精品解析：广东省江门市台山市鹏权中学2022-2023学年高二上学期第一次月考物理试题

2022-2023学年广东省江门市台山市鹏权中学高二（上）第一次月考物理试卷 一、单项选择题（共8小题，每题3分，共24分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 法拉第得出了两个点电荷之间的作用力与电荷量成正比，与距离的平方成反比 B. 电容的单位是法拉，用F表示，它是一个基本单位 C. 富兰克林提出了用电场线来形象描述电场 D. 元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 2. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（ ） A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将增大 C. 带电油滴的电势能将增大 D. 若电容器的电容减小，则极板带电量将增大 3. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（　　） A. 三个等势面中，c的电势最低 B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C. P点的电场强度小于Q点的电场强度 D. 带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b 4. 分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电、下板接地。三小球分别落在图中A、B、C三点，则正确的是（　　） A. A带负电、B不带电、C带正电 B. 三小球在电场中加速度大小关系是： C. 三小球在电场中运动时间相等 D. 三小球到达下板时动能关系是 5. 由电场强度的定义式可知，在电场中的同一点（　　） A. 电场强度E跟F成正比，跟q成反比 B. 无论放入的试探电荷所带的电荷量如何变化，始终不变 C. 电场中某点的场强为零，放入该点的电荷受到的静电力不一定为零 D. 试探电荷在该点受到的静电力的方向就是该点的场强方向 6. 如图所示，在匀强电场中，将带电荷量为－6×10－6C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了－2.4×10－5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点间的电势差=4V B. B、C两点的电势差=2V C. C点的电势比B点的电势低 D. 场强的方向垂直于AC指向B 7. 下列四个图中，、两点电势相等、电场强度也相等的是（　　） A. B. C. D. 8. 电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（　　） A. A、K之间的电场强度 B. 电子由K沿电场线到A电势能逐渐增大 C. 电子在K附近受到电场力比在A附近要大 D. 电子到达A极板时的动能等于 二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分） 9. 如图，静止的电子在加速电压为的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为的电场作用下偏转一段距离。现使变为原来的2倍，要想使电子在偏转电场的偏转位移不发生变化，电子仍能穿出偏转电场，应该（　　） A. 仅使变为原来的2倍 B. 仅使变为原来的4倍 C. 仅使偏转电场板间距离变为原来的倍 D. 仅使偏转电场板间距离变为原来的2倍 10. 如图所示，虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个不同的等势面，相邻等势面的间距相等，一电子射入电场后（只受电场力作用）的运动轨迹如图中实线所示，其中先后经过的四个点1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的交点，由此可以判定（　　） A. O处的点电荷一定带负电 B. 电子运动过程中，动能先增大后减小，电势能先减小后增大 C. 三个等势面的电势高低关系是φc>φb>φa D. 电子从位置2到位置3与从位置3到位置4过程中电场力所做的功相等 11. 如图，匀强电场区域内，由、、、、、、、作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面垂直。若在点固定一正点电荷Q，则（　　） A. 、两点的电场强度大小相等，电势相等 B. 、两点的电场强度大小相等，电势相等 C. 、两点的电场强度大小相等，电势相等 D. 、两点的电场强度大小相等，电势相等 12. 如图所示，平行板电容器与输出电压为U的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略；一带负电油滴被固定于电容器中的Р点；现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　） A. 电容器的电容变大 B. 静电计指针张角不变 C. 带电油滴的电势能增大 D. 若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 13. 如图，a、b、c、d为一边长为的正方形的顶点．电荷量均为q(q>0)的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k．不计重力．下列说法正确的是( ) A. b点的电场强度大小为 B. 过b、d点的直线位于同一等势面上 C. 在两点电荷产生电场中，ac中点的电势最低 D. 在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零 14. 如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场，将一带电小球自C点h高处静止释放，一段时间后小球与正下方弹簧在A点开始接触并压缩弹簧，假设在释放到最低点B的过程中电场力对小球做功-5J，弹簧形变始终处于弹性限度范围，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 从C点到B点，小球电势能增加5J B. 从C点到B点，小球与弹簧组成的系统机械能减少5J C. 