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物理答案
暑假作业(第十五至二十天)作业答案
(第十五至第二十天)作业答案
补充练习一
一.三种起电方式
1.如果天气干燥,晚上脱毛衣时会听到“噼啪”响声,还会看到电火花。
这种现象产生的原因是(C)
A.人身体上产生电流 B.接触带电造成的
C.摩擦起电造成的 D.感应起电造成的
2.如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是(AB)
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合
3.绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜.在a的近旁有用一绝缘柱支持的金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示.现使b带电,则(D)
A.ab之间不发生相互作用
B.b将吸引a,吸在一起不分开
C.b立即把a排斥开
D.b先吸引a,接触后又把a排斥开
二.电荷守恒定律
4.一个带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上净电荷几乎不存在了,这说明什(C)
A.金属球上原有的负电荷逐渐消失了
B.在此现象中,电荷不守恒
C.金属球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D.该现象是电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律
三.元电荷、点电荷
5.关于元电荷的下列说法中正确的是(BCD)
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的值通常取e=1.60×10-19C
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根通过实验测得的
6.下列关于点电荷的说法中,正确的是( D )
A.点电荷就是元电荷
B.任何带点球体都可以看成电荷全部集中于球心的点电荷
C.点电荷就是体积很小的带电体,体积大的带电体肯定不能看成点电荷
D.带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略,则可视为点电荷
四.库仑定律
7.如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们距水平面的高度相等,绳与竖直方向的夹角分别为α、β,且β>α.若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电荷量不变,则( AB )
A.a球的质量比b球的大B.a、b两球同时落地
C.a球的电荷量比b球的大D.a、b两球飞行的水平距离相等
8.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上,小球D位于三角形的中心,如图所示.现让小球A、B、C带等量的正电荷Q,让小球D带负电荷q,使四个小球均处于静止状态,则Q与q的比值为(D)
A.
B.
C.3D.
9.如图所示,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给小球B一个垂直AB连线方向的速度 v0,使其在水平桌面上运动,下面四种情况不可能发生的是( ACD )
A.若A、B为同种电荷,B球做速度变大的曲线运动
B.若A、B为同种电荷,B球做加速度变大的曲线运动
C.若A、B为异种电荷,B球做加速度、速度都变小的曲线运动
D.若A、B为异种电荷,B球做匀速圆周运动
10.如图所示,三个点电荷q1、q2、q3在一条直线上,仅在电场力作用下平衡。
q2与q3的距离为q1与q2距离的2倍,三个点电荷的电荷量之比q1:
q2:
q3为(A)
A.(-9):
4:
(-36) B.9:
4:
36
C.(-3):
2:
(-6) D.3:
2:
6
11.(2013·郴州模拟)如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,细杆的倾角为α,小球A带正电,电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷.将A由距B竖直高度为H处无初速释放,小球A下滑过程中电荷量不变.不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中.已知静电力常量k和重力加速度g.求:
(1)A球刚释放时的加速度是多大?
(2)当A球的动能最大时,A球与B点的距离.
(1)gsinα-
(2)
12.如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平直槽上,AB间和BC间的距离均为L.已知A球带电量为QA=8q,B球带电量为QB=q,若在C球上施加一个水平向右的恒力F,恰好能使A、B、C三个小球保持相对静止,共同向右加速运动。
求:
⑴拉力F的大小.
⑵C球的带电量QC.
