广东省汕头市金山中学2018-2019高二上学期物理10月月考试卷

广东省汕头市金山中学2018-2019学年高二上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1.(2018高二上·汕头月考)A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度v和时间t的关系图象如图所示.则此电场的电场线分布可能是图中的(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【解答】加速度增大,则说明电场力增大,即电场强度增大,而电场线的疏密程度表示电场强度,电场线越密,电场强度越大,AD符合题意;
故答案为:A
【分析】利用图像可以知道加速度越来越大所以电场线越来越密,速度在减小所以电势能在增加,由于是负电荷代表电势在减小,所以沿着箭头方向运动,所以只能选A。
2.(2018高二上·汕头月考)一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示.图中一组平行实线是等势面,则下列说法正确的是(  )
A.a点的电势比b点低 B.电子在a点的加速度方向向右
C.电子从a点到b点动能减小 D.电子从a点到b点电势能减小
【答案】C
【知识点】电场力做功;电场线
【解析】【解答】根据粒子运动轨迹可知所受电场力方向向下,因为电子带负电,所以场强方向向上,沿电场线电势在降低,所以可知a点的电势比b点高,A不符合题意
电子在a点的加速度方向向下,B不符合题意
电子从a点到b点电场力做负功,动能减小,电势能增加,C符合题意;D不符合题意
故答案为:C
【分析】利用轨迹的弯曲方向可以判别电场力的方向,就可以判别电场力做正功电势能减小动能增加。还可以判别场线方向可以知道电势大小,利用场力方向可以找出加速度方向。
3.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O.将电荷量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示.要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q(  )
A.应放在A点,Q=2q B.应放在B点,Q=-2 q
C.应放在C点,Q=-q D.应放在D点,Q=-q
【答案】C
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】 由平行四边形定则得出+q和-q在O点产生的合场强水平向右,大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小.要使圆心处的电场强度为零,则应在C点放一个电荷量Q=-q的点电荷,故C选项正确。
故选C
【分析】场强叠加遵循平行四边形定则。
4.(2018高二上·汕头月考)如图所示,质量为m、带电荷量为q的微粒以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,微粒通过电场中B点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则A、B两点的电势差为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】微粒在竖直方向做减速运动,竖直方向的位移 ;从A到B由动能定理: 联立解得A、B两点间的电势差为: ,C符合题意,ABD不符合题意;
故答案为:C。
【分析】利用水平方向的速度变化可以求电场力所做的功,利用电场力做功和电势差的关系可以求出电势差大小。
5.(2018高二上·汕头月考)如图所示,带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L,平行板间距离为d,板间电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通过平行板的时间为t,则(不计粒子的重力)(  )
A.在前 时间内,电场力对粒子做的功为
B.在后 时间内,电场力对粒子做的功为
C.在粒子下落前 和后 的过程中,电场力做功之比为1∶2
D.在粒子下落前 和后 的过程中,经过的时间之比为1∶1
【答案】B
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】根据类平抛运动规律可知,竖直方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动,根据结论可知前t/2和后t/2的竖直位移之比等于1:3,则t/2和后t/2的竖直位移分别为d/8和3d/8;则前t/2时间内,电场力做功为W1=qE d/8=qU/8,后t/2时间内,电场力做功为W2=qE 3d/8=3qU/8,A不符合题意,B符合题意。根据W=qEl可得,在粒子下落前d/4和后d/4的过程中,电场力做功之比为1:1,C不符合题意。根据相等位移的时间关系可知,在粒子下落前d/4和后d/4的过程中经过的时间之比为1:( -1),D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用匀变速直线运动可以判别相邻时间为1:3,所以可以求出电场力所做的功,相同竖直位移电场力做功相等,但是位移相同所花时间不同。
二、多选题
6.(2018高二上·汕头月考)如图所示,a.、b为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点从a点由静止释放,沿电场线向上运动,恰好能到b点,下列说法中正确的是(  )
A.带电质点在a.、b两点的电势能相等
B.a点的电势比b点的电势高
C.带电质点从a点运动到b点电场力先做正功后做负功