小球从A运动到B过程中速度一直在减小 D 小球反弹后可重新到达C点 三、实验题 15. 美国物理学家密立根利用图示的实验装置最先测出了电子的电荷量，该实验被称为“密立根油滴实验”。如图所示，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正、负极相连接，板间产生方向竖直向下的匀强电场，板间有一油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。 （1）若要测出该油滴的电荷量，则需要测出的物理量是__________。（已知重力加速度为g） A．油滴的质量m B．两板的长度L C．两板间的电压U D．两板间的距离d （2）用（1）中所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q＝__________。 （3）若要使原本静止的油滴落到下极板，则下列做法可以达到目的的是__________。 A．保持两极板电压不变，把上极板向下移 B．断开电源，把上极板向上移 C．断开电源，在P点与上极板间插入陶瓷板 D．断开电源，把上极板向右移 16. 三个图为探究平行板电容器电容大小因素的实验，请将正确的结论填在横线上，两平行板之间的电场可以视为匀强电场，给电容器充电后与电源断开，那么 （1）若保持S不变，d变大，板间电场强度E______。（均填“变小”、“变大”或“不变”） （2）保持板间距离d不变，正对面积S变小，则板间电势差U______。 （3）若保持S和d都不变，插入介质板后，则板间电容C______。 四、计算题（共3小题，共40分） 17. 如图所示，水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接，圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度现有质量的带电体（可视为质点）放在水平轨道上A点处，两点距离，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的端时，速度恰好为零，已知带电体所带电荷量，取，求： （1）带电体在水平轨道上运动到端时速度的大小； （2）A、两点之间的电势差以及从A到运动过程中因摩擦生成的热量。 18. 如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10－3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m＝4×10－5 kg，电荷量q＝＋1×10－8 C，g＝10 m/s2．求： （1）微粒入射速度v0为多少？ （2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，所加的电压U应取什么范围？ 19. 一条长为L的绝缘细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为+q的小球，将它置于水平向右的匀强电场中，小球静止时细线与竖直线的夹角成。已知重力加速度为。 （1）突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为多大； （2）如果改变电场强度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，求电场强度的最小值； （3）要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，在A点垂直于细线方向至少给小球多大的速度？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2022-2023学年广东省江门市台山市鹏权中学高二（上）第一次月考物理试卷 一、单项选择题（共8小题，每题3分，共24分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 法拉第得出了两个点电荷之间的作用力与电荷量成正比，与距离的平方成反比 B. 电容的单位是法拉，用F表示，它是一个基本单位 C. 富兰克林提出了用电场线来形象描述电场 D. 元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 【答案】D 【解析】 【详解】A．库仑发现了点电荷之间作用力的规律，故A错误； B．电容的单位为法拉，这是为了纪念法拉第这位伟大的物理学家，但是法拉不是基本单位，故B错误； C．19世纪30年代，法拉第提出了电场的观点，并提出了用电场线来形象描述电场；故C错误； D．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测出的，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（ ） A 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将增大 C. 带电油滴的电势能将增大 D. 若电容器的电容减小，则极板带电量将增大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A错误； B．板间场强E减小，而P点与下极板间距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B错误； C．由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加；故C正确； D．根据电容的定义式，电容器与电源保持相连，则U不变，当C减小，则Q也减小；故D错误。 故选C。 3. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（　　） A. 三个等势面中，c的电势最低 B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C. P点的电场强度小于Q点的电场强度 D. 带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上，而顺着电场线电势降低，故c点电势最高，故A错误； B．根据负电荷在电势高处电势能小，可知带电质点在P点的电势能比在Q点的大，故B错误； C．根据疏密程度可知P点的电场强度大于Q点的电场强度，故C错误； D．