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- 2021-06-01 发布
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第 I 卷(选择题 共 40 分)
一、选择题(每题 4 分,共 40 分)
1.A、B、C 三点在同一直线上,AB:BC=1:2,B 点位于 A、C 之间,在 B 处固定一电荷量为
Q 的点电荷。当在 A 处放一电荷量为+q 的点电荷时,它所受到的电场力为 F;移去 A 处电
荷,在 C 处放一电荷量为-2q 的点电荷,其所受电场力为( )
A.-F/2 B. F/2 C. –F D.F
2.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是( )
A.电势高的地方电场强度不一定大 B. 电场强度大的地方电势一定高
C.电势为零的地方场强也一定为零 D.场强为零的地方电势也一定为零
3.一带电粒子从电场中的 A 点运动到 B 点,轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力,下列
选项错误的是( )
A.粒子带正电荷 B.粒子加速度逐渐减小
C.A 点的速度大于 B 点的速度 D.粒子的初速度不为零
4.如图所示,一个不带电的金属球放在一个电量为+Q 的点电荷附近,金属球的半径为 r,点
电荷到金属球球心 O 的距离为 R,则下列说法错误的是( )
A.点电荷在金属球的球心产生的场强为 2
kQ
R
B.金属球的球心场强不为 0
C.金属球上感应电荷在球内各点产生的场强各不相同
D.金属球上感应电荷在 O 点产生的场强大小为 2
kQ
R
,方向由 O 点指向点电荷
5.一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向,两个比荷(即粒子的电荷量与质量之
比)不同的带正电的粒子 a 和 b,从电容器边缘的 P 点(如图所示)以相同的水平速度射入
两平行板之间,测得 a 和 b 与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为 1:2。
若不计重力,则 a 和 b 的比荷之比是( )
A. 1:2 B. 1:8 C. 2:1 D. 4:1
6.空间有一沿 x 轴对称分布的电场,其电场强度 E 随 x 变化图像如下图所示。下列说法中正
确的是( )
A. 0 点的电势最低 B. 2x 点的电势最高
C. 1x 和 1x 两点的电势相等 D. 1x 和 2x 两点的电势相等
7.如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN 为两电荷连线的中垂线,a、b、c 三点所
在直线平行于两电荷的连线,且 a 和 c 关于 MN 对称、b 点位于 MN 上,d 点位于两电荷的
连线上。以下判断正确的是( )
A.b 点场强大于 d 点场强
B.b 点场强小于 d 点场强
C.a、b 两点间的电势差等于 b、c 两点间的电势差
D.试探电荷+q 在 a 点的电势能小于在 c 点电势能
8.如图所示,在粗糙水平面上固定一点电荷 Q,在 M 点无初速释放一带有恒定电量的小物块,
小物块在 Q 的电场中运动到 N 点静止,则从 M 点运动到 N 点的过程中( )
A.小物块所受电场力逐渐减小
B.小物块具有的电势能逐渐减小
C.M 点的电势一定高于 N 点的电势
D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
9.一带负电的点电荷仅在电场力作用下由 a 点运动到 b 点的 v-t 图象如图所示,其中 at 和 bt 是
电荷运动到电场中 a、b 两点的时刻。下列说法正确的是( )
A.该电荷一定做曲线运动
B.a 点处的电场线比 b 点处的电场线密集
C.该电荷由 a 点运动到 b 点,电势能减少
D.a、b 两点电势的关系为 a b
10.如图所示,一质量为 m、电荷量为 q 的带电液滴以速度 v 沿与水平面成 角的方向斜向
上进入匀强电场,在电场中做直线运动,则液滴向上运动过程中( )
A.液滴的速度可能不变 B.电场强度最小值为 cos /mg q
C.液滴的机械能一定变化 D.液滴的电势能一定增加
二、填空题(每空 2 分,共 16 分)
11.真空中有一点电荷 Q 固定不动,另一个质量为 m 电荷量为-q 的质点,在它们之间库仑力
的作用下,绕 Q 做匀速圆周运动,轨道半径为 r,周期为 T,则
3
2
r
T
____________。
12.如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为 900N/C,在电场内一水平面上作半径
为 10cm 的圆,圆上取 A、B 两点,AO 沿 E 方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电量为 910 C 的
正点电荷,则 A 处场强大小 AE __________N/C,B 处的场强大小 BE __________N/C。
保留三位有效数字。(静电力常量 9 2 29.0 10 /k N m C g )
13.如图所示,a、b 是匀强电场中的两点已知两点间的距离为 0.4m,两点的连线与电场线成
37°角,两点间的电势差为 32.4 10 V ,则匀强电场的场强大小为_________V/m,把电子
从 a 点移到 b 点,电子的电势能将增加__________J。
14.如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板 a、b 与电源相连,在距离两板等距离的 M