D.a点的场强比b点的电场强度大
【答案】B,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】由a到b,电场力向上,电场力一直做正功,则电势能减小,则a点的电势能大于b点的电势能。AC不符合题意。电场线竖直向上,因沿着电场线方向电势逐渐降低,则a点的电势比b点电势高。B符合题意。由题意可知,开始电场力大于重力,做加速运动,然后电场力小于重力做减速运动,所以a点的电场力大于b点的电场力,则a点的电场强度大于b点的电场强度,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】电场力做正功所以电势能不同,电场线向上可以判别电势的高低,最后静止可以判别a的场力比较大所以场强大。
7.(2018高二上·汕头月考)图中所示的是正点电荷所形成的电场中一条电场线,电场线上a和b、b和c间的相距都为d,则下列说法中错误的是(  )
A.a点的电势一定高于b点的电势
B.a点的场强一定大于b点的场强
C.ab两点间的电势差等于bc两点间的电势差
D.将一负电荷由 a 点移到 b 点的过程中,电势能减小
【答案】C,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】根据顺着电场线方向电势逐渐降低,则知a点的电势一定高于b点的电势,A符合题意。a点离正点电荷较近,由点电荷场强公式E=kQ/r2分析可知:a点的场强一定大于b点的场强,B符合题意。ab间的场强大于bc间的场强,由U=Ed可知ab两点间的电势差大于bc两点间的电势差,C错误,符合题意。将一负电荷由a点移到b点的过程中,负电荷所受的电场力方向向左,与位移方向相反,所以电场力做负功,电势能增加,D错误,符合题意。
故答案为:CD.
【分析】利用箭头大小可以判断电势大小,利用场线疏密可以判断场强大小,利用电势差跟场强关系可以判断电势差大小,负电荷沿场线移动时电势降低电势能变大。
8.(2018高二上·汕头月考)平行板电容器的两极板A、B接于电源两极,两极板竖直、平行正对,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S,电容器充电,悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图所示,则下列说法正确的是 (  )
A.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ减小
B.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ增大
C.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ增大
D.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变
【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】保持电键S闭合时,电容器板间电压不变,带正电的A板向B板靠近时,板间距离d减小,根据 可知,板间场强增大,小球所受电场力增大,则θ增大,A不符合题意,B符合题意;当电键S断开,电容器的带电量不变,根据电容决定式: ,定义式: 及电场强度: 联立可得: 可知,电场强度与极板间距无关;故板间场强不变,小球所受电场力不变,则θ不变,C不符合题意,D符合题意。所以BD符合题意,AC不符合题意。
故答案为:BD
【分析】电建闭合,电压不变,板间距离变小导致场强变大所以导致电场力变大导致夹角变大,断开电建时,板间距离对于场强无影响所以角度不变。
9.(2018高二上·汕头月考)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如下图所示.下列正确的是(  )
A.电场力大小为3mg
B.小球从 A 到 B 与从 B 到 C 运动时间相同
C.小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功相等
D.小球从A到B与从B到C的速度变化量相等
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在重力场、电场及磁场混合场中的运动
【解析】【解答】带电小球从A到C,设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2,竖直分位移分别为y1和y2,经历的时间为分别为t1和t2.在电场中的加速度为a。则从A到B过程小球做平抛运动,则有:x1=v0t1;从B到C过程,有:x2=v0t2;由题意有:x1=2x2;则得:t1=2t2;即小球从A到B是从B到C运动时间的2倍。又 y1= gt12,将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动,则有:y2= at22,根据几何知识有:y1:y2=x1:x2;解得:a=2g;根据牛顿第二定律得:F-mg=ma=2mg,解得F=3mg;A符合题意,B不符合题意;因AB和BC的竖直高度之比是y1:y2= 2:1,则小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功之比为:mgy1:Fy2=2:3,C不符合题意;根据速度变化量△v=at,则得:AB过程速度变化量大小为△v1=gt1=2gt2;BC过程速度变化量大小为△v2=at2=2gt2;所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等。D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】水平方向作匀速运动可以判别运动时间之比;利用速度公式可以判断加速度大小则利用牛二可以判断电场力大小;从A到C重力所做的功等于电场力所做的功,所以A到B重力所做的功小于B到C克服电场力做的功,由于初末速度一样所以速度变化量保持一样。
