( )

A.粒子带正电 B.A、B 两点相比,该带电粒子在 B 点时的电势能较大 C.粒子在 A 点加速度大 D.粒子在 B 点动能大 11.如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带电的小球在该电场 中运动,不计小球所受的重力和空气阻力,实线表示该带正电的小球的运动轨迹,小球在 a 点的动能等于 20eV,运动到 b 点时的动能等于 2eV,若取 C 点为零电势点,则这个带电小 球的电势能等于﹣6eV,它的动能等于( )

A.16eV

B.14eV

C.6eV

D.4eV

12. ①该星球带负电, ②该星球表面没有大气; 宇航员在探测某星球时发现: 而且带电均匀; ③在一次实验中,宇航员将一个带电小球(其带电量远远小于星球电量)置于离星球表面某 一高度处无初速释放,恰好处于悬浮状态.如果选距星球表面无穷远处的电势为零,则根据 以上信息可以推断( A.小球一定带正电 B.小球的电势能一定小于零 C.只改变小球的电量,从原高度无初速释放后,小球仍处于悬浮状态 D.只改变小球离星球表面的高度,无初速释放后,小球仍处于悬浮状态 13.如图有两个完全相同的金属球 a、b,b 固定在绝缘地板上,a 在离 b 高 H 的正上方,由 静止释放与 b 发生碰撞后回跳高度为 h.设碰撞中无动能损失,空气阻力不计,则( ) )

A.若 a、b 带等量同种电荷,则 H>h B.若 a、b 带等量同种电荷,则 H<h C.若 a、b 带等量异种电荷,则 H<h D.若 a、b 带等量异种电荷,则 H=h 14.如图所示,在处于 O 点的点电荷+Q 形成的电场中,试探电荷 q 由 A 点移到 B 点,电 q 由 A 点移到 C 点电场力做功为 W2; q 场力做功为 W1; 以 OA 为半径画弧交于 OB 于 C, 由 C 点移到 B 点电场力做功为 W3.则三者的做功关系以及 q 由 A 点移到 C 点电场力做功 为 W2 的大小( )

A.W1=W2=W3,W2=0

B.W1>W2=W3,W2>0

C.W1=W3>W2,W2=0 D.W1=W2<W3,W2=0 15.两个通草球带电后相互推斥,如图所示.两悬线跟竖直方向各有一个夹角 α、β,且两 球在同一水平面上.两球质量用 m 和 M 表示,所带电量用 q 和 Q 表示.若已知 α>β,则 一定有关系( )

A.球一定带异种电荷 B.m 一定小于 M C.q 一定大于 Q D.m 受到的电场力一定大于 M 所受电场力

二.双项选择题(本大题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分.在每个小题给出的四个选项中, 有两个选项是正确,少选的 2 分,不选或有错选的不得分)

16.下列物理量中哪些与检验电荷无关?( A.电场强度 E B.电势 U

) C.电势能 ε D.电场力 F

17.如图所示,点电荷 Q 固定,虚线是带电量为 q 的微粒的运动轨迹,微粒的重力不计,a、 b 是轨迹上的两个点,b 离 Q 较近,下列判断正确的是( )

A.Q 与 q 的带电一定都是正电 B.不管 Q 带什么性质的电荷,a 点的场强一定比 b 点的小 C.微粒通过 a、b 两点时,加速度方向都是指向 Q D.微粒通过 a 时的速率比通过 b 时的速率大 18.在静电场中,将一电子由 a 点移到 b 点,电场力做功 5ev,则下列结论正确的是( A.电场强度的方向一定是由 b 到 a B.a、b 两点间的电压是 5V C.电子的电势能减少了 5eV D.因零电势点未确定,故不能确定 a、b 两点的电势 19.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有 a、b、c 三点,如图所示,下列说法正确的 是( ) )

A.a 点电势比 b 点高 B.a、b 两点的场强方向相同,b 点场强比 a 点大 C.a、b、c 三点和无穷远处等电势 D.一个电子在 a 点无初速度释放,则它将在 c 点两侧往复振动 20.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为 10﹣6 C 的微粒在
﹣5 电场中仅受电场力作用,当它从 A 点运动到 B 点时动能减少了 10 J,已知 A 点的电势为

﹣10V,则以下判断正确的是(



A.微粒的运动轨迹如图中的虚线 1 所示 B.微粒的运动轨迹如图中的虚线 2 所示 C.B 点电势为零 D.B 点电势为﹣20V

三.计算题(本大题共 4 小题,共 50 分.解答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. ) 21.把带电荷量 2×10﹣8C 的正点电荷从无限远处移到电场中 A 点,要克服电场力做功 8× 10﹣6J,若把该电荷从无限远处移到电场中 B 点,需克服电场力做功 2×10﹣6J,取无限远处 电势为零.求: (1)A 点的电势; (2)A、B 两点的电势差;
﹣5 (3)若把 2×10 C 的负电荷由 A 点移到 B 点电场力做的功.