点有一个带电液滴处于静止状态。若将 b 板向上平移一小段距离稳定后,液滴将_________
运动,M 点电势_________,带电液滴在 M 点的电势能____________。
三、计算题(共 5 题,共 44 分)
15.(8 分)如图所示,在电场强度大小为 21.5 10 /E N C 的匀强电场中,将电荷量为
94.0 10q C 的正点电荷由 A 点沿直线移至 B 点,AB 间的距离为 L=10cm,AB 方向与电
场方向成 60°角,求:
(1)点电荷所受电场力的大小;
(2)在此过程中电场力做的功;
(3)A、B 两点间的电势差,并说明哪点电势高。
16.(10 分)如图所示,Q 为固定的正点电荷,A、B 两点在 Q 的正上方和 Q 相距分别为 h
和 0.25h,将另一点电荷从 A 点由静止释放,运动到 B 点时速度正好又变为零。若此电荷在
A 点处的加速度大小为 3
4 g ,试求(静电力常量为 k)
(1)此电荷在 B 点处的加速度;
(2)A、B 两点间的电势差(用 Q 和 h 表示)。
17.(12 分)如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球
用一绝缘轻线悬挂于 O 点。现给电容器缓慢充电,使两极板所带电荷量分别为+Q 和-Q,此
时悬线与竖直方向的夹角为
6
。再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到
3
,且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。
18.(14 分)如图为一真空示波管的示意图,电子从灯丝 K 发出(初速度可忽略不计),经灯
丝与 A 板间的电压 1U 加速,从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出,然后进入两块平行金属板 M、
N 形成偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入 M、N 间电场时的速度与电场方
向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的 P 点。已知 M、N 两板间的电压为 2U ,两板间的
距离为 d,板长为 L,板的右边缘与荧光屏的距离为 L ,电子的质量为 m,电荷量为 e,不
计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。(1)求电子穿过 A 板时速度的大小 0v ;(2)
求电子从偏转电场射出时的侧移量 1y ;(3)若粒子打荧光屏上的 P 点,求 OP 的长度。
参考答案
一、选择题
1. B 2. A 3. A 4. B 5. D 6. C 7. BC 8. ABD 9. BD 10. AB
二、填空题
11. 24
kQq
m 12. 0 31.27 10 13. 37.5 10 163.84 10 14. 向上加速 降低 增
大
三、计算题
15. (8 分)解:(1)点电荷所受电场力的大小为:
76.0 10F qE N ;
(2)在此过程中电场力做的功为: 0 8cos60 3.0 10W FL J ;
(3)A、B 两点间的电势差为: 7.5AB
WU Vq
,
A 点电势高;
16.(10 分)解析:(1)这一电荷必为正电荷,设其电荷量为 q,由牛顿第二定律,
在 A 点时 2
3
4
kQqmg m gh
g ,
在 B 点时
20.25 B
kQq mg m a
h
g ,
解得: 3Ba g ,方向竖直向上。
(2)从 A 到 B 过程,由动能定理得 0.25 0ABmg h h qU ,
解得: 3
AB
kQU h
;
17.(12 分)解析:设电容器电容为 G,第一次充电后两极板之间的电压为 QU C
,
两极板之间电场的场强为 UE d
式中 d 为两极板间的距离。
当小球偏转角 1 6
时,小球处于平衡状态。设小球质量为 m,所带电荷量为 q,则有电
场力 1 1F qE ,
小球在电容器中受重力,电场力和拉力平衡,如图所示
由平衡条件有: 1 1tanF mg g ,
综合以上各式得: 1tan Qq
mgCd
,
第二次充电后,电容器带电量为:Q Q ,同理可得:
2tan Q Q q
mgCd
,将方向夹角带入解得 2Q Q 。
18.(14 分)解析:(1)设电子经电压 1U 加速后的速度为 0V ,
由动能定理得: 2
1 0
1
2eU mv ,解得: 1
0
2eUv m
;
(2)电子沿极板方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,电子
在偏转电场中运动的时间为 1t ,电子的加速度为 a,离开偏转电场时的侧移量为 1y ,由牛顿
第二定律和运动学公式得: 22
1 1
0
1, , 2
eULt a y atv md
,
解得:
2
2
1
14
U Ly U d
。
(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为 yv , 2
1
0
y
eU Lv at mdv
,
设离开电场后运动时间是 2t ,则 2
0
Lt v
,
电子离开偏转电场后做匀速直线运动,电子打到荧光屏上的侧移量为 2y ,如图所示,
2 2yy v t g ,解得: 2
2
12
U LLy U d
;
P 至 O 点的距离 2
1 2
12 2
U L LOP y y LU d
。
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