10.(2018高二上·汕头月考)如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为v2(v2A.小物体上升的最大高度为
B.从N到M的过程中,小物体的电势能先减小后增大
C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功
D.小物体上滑过程克服摩擦力的功跟下滑过程克服摩擦力的功不相等
【答案】A,B
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】设斜面倾角为θ、上升过程中物体沿斜面运动的最大距离为L。因为OM=ON,则MN两点电势相等,小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0。上滑和下滑经过同一个位置时,垂直斜面方向上电场力的分力相等,则经过相等的一小段位移在上滑和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所作的功均为相等的负功,所以上滑和下滑过程克服电场力产生的摩擦力所作的功相等、并设为Wf。在上滑和下滑过程,对小物体,摩擦力做功相等,则应用动能定理分别有:-mgLsinθ-Wf=- mv12;mgLsinθ-Wf= mv22;由以上两式相减可得 h=Lsinθ= ,A符合题意,D不符合题意;从N到M的过程中,电场力对小物体先作正功后作负功,电势能先减小后增大,B符合题意。从M到N的过程中,电场力对小物体先做正功后做负功。C不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】利用上升和下落过程的动能定理联立可以求出最大的高度;由于是负电荷,所以电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大;上滑和下滑过程摩擦力做功大小相等。
三、填空题
11.(2018高二上·汕头月考)两相同的金属小球(可视为质点)带电量分别为-Q和+3Q,当相距r时,其间作用力为F,将两金属球相接触后再放回原来位置,则其间作用力为   .
【答案】
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】由库仑定律可得:两球接触前的库仑力 ;而两球接触后平分电量,则两球的电量q= =Q ,则作用力 .
【分析】利用库仑定律可以求出后来的库仑力和原先库仑力的大小关系。
12.(2018高二上·汕头月考)固定的A、B两个点电荷都带负电,相距10cm,今将第三具点电荷C放在A、B之间连线上距A为2cm,C恰好处于静止状态,则A、B两点电荷电量之比QA:QB =   
【答案】1:16
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】因为QA、QB为固定的负点电荷,只要放入的点电荷受到的合力为0即可,通过受力分析可知,既可以放入正电荷,也可以放入负电荷,由于C恰好处于平衡状态,所以C点电荷在两个固定的电荷之间。由库仑定律得,对C点电荷,则有:
所以:
【分析】利用C处于平衡,合力为0,利用库仑力公式可以求出电荷的比值。
四、解答题
13.(2018高二上·汕头月考)如图所示,ABCD为竖直放在场强为E=104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的 部分是半径为R的半圆形轨道,轨道的水平部分与其半圆相切,A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2 m,把一质量m=0.1 kg、带电量q=+1×10-4 C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放,小球在轨道的内侧运动.(g取10m/s2)求:
(1)小球到达C点时的速度是多大?
(2)小球到达C点时对轨道压力是多大?
(3)小球在轨道上的最大速度是多大?
【答案】(1)解: 由A点到C点应用动能定理有:Eq(AB+R)-mgR= mvC2
解得:vC=2 m/s
(2)解: 在C点应用牛顿第二定律得:FN-Eq=m
得FN=3 N
由牛顿第三定律知,小球在C点对轨道的压力为3 N
(3)解: 因电场力大小等于重力的大小,则合力的方向与竖直方向成450角斜向下,则小球到达CB中点位置时速度最大,则由A点到达此位置,根据动能定理:
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】(1)利用动能定理可以求出在C点的速度大小(2)利用圆周运动合力提供向心力可以求出面弹力大小(3)在轨道的最大速度要利用合力类比重力的方法,求出在合力方向上速度达到 最大的点,利用动能定理可以求出速度大小。
14.(2018高二上·汕头月考)如图所示,两块相同的金属板M和N正对并水平放置,它们的正中央分别有小孔O和O′,两板距离为2L,两板间存在竖直向上的匀强电场;AB是一根长为3L的轻质绝缘竖直细杆,杆上等间距地固定着四个(1、2、3、4)完全相同的带电荷小球,每个小球带电量为q、质量为m、相邻小球间的距离为L,第1个小球置于O孔处.将AB杆由静止释放,观察发现,从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场,AB杆一直做匀速直线运动,整个运动过程中AB杆始终保持竖直,重力加速度为g。求:
(1)两板间的电场强度E;
(2)第4个小球刚离开电场时AB杆的速度;
(3)从第2个小球刚进入电场开始计时,到第4个小球刚离开电场所用的时间.