带电质点在R点的受力方向沿着电场线的切线方向，电场线与等势面垂直，故质点在R点的加速度方向与等势面垂直，故D正确； 故选D。 4. 分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电、下板接地。三小球分别落在图中A、B、C三点，则正确的是（　　） A. A带负电、B不带电、C带正电 B. 三小球在电场中加速度大小关系是： C. 三小球在电场中运动时间相等 D. 三小球到达下板时的动能关系是 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．由图可知，三个小球的水平位移 由于水平速度相同，所以它们的运动时间 又由于竖直位移相同，所以竖直方向上的加速度 已知上板带负电、下板接地后将感应出正电荷，所以C带负电、B不带电、A带正电，故B正确、AC错误； D．在运动过程中，重力对小球做的功相同；电场力对C球做正功、对B球不做功、对A球做负功，根据动能定理可知，三小球到达下板时的动能关系是 故D错误。 故选B。 5. 由电场强度的定义式可知，在电场中的同一点（　　） A. 电场强度E跟F成正比，跟q成反比 B. 无论放入的试探电荷所带的电荷量如何变化，始终不变 C. 电场中某点的场强为零，放入该点的电荷受到的静电力不一定为零 D. 试探电荷在该点受到的静电力的方向就是该点的场强方向 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．电场强度等于试探电荷所受电场力与电荷量的比值，可电场强度E并不与F成正比，与q成反比，而与F、q无关，E是由电场本身所决定，A错误； B．在电场中的同一点，电场强度E是一定的，则无论试探电荷所带电荷量如何变化，一直不变，B正确； C．若电场中某点的场强是零，放入该点的电荷受到的静电力一定是零，C错误； D．某点的电场方向，试探正电荷在该点受到的静电力方向就是该点的场强方向，D错误。 故选B。 6. 如图所示，在匀强电场中，将带电荷量为－6×10－6C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了－2.4×10－5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点间的电势差=4V B. B、C两点的电势差=2V C. C点的电势比B点的电势低 D. 场强的方向垂直于AC指向B 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据公式可知 故A正确； B．同理可得 故B错误 C．由于UBC=－2V，那么C点的电势比B点的电势高，故C错误； D．由于该电场为匀强电场，所以等势面在所示平面内投影为直线且电势在任意直线上均匀变化。取A、B中点，此点电势为2V，连接C点，得到相同电势的一条直线，由于电场强度方向垂直等势面且指向电势减小的方向，所以过B点做该直线垂线即得到条电场线，方向如图所示 场强方向并不是垂直于AC的，故D错误。 故选A。 7. 下列四个图中，、两点电势相等、电场强度也相等的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面，A图中、两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的电场强度相等，选项A错误； B．B图中、两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的电场强度大小相等、方向不同，选项B错误； C．C图中、两点对称于两等量同种电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上电场强度的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的电场强度的方向不同，选项C错误； D．在D图中，、两点在等量异种电荷的中垂线上，电势相等，电场强度的方向平行于两电荷连线指向负电荷，而且大小相等，选项D正确。 故选D。 8. 电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（　　） A. A、K之间的电场强度 B. 电子由K沿电场线到A电势能逐渐增大 C. 电子在K附近受到的电场力比在A附近要大 D. 电子到达A极板时的动能等于 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A． A、K之间的电场强度是非匀强电场，所以A错误； B．电子由K沿电场线到A电场力做正功，电势能逐渐减小，所以B错误； C．电子在K附近受到的电场线比在A附近要疏，则电子在K附近受到的电场力比在A附近要小，所以C错误； D．由电场力做功及动能定理有 则电子到达A极板时的动能等于，所以D正确； 故选D。 二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分） 9. 如图，静止的电子在加速电压为的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为的电场作用下偏转一段距离。现使变为原来的2倍，要想使电子在偏转电场的偏转位移不发生变化，电子仍能穿出偏转电场，应该（　　） A. 仅使变为原来的2倍 B. 仅使变为原来的4倍 C. 仅使偏转电场板间距离变为原来的倍 D. 仅使偏转电场板间距离变为原来的2倍 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】设平行金属板间的距离为d，板长为l，电子在加速电场运动时，由动能定理得 垂直进入平行金属板间电场做类平抛运动，则有水平方向 竖直方向 联立可得 现使加倍，要使电子在偏转场的偏移量不发生变化，则可以仅使加倍或仅使偏转电场板间距离变为原来的0.5倍，故AC正确，BD错误。 故选AC。 10. 如图所示，虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个不同的等势面，相邻等势面的间距相等，一电子射入电场后（只受电场力作用）的运动轨迹如图中实线所示，其中先后经过的四个点1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的交点，由此可以判定（　　） A. O处的点电荷一定带负电 B. 电子运动过程中，动能先增大后减小，电势能先减小后增大 C. 三个等势面的电势高低关系是φc>φb>φa D. 