(1)
(2)16q
补充练习二
一.电场强度
1.电场强度的定义式为E=F/q,下列说法正确的是(BD)
A.这定义式只适用于点电荷产生的电场
B.这定义式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的检验电荷的电荷量
C.这定义式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷量
D.在库仑定律的表达式
中,
是点电荷Q2产生的电场在Q1处场强的大小,而
是点电荷Q1产生的电场在Q2处场强的大小
2.在电场中某一点,当放入正电荷时受到的电场力方向向右,当放入负电荷时受到的电场力方向向左,下列说法正确的是(C)
A、当放入正电荷时,该点的场强方向向右,当放入负电荷时,该点的场强方向向左
B、只有在该点放入电荷时,该点才有场强
C、该点的场强方向一定向右
D、条件不够,该点的场强方向不能确定
二.电场强度叠加
3.在一个等边三角形ABC顶点B、C两处各放一个点电荷时,测得A处的场强大小为E,方向与BC边平行沿B指向C,如图所示,拿走C处的点电荷后,A处电场强度的情况将是(B)
A.大小仍为E,方向从A指向B
B.大小仍为E,方向沿BA向外
C.大小变为E/2,方向不变
D.不能做出结论
4.如图所示,电量为+q和-q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有( D )
A.正方体中心,各面中心和各边中点
B.正方体中心和各边中点
C.正方体各面中心和各边中点
D.正方体中心和各面中心
5.如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( B)
A.k
B.k
C.k
D.k
6.如图所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电荷量为-q外,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处(C)
A.场强大小为
,方向沿OA方向B.场强大小为
,方向沿AO方向
C.场强大小为
,方向沿OA方向D.场强大小为
,方向沿AO方向
7.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为( A )
A.
B
C.
D.
三.电场线
8.几种典型电场电场线
9.一正电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场运动到B点,它运动的速度—时间图象如图甲所示.则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的( D )
10.在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球A和B,电荷量分别为+2q和-q,两个小球间用长为l的绝缘细线连接,并用绝缘细线悬挂在O点,如图所示.平衡时,细线对悬点的作用力多大?
2mg+qE
11.如图所示,一质量为m、带电量为q的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线向左与竖直方向成θ角,重力加速度为g.
⑴判断小球带何种电荷.
⑵求电场强度E.
⑶若在某时刻将细线突然剪断,求:
经过t时间小球的速度v.
(1)负
(2)
(3)
补充练习三
一.静电力做功与电势能
1.如图所示,在匀强电场中有A、B两点,将一电量为q的正电荷从A点移到B点,第一次沿直线AB移动该电荷,电场力做功为W1;第二次沿路径ACB移动该电荷,电场力做功W2;第三次沿曲线AB移动该电荷,电场力做功为W3,则(C)
A.W 1 >W 2 >W 3 B.W 1 <W 3 <W 2
C.W 1 =W 2 =W 3 D.W 1 =W 2 <W 3
2.M、N是一条电场线上的两点,在M点由静止释放一个正点电荷,点电荷仅在电场力的作用下沿着电场线从M点运动到N点,粒子的速度随时间变化的规律如图乙所示.以下判断正确的是(BC )
A.该电场可能是匀强电场
B.M点的电势高于N点的电势
C.M点到N点,点电荷的电势能逐渐减小
D.点电荷在M点所受电场力大于在N点所受电场力
3.如图所示,AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直,O点为圆心.空间存在一未知静电场,方向与圆周所在平面平行.现让一电子先从A点运动至C点,电势能减少了EP;又从C点运动到B点,电势能增加了EP.那么此空间存在的静电场可能是( BD )
A.匀强电场,方向垂直于AB由O点指向C点
B.匀强电场,方向垂直于AB由C点指向O点
C.位于O点的正点电荷形成的电场
D.位于D点的负点电荷形成的电场
三.电势
4.下列关于电场中场强与电势能、电势的关系说法正确的是(D)
A.电荷在电势高处电势能也一定大
B.场强越大的地方电势一定越高
C.场强为零的地方电势必为零
D.电势为零的地方场强可以不为零
5.如图所示,Q是带正电的点电荷,P1和P2为其电场中的两点.若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2为P1、P2两点的电势,则(A)
A.E1>E2,φ1>φ2
B.E1>E2,φ1<φ2
C.E1
