高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng)第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【市一等獎(jiǎng)】

湖北省監(jiān)利一中2023－2023高二物理9月考試卷一、選擇題（每小題5分，共50分，其中第10、11、12小題為多選題）1.關(guān)于靜電場(chǎng)的等勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的是()A．兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交B．電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處相互垂直C．同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等D．將一負(fù)的試探電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面，電場(chǎng)力做正功2.一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上。若將云母介質(zhì)移出，則電容器()A．極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大B．極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C．極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變D．極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變3.關(guān)于物理學(xué)史，下列說(shuō)法中不正確的是()A．電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得的B．法拉第不僅提出了場(chǎng)的概念，而且直觀地描繪了場(chǎng)的清晰圖象C．法拉第通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究確認(rèn)了真空中兩點(diǎn)電荷之間相互作用力的規(guī)律D．庫(kù)侖在前人工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究確認(rèn)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力的規(guī)律4．如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，有一棱形ABCD，對(duì)角線交點(diǎn)為O，在頂點(diǎn)B、D處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，若將一個(gè)帶正電的小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球?qū)⒀貙?duì)角線AC作往返運(yùn)動(dòng)．則()A．B、D處固定的是等量的正電荷B．B、D處固定的是等量的異種電荷C．在A、C的連線上O點(diǎn)電勢(shì)最低D．運(yùn)動(dòng)小球在O處的機(jī)械能最小5.電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，把某點(diǎn)電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)該電荷做負(fù)功，則下列說(shuō)法正確的是A．該電荷是正電荷，電勢(shì)能減少B．該電荷是正電荷，電勢(shì)能增加C．該電荷是負(fù)電荷，電勢(shì)能增加D．電荷的電勢(shì)能增加，但是不能判斷是正電荷還是負(fù)電荷6．如圖所示，一帶電油滴懸浮在平行板電容器兩極板A、B之間的P點(diǎn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將極板A向下平移一小段距離，但仍在P點(diǎn)上方，其他條件不變．下列說(shuō)法中正確的是()A.液滴將向下運(yùn)動(dòng)B.兩板電勢(shì)差增大C.極板帶電荷量將增加D.P點(diǎn)電勢(shì)降低7．如圖所示，一價(jià)氫離子和二價(jià)氦離子(不考慮二者間的相互作用)，從靜止開始經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，垂直打入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，則它們()A．同時(shí)離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，但出射點(diǎn)的位置不同B．同時(shí)離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，出射點(diǎn)的位置相同C．先后離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，但出射點(diǎn)的位置相同D．先后離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，且出射點(diǎn)的位置不同8．中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為＋eq\f(2,3)e的上夸克和兩個(gè)電荷量為－eq\f(1,3)e的下夸克，一簡(jiǎn)單模型是三個(gè)夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖所示．在下圖給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是()9.帶電粒子射入一固定的帶正電的點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，沿圖中實(shí)線軌跡從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離分別為ra、rb(ra＞rb)，b點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)軌跡上到Q最近的點(diǎn)，不計(jì)粒子所受的重力，則可知()A．粒子帶負(fù)電B．b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)可能等于a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C．從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中，靜電力對(duì)粒子不做功D．從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中，粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變10．