电子从位置2到位置3与从位置3到位置4过程中电场力所做的功相等 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从电子的运动轨迹可以看出两个电荷相互排斥，故点O处电荷带负电，故A正确； B．两个电荷相互排斥，故电子运动过程中电场力先做负功，后做正功，动能先减小再增大，电势能先增大后减小，故B错误； C．点O处电荷带负电，故结合负电荷的等势面图，可以知道a、b、c三个等势面的电势高低关系是φc＞φb＞φa，故C正确； D．点电荷产生的电场中，距离点电荷越远，电场强度越小，由于两相邻等势面的间距相等所以：U23＞U34，电场力做功：，电子从位置2到位置3与从位置3到位置4过程中电场力所做的功不相等，故D错误； 故选AC。 11. 如图，匀强电场区域内，由、、、、、、、作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面垂直。若在点固定一正点电荷Q，则（　　） A. 、两点的电场强度大小相等，电势相等 B. 、两点的电场强度大小相等，电势相等 C. 、两点的电场强度大小相等，电势相等 D. 、两点的电场强度大小相等，电势相等 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．由正点电荷场强公式 可知，、两点离点的距离相等，Q在、两点的场强大小相等，且方向均与匀强电场垂直，故、两点合场强大小相等，、两点在匀强电场的等势面上，也在点电荷Q的等势面上，故两点电势相等，A正确； B．同理可知，、两点离点的距离不相等，由正电荷产生的电场大小不相等，与匀强电场叠加之后的合场强大小也就不相等，两点不在点电荷Q的等势面上，故两点电势不相等，B错误； C．、两点离点的距离（都为面对角线）相等，由正电荷产生的电场大小相等，与匀强电场夹角相等，叠加之后合场强大小相等，电势也相等，C正确； D．、两点离点的距离（一为体对角线，一为面对角线）不相等，由正电荷产生的电场大小不相等，与匀强电场叠加之后合场强大小也就不相等，电势也不相等，D错误。 故选AC。 12. 如图所示，平行板电容器与输出电压为U的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略；一带负电油滴被固定于电容器中的Р点；现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　） A. 电容器的电容变大 B. 静电计指针张角不变 C. 带电油滴的电势能增大 D. 若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 【答案】BD 【解析】 分析】 【详解】A．根据 知，d增大，则电容减小，故A错误； B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B正确； C．电势差不变，d增大，则电场强度减小，则带电油滴所在位置电势与上极板间电势差减小，则该位置电势升高，由平衡可知，油滴带负电，则油滴电势能减小，故C错误； D．电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据 知电场强度不变，则油滴所受电场力不变．故D正确。 故选BD。 13. 如图，a、b、c、d为一边长为的正方形的顶点．电荷量均为q(q>0)的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k．不计重力．下列说法正确的是( ) A. b点的电场强度大小为 B. 过b、d点的直线位于同一等势面上 C. 在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低 D. 在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零 【答案】AD 【解析】 【分析】本题考查电场强度以及等量同种电荷的电场电势图的相关知识点 【详解】由图可知b点的电场，故A正确 沿着电场线电势逐渐降低，而等量正点电荷的电场与电势图如下，由图可知过b、d点的直线不在同一等势面上，故B、C错误；由对称性可知，b、d点电势相同，故电子在b、d点电势能相同，即动能也相同，都为0，故D正确 14. 如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场，将一带电小球自C点h高处静止释放，一段时间后小球与正下方弹簧在A点开始接触并压缩弹簧，假设在释放到最低点B的过程中电场力对小球做功-5J，弹簧形变始终处于弹性限度范围，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 从C点到B点，小球电势能增加5J B. 从C点到B点，小球与弹簧组成的系统机械能减少5J C. 小球从A运动到B过程中速度一直在减小 D. 小球反弹后可重新到达C点 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】A．从C点到B点，由于电场力做负功，电势能增大，根据 所以小球电势能增加5J，则A正确； B．从C点到B点，根据功能关系可知，除了重力与弹簧的弹力做的功不改变系统的机械能，其他力做功则改变机械能有 由于电场力对小球做功-5J，所以小球与弹簧组成的系统机械能减少5J，则B正确； C．小球从A运动到B过程中速度先增大后减小，所以C错误； D．根据能量守恒定律可知，系统的能量只是重力势能，动势及电势能间的相互转化，则小球反弹后可重新到达C点，所以D正确； 故选ABD。 三、实验题 15. 美国物理学家密立根利用图示的实验装置最先测出了电子的电荷量，该实验被称为“密立根油滴实验”。如图所示，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正、负极相连接，板间产生方向竖直向下的匀强电场，板间有一油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。 （1）若要测出该油滴的电荷量，则需要测出的物理量是__________。（已知重力加速度为g） A．油滴的质量m B．两板的长度L C．两板间的电压U D．两板间的距离d （2）用（1）中所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q＝__________。 （3）若要使原本静止的油滴落到下极板，则下列做法可以达到目的的是__________。 