22.如图所示,在点电荷+Q 电场中的一条电场线上取 a、b 两点,oa= ob,当在 a 处放一
﹣8 ﹣6 电量为 q=1.5×10 c 带正电的检验电荷时,受到的电场力为 F=3×10 N.设无穷远处的电

19 势为零,φa=10V,φb=2V.电子的电量为﹣1.6×10﹣ C.

(1)求 b 处的电场强度的大小、方向. (2)将电量 q 由 a 点移到 b 点,电场力做功是多少?若将电量 q 从 a 点移到无穷远处,则 电场力做功又为多少? (3)若在 b 处放一个电子,它受到的电场力多大?方向怎样?

23.如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点 O,用一根长度为 L=0.40m 的绝缘 细线把质量为 m=0.10kg、带有正电荷的金属小球挂在 O 点,小球静止在 B 点时细线与竖直 方向的夹角为 θ=37°.现将小球拉至位置 A 使细线水平伸直由静止释放,求: (1)电场力; (2)小球运动通过最低点 C 时的速度大小

(3)小球通过最低点 C 时细线对小球的拉力大小.

24.如图,ABC 为绝缘轨道,AB 部分是半径 R=40cm 的光滑半圆轨道,P 是半圆轨道的中
3 点,BC 部分水平,整个轨道处于 E=1×10 V/m 的水平向左的匀强电场中,有一小滑块质量

m=40g,带电量 q=1×10﹣4C,它与 BC 间的动摩擦因数 ? =0.2,g 取 10m/s2,求: (1)要使小滑块能运动到 A 点,滑块应在 BC 轨道上离 B 多远处静止释放? (2)在上述情况中,小滑块通过 P 点时,对轨道的压力大小为多少?

2016-2017 学年河北省张家口市涿鹿中学高二(上)第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析

一.单项选择题(本大题共 15 小题,每小题 3 分,共 45 分.在每个小题给出的四个选项 中,只有一个选项是正确, ) 1.有三个相同的金属小球 A、B、C,其中 A、B 两球带电情况完全相同,C 球不带电.将 A、B 两球相隔一定距离固定起来,两球间的库仑力是 F,若使 C 球先和 A 接触,再与 B 接 触,移去 C,则 A、B 间的库仑力变为( A. 【考点】库仑定律. 【分析】理解库仑定律的内容.知道带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷 电量先中和再平分. 【解答】解:假设 A 带电量为 Q,B 带电量也为 Q, 两球之间的相互吸引力的大小是 F= 第三个不带电的金属小球 C 与 A 接触后,A 和 C 的电量都为 C 与 B 接触时带电量平分,则 C、B 分开后电量均为 B. ) C. D.

这时,A、B 两球之间的相互作用力的大小 F′= 故选 C.

=

2.在静电场中,下列有关电势能、电势判断正确的是(



A.电势能、电势都是仅有电场本身因素决定,与处于电场中的电荷无关 B.电势高的地方,电荷的电势能一定大 C.电势能等于两点的电势差 D.某点电势的大小等于单位电荷在该点与在参考点的电势能差的大小 【考点】电势能;电势.

【分析】电势仅由电场本身因素决定,与处于电场中的电荷无关,而电势能既与电场有关, 又与电荷有关.根据电势的定义式 φ= 和电势能与电势关系分析.

【解答】解:A、根据电势能与电势的关系 Ep=qφ,可知电势能既与电场有关,又与电荷有 关.电势仅由电场本身因素决定,与处于电场中的电荷无关,故 AQ 错误. B、电势高的地方,正电荷的电势能一定大,而负电荷的电势能一定小,故 B 错误. C、电势能与电势差是两个不同概念,故 C 错误. D、根据电势的定义式 φ= 知,某点电势的大小等于单位电荷在该点的电势能大小,而电

势能大小等于电荷在该点与在参考点的电势能差的大小,故 D 正确. 故选:D

3.如图所示是带负电的点电荷﹣Q,P1、和 P2 为其电场中的两点.若 E1、E2 为 P1、P2 两点 的电场强度的大小,φ1.φ2 为 P1、P2 两点的电势,则( )

A.E1>E2,φ1>φ2 【考点】电势;电势能.

