1、第1、2章静电场电势能与电势差单元测试本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。共100分考试用时90分钟第卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分1两个分别带有电荷量和+的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（ ） A B C D固定电极F图1膜片电极g2如图1所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，从
2、而引起电容的变化将传感器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么（）当向上压膜片电极时，电容将减小当向上压膜片电极时，电容将增大若电流计有示数，则压力发生变化若电流计有示数，则压力不发生变化abcd20 V 25V 图23 a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为2V，d点的电势、c点的电势可能为为 （ ）A4V、9VB8V、12VC12V、15VD24V、29VEAB图34 如图3所示，叠放在一起的A、B两绝缘小物块放在水平向右的匀强电场中，其中B带正电q而A不带电.它们一起沿绝缘水平面以某一速度匀速运动.
3、现突然使B带电量消失，同时A带上正电q，则A、B的运动状态可能为（ ）A一起匀速运动 B一起加速运动CA匀加速，B匀减速 DA匀加速，B匀速5空间存在匀强电场，有一电荷量、质量的粒子从O点以速率射入电场，运动到点时速率为。现有另一电荷量、质量的粒子以速率仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为。若忽略重力的影响，则（ ）A在O、A、B三点中，点电势最高B在O、A、B三点中，A点电势最高COA间的电势差比BO间的电势差大DOA间的电势差比间的电势差小6如图4所示，中子内有一个电荷量为 + e的上夸克和两个电荷量为 - e的下夸克，3个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上，则上夸克所在处的电场强度为
4、（ ）图4AB CD图57如图5所示的直线是真空中的某电场的一条电场线，AB是这条电场线上的两点。一个带负电的粒子在只受电场力的情况下，以速度经过A点向B点运动，经一段时间后，该带电粒子以速度经过B点，且与的方向相反，则（ ）AA点的电势一定低于B点的电势 BA点的场强一定大于B点的场强C该带电粒子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能D该带电粒子在A点的动能和电势能之和一定等于它在B 点的动能和电势能之和图68如图6所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，MPON。则（ ）AM点的电势比P点的电势高B将负电荷由O点移动到P
5、点，电场力做正功CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动ABN图79如图7所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB 中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是 （ ）A若小球带正电，当A B间距增大时，小球打在N的右侧B若小球带正电，当A B间距减小时，小球打在N的左侧C若小球带负电，当A B间距减小时，小球可能打在N的右侧D若小球带负电，当A
6、 B间距增大时，小球可能打在N的左侧10：如图8所示，把质量为、带电量为的物块放在倾角的固定光滑绝缘斜面的顶端，整个装置处在范围足够大的匀强电场中。已知电场强度大小，电场方向水平向左，斜面高为，则释放物块后，物块落地时的速度大小为（ ）图8A BC D第卷（非选择题 共60分）二、本题共2小题，共12分把答案填在题中的横线上或按题目要求作答11（6分）某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律：实验操作步骤一：手持起电板柄，用力将两块起电板快速摩擦后分开步骤二：将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球（不要接触金属球）步骤三：将两块板同时插入空心金属球实验图解实验现象箔片
7、张开箔片闭合根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题： （1）步骤二的实验现象，说明_ （2）步骤三的实验现象，说明_ （3）该研究性实验_（填“能”或“不能”）验证电荷守恒定律。12（6分）示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、_和_三部分组成，如图9所示如果在荧光屏上P点出现亮斑，可知示波管中的极板X的电势_（填“高于”或“低于”）极板X ；极板Y的电势_（填“高于”或“低于”）极板Y 图9三、本题共4小题，满分48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能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13（12分）如图10所示，长L=1.6m，质量M=
8、3kg的木板静放在光滑水平面上，质量m=1kg、 带电量q=+2.510-4C的小滑块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数=0.1，所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0104N/C的匀强电场，如图所示，现对木板施加一水平向右的拉力F取g=10m/s2，求： （1）使物块不掉下去的最大拉力F； （2）如果拉力F=11N恒定不变，小物块所能获得的最大动能.图1014（12分）两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个粒子（氦原子核）从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电