A．保持两极板电压不变，把上极板向下移 B．断开电源，把上极板向上移 C．断开电源，在P点与上极板间插入陶瓷板 D．断开电源，把上极板向右移 【答案】 ①. ACD ②. ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]平行金属板间存在匀强电场，液滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有： 所以需要测出的物理量有油滴质量m，两板间的电压U，两板间的距离d。 故选ACD。 （2）[2]根据平衡条件可知 则所表示出该油滴的电荷量为 （3）[3]若要使原本静止的油滴落到下极板，则减小电场力即可； A．保持两极板电压U不变，把上极板向下移，则减小极板间距，根据 可知，电场强度增大，那么电场力增大，即不能落到下极板，故A错误； B．根据 可推得 断开电源，极板电量Q不变，当把上极板向上移，则增大极板间距，电场强度不变，则油滴不能落到下极板，故B错误； C．由B知 断开电源电荷量Q不变，插入陶瓷板变大，其他量不变，故E变小，则油滴能落到下极板，故C正确； D．断开电源，极板电量Q不变，把上极板向右移，则两极板间正对面积减小，根据 可知，电容C减小，依据 可知，电压U增大，根据 可知，电场强度增大，那么电场力增大，则不能落到下极板，故D错误。 故选C。 16. 三个图为探究平行板电容器电容大小因素的实验，请将正确的结论填在横线上，两平行板之间的电场可以视为匀强电场，给电容器充电后与电源断开，那么 （1）若保持S不变，d变大，板间电场强度E______。（均填“变小”、“变大”或“不变”） （2）保持板间距离d不变，正对面积S变小，则板间电势差U______。 （3）若保持S和d都不变，插入介质板后，则板间电容C______。 【答案】 ①. 不变 ②. 变大 ③. 变大 【解析】 【详解】（1）[1]给电容器充电后与电源断开,表示两极板电荷量不变，运用电容器动态分析公式 三个公式联立可推出 当电荷量不变时，其他量不变，场强与间距无关，当改变两极板的间距，场强不变。 （2）[2]根据电容器决定式 其他量不变，正对面积变小，电容变小；又根据定义式 电荷量不变，电容变小，电势差变大。 （3）[3]保持S和d都不变，插入介质板表示变大，根据电容器决定式 可知，电容变大。 四、计算题（共3小题，共40分） 17. 如图所示，水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接，圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度现有质量的带电体（可视为质点）放在水平轨道上A点处，两点距离，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的端时，速度恰好为零，已知带电体所带电荷量，取，求： （1）带电体在水平轨道上运动到端时速度的大小； （2）A、两点之间的电势差以及从A到运动过程中因摩擦生成的热量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）设带电体在水平轨道上运动加速度大小为，根据牛顿第二定律有 设带电体运动到端的速度大小为，根据匀变速直线的规律有 解得 （2）A、两点的电势差 解得 带电体A到过程，根据动能定理 解得 A到过程中生成的热量 18. 如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10－3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m＝4×10－5 kg，电荷量q＝＋1×10－8 C，g＝10 m/s2．求： （1）微粒入射速度v0为多少？ （2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，所加的电压U应取什么范围？ 【答案】（1）10 m/s （2）120 V ≤U≤200 V 【解析】 【详解】（1）粒子刚进入平行板时，两极板不带电，粒子做的是平抛运动，则有： 水平方向有： 竖直方向有： 解得： v0=10m/s （2）由于带电粒子的水平位移增加，在板间的运动时间变大，而竖直方向位移不变，所以在竖直方向的加速度减小，所以电场力方向向上，又因为是正电荷，所以上极板与电源的负极相连，当所加电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出，则有： 根据牛顿第二定律得： 解得： U1=120V 当所加电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘射出，则有： 根据牛顿第二定律得： 解得： U2=200V 所以所加电压的范围为： 120V≤U≤200V 19. 一条长为L的绝缘细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为+q的小球，将它置于水平向右的匀强电场中，小球静止时细线与竖直线的夹角成。已知重力加速度为。 （1）突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为多大； （2）如果改变电场强度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，求电场强度的最小值； （3）要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，在A点垂直于细线方向至少给小球多大的速度？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在撤去匀强电场的瞬间，绳子拉力发生突变，合力与绳垂直且向下，绳子拉力 （2）对小球受力分析，受重力、电场力和拉力，如图所示 从图中可以看出，当电场力方向与细线垂直时，电场力最小，电场强度最小，根据共点力平衡条件，有 解得电场强度的最小值 （3）在细线与竖直方向成37°角时，重力与电场力的合力为 若能通过圆周上A点关于O点的对称性时，则能做完整的圆周运动，设对称点为D，D点是小球圆周运动的等效最高点，设通过D点最小速度为v，小球恰好通过D点时，由电场力与重力的合力提供向心力，得 从A到D的过程，运用动能定理得 解得在A点垂直于细线方向至少给小球的速度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$