高中物理《电场》高档难度题目文档格式.docx
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A、电容变大,质点向上运动
B、电容变大,质点向下运动
C、电容变小,质点保持静止
D、电容变小,质点向下运动
5.某一静电实验装置如图所示,验电器A不带电,验电器B的上面安一个几乎封闭的金属圆桶C,并且B内的金属箔片是张开的,现手持一个带绝缘柄的金属小球D,使D接触C的内壁,再移出与A的金属小球接触,无论操作多少次,都不能使A带电.这个实验说明了(B)
A、C是一个等势体(电势处处相等)
B、C的内部是不带电的
C、C的内部电势为零
D、C的内部场强为零
6.传感器是能将感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量量(一般是电学量)的一种元件,在自动控制中有相当广泛的应用,如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器,金属芯线与导电液体构成一个电容器,从电容C大小的变化情况就能反应出液面高度h的高低情况,则二者的关系是(B)
①C增大表示h增大②C增大表示h减小
③C减小表示h减小④C减小表示h增大
A.只有①对B.只有①、③对
C.只有②对D.只有②、④对
7、示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示.如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的(A)
A、极板
应带正电
B、极板
应带正电
C、极板
应带负电
D、极板
8、如图所示,实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图中的虚线所示,a、b为轨迹上的两点.若a点电势为фa,b点电势为фb,则(C)
A、场强方向一定向左,且电势фa>
фb
B、场强方向一定向左,且电势фa<
C、场强方向一定向右,且电势фa>
D、场强方向一定向右,且电势фa<
9.如图所示,A、B两点分别固定着电量为+Q和+2Q的点电荷,A、B、C、D四点在同一直线上,且AC=CD=DB。
现将一带正电的试探电荷从C点沿直线移到D点,则电场力对试探电荷(C)
A、一直做正功
B、一直做负功
C、先做正功再做负功
D、先做负功再做
10.如图所示的电路中A、B是两块平行金属板,P是金属板间的一个点.先将开关S闭合给两金属板充电,然后再将开关断开.保持开关断开,B板不动,将A板移动到图中虚线所示的位置.用U1表示两金属板间的电势差,用U2表示P点与B板间的电势差.则(B)
A.U1减小,U2减小
B.U1减小,U2不变
C.U1减小,U2增大
D.U1不变,U2不变
11、如图所示,圆O在匀强电场中,场强方向与圆O所在平面平行,带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下运动,从圆周上不同点离开圆形区域,其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大,图中O是圆心,AB是圆的直径,AC是与AB成α角的弦,则匀强电场的方向为(C)
A、沿AB方向
B、沿AC方向
C、沿OC方向
D、沿BC方向
12、一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度v0进入某电场中.由于电场力和重力的作用,液滴沿竖直方向下落一段距离h后,速度为零.下列判断正确的是(B)
A、电场力对液滴做的功为
B、液滴克服电场力做的功为
C、液滴的机械能减少mgh
D、电场力对液滴的冲量大小为mv0
13、如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上.当突然加一水平向右的匀强电场后,两小球A、B将由静止开始运动,在以后的运动过程中,对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度),以下说法正确的是(D)
A、因电场力分别对球A和球B做正功,故系统机械能不断增加
B、因两个小球所受电场力等大反向,故系统机械能守恒
C、当弹簧长度达到最大值时,系统机械能最小
D、当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时,系统动能最大
14、图中a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为6V、4V和1.5V.一质子(
)从等势面a上某处由静止释放,仅受电场力作用而运动,已知它经过等势面b时的速率为v,则对质子的运动有下列判断:
①质子从a等势面运动到c等势面电势能增加4.5eV
②质子从a等势面运动到c等势面动能增加4.5eV
③质子经过等势面c时的速率为2.25v
④质子经过等势面c时的速率为1.5v
上述判断正确的是(B)
A.①和③B.②和④C.①和④D.②和③
15.如图所示,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3个夸克在其圆心处产生的电场强度为(A)
A、
B、
C、
D、
16、一个点电荷产生的电场,两个等量同种点电荷产生的电场,两个等量异种点电荷产生的电场,两块带等量异种电荷的平行金属板间产生的匀强电场.这是几种典型的静电场.带电粒子(不计重力)在这些静电场中的运动(A)
A、不可能做匀速直线运动B、不可能做匀变速运动
C、不可能做匀速率圆周运动D、不可能做往复运动
17.如图所示,水平放置的两个平行的金属板A、B带等量的异种电荷,A板带负电荷,B板接地.若将A板向上平移到虚线位置.在A、B两板中间的一点P的电场强度E和电势U的变化情况是(C)
A、E不变,U改变
