1、一、选择题(本大题共8小题,每小题6分,共48分。每小题至少一个答案正确,选不全得4分)1.M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电1.610-10C,下列判断正确的是()A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从M转移到NC.N在摩擦后一定带负电1.610-10CD.M在摩擦过程中失去1.610-10个电子2.(2011海南高考)关于静电场,下列说法正确的是()A.电势等于零的物体一定不带电B.电场强度为零的点,电势一定为零C.同一电场线上的各点,电势一定相等D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加3.(2011大纲版全国卷)通常一次闪电过程历时约0.20.3s,
2、它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅4080s,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0109V,云地间距离约为1km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪击持续时间约为60s。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是()A.闪电电流的瞬时值可达到1105AB.整个闪电过程的平均功率约为11014WC.闪电前云地间的电场强度约为1106V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6106J4.(2013云南师大附中模拟)如图所示,曲线为电荷在匀强电场中的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,则下列说法正确的是()A.电荷在b
3、点的电势能大于在a点的电势能B.该电场的方向水平向左C.b点的电势高于a点的电势D.电荷在电场中相同时间内速度的变化量不相同5.(2012江苏高考)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()A.C和U均增大B.C增大,U减小C.C减小,U增大D.C和U均减小6.(2012新课标全国卷)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动7.如
4、图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。设斜面足够长,则在Q向上运动过程中()A.物块Q的动能一直增大B.物块Q的电势能一直增大C.物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D.物块Q的机械能一直增大8.(2013济南模拟)如图所示,平行金属板内有一匀强电场,一个电量为q、质量为m的带电粒子(不计重力)以v0从A点水平射入电场,且刚好以速度v从B点射出()A.若该粒子以速度-v从B点射入,则它刚好以速度-v0从A点射出B.若将q的反粒子(-q,m)以-v从B点射入,它将刚好以速度-v0从A点射出C.若将q的反粒子(-
5、q,m)以-v0从B点射入,它将刚好以速度-v从A点射出D.若该粒子以-v0从B点射入电场,它将以-v从A点射出二、实验题(本大题共2小题,共15分)9.(2013柳州模拟)(7分)在“DIS描绘电场等势线”的实验中,(1)给出下列器材,a、b处的电源应选用,传感器应选用。(用字母表示)A.6 V的交流电源B.6 V的直流电源C.100 V的直流电源D.电压传感器E.电流传感器F.力传感器(2)该实验装置如图所示,如果以c、d两个电极的连线为x轴,以c、d连线的中垂线为y轴,并将一个探针固定置于y轴上的某一点,合上开关S,而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中,传感器示数的绝对
6、值变化情况是()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先变大后变小D.先变小后变大10.(2013玉林模拟)(8分)(1)甲图是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验的装置图。如乙图所示,某同学在导电纸上A、B两电极的连线上等间距地选出a、b、c、d、e五个基准点,虚线MN过d垂直于AB。已知所用的灵敏电流表的指针偏转与电流流向的关系是电流从探针流入时,指针向左偏转,电流从探针流入时,指针向右偏转。实验时,当该同学把探针压在d点处,探针沿虚线MN从d点向下运动时,运动过程中探针一直压在导电纸上,则在探针运动的过程中,电流表的指针将偏转(选填“向右”“向左”或“没有”)。(2)如果在实验过程中,某同学已