D.E1 6.两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电势 随位置 变化规律的(A) 四.等势面 7.关于电场线和等势面,正确的说法是(BCD) A.电场中电势越高的地方,等势面越密B.电场中场强越大的地方,电场线越密 C.电场中场强越大的地方,等差等势面越密D.电场线一定和等势面垂直 8.如图所示,虚线a、b、c表示电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知(CD) A.三个等势面中a的电势最高 B.质点在P点时的电势能比在Q点时的大 C.质点在P点时的动能比在Q点时的大 D.质点在P点时的加速度比在Q点时的大 9.几种常见电场的等势面 10.在场强为4×105V/m的匀强电场中,一质子从A点运动到B点,如图所示,已知AB之间的距离是20cm,AB连线与电场线成300角,求: (1)电场力做的功是多少? (2)电势能的变化是多少? (3)设B点为零电势能面,则A点的电势能多少? (1)1.1×10-14J (2)电势能减小1.1×10-14J(3)1.1×10-14J 11.如图所示,同一竖直线上的A、B两点,固定有等量的异种点电荷,电荷量为q,正、负如图所示,△ABC为一等边三角形(边长为L),CD为AB边的中垂线,且与右侧竖直光滑 圆弧轨道的最低点C相切,已知圆弧的半径为R,现把质量为m、带电荷量为+Q的小球(可视为质点)由圆弧的最高点M静止释放,到最低点C时速度为v0.已知静电力常量为k,现取D为电势零点,求: (1)小球在C点受到的电场力的大小和方向. (2)在等量异种点电荷的电场中,M点的电势φM. (1)k 方向竖直向下 (2) (mv -2mgR) 12、如图所示,小球的质量为m,带电量为q,悬挂小球的丝线与竖直方向成 角时,小球恰好在匀强电场中静止不动,丝线长度为l,现将小球缓慢拉回到悬线竖直的方向上来,则拉力至少做多少功? mgltan sin -mgl(1-cos ) 补充练习四 一.电势差 1.对于电场中A、B两点,下列说法正确的是(C) A.公式UAB=WAB/q说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比 B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功 C.将1C电荷从A点移到B点,电场力做1J的功,这两点间的电势差为1V D.若电荷由A点移到B点的过程,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功 2.如图所示,虚线为电场中的等势面,等势面b的电势为零,且相邻等势面间的电势差相等,一个带正电的粒子在A点时动能为10J,仅在电场力作用下运动到B点时速度为零,则这个粒子在电场中的动能为7.5J时,其电势能为(D) A.12.5JB.2.5J C.0D.-2.5J 二.电势差与电场力做工关系 3.下列说法正确的是(BC) A.A、B两点的电势差等于将正电荷从A点移到B点时电场力所做的功 B.电势差是一个标量,但有正负值之分 C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关 D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势面的不同而改变,所以UAB=UBA 4.如右上图所示,两块平行正对的金属板M、N分别与电源相连,N接地,在两板中的P点固定着一带正电的点电荷,现保持N板不动,将M板平行缓慢向下移动,则在M板下移的过程中该试探电荷的电势能变化的情况是(C) A.不变B.变大 C.变小D.无法确定。 5.有一带电荷量q=-3×10-6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功6×10-4J,从B点移到C点时静电力做功9×10-4J.求: (1)AB、BC、CA间电势差各为多少? (2)若以B点为电势零点,则A、C两点的电势各为多少? 点电荷在A、C两点的电势能各为多少? (1)200V,-300V,100V (2)200V,-300V,-6×10-4J,9×10-4J 三.匀强电场电势差与场强关系 6.对公式U=Ed的理解,下列说法正确的是(CD) A.在相同的距离上的两点,电势差大的其场强也必定大 B.此公式适用于所有的电场 C.公式中的d是通过两点的等势面间的垂直距离 D.匀强电场中沿着电场线的方向,任何相等距离上的电势降落必定相等 7.如图所示,a、b是电场线上的两点,将一点电荷q从a移到b,电场力做功W,且知a、b间的距离为d,以下说法正确的是(A) A.a、b点间的电势差为W/q B.a处的电场强度大小一定为E=W/(qd) C.b处的电场强度大小一定为E=W/(qd) D.a点的电势大小一定为W/q 8.如图所示,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点。 电场线与矩形所在平面平行。 已知a点的电势为20V,b点的电势为24V,d点的电势为4V.由此可知c点的电势为(B) A.4VB.8V C.12VD.24V 9..如图所示,在匀强电场中,有边长为2m的等边三角形ABC,其中O点为该三角形的中心,各点的电势分别为φA=2V,φB=4V,φC=6V,求: (1)O点的电势为多少? (2)该匀强电场的电场强度大小是多少? (1)4V (2)2V/m 10.