B、E改变,U不变
C、E不变,U不变
D、E改变,U改变
18、一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,ε表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则(AC)
A、U变小,E不变
B、E变大,ε变大
C、U变小,ε不变
D、U不变,ε不变
19、当在电场中某点放入电量为q的正试探电荷时,测得该点的场强为E,若在同一点放入电量为q′=2q的负试探电荷时,测得该点的场强(C)
A、大小为2E,方向与E相同B、大小为2E,方向与E相反
C、大小为E,方向与E相同D、大小为E,方向与E相反
20.如图所示,D是一只二极管,它的作用是只允许电流从a流向b,不允许电流从b流向a,在平行板电容器AB板间,电荷P处于静止状态,当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间(两极板仍平行),P的运动情况是(A)
A、仍静止不动B、向下运动
C、向上运动D、无法判断
21、如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为(C)
A、mg/qB、2mg/q
C、3mg/qD、4mg/q
22.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(D)
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
23.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B是这条直线上的两点,一电子以速度vA经过A点向B点运动,经过一段时间后,电子以速度vB经过B点,且vB与vA的方向相反,则(D)
A、A点的场强一定大于B点的场强
B、A点的电势一定低于B点的电势
C、电子在A点的速度一定小于在B点的速度
D、电子在A点的电势能一定小于在B点的电势能
24、关于电场,下列说法正确的是(C)
A.电场是假想的,并不是客观存在的物质
B.描述电场的电场线是客观存在的
C.电场对放入其中的电荷有力的作用
D、电场对放入其中的电荷没有力的作用
25、在场强大小为E的匀强电场中,质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零。
则(ACD)
A、物体克服电场力做功qEsB、物体的电势能减少了0、8qEs
C、物体的电势能减少了qEsD、物体的动能减少了0、8qEs
26、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。
若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为(C)
A、动能减小
B、电势能增加
C、动能和电势能之和减小
D、重力势能和电势能之和增加
27、质量为m、带电量为+q的小球用一绝缘细线悬于O点,开始时它在A、B之间来回摆动,OA、OB与竖直方向OC的夹角为θ(如图所示)。
(1)如果当它摆到B点时突然施加一竖直向上的、大小为E=mg/q的匀强电场,则此时线中的拉力T1=;
(2)如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的,则当小球运动到B点时线的拉力T2=、
答案:
0,2mg(1-cosθ)
28、如图所示,在竖直平面的xoy坐标系内,oy表示竖直向上方向、该平面内存在沿x轴正向的匀强电场、一个带电小球从坐标原点沿oy方向竖直向上抛出,初动能为4J,不计空气阻力、它达到的最高点位置如图中M点所示,则小球在M点时的动能为J,小球落回x轴时的位置N点的横坐标为m,小球到达N点时的动能为J
9,12,40
29、如图,带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心、若图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为______,方向______(静电力恒量为k)
kq/d2,水平向左
30、真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场、在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37o(取sin37o=0.6,cos370=0.8)、现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出、求运动过程中
⑴小球受到的电场力的大小和方向;
⑵小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
⑶小球的最小动量的大小和方向、
⑴3mg/4,水平向右⑵9mv02/32⑶3mv0/5,与电场方向夹角为37o,斜向上、
31、质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×
10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止状态,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×
104N/C的匀强电场,如图所示、取g=10m/s2,试求:
(1)用水平力F0拉小滑块,要使小滑块与木板以相同的速度一起运动,力F0应满足什么条件?
(2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动,在1、0s末使滑块从木板右端滑出,力F应为多大?
(3)按第
(2)问的力F作用,在小滑块刚刚从木板右端滑出时,系统的内能增加了多少?