【答案】(1)解:两个小球处于电场中时,2qE=4mg
解得E=
(2)解:设第4个小球刚离开电场时,杆的运动速度为v,对整个杆及整个过程应用动能定理:
4mg·5L-4·qE·2L= ×4mv2
解得v=
(3)解:设杆匀速运动时速度为v1,对第1个小球刚进入电场到第3个小球刚要进入电场这个过程,应用动能定理得4mg·2L-qE(L+2L)= 4mv
解得v1=
第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场的这段时间,整个杆做匀速直线运动,设运动时间为t1,
则t1= =
第3个小球离开电场后,只有第4个小球在电场中,杆做匀加速直线运动.设运动时间为t2,则
t2= = = =
所以,从第2个小球刚进入电场到第4个小球刚离开电场所经历的时间为
t=t1+t2= .
【知识点】带电粒子在电场中的加速
【解析】【分析】(1)利用平衡条件可以求出场强大小;(2)利用动能定理可以求出末速度大小(3)利用动能定理可以算出匀速过程中的速度大小,利用位移除以速度可以算出匀速的运动时间,第三个小球离开时到第四个小球离开时,杆做匀加速运动,利用位移除以平均速度可以求出加速段的时间,相加可以求出总的时间。
广东省汕头市金山中学2018-2019学年高二上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1.(2018高二上·汕头月考)A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度v和时间t的关系图象如图所示.则此电场的电场线分布可能是图中的(  )
A. B.
C. D.
2.(2018高二上·汕头月考)一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示.图中一组平行实线是等势面,则下列说法正确的是(  )
A.a点的电势比b点低 B.电子在a点的加速度方向向右
C.电子从a点到b点动能减小 D.电子从a点到b点电势能减小
3.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O.将电荷量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示.要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q(  )
A.应放在A点,Q=2q B.应放在B点,Q=-2 q
C.应放在C点,Q=-q D.应放在D点,Q=-q
4.(2018高二上·汕头月考)如图所示,质量为m、带电荷量为q的微粒以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,微粒通过电场中B点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则A、B两点的电势差为(  )
A. B. C. D.
5.(2018高二上·汕头月考)如图所示,带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L,平行板间距离为d,板间电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通过平行板的时间为t,则(不计粒子的重力)(  )
A.在前 时间内,电场力对粒子做的功为
B.在后 时间内,电场力对粒子做的功为
C.在粒子下落前 和后 的过程中,电场力做功之比为1∶2
D.在粒子下落前 和后 的过程中,经过的时间之比为1∶1
二、多选题
6.(2018高二上·汕头月考)如图所示,a.、b为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点从a点由静止释放,沿电场线向上运动,恰好能到b点,下列说法中正确的是(  )
A.带电质点在a.、b两点的电势能相等
B.a点的电势比b点的电势高
C.带电质点从a点运动到b点电场力先做正功后做负功
D.a点的场强比b点的电场强度大
7.(2018高二上·汕头月考)图中所示的是正点电荷所形成的电场中一条电场线,电场线上a和b、b和c间的相距都为d,则下列说法中错误的是(  )
A.a点的电势一定高于b点的电势
B.a点的场强一定大于b点的场强
C.ab两点间的电势差等于bc两点间的电势差
D.将一负电荷由 a 点移到 b 点的过程中,电势能减小
8.(2018高二上·汕头月考)平行板电容器的两极板A、B接于电源两极,两极板竖直、平行正对,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S,电容器充电,悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图所示,则下列说法正确的是 (  )
A.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ减小
B.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ增大
C.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ增大
D.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变
9.(2018高二上·汕头月考)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如下图所示.下列正确的是(  )
A.电场力大小为3mg
B.小球从 A 到 B 与从 B 到 C 运动时间相同
C.小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功相等
D.小球从A到B与从B到C的速度变化量相等
10.(2018高二上·汕头月考)如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为v2(v2A.小物体上升的最大高度为
B.从N到M的过程中,小物体的电势能先减小后增大
C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功
D.小物体上滑过程克服摩擦力的功跟下滑过程克服摩擦力的功不相等
三、填空题
11.(2018高二上·汕头月考)两相同的金属小球(可视为质点)带电量分别为-Q和+3Q,当相距r时,其间作用力为F,将两金属球相接触后再放回原来位置,则其间作用力为   .
