1、电场单元.测.试本试卷分为第卷(选择题)和第卷(非选择题)，共120分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共48分)一、本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是正确的，请将正确的答案选出，对而不全得2分，选项中有错误的得0分。1.在一个点电荷的电场中，一个带电的小金属块放在粗糙的水平面上，金属块在电场力作用下由静止运动，则A 电场力对金属块做功的代数和等于金属块的动能的增加B 金属块的电势能在不断地增大C 金属块的加速度是不断减小D 电场力对金属块做的功等于金属块克服摩擦力做的功2竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的小球A，在Q的正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一
2、小球B，A、B两小球因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，如图所示，由于漏电，使A、B两小球的电量逐渐减少，悬线与竖直方向夹角逐渐变小，如图所示，则在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力的大小将()A保持不变B先变小后变大C逐渐变小D逐渐变大3如图，坐标原点O都表示一个半径为R的带正实心导体球的球心位置，纵坐标表示带电球的球心位置，纵坐标表示带电球产生的场强或电势大小，电势的零点选择在无穷远处，横坐标r表示离球心的距离，坐标平面上的曲线表示该带电体所产生的电场的场强大小或电势大小随距离的变化关系下列说法正确的是()RrRrRrRr图b图a图c图dOOOOA图a表示场强，图b表示电势B图b表示场强
3、，图c表示电势C图c表示场强，图d表示电势D图d表示场强，图a表示电势ABS1S24.如图所示，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在A，B端 会分别出现电荷，则以下说法正确的是：A闭合S1，有电子从枕型导体流向地B闭合S2，有电子从枕型导体流向地C闭合S1，有电子从地流向枕型导体D闭合S2，没有电子通过S25. 如图所示，在光滑水平面上的0点系一长为l的绝缘细线，线的另一端系一质量为m，电荷量为q的小球当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态现给小球一垂直于细线的初速度0，使小球在水平面上开始运动若v0很小，则小球再次回到平衡位置所需的时问为A B C D6空
4、气中的负氧离子对于人的健康极为有益有的氧吧通常采用人工产生负氧离子使空气清新，从而使顾客愉悦其最常见的是采用电晕放电法，如图4所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子在负极后面加上小风扇，将大量负氧离子排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距离为5 mm,且视为匀强电场，电场强度为E,电场对负氧离子的作用力为F，则 AE103 N/C，F1.6X10-16 N BE106 N/C，F=1.6X10-16 N CE=103 N/C，F=3.2X10-13 N DE=l06N/C，F3.2X10-13 N7如图所示，两个完全相同的金属
5、小球A、B，其中B固定在绝缘地板上，A在离B高H的正上方由静止释放下落，与B发生碰撞后回跳的高度为h，设碰撞中无能量损失，空气阻力不计，则()A若A、B是等量同种电荷，则hHB若A、B是等量异种电荷，则hHC若A、B是等量同种电荷，则hHD若A、B是等量异种电荷，则hH8如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电为102C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为10V，则()AB点的电势为10伏B电场线方向从右向左C微粒的运动轨迹可能是轨迹1D微粒的运动轨迹可能是轨迹29如图所示，一绝缘轻杆的两端各固定着一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于水平向右的
6、匀强电场中，开始时，轻杆与电场方向平行。已知A,B两小球的质量分别为3m和m，且E现从静止开始释放小球，使轻杆绕其中心O转动，当轻杆转到竖直位置时，轻杆对A,B两小球在竖直方向的作用力的方向依次是（忽略A,B两小球之间的静电力） A向上，向上 B向上，向下 C向下，向上 D向下，向下10.光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形的一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速v0 进人该正方形区域当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为A. 0 B. mvqEl C. mv D. mvqElABO11.在空间中的
7、A、B两点固定着一对等量同种电荷，如图所示，有一带电微粒在它们产生的电场中运动，设带电微粒在运动过程中只受到电场力的作用，则带电微粒所做的运动可能是：A匀变速直线运动 B。匀速圆周运动C抛物线运动D。机械振动12如图所示是一个说明示波管工作管理的示意图，电子经电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h两平行板间距离为d，电势差为U2，板长是l，为提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量)可采用以下哪些方法()A增大两板间电势差U2B尽可能使板长L短一些C尽可能使板距d小一些D使加速电压U1升高一些题号123456789101112答案第卷(非选择题，共72分)二、实验题
8、，本题12分13图中给出器材为：电源E（电动势为12V，内阻不计），EKV+ABPNCDR木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表（量程为6V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关K。现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线。AB间的电压要求取为6V。（）在图中连线，画成实验电路原理图。（）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方。a. 接好实验电路。b. 。c. 合上K，并将探针P与A相接触。d.