如圖所示，一帶電液滴在重力和勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)它的作用力的作用下，從靜止開始由B點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，且BD與豎直方向的夾角為45°，則下列結(jié)論正確的是()A．此液滴帶負(fù)電B．液滴的加速度等于eq\r(2)gC．合外力對(duì)液滴做的總功為零D．液滴的電勢(shì)能減少11．如圖所示，AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為O，半徑為R，將等電量的兩正點(diǎn)電荷Q放在圓周上，它們的位置關(guān)于AC對(duì)稱，與O點(diǎn)的連線和OC間夾角為30°，下列說(shuō)法正確的是()A．電荷q從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零B．電荷q從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零C．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(kQ,R2)D．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(\r(3)kQ,R2)12．光滑水平面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與正方形一邊平行．一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球由某一邊的中點(diǎn)，以垂直于該邊的水平初速度v0進(jìn)入該正方形區(qū)域．當(dāng)小球再次運(yùn)動(dòng)到該正方形區(qū)域的邊緣時(shí)，具有的動(dòng)能可能為()A．0 \f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(1,2)qEl\f(1,2)mveq\o\al(2,0) \f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(2,3)qEl二、計(jì)算題（共5小題，每小題12分，寫出必要的文字說(shuō)明和解答過(guò)程，只寫答案得0分）13．如圖，真空中xOy平面直角坐標(biāo)系上的ABC三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形，邊長(zhǎng)L＝2.0m，若將電荷量均為q＝＋×10－6C的兩點(diǎn)電荷分別固定在A、B點(diǎn)，已知靜電力常量k＝×109N·m2/C2，求：(1)兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大?。?2)C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．14．質(zhì)量為m，帶電量為－q的微粒(重力不計(jì))，經(jīng)過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)速度為v，方向與電場(chǎng)線垂直，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度大小為2v，如圖所示．已知A、B兩點(diǎn)間的距離為d.求：(1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差；(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．15．如圖所示，一帶電荷量為q＝－5×10－3C，質(zhì)量為m＝0.1kg的小物塊放在一傾角為θ＝37°的光滑絕緣斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置處在一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí)，小物塊恰處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(2)某時(shí)刻小物塊的電荷量突然減少了一半，求物塊下滑距離L＝1.5m時(shí)的速度大?。?6．如圖所示，兩平行金屬板帶等量異號(hào)電荷，兩板間距離為d，與水平方向成α角放置，一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的帶電小球恰沿水平直線從一板的端點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)到另一板的端點(diǎn)，求：(1)該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小及小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小；(2)小球由靜止開始從一板到達(dá)另一板所需時(shí)間．

湖北省監(jiān)利一中2023－2023高二物理9月考試卷答題卡姓名：______________班級(jí)：_______得分：_______________一、選擇題（每小題5分，共60分）123456789101112二、解答題（第13/14小題12分，第15/16小題13分共50分）

1、B[若兩個(gè)不同的等勢(shì)面相交，則在交點(diǎn)處存在兩個(gè)不同電勢(shì)數(shù)值，與事實(shí)不符，A錯(cuò)；電場(chǎng)線一定與等勢(shì)面垂直，B對(duì)；同一等勢(shì)面上的電勢(shì)相同，但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相同，C錯(cuò)；將一負(fù)電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面，電場(chǎng)力做負(fù)功，故D錯(cuò)。]2、D[由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，當(dāng)云母介質(zhì)移出時(shí)，εr變小，電容器的電容C變?。灰?yàn)殡娙萜鹘釉诤銐褐绷麟娫瓷?，故U不變，根據(jù)Q＝CU可知，當(dāng)C減小時(shí)，Q減小。再由E＝eq\f(U,d)，由于U與d都不變，故電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，選項(xiàng)D正確。]3、解析：電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的．故A正確．法拉第不僅提出了場(chǎng)的概念，而且用電場(chǎng)線形象直觀地描繪了場(chǎng)的清晰圖象．故B正確．庫(kù)侖通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)了真空中兩點(diǎn)電荷之間相互作用力的規(guī)律——庫(kù)侖定律．故C錯(cuò)誤，D正確．答案：C4、D根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，電場(chǎng)力對(duì)該電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，但是不能判斷是正電荷還是負(fù)電荷，選項(xiàng)D正確．