12.(2018高二上·汕头月考)固定的A、B两个点电荷都带负电,相距10cm,今将第三具点电荷C放在A、B之间连线上距A为2cm,C恰好处于静止状态,则A、B两点电荷电量之比QA:QB =   
四、解答题
13.(2018高二上·汕头月考)如图所示,ABCD为竖直放在场强为E=104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的 部分是半径为R的半圆形轨道,轨道的水平部分与其半圆相切,A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2 m,把一质量m=0.1 kg、带电量q=+1×10-4 C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放,小球在轨道的内侧运动.(g取10m/s2)求:
(1)小球到达C点时的速度是多大?
(2)小球到达C点时对轨道压力是多大?
(3)小球在轨道上的最大速度是多大?
14.(2018高二上·汕头月考)如图所示,两块相同的金属板M和N正对并水平放置,它们的正中央分别有小孔O和O′,两板距离为2L,两板间存在竖直向上的匀强电场;AB是一根长为3L的轻质绝缘竖直细杆,杆上等间距地固定着四个(1、2、3、4)完全相同的带电荷小球,每个小球带电量为q、质量为m、相邻小球间的距离为L,第1个小球置于O孔处.将AB杆由静止释放,观察发现,从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场,AB杆一直做匀速直线运动,整个运动过程中AB杆始终保持竖直,重力加速度为g。求:
(1)两板间的电场强度E;
(2)第4个小球刚离开电场时AB杆的速度;
(3)从第2个小球刚进入电场开始计时,到第4个小球刚离开电场所用的时间.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【解答】加速度增大,则说明电场力增大,即电场强度增大,而电场线的疏密程度表示电场强度,电场线越密,电场强度越大,AD符合题意;
故答案为:A
【分析】利用图像可以知道加速度越来越大所以电场线越来越密,速度在减小所以电势能在增加,由于是负电荷代表电势在减小,所以沿着箭头方向运动,所以只能选A。
2.【答案】C
【知识点】电场力做功;电场线
【解析】【解答】根据粒子运动轨迹可知所受电场力方向向下,因为电子带负电,所以场强方向向上,沿电场线电势在降低,所以可知a点的电势比b点高,A不符合题意
电子在a点的加速度方向向下,B不符合题意
电子从a点到b点电场力做负功,动能减小,电势能增加,C符合题意;D不符合题意
故答案为:C
【分析】利用轨迹的弯曲方向可以判别电场力的方向,就可以判别电场力做正功电势能减小动能增加。还可以判别场线方向可以知道电势大小,利用场力方向可以找出加速度方向。
3.【答案】C
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】 由平行四边形定则得出+q和-q在O点产生的合场强水平向右,大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小.要使圆心处的电场强度为零,则应在C点放一个电荷量Q=-q的点电荷,故C选项正确。
故选C
【分析】场强叠加遵循平行四边形定则。
4.【答案】C
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】微粒在竖直方向做减速运动,竖直方向的位移 ;从A到B由动能定理: 联立解得A、B两点间的电势差为: ,C符合题意,ABD不符合题意;
故答案为:C。
【分析】利用水平方向的速度变化可以求电场力所做的功,利用电场力做功和电势差的关系可以求出电势差大小。
5.【答案】B
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】根据类平抛运动规律可知,竖直方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动,根据结论可知前t/2和后t/2的竖直位移之比等于1:3,则t/2和后t/2的竖直位移分别为d/8和3d/8;则前t/2时间内,电场力做功为W1=qE d/8=qU/8,后t/2时间内,电场力做功为W2=qE 3d/8=3qU/8,A不符合题意,B符合题意。根据W=qEl可得,在粒子下落前d/4和后d/4的过程中,电场力做功之比为1:1,C不符合题意。根据相等位移的时间关系可知,在粒子下落前d/4和后d/4的过程中经过的时间之比为1:( -1),D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用匀变速直线运动可以判别相邻时间为1:3,所以可以求出电场力所做的功,相同竖直位移电场力做功相等,但是位移相同所花时间不同。