B.E1>E2,φ1<φ2 C.E1<E2,φ1>φ2

D.E1<E2,φ1<φ2

【分析】Q 是带负电的点电荷,则电场线方向由 P1→P2,顺着电场线方向,电势降低,可判 断电势的高低.由点电荷的场强公式 E=k 离的平方成反比,来分析场强的大小. 【解答】解:Q 是带负电的点电荷,则电场线方向由 P2→P1,顺着电场线方向,电势降低, 则 φ1<φ2. 由点电荷的场强公式 E=k 故选:B. 可知,P2 离 Q 比 P1 远,则 E1>E2. 可知,某点的场强大小与该点到场源电荷的距

4.在静电场中,下列有关电场强度、电势判断正确的是( A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零 B.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处相同 C.电场强度的方向就是电势的方向



D.电场强度和电势都是标量 【考点】电场强度;电势. 【分析】电场线的疏密表示电场强度的相对大小,电场线的方向反映电势的高低,则电场强 度与电势没有直接关系.电场强度为零,电势不一定为零.电势为零,电场强度也不一定为 零. 【解答】解:A、电势为零,是人为选择的,电场强度为零的地方,电势不一定为零.故 A 错误. B、电场强度处处为零的区域内,各点之间的电势差一定为 0,所以电势也一定处处相 同.故 B 正确. C、电场线与等势面相互垂直,而电场线某点的切线方向为电场强度的方向,所以电场 强度的方向总是跟等势面垂直.故 C 错误; D、电场强度是矢量,既有大小,又有方向;而电势是标量,故 D 错误. 故选:B

5.一个点电荷从电场中的 a 点移到 b 点,其电势能变化为零,则( A.a、b 两点的场强一定相等 B.a、b 两点的电势一定相等 C.该点电荷一定沿等势面移动 D.作用于该点电荷的电场力与移动方向总是保持垂直 【考点】电场强度;等势面.



【分析】从静电场中 a 点移到 b 点,其电势能的变化为零,电场力做功为零.但电荷不一定 沿等势面移动.a,b 两点的电势一定相等 【解答】解:A、根据公式 Wab=qUab 分析可知,电场力做功 Wab=0,a、b 两点的电势差 Uab 为零.而电势与场强无关,所以 a、b 两点的电场强度不一定相等.故 A 错误 B、由公式 Wab=qUab,Uab=0,得 Wab=0,即电场力做功一定为 0.故 B 正确. C、电场力做功为零,由于不能判定运动的轨迹,所以作用于该点电荷的电场力与其移动的 方向不一定总是垂直的,也不一定沿等势面的方向.故 CD 错误. 故选:B.

6.在两个等量同种电荷的连线上,与连线中点 O 等距的两点 a、b,如图所示,则下列判断 不正确的是( )

A.a、b 两点的场强矢量相同 B.a、b 两点的电势相同 C.a、O 两点间与 b、O 两点间的电势差相同 D.同一电荷放在 a、b 两点的电势能相同 【考点】电势能;电势差;等势面. 【分析】场强是矢量,有大小有方向,根据场强的叠加比较 a、b 两点的场强.根据电场力 做功判断 Oa 与 Ob 两点间的电势差,从而比较出 a、b 两点的电势.根据 Ep=qφ 可以比较出 电势能. 【解答】解:A、根据点电荷的场强叠加,知 a、b 两点的场强大小相等,方向相反.所以 场强不同.故 A 错误. B、将电荷从 O 移到 a 或 b 电场力做功相等,则 a、O 两点间与 b、O 两点间的电势差相同, 所以 a、b 两点的电势相等.故 B、C 正确. D、a、b 两点的电势相等,根据 Ep=qφ,同一电荷在 a、b 两点的电势能相同.故 D 正确. 本题选错误的,故选 A.

7.如图所示,在直线 MN 上有一个点电荷,A、B 是直线 MN 上的两点,两点的间距为 L, 场强大小分别为 E 和 2E.则( )

A.该点电荷一定在 A 点的右侧 B.该点电荷一定在 A 点的左侧 C.A 点场强方向一定沿直线向左 D.A 点的电势一定低于 B 点的电势 【考点】电场强度.