(设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等,滑块在运动中带电量不变)
解:
(1)当拉力F0作用于滑块m上,木板能够产生的最
大加速度为:
为使滑块与木板共同运动,滑块最大加速度am≤aM
对于滑块有:
即为使滑块与木板之间无相对滑动,力F0不应超过6、0N、
(2)设滑块相对于水平面的加速度为a1,木板的加速度为a2,由运动学关系可知:
,
,
滑动过程中木板的加速度a2=2、0m/s2,则可得滑块运动的加速度a1=5、0m/s2
对滑块:
(3)在将小滑块从木板右端拉出的过程中,相同的内能增加了:
J
32、如图所示,在绝缘水平面上,相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷、a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=
O为AB连线的中点、一质量为m带电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n>
1),到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:
(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数μ
(2)Ob两点间的电势差Uob
(3)小滑块运动的总路程S
(1)由Aa=Bb=
O为AB连线的中点得:
a、b关于O点对称,则
Uab=0①(1分)
设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f,对于滑块从a→b过程,由动能定理得:
②(1分)
而f=μmg③(1分)
由①——③式得:
④(1分)
(2)对于滑块从O→b过程,由动能定理得:
⑤(2分)
由③——⑤式得:
⑥(1分)
(3)对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程,由动能定理得:
⑦(1分)
而
⑧(1分)
由③——⑧式得:
⑨(1分)
33、喷墨打印机的原理示意图如图所示,其中墨盒可以发出墨汁液滴,此液滴经过带电室时被带上负电,带电多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制。
带电后液滴以一定的初速度进入偏转电场,带电液滴经过偏转电场发生偏转后打到纸上,显示出字体。
计算机无信号输入时,墨汁液滴不带电,径直通过偏转板最后注入回流槽流回墨盒。
设偏转极板板长L1=1.6cm,两板间的距离d=0.50cm,两板间的电压U=8.0×
103V,偏转极板的右端距纸的距离L2=3.2cm、若一个墨汁液滴的质量为m=1.6×
10-10kg,墨汁液滴以v0=20m/s的初速度垂直电场方向进入偏转电场,此液滴打到纸上的点距原入射方向的距离为2.0mm、不计空气阻力和重力作用、求:
⑴这个液滴通过带电室后所带的电荷量q、
⑵若要使纸上的字体放大,可通过调节两极板间的电压或调节偏转极板的右端距纸的距离L2来实现、现调节L2使纸上的字体放大10%,调节后偏转极板的右端距纸的距离L2/为多大?
⑴1.3×
10-13C⑵3.6cm
34、在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m、放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷的电量关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电、求:
⑴B点的电场强度的大小和方向、
⑵试判断电荷Q的电性,并说明理由、
⑶点电荷Q的位置坐标。
⑴EB=2.5V/m,沿x轴负向⑵负电⑶x=2.6m处、
35、如图所示,A和B表示在真空中相距为d的两平行金属板、加上电压后,它们之间的电场可视为匀强电场、当t=0时,将恒定电压加在A、B两板上,使A板电势比B板电势高、这时在紧靠B板处有一初速度为零的电子(质量为m,电荷量绝对值为e),在电场作用下开始运动、求:
⑴这个电子到达A板时具有的速率为多少?
⑵该电子到达A板时,给A板的冲量是多大?
⑴
⑵
36、如图所示,在光滑绝缘的水平面上,有一静止在A点质量为m=1.0×
10-3kg带负电的小球、现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点,电场力做功为W=0.2J,已知AB两点间距离为L=0.1m,电势差为U=20V
⑴判断匀强电场的场强方向并计算电场强度E的大小和小球的电量q;
⑵计算小球运动的加速度的大小和到达B点时的速率v
⑴200V/m0.01C⑵20m/s
37、如图所示,光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板,其质量为M,平面部分的上表面光滑且足够长、在距滑板A端为l的B处放置一个质量为m、带电荷量为+q的物体C(可视为质点),在水平的匀强电场作用下,由静止开始运动、已知:
M=3m,电场强度为E。
假设物体C在运动及与滑板A端相碰过程中电荷量不变
⑴求物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小
⑵若物体C与滑板A端相碰的时间极短,而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的1/5,求滑板被碰后的速度大小
⑶求物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段时间内,电场力对小物体C做的功
⑵
⑶
38、如图所示,一矩形绝缘木板放在光滑水平面上,另一质量为m、带电量为q的小物块沿木板上表面以某一初速度从A端沿水平方向滑入,木板周围空间存在足够大、方向竖直向下的匀强电场.已知物块与木板间有摩擦,物块沿木板运动到B端恰好相对静止.若将匀强电场的方向改为竖直向上,大小不变,且物块仍以原初速度沿木板上表面从A端滑入,结果物块运动到木板中点时相对静止.求:
⑴物块所带电荷的性质.