6.【答案】B,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】由a到b,电场力向上,电场力一直做正功,则电势能减小,则a点的电势能大于b点的电势能。AC不符合题意。电场线竖直向上,因沿着电场线方向电势逐渐降低,则a点的电势比b点电势高。B符合题意。由题意可知,开始电场力大于重力,做加速运动,然后电场力小于重力做减速运动,所以a点的电场力大于b点的电场力,则a点的电场强度大于b点的电场强度,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】电场力做正功所以电势能不同,电场线向上可以判别电势的高低,最后静止可以判别a的场力比较大所以场强大。
7.【答案】C,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】根据顺着电场线方向电势逐渐降低,则知a点的电势一定高于b点的电势,A符合题意。a点离正点电荷较近,由点电荷场强公式E=kQ/r2分析可知:a点的场强一定大于b点的场强,B符合题意。ab间的场强大于bc间的场强,由U=Ed可知ab两点间的电势差大于bc两点间的电势差,C错误,符合题意。将一负电荷由a点移到b点的过程中,负电荷所受的电场力方向向左,与位移方向相反,所以电场力做负功,电势能增加,D错误,符合题意。
故答案为:CD.
【分析】利用箭头大小可以判断电势大小,利用场线疏密可以判断场强大小,利用电势差跟场强关系可以判断电势差大小,负电荷沿场线移动时电势降低电势能变大。
8.【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】保持电键S闭合时,电容器板间电压不变,带正电的A板向B板靠近时,板间距离d减小,根据 可知,板间场强增大,小球所受电场力增大,则θ增大,A不符合题意,B符合题意;当电键S断开,电容器的带电量不变,根据电容决定式: ,定义式: 及电场强度: 联立可得: 可知,电场强度与极板间距无关;故板间场强不变,小球所受电场力不变,则θ不变,C不符合题意,D符合题意。所以BD符合题意,AC不符合题意。
故答案为:BD
【分析】电建闭合,电压不变,板间距离变小导致场强变大所以导致电场力变大导致夹角变大,断开电建时,板间距离对于场强无影响所以角度不变。
9.【答案】A,D
【知识点】带电粒子在重力场、电场及磁场混合场中的运动
【解析】【解答】带电小球从A到C,设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2,竖直分位移分别为y1和y2,经历的时间为分别为t1和t2.在电场中的加速度为a。则从A到B过程小球做平抛运动,则有:x1=v0t1;从B到C过程,有:x2=v0t2;由题意有:x1=2x2;则得:t1=2t2;即小球从A到B是从B到C运动时间的2倍。又 y1= gt12,将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动,则有:y2= at22,根据几何知识有:y1:y2=x1:x2;解得:a=2g;根据牛顿第二定律得:F-mg=ma=2mg,解得F=3mg;A符合题意,B不符合题意;因AB和BC的竖直高度之比是y1:y2= 2:1,则小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功之比为:mgy1:Fy2=2:3,C不符合题意;根据速度变化量△v=at,则得:AB过程速度变化量大小为△v1=gt1=2gt2;BC过程速度变化量大小为△v2=at2=2gt2;所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等。D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】水平方向作匀速运动可以判别运动时间之比;利用速度公式可以判断加速度大小则利用牛二可以判断电场力大小;从A到C重力所做的功等于电场力所做的功,所以A到B重力所做的功小于B到C克服电场力做的功,由于初末速度一样所以速度变化量保持一样。
