高二物理电场测试题(附答案)
高二物理电场测试题
一不定向选择题(共8小题,每小题3分,共24分,不全2分)
1.有一个点电荷,在以该点电荷球心,半径为R 的球面上各点相同的物理量是:( ) A.电场强度 B.电势
C.同一电荷所受的电场力
D.同一电荷所具有的电势能 2.有一电场线如图1所示,电场中A 、B 两点电场强度的大小和电势分别为E A 、E B 和φA 、φB 表示，则：（ ）
A. E A >E B ,, φA >φB
B. E A >E B ,, φA <φB
C. E A
D. E A 3.关于电场力做功和电势差的说法中,正确的是:( ) A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷量决定 B.电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定 C.电势差是矢量,电场力做的功是标量 D.在匀强电场中,与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零. 4.下列说法正确的是:( ) A.电容器的电容越大,它所带的电荷量就越多 B.电容器的电荷量与极板间的电压成正比 C.无论电容器两极间的电压如何,它的电荷量与电压的比值是恒定不变的 D.电容器的电容与电容器两极板间的电压无关,是由电容器本身的物理条件决定的 5.如图2所示,用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在同一 点.两球的质量分别为m A 、m B ,A 球和B 球所带的电荷量分别为q A 、q B .两球静止时,悬线与竖直线的偏角分别为α和β,则:( ) A. m A >m B , q A C. m A =m B , q A D. m A =m B , q A >q B ,α=β 6.两个电容器的电容分别是C 1、 C 2 ，它们的电荷量分别是Q 1 、Q 2，两极间的电压分别为U 1 、U 2，下列判断正确的是:（ ） A.若C 1=C 2,则U 1 >U 2时, Q 1 >Q 2 B.若Q 1 =Q 2,则U 1 >U 2时, C 1>C 2 C.若U 1 =U 2,则Q 1 >Q 2时, C 1>C 2 D.上述判断都不对 7.如图3所示,在处于O 点的点电荷+Q 形成的电场中,试 探电荷q 由A 点移到B 点,电场力做功为W 1;以OA 为半径画弧交于OB 于C ，q 由A 点移到C 点电场力做功为 W 2; q 由C 点移到B 点电场力做功为 W 3. 则三者的做功关系以及q 由A 点移到C 点电场力做功为 W 2的大小：( ) A. W 1 =W 2= W 3, W 2=0 B. W 1 >W 2= W 3, W 2>0 C. W 1 =W 3>W 2, W 2=0 D. W 1 =W 2< W 3, W 2=0 8.设法让电子、一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子及三价铝离子的混合物经过加速电压 大小为U 的加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场中偏转，关于它们能否分成几股的说法中正确的是：（ ） 二填空题(共2小题,每空4分,共16分) 9.平行板电容器两极间的电势差为100V ,当极板上的电荷量增加1×10-9C 时,极板间某电荷受到的电场力增大为原来的1.5倍,这个电容器的电容是 . 10.先后让一束电子和一束氢核通过同一偏转电场,在下列两种情况下,试分别求出电子的偏转角φe 和氢核的偏转角φH 的正切之比,已知电子和氢核的质量分别为m e 和m H . (1)电子和氢核的初速度相同,则tan φe :tan φH = (2)电子和氢核的初动能相同,则tan φe :tan φH = (3)电子和氢核的初动量相同,则tan φe :tan φH = 三计算题(共7小题, 13，14题10分其它每小题8分,计60分,务必写出必要的理论根据、方程,运算过程及单位.) 11.如图4所示,在真空中用等长的绝缘丝线分别悬挂两个点电荷A 和B ,其电荷量分别为 +q 和-q .在水平方向的匀强电场作用下,两悬线保持竖直,此时A 、B 间的距离为l . 