⑵匀强电场场强的大小.
⑴电场方向改为竖直向上后,物块相对木板运动的位移变小,说明摩擦力变大,它们之间的压力变大了,物块所受的电场力向下,所以物块带负电.(2分)
⑵设匀强电场的场强大小为E,木板质量为M、长度为L,物块的初速度为v0,物块和木板共同速度为v.
当电场方向向下时:
由物块在竖直方向受力平衡得:
N1+qE=mg(2分)
由物块与木板组成的系统动量守恒得:
mv0=(M+m)v(2分)
由系统能量守恒得:
μN1L=
mv02-
(m+M)v2(3分)
当电场方向向上时:
qE+mg=N2(1分)
μN2?
L=
(m+M)v2(2分)
解得:
E=
(2分)
39、如图所示,半径R=0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一方向的匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动.圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ,在A点时小球对轨道的压力N=120N,此时小球的动能最大.若小球的最大动能比最小动能多32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力).则:
⑴小球的最小动能是多少?
⑵小球受到重力和电场力的合力是多少?
⑶现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在0.04s后的动能与它在A点时的动能相等,求小球的质量.
⑴、⑵小球在电场和重力场的复合场中运动,因为小球在A点具有最大动能,所以复合场的方向由O指向A,在AO延长线与圆的交点B处小球具有最小动能EkB.设小球在复合场中所受的合力为F,则有;
即:
(4分)
带电小球由A运动到B的过程中,重力和电场力的合力做功,根据动能定理有:
-F?
2R=EKB-EKA=-32(4分)
由此可得:
F=20N,EKB=8J
即小球的最小动能为8J(2分),重力和电场力的合力为20N.(2分)
⑶带电小球在B处时撤去轨道后,小球做类平抛运动,即在BA方向上做初速度为零的匀加速运动,在垂直于BA方向上做匀速运动.设小球的质量为m,则:
2R=
t2(2分)
得:
m=
=0、01kg(2分)
40、一带电量为Q的固定正点电荷在真空中形成的电场如图所示,现有一质量为m,带电量为q的微粒在此点电荷附近做周期为T的匀速圆周运动,微粒的重力不能忽略,求:
(1)微粒的带电性质、
(2)微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置、
(1)微粒带负电(2分)
(2)微粒做圆周运动的轨迹在水平面内,且圆心O在点电荷的正下方,设圆心离点电荷的距离为H、(2分)
对于微粒受力分析如图所示,由牛顿第二定律得
①(6分)
由几何知识得:
R=Htanα②(2分)
由①②得:
41、在绝缘水平面上放一质量m=2.0×
10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×
10-7C、在滑块A的左边l=0、3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M=4.0×
10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长S=0.05m、如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E=4.0×
105N/C,滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能E0=3.2×
10-3J,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5,g取10m/s2、求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v;
(2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s
(1)设两滑块碰前A的速度为v1,由动能定理有:
v1=3m/s(2分)
A、B两滑块碰撞,由于时间极短动量守恒,设共同速度为v
(2分)
v=1.0m/s(2分)
(2)碰后A、B一起压缩弹簧至最短,设弹簧压缩量为x1,由动能定理有:
x1=0.02m(2分)
设反弹后A、B滑行了x2距离后速度减为零,由动能定理得:
x2≈0.05m(2分)
以后,因为qE>
μ(M+m)g,滑块还会向左运动,但弹开的距离将逐渐变小,所以,最大距离为:
S=x2+s-x1=0、05m+0.05m-0.02m=0.08m、(4分)
42、如图所示,带正电小球质量为m=1×
10-2kg,带电量为q=1×
10-6C,置于光滑绝缘水平面上的A点、当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到B点时,测得其速度v0=1.5m/s,此时小球的位移为s=0.15m