【分析】据题,A、B 两点的场强大小分别为 E 和 2E,根据点电荷场强公式 E=k

分析该

点电荷的位置应离 A 点远、离 B 点近.该点电荷的电性未知,不能判断电场强度的方向和 电势的高低. 【解答】解: A、B,由题,A、B 两点的场强大小分别为 E 和 2E,根据点电荷场强公式 E=k 分析得知:

该点电荷的位置应离 A 点远、离 B 点近,所以该点电荷一定在 A 点的右侧.故 A 正确,B 错误. C、D,由于该点电荷的电性未知,无法确定 A 的场强方向,也无法判断 A、B 两点电势的 高低.故 CD 错误. 故选 A

8.在点电荷 Q 形成的电场中有一点 A,当一个﹣q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电 场中的 A 点时,电场力做的功为 W,则检验电荷在 A 点的电势能及电场中 A 点的电势分别 为( ) B.εA=W,UA=﹣ C.εA=W,UA= D.εA=﹣W,UA=﹣

A.εA=﹣W,UA= 【考点】电势;电势能.

【分析】根据电场力做功多少,电荷的电势能就减小多少分析电荷在 A 点与无限远间电势 能的变化量,确定电荷在 A 点的电势能,由公式 UA= 求解 A 点的电势.

【解答】解:依题意,﹣q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的 A 点时,电场力做 的功为 W,则电荷的电势能减小 W,无限处电荷的电势能为零,则电荷在 A 点的电势能为 ?A=﹣W,A 点的电势 UA= 故选 A = .

9.如图所示,a、b、c 为电场中同一条电场线上的三点,其中 c 为 a、b 的中点.若一个自 由运动的正电荷先后经过 a、b 两点,a、b 两点的电势分别为 φa=﹣3V、φb=7V,则( )

A.c 点电势为 2V B.a 点的场强小于 b 点的场强 C.正电荷在 a 点的动能小于在 b 点的动能 D.正电荷在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能 【考点】电势能;电势. 【分析】题中是一条电场线,无法判断该电场是否是匀强电场,不能确定 c 点处的电势.根 据正电荷在电势高处电势能大,分析电势能的关系.由能量守恒分析动能关系. 【解答】解:A、若该电场是匀强电场,则在 c 点处的电势为 φc= 不是匀强电场,则在 c 点处的电势为 φc≠2V.故 A 错误. B、一条电场线,无法判断电场线的疏密,就无法判断两点场强的大小,所以 a 点处的场强 Ea 可能小于 b 点处的场强,也可能大于 Eb.故 B 错误. C、D 根据正电荷在电势高处电势能大,可知,正电荷从 a 点运动到 b 点的过程中电势能一 定增大,而由能量守恒得知,其动能一定减小.故 C 错误,D 正确. 故选:D V,若该电场

10.如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下,一带电粒子(不计重 力)经 A 点飞向 B 点,径迹如图中虚线所示,下列说法中正确的是( )

A.粒子带正电 B.A、B 两点相比,该带电粒子在 B 点时的电势能较大 C.粒子在 A 点加速度大 D.粒子在 B 点动能大 【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度;电势能. 【分析】 电场线的疏密表示电场强度的强弱, 电场线某点的切线方向表示电场强度的方向. 不 计重力的粒子在电场力作用下从 A 到 B,运动与力关系可知,电场力方向与速度方向分居 在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧.

【解答】解:A、根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧,所以电场力逆着 电场线方向,即粒子受力方向与电场方向相反,所以粒子带负电.故 A 错误; B、粒子从 A 到 B,电场力对粒子运动做负功,电势能增加,带电粒子在 B 点时的电势能较 大,故 B 正确; C、由于 B 点的电场线密,所以 B 点的电场力大,则 A 点的加速度较小.故 C 错误; D、粒子从 A 到 B,电场力对粒子运动做负功,电势能增加,导致动能减少,故 D 错误; 故选:B

11.如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带电的小球在该电场 中运动,不计小球所受的重力和空气阻力,实线表示该带正电的小球的运动轨迹,小球在 a 点的动能等于 20eV,运动到 b 点时的动能等于 2eV,若取 C 点为零电势点,则这个带电小 球的电势能等于﹣6eV,它的动能等于( )

A.16eV

B.14eV

C.6eV

D.4eV

【考点】电势能;动能定理的应用. 【分析】解决本题需掌握:小球只受电场力时,小球的动能和电势能之和保持不变;正确判 断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况. 【解答】解:小球自 a 点运动到 b 时,电场力做负功:Wab=2eV﹣20eV=﹣18eV ① 由于相邻两等势面的电势差相等,故电势差的大小关系有:Uab=3Ubc 从 b 到 c 电场力做正功,根据动能定理有:Wbc=Ekc﹣Ekb 联立①②③可得 Ekc=8eV. 由于只有电场力做功,电势能和动能和保持不变,故在 c 点:E=Ep+Ek=8eV 即电势能和动能之和为 8eV,因此当电势能等于﹣6eV 时动能为 14eV,故 ACD 错误,B 正 确. 故选 B. ② ③

