2012百校百市物理期末考试优化重组卷专题08电场(教师版)

一。选择题（本题共10小题，每小题4分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得4分，选对不全得2分，错选或不答的得0分。）1．（2012北京西城期末）如图所示，两个电荷量均为+q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上。两个小球的半径rl。k表示静电力常量。则轻绳的张力大小为A．0B．22lkqC．222lkqD．2lkq1.答案：B解析：轻绳的张力大小等于两个带电小球之间的库仑力，由库仑定律F=22lkq，选项C正确。2.（2012江苏苏州期末）两个异种电荷产生的电场的电场线分布如图所示,则下列说法正确的是（A）图中正电荷的电量大于负电荷的电量（B）P点处的电场强度大于Q点处的电场强度（C）P点处的电势小于Q点处的电势（D）某一负电荷在P点处的电势能大于在Q点处的电势能2.答案：AB解析：由电场线分布可知，图中正电荷的电量大于负电荷的电量，选项A正确；根据电场线疏密表示电场强度大小，P点处的电场强度大于Q点处的电场强度，选项B正确；根据顺着电场线方向电势越来越低，P点处的电势大于Q点处的电势，选项C错误；某一负电荷在P点处的电势能小于在Q点处的电势能，选项D错误。3．（2012河北衡水中学期末）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（）A．N点的电场强度大小为零B．A点的电场强度大小为零C．NC间场强方向指向x轴正方向D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功3.答案：D解析：A、N点的电势等于零，电场强度大小不为零，选项AB错误；从N到C电势升高，NC间场强方向指向x轴负方向，选项C错误；从N到C电势升高，从C到N电势降低，将一负点电荷从N点移到C点，电场力做正功，从C点到D点，电场力做负功，选项D正确。4．(2012北京东城期末)如图所示，真空中有两个等量异种点电荷A和B，一带负电的试探电荷仅受电场力作用，在电场中运动的部分轨迹如图中实线所示．M、N是轨迹上的两点，MN连线与AB连线垂直，O为垂足，且AOOB。设M、N两点的场强大小分别为EM、EN，电势分别为φM、φN。下列判断中正确的是（）A．EM大于ENB．φM大于φNC．B点电荷一定带正电D．此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能4.答案：C解析：根据两个等量异种点电荷A和B电场特点，EM小于EN，选项A错误；根据带负电的试探电荷仅受电场力作用的运动轨迹可知，B点电荷一定带正电，M点电势小于N点电势，此试探电荷在M处的电势能大于N处的电势能，选项BD错误C正确。5..（2012湖北黄冈期末）在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图中实线所示。一带正电、初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球在C点的速度。则下列判断中正确的是()A.小球在A点的电势能比在B点的电势能小B.恒力F的方向可能水平向左C.恒力F的方向可能与v方向相反D.在A、B两点小球的速率不可能相等5.答案：B解析：小球由A到B运动，电场力做功，电势能减小，小球在A点的电势能比在B点的电势能大，选项A错误；由运动轨迹可知，恒力F的方向可能水平向左，选项B正确C错误；若小球由A到B运动过程中，电场力做功与恒力做功相等，则在A、B两点小球的速率相等，选项D错误。6．（2012北京石景山期末）如图8所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R。电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，+Q与O点的连线和OC间夹角为30°。下列说法正确的是A．O点的场强大小为2RkQB．O点的场强大小为23RkQC．B、D两点的电势关系是φB=φDD．电荷量为q的正电荷在A点的电势能小于在C点的电势能6.答案：A解析：O点的场强是圆周上正、负点电荷在O点产生的电场叠加，大小为22RkQcos60°=2RkQ，选项A正确B错误；B、D两点的电势关系是φBφD,选项C错误；AC处于同一等势面上，电荷量为q的正电荷在A点的电势能等于在C点的电势能，选项D错误。7．（2012江苏四市联考）如图所示，实线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面。a、b、c、d为圆上的四个点，则下列说法中正确的是A．a、b、c、d四点电势不等，但电场强度相同B．一电子从b点运动到c点，电场力做的功为0.6eV-q,mC．若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先增加后减小的加速直线运动D．一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域，将会从右侧平行于中心轴线穿出7.答案：BC解析：a、b、c、d四点电势不等，但电场强度大小相等，方向不相同，选项A错误；一电子从b点运动到c点，电场力做的功为e(0.80-0.20)V=0.6eV，选项B正确；若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先增加后减小的加速直线运动，选项C正确；一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域，从右侧穿出时将散开，选项D错误。8.（2012长春一模）如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，AB为圆水平直径的两个端点，AC为1/4圆弧。一个质量为m电荷量为-q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电粒子的运动情况，下列说法正确的是A.小球一定能从B点离开轨道B.小球在AC部分可能做匀速圆周运动C.若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD.小球到达C点的速度可能为零8．【答案】BC【解析】考查学生对复合场问题，功能关系，圆周运动等知识综合运用分析能力。若电场力大于重力，则有可能不从B点离开轨道，选项A错。若电场力等于重力，物体做匀速圆周运动，选项B正确。