一、選擇題(1~5題為單選題,6~8題為多選題)
1.(2015·海南單科)如圖,一充電后的平行板電容器的兩極板相距L。在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q>0)的粒子;在負(fù)極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子。在電場力的作用下,兩粒子同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng)。已知兩粒子同時(shí)經(jīng)過一平行于正極板且與其相距L的平面。若兩粒子間相互作用力可忽略,不計(jì)重力,則M?m為( )
A.3?2 B.2?1
C.5?2 D.3?1
答案:A
解析:由x=at2可得,L=t2,L=t2,解得M?m=3?2,A選項(xiàng)正確。
2.(2015·課標(biāo))如圖,兩平行的帶電金屬板水平放置。若在兩板中間a點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒,微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°,再由a點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒,該微粒將( )
A.保持靜止?fàn)顟B(tài) B.向左上方做勻加速運(yùn)動(dòng)
C.向正下方做勻加速運(yùn)動(dòng) D.向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)
答案:D
解析:現(xiàn)將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),兩板間的電場強(qiáng)度不變,電場力也不變,所以現(xiàn)將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后,帶電微粒受兩大小相等的力的作用,合力方向向左下方,故微粒將向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng),故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。
3.如圖所示,實(shí)線表示某靜電場的電場線,虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是( )
A.1、2兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等
B.1、3兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等
C.1、2兩點(diǎn)的電勢相等
D.2、3兩點(diǎn)的電勢相等
答案:D
解析:本題考查電場中的圖線問題,關(guān)鍵是對(duì)電場和電勢的理解,簡單常規(guī)題。根據(jù)電場線的疏密程度判斷電場。電場線越密,電場越強(qiáng),則E1>E2,E1>E3,A、B錯(cuò)。
電勢是標(biāo)量,在等勢面上電勢是相等的,D正確。
4.(2015·安徽理綜)已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強(qiáng)大小為,其中σ為平面上單位面積所帶的電荷量,ε0為常量。如圖所示的平行板電容器,極板正對(duì)面積為S,其間為真空,帶電量為Q。不計(jì)邊緣效應(yīng)時(shí),極板可看作無窮大導(dǎo)體板,則極板間的電場強(qiáng)度大小和兩極板間相互的靜電引力大小分別為( )
A.和 B.和
C.和 D.和
答案:D
解析:因均勻帶電的無窮大平面激發(fā)的場強(qiáng)大小為,對(duì)于正對(duì)面積為S的極板,其間為真空,兩極板上均帶有電荷Q,在極板間兩極板上的電荷激發(fā)的場強(qiáng)大小均為、方向相同,合場強(qiáng)大小為;兩極板間存在靜電引力,其大小等于一塊極板上的電荷在另一塊極板上的電荷激發(fā)的電場中受到的電場力:F=EQ=Q=,故D項(xiàng)正確。綜上所述,本題正確答案為D。
5.(2015·東北三校二聯(lián))如圖所示,一重力不計(jì)的帶電粒子以初速度v0射入水平放置、距離為d的兩平行金屬板間,射入方向沿兩極板的中心線。當(dāng)極板間所加電壓為U1時(shí),粒子落在A板上的P點(diǎn)。如果將帶電粒子的初速度變?yōu)?v0,同時(shí)將A板向上移動(dòng)后,使粒子由原入射點(diǎn)射入后仍落在P點(diǎn),則極板間所加電壓U2,為( )
A.U2=3U1 B.U2=6U1
C.U2=8U1 D.U2=12U1
答案:D
解析:板間距離為d,射入速度為v0,板間電壓為U1時(shí),在電場中有:=at2,a=,t=,解得U1=;A板上移,射入速度為2v0,板間電壓為U2,在電場中有:d=a′t′2,a′=,t′=,解得U2=,即U2=12U1,選D。
6.(2015·河北衡水中學(xué)二模)如圖甲所示,Q1、Q2是兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷,一帶正電的試探電荷僅在電場力作用下以初速度va沿兩點(diǎn)電荷連線的中垂線從a點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),其v-t圖象如圖乙所示,下列說法正確的是( )
A.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電,但電量不一定相等
B.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電,且電量一定相等
C.試探電荷一直向上運(yùn)動(dòng),直至運(yùn)動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處
D.t2時(shí)刻試探電荷的電勢能最大,但加速度不為零
答案:BD
解析:由v-t圖可知t2時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向改變,且圖線斜率不為零,則加速度不為零,0~t2時(shí)間內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng),電場力做負(fù)功,試探電荷的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢能,t2時(shí)刻電勢能最大,C錯(cuò)誤,D正確。試探電荷沿直線向上運(yùn)動(dòng),則其所受電場力的方向沿Q1、Q2連線的中垂線方向向下,所以兩點(diǎn)電荷都帶負(fù)電,且電量相等,A錯(cuò)誤,B正確。
7.(2015·江蘇單科)一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,電場方向水平向左。不計(jì)空氣阻力,則小球( )
A.做直線運(yùn)動(dòng) B.做曲線運(yùn)動(dòng)
C.速率先減小后增大 D.速率先增大后減小
答案:BC
解析:小球受重力和電場力作用,其合力方向偏左下方,與初速度v0不在一條直線上,小球?qū)⒆銮運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤,B正確;由于合力方向與初速度v0夾角大于90°,所以小球的速率將先減小后增大,C正確,D錯(cuò)誤。8.(2015·山東理綜)如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間,0~時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng),T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出。微粒運(yùn)動(dòng)過程中未與金屬板接觸。重力加速度的大小為g。關(guān)于微粒在0~T時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述,正確的是( )
A.末速度大小為v0 B.末速度沿水平方向
C.重力勢能減少了mgd D.克服電場力做功為mgd
答案:BC
解析:因0~內(nèi)帶電微粒勻速運(yùn)動(dòng),故E0q=mg;在~時(shí)間內(nèi),帶電微粒只受重力作用,做平拋運(yùn)動(dòng),在t=時(shí)刻的豎直速度為vy1=,水平速度為v0;在~T時(shí)間內(nèi),粒子滿足2E0q-mg=ma,解得a=g,方向向上,則在t=T時(shí)刻,粒子的豎直速度減小到零,水平速度為v0,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;微粒的重力勢能減小了ΔEp=mg·=mgd,選項(xiàng)C正確;從射入到射出,由動(dòng)能定理可知,mgd-W電=0,可知克服電場力做功為mgd,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選BC。