7、把导电纸、复写纸、白纸铺放在木板上,按自上而下的顺序放好,并且用电压表检查电极A、B两端,发现电压正常,然后让其中的一个探针接触某一基准点,另一探针在该基准点附近的导电纸上左、右试探移动,无论怎样移动,灵敏电流表的指针都不会发生偏转,其原因可能是(只要答出一个原因即可)。三、计算题(本大题共2小题,共37分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(18分)如图所示,绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30的斜面,AC部分为竖直平面内半径为R的圆轨道,斜面与圆轨道相切。整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量为m的小球,带正电荷量为q=,要使小球能安全通过圆轨道
8、,在O点的初速度应为多大?12.(19分)如图甲所示,边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与AB延长线交于O点。现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场,恰好从BC边的中点P飞出,不计粒子重力。(1)求粒子进入电场前的初速度的大小。(2)其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出,求粒子从Q点飞出时的动能。(3)现将电场分成AEFD和EBCF相同的两部分,并将EBCF向右平移一段距离x(xL),如图乙所示。设粒子打在荧光屏上位置与O点相距y,请求出y与x的关系。答案
9、解析1.【解析】选B、C。M和N都不带电,是指这两个物体都呈电中性,没有“净电荷”(没有中和完的电荷),也就是没有得失电子。但内部仍有相等数量的正电荷(质子数)和负电荷(电子数),故A错误。M和N摩擦后M带正电荷,说明M失去电子,电子从M转移到N,故B正确。根据电荷守恒定律,M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0,摩擦后电荷量仍应为0,故C正确。电子带电荷量为-1.610-19C,摩擦后M带正电荷1.610-10C,由于M带电荷量应是电子电荷量的整数倍,所以M失去109个电子,故D错误。2.【解析】选D。电势是相对量,其大小与零势点的选取有关,沿同一电场线上的各点电势逐渐降低,
10、故A、B、C均错误;负电荷受电场力方向与电场线方向相反,故沿电场线移动负电荷时电场力做负功,电势能增加,D正确。3.【解析】选A、C。在60s的短暂时间内的平均电流就可以当作瞬时电流,=A=1105A,所以A正确;第一个闪击过程中的平均功率=W=11014W,因为题目中告诉整个闪电过程的时间是0.20.3s而不是60s,故整个闪电过程的平均功率不等于第一个闪击过程中的平均功率,所以B错误;闪电前电场强度E=V/m=1106V/m,C正确;由于电荷转移主要发生在第一个闪击过程中,整个闪电过程向外释放的能量大约是W=qU=6109J,所以D错误。4.【解析】选A。由电荷运动轨迹可判断电荷受电场力方
11、向向左,所以由ab电场力做负功,电势能增加,因电荷电性未知,无法判断电场的方向与电势的高低,故A正确,B、C均错误。电荷在匀强电场中做匀变速运动,在相同时间内速度的变化量相同,故D错误。【变式备选】(2013九江模拟)在点电荷Q的电场中,一个带正电的粒子的运动轨迹如图中实线所示。a、b两圆为两个等势面,则下列判断中正确的是()A.Q可能为正电荷,也可能为负电荷B.粒子运动中,电场力先做负功后做正功C.粒子经过两等势面的动能EkaEkbD.粒子在两等势面上的电势能EpaEpb【解析】选B、C。由于粒子带正电,由题图轨迹可知点电荷Q必带正电,故A错。在运动过程中电场力先做负功后做正功,故B对。由b
12、到a的过程中电场力做正功,电势能减小,动能增大,故C对D错。5.【解析】选B。由C=知,S和d不变,插入电介质时,增大,电容增大,由C=可知:Q不变时,C增大,则两板间的电势差U一定减小,故选B。6.【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)由直线运动的条件分析带电粒子的受力情况,并确定运动的性质。(2)由动能定理分析能量的变化情况。【解析】选B、D。分析带电粒子的受力情况,画出其受力图如图所示。可以看出其合力方向与其速度方向相反。所以,带电粒子在电场中做匀减速运动。电场力做负功,重力不做功,动能减少,电势能增加,故选项A、C错误,选项B、D正确。7.【解析】选D。由F库-mgsin=ma可知