因电场力做负功，则机械能损失，上升的高度一定小于H，选项C正确。由圆周运动知识可知若小球到达C点的速度为零，则电场力一定大于重力，在此之前小球就已脱轨了，选项D错。二、实验题：本题共2小题，共16分.把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答.9.（6分）（2012北京海淀期末）某同学设计了一个探究电容器所带电荷量与电容器两极间电压关系的实验，实验电路如图6甲所示，其中P为电流传感器，V为电阻很大的电压表。实验时，先将开关S1闭合，单刀双。MOABCPRENQH掷开关S2掷向a，调节滑动变阻器的滑动头到某位置使电容器C充电，当电路达到稳定后记录理想电压表的示数。再迅速将开关S2掷向b，使电容器放电。电流传感器P将电容器充、放电过程中的电流数据传送给计算机，在计算机上可显示出电流i随时间t变化的图象如图6乙所示。然后改变滑动变阻器滑动头的位置，重复上述步骤，记录多组电流随时间变化的图象和电压表的示数。对于这个实验过程和由图象及数据所得出的结果，下列说法中正确的是（）A．流过电流传感器P的充电电流和放电电流方向相同B．图6乙中的第①段（充电阶段）电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量C．电容器充电结束时所带电荷量随电容器充电结束时两极间电压变化的关系图象应为一条过原点的倾斜直线D．电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置无关9.答案：BC解析：流过电流传感器P的充电电流和放电电流方向相反，选项A错误；图6乙中的第①段（充电阶段）电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量，选项B正确；由C=Q/U可知，电容器充电结束时所带电荷量随电容器充电结束时两极间电压变化的关系图象应为一条过原点的倾斜直线，选项C正确；电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置有关，选项D错误。10．（10分（2012长春一模））某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：A．直流电源（6V，内阻不计）B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω）C．电流表A（0~0.6A，内阻未知）D．滑动变阻器R（0~20Ω，5A）E．滑动变阻器R’（0~200Ω，1A）F．定值电阻R0（阻值1990Ω）G．开关与导线若干（1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）。（画在方框内）（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用。（填写器材序号）（3）将上述电子元件R1和另一电子元件R2接入如图所示的电路甲中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中oa、ob所示。电源的电动势E=6.0V，内阻忽略不计。调节滑动变阻器R3，使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R1的阻值为Ω，R3接入电路的阻值为Ω（结果保留两位有效数字）。10．【答案】（10分）（1）如右图所示（2分）（错一处均不给分）（2）D（2分）（3）104.0（每空3分）【解析】通过设计电路，考查综合分析设计问题能力，结合图象解决问题能力。由电子元件功率可知待测电子元件电阻小，根据本题条件应选用外接法,因缺少电压表，应把电流表G改装为电压表，因要描绘伏安特性曲线，且要求多次测量尽可能减小实验误差，滑动变阻器采取分压接法，且选用阻值范围为0~20Ω的滑动变阻器D。由两伏安特性曲线交点坐标比值可得此时电子元件R1的阻值为R1=U/I=10Ω，R2=10Ω，由闭合电路欧姆定律，E=I(R1+R2+R3)解得R3接入电路的阻值为R4=4.0Ω。三、计算题:本题共3小题，共计42分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只与出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11．（12分）（2012广东中山期末）如图，A、B两点所在的圆半径分别为r1和r2，这两个圆为同心圆，圆心处有一带正电为+Q的点电荷，内外圆间的电势差为U。一电子仅在电场力作用下由A运动到B，电子经过B点时速度为v。若电子质量为m，带电量为e。求：（1）电子经过B点时的加速度大小。（2）电子在A点时的速度大小v0。11．（8分）解：（1）电子在B点受到的库仑力大小为222kQqkQeFrr（3分）电子在该处的加速度为22FkQeammr（3分）（2）设电子在B点是的速度为Bv，由动能定理得2201122mvmveU（3分）解得202eUvvm（3分）12.(16分）（2012云南名校联考）直流电源的路端电压U=182V。金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它们分别和变阻器上的触点a、b、c、d连接。变阻器上ab、bc、cd段电阻之比为1∶2∶3。孔O1正对B和E，孔O2正对D和G。边缘F、H正对。一个电子以初速度v0=4×106m/s沿AB方向从A点进入电场，恰好穿过孔O1和O2后，从H点离开电场。金属板间的距离L1=2cm，L2=4cm，L3=6cm。电子质量me=9.1×10-31kg，电量q=1.6×10-19C。正对两平行板间可视为匀强电场，求：（1）各相对两板间的电场强度。（2）电子离开H点时的动能。（3）四块金属板的总长度（AB+CD+EF+GH）。12..解答：（16分）(1)三对正对极板间电压之比U1∶U2∶U3=Rab∶Rbc∶Rcd=1∶2∶3,（2分）板间距离之比L1∶L2∶L3=1∶2∶3（1分）故三个电场场强相等E=321LLLU（2分）(2)根据动能定理eU=21mv2-21mv02（3分）电子离开H点时动能Ek=21mv02+eU=3.64×10-17（2分）(3)由于板间场强相等，则电子在“竖直方向”受电场力不变，加速度恒定.可知电子做类平抛运动：“竖直方向”L1+L2+L3=212tmqE.（2分）“水平方向”x=v0t（1分）消去t解得x（1分）极板总长AB+CD+EF+GH=2x（2分）13.（18分）（2012河北衡水期末）如图甲所示，在光滑绝缘的水平桌面上建立