10.【答案】A,B
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】设斜面倾角为θ、上升过程中物体沿斜面运动的最大距离为L。因为OM=ON,则MN两点电势相等,小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0。上滑和下滑经过同一个位置时,垂直斜面方向上电场力的分力相等,则经过相等的一小段位移在上滑和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所作的功均为相等的负功,所以上滑和下滑过程克服电场力产生的摩擦力所作的功相等、并设为Wf。在上滑和下滑过程,对小物体,摩擦力做功相等,则应用动能定理分别有:-mgLsinθ-Wf=- mv12;mgLsinθ-Wf= mv22;由以上两式相减可得 h=Lsinθ= ,A符合题意,D不符合题意;从N到M的过程中,电场力对小物体先作正功后作负功,电势能先减小后增大,B符合题意。从M到N的过程中,电场力对小物体先做正功后做负功。C不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】利用上升和下落过程的动能定理联立可以求出最大的高度;由于是负电荷,所以电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大;上滑和下滑过程摩擦力做功大小相等。
11.【答案】
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】由库仑定律可得:两球接触前的库仑力 ;而两球接触后平分电量,则两球的电量q= =Q ,则作用力 .
【分析】利用库仑定律可以求出后来的库仑力和原先库仑力的大小关系。
12.【答案】1:16
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】因为QA、QB为固定的负点电荷,只要放入的点电荷受到的合力为0即可,通过受力分析可知,既可以放入正电荷,也可以放入负电荷,由于C恰好处于平衡状态,所以C点电荷在两个固定的电荷之间。由库仑定律得,对C点电荷,则有:
所以:
【分析】利用C处于平衡,合力为0,利用库仑力公式可以求出电荷的比值。
13.【答案】(1)解: 由A点到C点应用动能定理有:Eq(AB+R)-mgR= mvC2
解得:vC=2 m/s
(2)解: 在C点应用牛顿第二定律得:FN-Eq=m
得FN=3 N
由牛顿第三定律知,小球在C点对轨道的压力为3 N
(3)解: 因电场力大小等于重力的大小,则合力的方向与竖直方向成450角斜向下,则小球到达CB中点位置时速度最大,则由A点到达此位置,根据动能定理:
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】(1)利用动能定理可以求出在C点的速度大小(2)利用圆周运动合力提供向心力可以求出面弹力大小(3)在轨道的最大速度要利用合力类比重力的方法,求出在合力方向上速度达到 最大的点,利用动能定理可以求出速度大小。
14.【答案】(1)解:两个小球处于电场中时,2qE=4mg
解得E=
(2)解:设第4个小球刚离开电场时,杆的运动速度为v,对整个杆及整个过程应用动能定理:
4mg·5L-4·qE·2L= ×4mv2
解得v=
(3)解:设杆匀速运动时速度为v1,对第1个小球刚进入电场到第3个小球刚要进入电场这个过程,应用动能定理得4mg·2L-qE(L+2L)= 4mv
解得v1=
第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场的这段时间,整个杆做匀速直线运动,设运动时间为t1,
则t1= =
第3个小球离开电场后,只有第4个小球在电场中,杆做匀加速直线运动.设运动时间为t2,则
t2= = = =
所以,从第2个小球刚进入电场到第4个小球刚离开电场所经历的时间为
t=t1+t2= .
【知识点】带电粒子在电场中的加速
【解析】【分析】(1)利用平衡条件可以求出场强大小;(2)利用动能定理可以求出末速度大小(3)利用动能定理可以算出匀速过程中的速度大小,利用位移除以速度可以算出匀速的运动时间,第三个小球离开时到第四个小球离开时,杆做匀加速运动,利用位移除以平均速度可以求出加速段的时间,相加可以求出总的时间。

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