12. ①该星球带负电, ②该星球表面没有大气; 宇航员在探测某星球时发现: 而且带电均匀; ③在一次实验中,宇航员将一个带电小球(其带电量远远小于星球电量)置于离星球表面某 一高度处无初速释放,恰好处于悬浮状态.如果选距星球表面无穷远处的电势为零,则根据 以上信息可以推断( A.小球一定带正电 B.小球的电势能一定小于零 C.只改变小球的电量,从原高度无初速释放后,小球仍处于悬浮状态 D.只改变小球离星球表面的高度,无初速释放后,小球仍处于悬浮状态 【考点】电势能;共点力平衡的条件及其应用. 【分析】小球处于受力平衡状态,说明库仑力和万有引力大小相等,所以小球和星球一定是 互相排斥的, 必定是带同种电荷, 再由库仑力和万有引力的公式分析可以改变高度和电荷量 后的受力情况. 【解答】解:小球处于悬浮状态,一定是库仑力和万有引力二力平衡,故小球一定带负电, 小球的电势能一定大于零;只改变电量,库伦力变化,而万有引力不变,小球不会再悬浮; 又由于库仑力与万有引力都是与距离的平方成反比, 所以改变小球的高度对库仑力和万有引 力的二力平衡没有影响,由以上分析可知只有 D 正确. 故选 D. )

13.如图有两个完全相同的金属球 a、b,b 固定在绝缘地板上,a 在离 b 高 H 的正上方,由 静止释放与 b 发生碰撞后回跳高度为 h.设碰撞中无动能损失,空气阻力不计,则( )

A.若 a、b 带等量同种电荷,则 H>h B.若 a、b 带等量同种电荷,则 H<h C.若 a、b 带等量异种电荷,则 H<h D.若 a、b 带等量异种电荷,则 H=h 【考点】电势差与电场强度的关系;功能关系.

【分析】带电小球要分同种还是异种电荷,同种等量电荷相碰后,电荷量不变,电场力整体 不做功,相当于只有重力作用;而异种电荷相碰后,电荷量中和,则没有库仑力作用,则上 升电场力不做功. 【解答】解:A.B:若两球带等量同种电荷,碰撞前后两球电荷量不变,根据能量守恒, 整个过程中,电场力对 A 球做功为 0,所以 H=h;故 AB 均错误. C.D:若两球带等量异种电荷,碰撞后两球电荷中和,均不带电,碰撞前电场力做正功, 碰撞后没有电场力做功, 整个过程电场力做正功, 电势能减小转化为机械能, 根据能量守恒, 所以 h>H;故 C 正确,D 错误. 故选:C.

14.如图所示,在处于 O 点的点电荷+Q 形成的电场中,试探电荷 q 由 A 点移到 B 点,电 q 由 A 点移到 C 点电场力做功为 W2; q 场力做功为 W1; 以 OA 为半径画弧交于 OB 于 C, 由 C 点移到 B 点电场力做功为 W3.则三者的做功关系以及 q 由 A 点移到 C 点电场力做功 为 W2 的大小( )

A.W1=W2=W3,W2=0

B.W1>W2=W3,W2>0

C.W1=W3>W2,W2=0 D.W1=W2<W3,W2=0 【考点】电势能;动能定理的应用. 【分析】点电荷的电场中,如图所示的三点,A、C 两点在同一等势面上,因此根据沿着电 场线方向电势降低来电势的高低,从而由 W=qU 来确定试探电荷的电场力做功的正负. 【解答】解:点电荷的电场中,由于 A、C 两点在同一等势面上,则试探电荷 q 由 A 点移 到 C 点电场力做功为零,由于点电荷是带正电,所以 B 点的电势低于 C 点,因而 q 由 A 点 移到 B 点,电场力做正功,与 q 由 C 点移到 B 点电场力也做正功,且 W1 与 W3 相等.故 C 正确,ABD 错误; 故选:C

15.两个通草球带电后相互推斥,如图所示.两悬线跟竖直方向各有一个夹角 α、β,且两 球在同一水平面上.两球质量用 m 和 M 表示,所带电量用 q 和 Q 表示.若已知 α>β,则 一定有关系( )

A.球一定带异种电荷 B.m 一定小于 M C.q 一定大于 Q D.m 受到的电场力一定大于 M 所受电场力 【考点】库仑定律;共点力平衡的条件及其应用. 【分析】两球相互排斥,故带异种电荷,根据牛顿第三定律可知相互排斥力相等,与带电量 无关;再根据平衡条件得到排斥力的表达式进行分析. 【解答】解:A、两个球相互排斥,故一定带同种电荷,故 A 错误; C、D、两球相互排斥,根据牛顿第三定律,相互排斥力相等,与带电量无关,故 C 错误, D 错误; B、对左侧小球受力分析,受重力 mg,拉力 T 和静电斥力 F,如图

根据平衡条件,有 Tsinα=F Tcosα=mg 解得 F=mgtanα ①

再对右侧小球受力分析,同理有

F=Mgtanβ 由①②解得 m<M 故 B 正确; 故选 B.