求该匀强电场场强的大小和方向, 12.某两价离子在100V 的电压下从静止开始加速后,测出它的动量为1.2×10-21kg ·m/s,求(1) 这种离子的动能是多少eV?(2)这种离子的质量多大 ? 13.如图5所示,一个质子以初速度v 0=5 ×106m/s 射入一个由两块带电的 平行金属板组成的区域.两板距离为20cm,金属板之间是匀强电场,电场强度 为3×105V/m. 质子质量为m =1.67×10-27kg,电荷量为q =1.60×10-19C.试求(1)质子 由板上小孔射出时的速度大小(2) 质子在电场中运动的时间. 图1 - 图5 - - - + B 图4 O C 图3 14.如图6所示,在场强为E的匀强电场中,一绝缘轻质细杆l可绕 点O点在竖直平面内自由转动,A端有一个带正电的小球,电荷量为q, 质量为m。将细杆从水平位置自由释放,则:(1)请说明电势能如何变化? (2)求出小球在最低点时的动能 (3)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力. 15.如图7所示,已知电荷量为q,质量为m的带电粒子以速度v垂直进入极板长度的为l、极板的距离为d,两极板间的电压为U的平行板电容器中,试推导带电粒子在竖直偏转电场中的竖直偏转位移的距离y和偏转角φ的公式. 16.如图8所示,用长为l的绝缘线,把一个质量为m的带电小球悬挂在 带等量异种电荷的平行板之间,平衡时,小球偏离竖直位置h,(已知l>>h).如 果两板间的电压为U,两板间的距离为d,求小球带有多少个多余的电子? 17.一个不带电的平行板电容器,用电压为60V的直流电源充电,充电过程中电源耗去了4.8×10-6J的能量,试求这个电容器的电容,并求在此充电过程中,从一个极板转移过程至另一个极板的电子的数目. 高二物理电场测试（二）参考答案： 1.BD 2.D 3.BD 4.BCD 5.CD 6.AC 7.C 8.B 9.2×10-11F10. m H: m e;1:1; m e:m H 11.解:对A研究：由平衡条件得： 图6 + 图 8 d 图7 22 l q k qE = （4分）2l q k E =（2分）方向为水平向左（2分） 12. 解:(1)由动能定理得:2 2 1mv eU = （2分） E k =eU=200eV （2分） (2) 262 221025.22221-?==?= =eU p m m p mv eU kg （4分） 13.解: (1)由动能定理得: 2 022121mv mv qEd -=（3分） 62 01062?=+= v m qEd v (m/s) （2分） (2)由动量定理得:0mv mv qEt -= （3分） t =)(0mv mv -/qE=3.6×10-6 (s) （2分） 14.解:(1)因为电场力做正功,电势能减小（3分） (2)由动能定理得:02 12 -= +mv qEl mgl （2分） =∴kB E qEl mgl +（2分） (3)在最低点由牛顿第二定律得: l v m mg T 2 =-（2分） qE mg T 23+=（1分） 15.解:带电粒子经U 加速后,设以0v 的速度垂直进入偏转电场, 电子在偏转电场中运动的时间t 为：0 v l t = （1分） 电子在偏转电场中的加速度a 为:md eU m F a == （1分） 电子在偏转电场中的偏转量y 为： 2 2 1at y = （1分） 联立以上各式得:2 2 21mdv qUl y ?= （1分） 偏转角φ:tan φ= 2 00 mdv qUl v at v v y == （4分） 16.解:对小球研究:由正交分解法求解: T sin θ=qE （1分） T cos θ=mg （1分） E=U/d （1分） C=Q/U （1分） q=ne （1分） 因为l>>h, 角θ很小,tan θ≈sin θ= h/ l （1分） 联立求解得:n =mgdh/qUl （1分） 17.解:qU W = （2分） q=W/U=4.8×10-6/60=8×10-8C （2分） C=Q/U =8×10-8/60=1.3×10-9F （2分） q=ne,n=q/e =8×10-8/1.6×10-19=5×1010个（2分）β B. m A