9、。e. 用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上。画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上。f. 将探针与某一基准点相接触， ，这一点是此基准的等势点。用探针把这一点的位置也压印在白纸上。用相同的方法找出此基准点的其它等势点。g. 重复步骤f，找出其它4个基准点的等势点。取出白纸画出各条等势线。三、本题共5小题，共60分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14（10分）如图所示，一带电粒子以竖直向上的初速v自A处进入电场强度为E、方向水平向右的匀强电场，它
10、受到的电场力恰与重力大小相等，当粒子速度方向变为水平时速率恰为v，此时它处于B点，那么A、B之间的电势差等于多少？从A到B经历的时间多长？15（12分） 如图所示：a、b、c是匀强电场中的三点，这三点构成等边三角形，每边长为L，将一带电量q2106 C的电荷从a点移到b点，电场力做功W11.2105 J；若将同一点电荷从a点移到c点，电场力做功W26106 J；试求匀强电场的电场强度E。 E370O16（12分）半径为r的光滑绝缘圆环固定在竖直面内，并处于水平向右的匀强电场中，环上套有一个质量为m的带电小球，静止时，它和圆环中心O的连线与竖直方向的夹角为37(如图所示)，现给小球一瞬时冲量，小
11、球便在圆环上运动，为使小球能在圆环上做完整的圆周运动，这个冲量大至少为多少？若将小球从环的最低点由静止释放，则小球在环上的运动过程中所获得的最大动能为多少？（sin370=0.6,cos370=0.8）17（12分）如图甲、乙所示，长为L，相距为d的两平行金属板与一电源相连，一质量为m，带电量为q的粒子以速度v0沿平行金属板间的中线射入电场区内，从飞入时刻算起，A、B两板间所加电压变化规律，如乙图示。为了使带电粒子射出电场区时的速度方向正好平行金属板，求：（1）所加电压周期T应满足的条件；（2）所加电压振幅U0应满足的条件。UU0tU0甲乙V0AB0T/2 T18（14分）如图所示，固定的半圆
12、弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道圆弧半径为R，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电场强度为E，方向水平向左。一个质量为m的小球（可视为质点）放在轨道上的C点恰好处于静止、圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为(sin=0.8)。求（1）求小球带何种电荷，电荷量是多少？并说明理由。（2）如果将小球从A点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？电场单元测试答案1D解析：水平面是粗糙的，因此，金属块在运动过程中还受到滑动摩擦力的作用。金属块在电场力作用下由静止开始加速运动，由于电场力不断减小，金属块做加速度减小的加速运动，当达到电场力和摩擦力大小相等时速度
13、达到最大，此后随着电场力的减小，金属块做加速度增大的减速运动，直至静止。在金属块运动的过程中，根据动能定理，金属块在电场中减小的电势能等于金属块克服摩擦力做功。或者说，电场力和摩擦力对金属块做功的代数和等于金属块的动能的增加，因此答案A是错误的。随着金属块运动位移的增大，其电势能在不断地减小，答案B是错误的。由于在金属块滑动的过程中，电场力不断减小，摩擦力是恒定的，所以金属块的加速度是先减小而后来变成增大的，即答案C也是错误的。电场力对金属块做的功等于金属块克服摩擦力做的功，而滑动摩擦力做的功使得金属块的动能转化为热，所以判断D是正确的。2A解析：作受力图由矢量三角形可得，故T大小恒定3。B
14、解析：处于静电平衡的导体球，内部处处场强为0，而整个导体是等势体，由于带正电有电场线从导体外部指向无穷远处，顺着电场线，电势逐渐降低。故 选B. 4。C 解析：在S1，S2都闭合前，对于枕型导体它的电荷是守恒的，A，B出现的负、正电荷等量。当闭合S1，S2中的任何一个以后，便把导体与大地连通，使大地也参与了电荷转移。因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒。由于静电感应，A端仍为负电荷，大地远处感应出等量正电荷，因此无论闭S1还是S2，都是有电子从地流向导体，应选答案C。5B 带电小球在匀强电场中处于平衡状态当给小球一垂直于细线的初速度vO，使小球在水平面上开始运动若v