二.双项选择题(本大题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分.在每个小题给出的四个选项中, 有两个选项是正确,少选的 2 分,不选或有错选的不得分) 16.下列物理量中哪些与检验电荷无关?( A.电场强度 E B.电势 U ) C.电势能 ε D.电场力 F

【考点】电场强度;电势;电势能. 【分析】 本题考查了对电场中几个概念的理解情况, 物理中有很多物理量是采用比值法定义 的,要正确理解比值定义法的含义. 【解答】解:电场强度 E= 和电势 φ= 分别从力和能量的角度来描述电场的,均是采用

比值定义法定义的,它们的大小均与电量无关,由电场本身决定的,与检验电荷无关,而电 势能 EP 和电场力 F 均与电荷有关,故 CD 错误,AB 正确. 故选:AB.

17.如图所示,点电荷 Q 固定,虚线是带电量为 q 的微粒的运动轨迹,微粒的重力不计,a、 b 是轨迹上的两个点,b 离 Q 较近,下列判断正确的是( )

A.Q 与 q 的带电一定都是正电 B.不管 Q 带什么性质的电荷,a 点的场强一定比 b 点的小 C.微粒通过 a、b 两点时,加速度方向都是指向 Q D.微粒通过 a 时的速率比通过 b 时的速率大 【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度.

【分析】从粒子运动轨迹看出,轨迹向下弯曲,可知带电粒子受到了吸引力作用,即可判断 两个电荷电性关系;根据点电荷场强公式 E=k 分析 a、b 场强的大小关系;根据库仑力的

方向判断加速度的方向.从 a 到 b 过程中,电场力做正功,可判断粒子的速度大小. 【解答】解: A、由带电粒子的运动轨迹看出,微粒 q 的轨迹向下弯曲,q 受到 Q 的吸引,所以 Q 与 q 是 异种电荷,但不能确定 Q 与 q 的电性.故 A 错误. B、a 点离 Q 的距离比 b 远,根据点电荷场强公式 E=k 的场强小.故 B 正确. C、微粒通过 a、b 两点时,受到的库仑力方向都指向 Q,根据牛顿第二定律分析可知,在 这两点的加速度方向都是指向 Q,故 C 正确. D、从 a 到 b,由于电场力对 q 做正功,根据动能定理可知,微粒 q 的动能增加,速率增大, 则微粒通过 a 时的速率比通过 b 时的速率小,故 D 错误. 故选:BC 分析得知,a 点的场强一定比 b 点

18.在静电场中,将一电子由 a 点移到 b 点,电场力做功 5ev,则下列结论正确的是( A.电场强度的方向一定是由 b 到 a B.a、b 两点间的电压是 5V C.电子的电势能减少了 5eV D.因零电势点未确定,故不能确定 a、b 两点的电势 【考点】电势差与电场强度的关系;电势能.



【分析】电场力做正功多少,电势能就减小多少;电场线的方向是电势降落最快的方向;利 用 W=qUab 求 ab 两点间的电势差 Uab;电势是一个相对性的概念,故电势的高低与零电势的 选取有关. 【解答】解:A、电场力做功与电荷的运动路径无关,只与初末位置有关,所以电子运动的 轨迹不一定与电场线重合,故电场强度的方向不一定由 b 到 a,故 A 错误. BC、 将一电子由 a 点移到 b 点, 电场力做功 5eV, 故电子的电势能减小了 5eV. 根据 W=qUab, 可知 5eV=﹣eUab,故 ab 间的电压为 Uab=﹣5V,故 B 错误,C 正确. D、由于电势是相对的,故电势的高低与零电势的选取有关,所以在零电势点未确定时,不 能确定 a、b 两点的电势,故 D 正确.