13、,物块沿斜面的加速度先向上逐渐减小,再沿斜面向下,逐渐增大,其速度先增大后减小,故物块Q的动能先增大再减小,A错误;因电场力始终做正功,故电势能一直减小,物块Q的机械能一直增大,B错误,D正确;因只有电场力、重力做功,物块的电势能、重力势能、动能之和守恒,又知动能先增大后减小,故重力势能和电势能之和先减小后增大,C错误。【总结提升】电场中功能关系的应用(1)若只有电场力做功,电荷的电势能与动能相互转化,两者之和守恒。(2)若只有电场力和重力做功,电荷的电势能、重力势能与动能相互转化,其总和守恒。(3)电场力做功与电荷电势能的变化相对应,电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加。(4)
14、合外力对电荷所做的总功等于电荷动能的增量。8.【解析】选A、C。带电粒子进入电场后只受竖直方向的电场力,在水平方向做匀速运动。若粒子q从B点以-v射入电场,则将在A点以-v0射出,故A正确,B错误。若粒子-q从B点以-v0射入电场,其轨迹与AB完全对称,则在A点以-v射出电场,故C正确,D错误。9.【解析】(1)本实验要用直流电源形成的电流场模拟静电场,应选6V的直流电源(100V的直流电源电压已超过安全电压,不可用),即电源应选用选项B;本实验是利用传感器示数为零时,与传感器相连的探针相接触的两点电势相等的原理来寻找等势点,所以传感器要对电势敏感,即应选用电压传感器。(2)y轴是等势线,当另
15、一探针移到O点时,传感器示数为零,所以,当将一个探针固定置于y轴上的某一点,合上开关S,而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中,传感器示数的绝对值先变小到零,然后再逐渐增大,D对。答案：(1)BD(2)D10.【解析】(1)电流表指针的偏转方向与两探针间的电势高低有关。由题意,电极B相当于正电荷,电极A相当于负电荷,静电场中,经过d点的等势线如图弯曲虚线所示,该同学把探针压在d点处,探针的电势与等势线上的任何一点的电势相同,当探针沿虚线MN从d点向下运动时,探针的电势始终小于图中等势线处电势,即探针的电势较大,电流从探针流入电流表,指针向左偏转。(2)在木板上铺纸的先后顺序是白
16、纸放最下面,再放复写纸,最上面放导电纸,并且导电纸能够导电的一面朝上。本实验中,如果电压正常,无论如何移动探针,电流表均无示数,说明无电流流入电流表,故障原因可能是导电纸导电面朝下放置或者灵敏电流表被破坏等。答案：(1)向左(2)导电纸导电面朝下放置、灵敏电流表被破坏等(任选其一)11.【解析】小球先在斜面上运动,受重力、电场力、支持力,然后在圆轨道上运动,受重力、电场力、轨道作用力,如图所示,类比重力场,将电场力与重力的合力视为等效重力mg,大小为mg=(4分)tan=,得=30(2分)等效重力的方向与斜面垂直指向右下方,小球在斜面上匀速运动,因要使小球能安全通过圆轨道,在圆轨道的等效“最高
17、点”(D点)满足等效重力刚好提供向心力,即有:mg=,(3分)因=30与斜面的倾角相等,由几何关系可知AD=2R(3分)令小球以最小初速度v0运动,由动能定理知:-mg2R=m-m(3分)解得v0=,因此要使小球安全通过圆轨道,初速度应为v。(3分)答案：大于等于【总结提升】等效法的应用当我们研究某一新问题时,如果它和某一学过的问题类似,就可以利用等效和类比的方法进行分析。用等效法解本题的关键在于正确得出等效重力场,然后再利用对比正常重力场下小球做圆周运动的规律解题。12.【解题指南】解答本题时应把握以下三点:(1)明确粒子的电性和电场的分布情况;(2)电场力做功引起粒子动能的变化;(3)粒子
18、射出电场时沿出射方向做匀速直线运动。【解析】(1)粒子在电场内做类平抛运动,水平方向:L=v0t,竖直方向:=t2,得v0=(4分)(2)其他条件不变,增大电场强度,从CD边中点Q飞出与从BC边中点P飞出相比,水平位移减半,竖直位移加倍,根据类平抛运动知识y=at2,x=v0t,则加速度为原来的8倍,电场强度为原来的8倍,电场力做功为W1=8EqL(2分)粒子从CD边中点Q飞出时的动能Ek1=m+W1=EqL(3分)(3)将EBCF向右平移一段距离x,粒子在电场中的类平抛运动分成两部分,在无电场区域做匀速直线运动,轨迹如图所示,tan1=(vy为粒子离开电场AEFD时竖直方向的速度)(2分)y1=xtan1=(2分)tan2=1(vy为粒子离开电场EBCF时竖直方向的速度)(2分)y2=(L-x)tan2=L-x(2分)y=y1+y2+=L-x(2分)答案：(1)(2)EqL(3)y=L-x关闭Word文档返回原板块
