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第十章
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列说法正确的是
A.电荷放在电势高的地方,电势能就大
B.正电荷在电场中某点的电势能,一定大于负电荷在该点具有的电势能
C.无论是正电荷还是负电荷,克服电场力做功它的电势能都增大
D.电场强度为零的点,电势一定为零
解析 电势能的大小与电荷的电性有关,正电荷放在电势高的地方,电势能大,而负电荷放在电势高的地方,电势能小,故A错误;正电荷在电场中电势大于零的点,其电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能;而正电荷在电场中电势小于零的点,其电势能一定小于负电荷在该点具有的电势能,故B错误;只要克服电场力做功,电荷的电势能一定增大,与电荷的电性无关,故C正确;电场强度与电势无关,可知电场强度为零的点,电势不一定为零,故D错误。
答案 C
2.(2020·雅礼质检)某区域的电场线分布如图1所示,其中间一根电场线是直线,一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点,取O点为坐标原点,沿直线向右为x轴正方向,粒子的重力忽略不计。在由O到A运动过程中,下列关于粒子的运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线可能正确的是
图1
解析 带正电的粒子从O点向A点运动过程中,电场线先变疏再变密,电场强度先变小后变大,故电场力和粒子的加速度也是先变小后变大,B正确;粒子从O向A运动,一直加速,但加速度先变小后变大,其速度-时间图像的斜率也是先变小后变大,A错误;从O到A,电场强度先变小后变大,单位长度上的电势降落也应是先变小后变大,C错误;根据Ek=mv2=Fx,知Ek-x图像的斜率为力F,从O到A,粒子所受的电场力先减小后变大,故Ek-x图像的斜率也应是先变小后变大,D错误。
答案 B
3.(2019·东北联考)如图2所示,三条虚线表示某电场中的三个等差等势面,电势分别为φ1、φ2、φ3。一个带电粒子只在电场力作用下按图中实线轨迹从A点运动到B点,则以下说法正确的是
图2[来源:学科网]
A.φ1>φ2>φ3
B.粒子在A点的加速度方向与速度方向的夹角为钝角
C.粒子在B点的加速度大于在A点的加速度
D.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
解析 由于带电粒子的电性未知,则无法确定三个等势面的电势高低,选项A错误;根据电场线与等势面垂直以及粒子做曲线运动的条件可以判断出带电粒子从A点运动到B点的过程中,速度方向和电场力方向的夹角为锐角,粒子做加速运动,电场力做正功,粒子的电势能减小,所以粒子在A点的电势能大于在B点的电势能,故选项B错误,D正确;根据等差等势面密集的地方电场强度大,可知A点的电场强度大于B点的电场强度,由F=qE可知带电粒子在A点所受的电场力大于在B点所受的电场力,根据牛顿第二定律F=ma,可知粒子在A点的加速度大于在B点的加速度,选项C错误。
答案 D
4.(2019·吉林期末)如图3所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接,将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电荷量Q、电容C、两极间的电压U、电容器两极板间的电场强度E的变化情况是
图3
A.Q变小,C不变,U不变,E变小
B.Q变小,C变小,U不变,E不变
C.Q不变,C变小,U变大,E变小
D.Q不变,C变小,U变大,E不变
解析 由于没有电源对装置充放电,所以装置中的电荷量总量保持不变。当A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,由C=,即电场强度和板间距离无关,所以E不变,故D正确。
===知U增大,板间电场强度为E=知C减小,由U=
答案 D
5.如图4(a)所示,在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),当两板间的电压分别如图(b)甲、乙、丙、丁所示,电子在板间运动(假设不与板相碰),下列说法正确的是
图4
A.电压是甲图时,在0~T时间内,电子的电势能一直减少
B.电压是乙图时,在0~时间内,电子的电势能先增加后减少
C.电压是丙图时,电子在板间做往复运动
D.电压是丁图时,电子在板间做往复运动
解析 若是甲图,电场力先向左后向右,则粒子先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,即电场力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,故A错误;电压是乙图时,在0~后减速,T时减为零,之后又重复0~T的运动过程,故粒子做往复运动,D正确。
后反向加速,后减速,做加速度先增加后减小的减速运动,到T时速度减为0,之后继续朝同方向加速减速,故粒子一直朝同一方向运动,C错误;电压是丁图时,电子先加速,到时间内,电子先加速后减速,即电场力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,故B错误;电压是丙图时,电子先做加速度