故选:CD

19.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有 a、b、c 三点,如图所示,下列说法正确的 是( )

A.a 点电势比 b 点高 B.a、b 两点的场强方向相同,b 点场强比 a 点大 C.a、b、c 三点和无穷远处等电势 D.一个电子在 a 点无初速度释放,则它将在 c 点两侧往复振动 【考点】电势差与电场强度的关系;电势;电势能. 【分析】 两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线; 电场强度方向与等势面方向垂 直,而且指向电势低的方向.根据电子的受力情况,分析电子的运动情况. 【解答】解:A、C、a、b、c 是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点,电势相等,而 且与无穷远处电势相等.故 A 错误,C 正确. B、a、b 两点的场强方向都与垂直平分线垂直向右,方向相同.由于 b 处电场线密,电场强 度大于 a 处电场强度.故 B 正确. D、一个电子在 a 点受到的电场方向垂直于垂直平分线向左,无初速释放后,将向左下方运 动,不可能到达 c 点.故 D 错误. 故选 BC.

20.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为 10﹣6 C 的微粒在
5 电场中仅受电场力作用,当它从 A 点运动到 B 点时动能减少了 10﹣ J,已知 A 点的电势为

﹣10V,则以下判断正确的是(



A.微粒的运动轨迹如图中的虚线 1 所示 B.微粒的运动轨迹如图中的虚线 2 所示 C.B 点电势为零 D.B 点电势为﹣20V 【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;电势;电势能.
﹣5 【分析】带正电的微粒仅受电场力的作用,从 A 点运动到 B 点时动能减少了 10 J,说明电

场力做负功,则知电场力方向水平向左,根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,可知其轨迹 为 1,还可判断出电场线的方向.根据动能定理求出 AB 间的电势差,由 UAB=φA﹣φB,可 求出 B 点的电势. 【解答】解: A、B 由题,带正电的微粒仅受电场力的作用,从 A 点运动到 B 点时动能减少了 10﹣5J,说 明电场力做负功,则知电场力方向水平向左,根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,故微粒 的运动轨迹是如图虚线 1 所示.故 A 正确,B 错误. D、 qUAB=△Ek, 根据动能定理得: 得 UAB= 则 φB=0.故 C 正确 D 错误. 故选:AC V=﹣10V, φA=﹣10V, 又 UAB=φA﹣φB,

三.计算题(本大题共 4 小题,共 50 分.解答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. ) 21.把带电荷量 2×10﹣8C 的正点电荷从无限远处移到电场中 A 点,要克服电场力做功 8× 10﹣6J,若把该电荷从无限远处移到电场中 B 点,需克服电场力做功 2×10﹣6J,取无限远处 电势为零.求: (1)A 点的电势; (2)A、B 两点的电势差;
5 (3)若把 2×10﹣ C 的负电荷由 A 点移到 B 点电场力做的功.

【考点】电势;电势差;电势能.

【分析】根据电场力做功与电势能变化的关系公式 WAB=EpA﹣EpB 求出电荷在电场中各个点 的电势能,再根据电势的定义式 φ= 得到各个点的电势;最后根据电场力做功与电势差关 系公式 WAB=qUAB 求解电场力做的功. 【解答】解: (1)无穷远处某点 O 的电势为零,根据电场力做功与电势能变化的关系公式 WAB=EpA﹣EpB,有 WOA=EpO﹣EpA 无穷远处电势能为零,即 EpO=0 故 EpA=﹣WOA=8×10﹣6J 根据电势的定义式 φ= ,有

φA=

=

即 A 点的电势为 400V.
﹣6 (2)把该电荷从无限远处的 O 点移到电场中 B 点,需克服电场力做功 2×10 J,取无限远

处电势为零,根据电场力做功与电势能变化的关系公式 WAB=EpA﹣EpB,有 WOB=EpO﹣EpB 无穷远处电势能为零,即 EpO=0 故 EpB=﹣WOB=2×10﹣6J 根据电势的定义式 φ= ,有

φB=

=

故 A、B 间的电势差为 UAB=φA﹣φB=400V﹣100V=300V 即 A、B 点的电势差为 300V. (3)根据电场力做功与电势差关系公式 WAB=qUAB,有 WAB=qUAB=﹣2×10﹣5C×300V=﹣6×10﹣3J
5 3 即把 2×10﹣ C 的负电荷由 A 点移到 B 点电场力做﹣6×10﹣ J 的功.

22.如图所示,在点电荷+Q 电场中的一条电场线上取 a、b 两点,oa= ob,当在 a 处放一
8 6 电量为 q=1.5×10﹣ c 带正电的检验电荷时,受到的电场力为 F=3×10﹣ N.设无穷远处的电
﹣19 势为零,φa=10V,φb=2V.电子的电量为﹣1.6×10 C.

(1)求 b 处的电场强度的大小、方向. (2)将电量 q 由 a 点移到 b 点,电场力做功是多少?若将电量 q 从 a 点移到无穷远处,则 电场力做功又为多少? (3)若在 b 处放一个电子,它受到的电场力多大?方向怎样?