15、O很小，则小球等效于一个单摆，小球再次回到平衡位置所用时间相当于单摆周期的一半，即 ，而 g ，所以，故正确答案选B.6. D 由题可知正、负极相隔距离d=5X10-2m，而电压为U=5X103 V,故E106N/C，又由FqE知，负氧离子受到的电场力F3.2 X 10-13 N.7BC 解析：回跳的高度体现了A球机械能的变化，所以应从静电力作功的角度来分析若A、B为等量同种电荷，则A、B碰撞过程中无电量变化，所以下落过程和上升过程中无电量变化，所以下落过程和上升过程互为逆过程，上升高度与下降高度相同；若A、B为等量异种电荷，则A、B碰撞时发生了电量中和，最后带电量为零，在下降过程中重力和静电
16、力都做了正功，而上升过程只有重力做负功，所以上升的高度要比下降高度高8BC解析：带电微粒只受电场力作用，由A到B动能减少0.1J，由WqU可得，UAB10(V)0，即AB10V，又A10V，则B0故选项A错因为沿电场线方向电势越来越低，而A10V，则B0V，不难看出电场线的方向向左故选项B正确微粒从A向B运动的过程中，合外力(即电场力)的方向是水平向右的根据曲线运动的特点可知，合外力的方向一定指向曲线的内侧则C、D两选项中正确的为C9A解析：由动能定理得 3mgRmgR2qERmv2 v 故在最高点杆对小球有支持力的作用。10. ABC解析：当小球运动方向与电场方向在同一直线上，且受到的电场力
17、与初速度方向相反时，其动能有可能为零，也可能为mv（即再从入射点离开），故AC正确当v0 与E方向垂直时，电场力对小球做功的最大值为qEL/2，故mvEk末（mvqEl），因此B也正确。11B D 解析：选项B一般选不出来，原因是只局限于在纸平面内思考考虑到电场分布的空间性及对称性，在以A、B连线的中点O为圆心，垂直于A、B的连线的圆心O，如果给带电粒子适当大小的沿切线方向的速度，带电粒子是完全可能做匀速圆周运动的12C解析：先导出波管的灵敏度(h/U2)与有关物理量(d、l、U1等)的关系式，然后再作出选择对于电子的加速过程，有eU1mv ；对于电子的偏转过程有：水平方向 lv0t 竖EK图
18、1V+ABPNCDR直方向hat2t2t2 ；可得h ；解得；据上式可知，增知l和减小U1、d均可提高偏转灵敏度选项C正确13（1）7.324（7.3237.325均给分）（2）（I）连接线路如图（II）把变阻器的滑动触头移到靠近D端处；调节R，使电压表读数为6V；记下电压表读数，在导电纸上移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点14解析：带电粒子在由AB运动过程中，由于电场力等于重力，它在竖直方向的分运动与水平方向的分运动有关数值是相同的竖直分运动为竖直上抛：v2得H，水平分运动ag可知沿电场线位移量dHUABEd，又由竖直分运动有t答案：，15解析：因为Uab6.0V Uac3.
19、0V ca 所以 Ucb9.0V 将cb三等份，每一段表示电势差3V，如图2所示，连接ad，并从c点依次作ad的平行线，得到各等势线，作等势线的垂线ce，场强方向由c指向e。 所以E 即 解得 E200V/m16本题要求学生在考虑问题的时候要全面周密。涉及的知识点主要是物体在竖直平面内圆周运动的临界条件和动能关系，还有动量定理。考查了学生应用知识解决问题的能力。(1)依题意，在小球静止时，受到的重力和电场力的合力，F合=mg/cos370=5mg/4 据分析，小球要做完整的周围运动，关键要到达图示的B点，设小球初速为,AB由动能定理：E370mgF合OAB-F合2r=0-m2 由动量定理： I
20、= m 由得 I=m (2)据分析小球从最低点由静止释放，到A点获得的动能最大，由动能定理Ek=F合r（1-COS370） = mgr 【答案】I=m Ek = mgr 17解析：（1） 设经过n个周期运动后，能平行金属板射出，则nT= ， T= (n可取正整数。)（2）根据偏转的规律，在半个周期内的位移 y1= 在一个周期内的位移 2在n个周期内的位移 n2y1， n ， n是正整数 把T=代入上式，整理后得： U0， n是整数18（1）小球在C点受重力、电场力和轨道的支持力处于平衡，电场力的方向一定是向左的，与电场方向相同，如图所示。因此小球带正电荷。（2）小球从A点释放后，沿圆弧轨道滑下，还受方向指向轨道的洛伦兹力f，力f随速度增大而增大，小球通过C点时速度（设为v）最大，力f最大，且qE和mg的合力方向沿半径OC，因此小球对轨道的压力最大。由 通过C点的速度小球在重力、电场力、洛伦兹力和轨道对它的支持力作用下沿轨道做圆周运动，有 最大压力的大小等于支持力