9、荷为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求 （1）极板间的电场强度E； （2）粒子在极板间运动的加速度a； （3）粒子的初速度v0。15（12分）如图11所示，在长为2L、宽为L的区域内有正好一半空间有场强为E、方向平行于短边的匀强电场，有一个质量为，电量为的电子，以平行于长边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域，不计电子所受重力，要使这个电子能从区域的右下角的B点射出，求： （1）无电场区域位于区域左侧一半内时，如图甲所示，电子的初速应满足什么条件； （2）无电场区域的左边界离区域左边的距离为x时，如图乙所示，电子的初速又应满足什么条件；图1116如图12所示在竖直平面
10、内建立直角坐标系XOY，OY表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿OX轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为、质量为的小球从坐标原点O沿Y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q点，其坐标为（1.6，3.2），不计空气阻力，g取10m/s2。 （1）指出小球带何种电荷； （2）求小球的初速度和匀强电场的场强大小； （3）求小球从O点抛出到落回X轴的过程中电势能的改变量.1.63.2X/m 1.6 3.2 4.8 6.4Y/mQ图12 O参考答案1C接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各
11、自带点为+Q，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为，C项正确。2BC 解析：当向上压膜片电极时，极板间距变小，由知C增大；若F变化，则C变化，此时极板上的带电量发生变化，故有电流通过电流计，应选C3AD 在匀强电场中，同一方向相同的距离上，电势差相等。4AC5答案AD【解析】正电荷由O到A，动能变大，电场力做正功，电势能减小，电势也减小，O点电势较高；负电荷从O到B速度增大，电场力也做正功，电势能减小，电势升高，B点电势比O点高。所以B点最高，A对； ，故D对6C 两个下夸克与上夸克的距离为，在上夸克处产生的电场强度均为，两个分场强的夹角120，合场强为。7答案:D 【解析】：
12、由于该带电粒子只在电场力的作用下由A点运动，最后能返回，说明由A到B的运动一定是减速运动，先向右减速，速度减为零后再向左加速运动至B点，可以肯定电子受到的电场力是向左的，则说明电场线是向右的，顺着电场线方向电势降低，所以A的电势一定大于B的电势；A错。单凭一条电场线是无法判断场强大小， B错；负电荷顺着电场线方向运动，电场力做负功，电势能增加，选项C正确；但带电粒子的动能和电势能之和是守恒的，选项D正确。8AD解析：作出过M点的等势线，该等势线与P点所在电场线的交点一定在P点下方，故可知M点的电势比P点的电势高，故A选项正确；O点电势高于P点电势，故负电荷从O移动到P点，电势能增大，电场力做负
13、功（也可根据电场力和位移方向间夹角总是钝角判断），故B选项错误；由于沿y方向场强由大变小，故O、M两点间电势差大于M、N两点间电势差，故C选项错；电场在y轴上方向一直沿y方向，故释放正电粒子会沿y轴做直线运动，D选项正确。9BC 当A B间距增大时，电容器电容减小，电容器要放电，二极管阻止放电。即电容器电量不变，极板间电场强度不变，所以不管小球带正电还是带负电，小球受力情况不变，仍打在N点；反之，当A B间距减小时，电容器电容增大，电容器要充电，充电电流方向与二极管方向相同，即电容器电量增加，极板间电场强度增加，小球受的电场力变大，若小球带正电，则小球受到的电场力方向向下，竖直方向加速度变大，
14、将打在N点左侧。若小球带负电，则小球受到的电场力方向向上，竖直方向加速度变小，将打在N点右侧。10D对运动过程进行受力分析和做功分析，得到重力做正功，电场力也做正功，且电场力做功的有效位移应为。根据动能定理，代入题设条件，得到物块落地时的速度大小为故选D。11（6分）（1）插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷；（2）两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零；（3）能 （每空2分）12偏转电极，荧光屏（2分）；高于（2分）；高于（2分）解析：电子落在P点，说明电子受到向X与Y方向的电场力，从而判断出电场的方向，进而得知极板X和Y电势高选项AC正确13解析：（1）F最大的时候物块不掉下，必是物
15、块与木板具有共同的最大加速度a1，对物块，最大加速度，a1 = 2分对整体F =（ M + m ）a1 = 8N 2分 （2）木板的加速度m/s2 = 3 m/s2 2分由 2分得物块滑过木板所用时间t =s 1分物块离开木板时的速度v1 = a1t =m/s 1分 2分14（1）两板间为匀强电场，则场强 2分 （2）粒子电荷为2e，质量为4m，所受电场力 2分粒子在极板间运动的加速度 2分 （3）粒子垂直进入匀强电场，做类平抛运动，1分 由， 2分 ， 2分 得 1分15解析：左侧一半无场，电子匀速运动.右侧一半类平抛运动的侧向位移为L，在电场中由电场力作用产生的加速度为， 2分又， 2分
16、得 1分 （2）无电场的一半区域位于距左侧x处，则电子先做类平抛运动，接着做匀速直线运动，最后做类斜下抛运动.但水平方向上一直匀速运动，在竖直方向上匀加速时间和匀速时间各为一半，即.设竖直方向上匀速运动的速度为V，则有 3分又电子恰从区域的右下角射出，故， 3分解得. 1分16解析（1）带电小球所到的最高点Q在O点的右上方，说明小球有水平向右的分运动和竖直向上的分运动就竖直方向而言，初速度是竖直向上的而重力是竖直向下的，重力使竖直向上的初速度逐渐减小，而不会产生水平向右的运动.小球只受重力和电场力，只有电场力水平向右才会使小球有向右的分运动.由此可以判断电场力是水平向右的，又因为电场水平向左，所以小球带负电. 2分 （2）对小球的两个分运动，竖直方向: 小球有竖直向上的初速度V0，受重力，所以小球做竖直上抛运动.Q点是最高点意味着Q点的竖直分速度为0.由竖直上抛运动的公式得： 2分 解得。1分水平方向：小球的水平初速度为0，小球在水平方向的加速度 1分水平位移 1分 得 1分 （3）小球从O点落回到X轴时，由于对称性，水平位移为3.2m。 1分 电场力做正功， 2分 即电势能减少了 1分