【考点】电势差与电场强度的关系;电场线. 【分析】 (1)根据电场强度的定义式,求出 a 点的电场强度的大小,再由点电荷的场强公式 E=k ,运用比例法求 b 处的电场强度.

(2)根据 W=qU 求电场力做功. (3)根据 F=qE 即可求解电子受到的电场力大小,再确定方向. 【解答】解: (1)a 处的电场强度大小 Ea= = N/C=200N/C

根据点电荷的场强公式 E=k b 处的电场强度大小 Eb=

,以及 oa= ob 得: Ea= ×200N/C=8N/C 其方向为水平向右.

8 (2)将电量 q 由 a 点移到 b 点,电场力做功 Wab=q(φa﹣φb)=1.5×10﹣ ×(10﹣2)J=1.2 7 ×10﹣ J
﹣8 ﹣7 将电量 q 从 a 点移到无穷远处,则电场力做功 Wa∞=qφa=1.5×10 ×10J=1.5×10 J

19 18 (3)电子在 b 处受到的电场力大小 F=eEb=1.6×10﹣ ×8N=1.28×10﹣ J,其方向水平向左

答: (1)b 处的电场强度的大小是 8N/C、方向水平向右.
7 (2)将电量 q 由 a 点移到 b 点,电场力做功是 1.2×10﹣ J.若将电量 q 从 a 点移到无穷远 7 处,则电场力做功又为 1.5×10﹣ J. 18 (3)若在 b 处放一个电子,它受到的电场力是 1.28×10﹣ J,其方向水平向左.

23.如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点 O,用一根长度为 L=0.40m 的绝缘 细线把质量为 m=0.10kg、带有正电荷的金属小球挂在 O 点,小球静止在 B 点时细线与竖直 方向的夹角为 θ=37°.现将小球拉至位置 A 使细线水平伸直由静止释放,求: (1)电场力; (2)小球运动通过最低点 C 时的速度大小 (3)小球通过最低点 C 时细线对小球的拉力大小.

【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动. 【分析】 (1)小球在 B 点处于静止状态,对小球进行受力分析,根据平衡条件即可求解; (2)对小球从 A 点运动到 C 点的过程中运用动能定理即可解题; (3)在 C 点,小球受重力和细线的合力提供向心力,根据向心力公式即可求解. 【解答】解: (1)小球在 B 点处于静止状态,对小球进行受力分析,根据平衡条件得: F=mgtanθ 解得:F=0.75N,方向水平向右 (2)对小球从 A 点运动到 C 点的过程中运用动能定理得: mgL﹣FL= 解得:Vc=1.4m/s (3)在 C 点,小球受重力和细线的合力提供向心力,根据向心力公式得: T﹣mg= 解得:T=1.5N 答: (1)电场力的大小为 0.75N,方向水平向右; (2)小球运动通过最低点 C 时的速度大小为 1.4m/s; (3)小球通过最低点 C 时细线对小球的拉力大小为 1.5N.

24.如图,ABC 为绝缘轨道,AB 部分是半径 R=40cm 的光滑半圆轨道,P 是半圆轨道的中
3 点,BC 部分水平,整个轨道处于 E=1×10 V/m 的水平向左的匀强电场中,有一小滑块质量

m=40g,带电量 q=1×10﹣4C,它与 BC 间的动摩擦因数 ? =0.2,g 取 10m/s2,求: (1)要使小滑块能运动到 A 点,滑块应在 BC 轨道上离 B 多远处静止释放? (2)在上述情况中,小滑块通过 P 点时,对轨道的压力大小为多少?

【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力. 【分析】 (1)小球要想通过最高点,应保证重力充当向心力,由向心力公式可求得最高点的 速度,对全程由动能定理可求得滑块应在 BC 轨道上释放的距离; (2)由动能定理可求得小球通过 P 点的速度,由向心力公式可求得小球对轨道的压力. 【解答】解: (1)最高点处重力充当向心力,由向心力公式可得: mg=m ﹣﹣﹣﹣﹣﹣(1)

由动能定理可得: EqL﹣mg2R﹣μmgL= mv2﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2) 联立(1) (2)解得: L=20m; (2)由动能定理可知 Eq(L+R)﹣mgR﹣μmgL= mvP2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(3) 而在 P 点轨道对小于的支持力与电场力的合力充当向心力, F﹣Eq=m ﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4)

联立(3) 、 (4)可解得 P 点压力 F=1.5N.

2016 年 11 月 9 日


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