/5、解析：由題意知，B、D處固定的是等量的負(fù)電荷，A、B錯(cuò)；帶正電的小球從A點(diǎn)靜止釋放，向低電勢(shì)處移動(dòng)，故C對(duì)；運(yùn)動(dòng)小球在O處的電勢(shì)能最小，機(jī)械能最大，D錯(cuò)．答案：C6、D[解析]由帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知粒子帶正電；由點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝keq\f(Q,r2)可知，Eb＞Ea；粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，靜電力對(duì)粒子做負(fù)功，粒子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，但動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變，選項(xiàng)D正確7、解析：A、B電容器板間的電壓保持不變，故B錯(cuò)；當(dāng)將極板A向下平移一小段距離時(shí)，根據(jù)E＝eq\f(U,d)，分析得知，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，液滴所受電場(chǎng)力增大，液滴將向上運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤，UP=Ed1，d1不變，E變大，故UP變大，即P點(diǎn)電勢(shì)升高，D錯(cuò)；根據(jù)電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)得知電容C增大，而電容器的電壓U不變，極板帶電荷量將增大．故C正確．答案：C8、解析：在加速電場(chǎng)中，qU1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，離子沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：vx＝v0，穿過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間t＝eq\f(l,v0)，在加速電場(chǎng)中，由牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律：a＝eq\f(qU,md)可知，一價(jià)離子的加速度大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，由于兩種離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的水平速度不同，一價(jià)離子的水平速度大，仍然是一價(jià)離子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，所以一價(jià)離子先離開電場(chǎng)；平行于電場(chǎng)方向即垂直于初速度的方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qU2,md)，偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qU2l2,2mdveq\o\al(2,0))＝eq\f(U2l2,4U1d)，可以看出，離子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)位移與離子的質(zhì)量和電荷量均無(wú)關(guān)，即出射位置相同，正確答案C.答案：C9、解析：電荷量為＋eq\f(2,3)e的上夸克受另兩個(gè)下夸克的吸引力，合力的方向一定豎直向下．對(duì)其中一個(gè)下夸克，受力如右圖所示，由于F1的水平分力與F2大小相等，方向相反，故F1與F2的合力豎直向上．答案：B10、ABD[解析]帶電液滴由靜止沿BD方向運(yùn)動(dòng)，故靜電力與重力的合力必定沿BD方向，如圖所示，因此，液滴帶負(fù)電，由F合＝eq\f(mg,cos45°)＝ma可得a＝eq\r(2)g，故選項(xiàng)A、B正確；合外力做正功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；靜電力F電做正功，液滴的電勢(shì)能減少，選項(xiàng)D正確．11、解析：電荷q從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，所受電場(chǎng)力豎直向上，電場(chǎng)力做負(fù)功，A錯(cuò)，根據(jù)對(duì)稱性知B正確，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(\r(3)kQ,R2)，C錯(cuò)，D正確．答案：BD12、解析：由題意知，小球從進(jìn)入電場(chǎng)至穿出電場(chǎng)時(shí)可能存在下列三種情況：從穿入處再穿出時(shí)，靜電力不做功．C項(xiàng)對(duì)；從穿入邊的鄰邊穿出時(shí)，靜電力做正功W＝Eq·eq\f(l,2)，由功能關(guān)系知B項(xiàng)對(duì)；從穿入邊的對(duì)邊穿出時(shí)，若靜電力做負(fù)功，且功的大小等于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，則A項(xiàng)對(duì)；而靜電力做正功時(shí)，不可能出現(xiàn)W＝eq\f(2,3)Eql，D項(xiàng)錯(cuò)．答案：ABC13．解析：(1)根據(jù)庫(kù)侖定律，A、B兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小為F＝keq\f(q2,L2)，代入數(shù)據(jù)得，F(xiàn)＝×10－3N.(2)A、B點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，均為E1＝keq\f(q,L2)，A、B兩點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)在C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝2E1cos30°，聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)得，E＝×103N/C，場(chǎng)強(qiáng)E的方向沿y軸正向．答案：(1)×10－3N(2)×103N/C，沿y軸正向14．解析：(1)根據(jù)動(dòng)能定理可得：qUAB＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2.解得：UAB＝eq\f(3mv2,2q).(2)由題意可知，帶電微粒在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，垂直電場(chǎng)方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，x＝vt沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