如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B为AC的中点,C点位于圆周的最低点。 现有一质量为m、电荷量为-q套在杆上的带负电小球从A点由静止开始沿杆下滑。 已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为 。 求: (1)小球滑至C点时的速度的大小; (2)A、B两点的电势差 ; (3)若以C点位零电势点,试确定A点电势。 (2) (3) 补充练习五 一.带电粒子在电场中平衡 1.两块平行金属板M、N水平放置,带电情况如图所示,其内部空间有两个悬浮着的小带电液滴A和B,采用以下哪些方法可使液滴向上做加速运动(A) A.使两板靠近些B.使两板左右错开些 C.用导线将两板连接一下D.使A和B粘合在一起 二.带电粒子在电场中加速 2.如图所示,在A板附近有一电子由静止开始向B板运动,则关于电子到达了B板时的速率,下列解释正确的是( C ) A.两板间距越大,加速的时间就越长,则获得的速率越大 B.两板间距越小,加速度就越大,则获得的速率越大 C.与两板间的距离无关,仅与加速电压U有关 D.以上解释都不正确 *3.如图所示,水平放置的两平行金属板A、B相距为d,电容为C,开始时两极板均不带电,A板接地且中央有一小孔,现将带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速滴下,设每滴液滴的质量为m,电量为q,落到B板后把电荷全部传给B板。 (1)第几滴液滴将在A、B间做匀速直线运动? (2)能到达B板的液滴不会超过多少滴? 三.带电粒子在电场中偏转 4.如图所示,电子在电势差为U1的电场中由静止开始加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,整个装置处于真空中。 在满足电子能射出偏转电场的情况下,下列情况中一定能使电子偏转量增大的是(C) A.U1变大、U2变大 B.U1变小、U2变小 C.U1变小、U2变大 D.U1变大、U2变小 5.如图所示,六面体真空盒置于水平面上,它的ABCD面与EFGH面为金属板,其他面为绝缘材料.ABCD面带正电,EFGH面带负电.从小孔P沿水平方向以相同速度射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C,最后分别落在1、2、3三点.则下列说法正确的是( ) A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B.三个液滴的运动时间不一定相同 C.三个液滴落到底板时的速率相同 D.液滴C所带电荷量最多 6.如图所示,一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂直的方向由A点飞进匀强电场,并且从另一端B点沿与场强方向成1500角飞出,求A、B两点的电势差.(电子的质量为9.1×10-31kg) -136.5V 7.如图所示,有一电子(电荷量为e)经电压U0加速度后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间。 若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿过电场,求: (1)金属板AB的长度; (2)电子穿过电场时的动能。 (1) (2) 8.如右图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求: (1)粒子从射入到打到屏上所用的时间; (2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα; (3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x. (1) (2) (3) 四.示波管的原理 9.如图所示,是示波器的原理图,电子在电压为U1的加速电场中加速后进入电压为U2的偏转电场中,离开偏转电场后打在荧光屏上的P点,P点到O点(屏中心)的距离叫偏转距离,而单位偏转电压引起的偏转距离叫示波器的灵敏度,要提高示波的灵敏度,可以采取的方法是(BC) A.提高加速电压U1 B.提高偏转电压U2。 C.增大偏转电场极板的长度 D.增大偏转电场极板间的距离。 10.示波器是一种常见的电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间变化的情况.电子经电压u1加速后进入偏转电场.下列关于所加竖直偏转电压u2、水平偏转电压u3与荧光屏上所得的图形的说法中不正确的是(C) A.如果只在u2上加上甲图所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图(a) B.如果只在u3上加上乙图所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图(b) C.如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图(c) D.如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图(d) 补充练习六 一.带电粒子在交变电场中的运动 1. 平行板间加如图(A)所示的周期性变化的电压,重力不计的带电粒子在平行板中央,从t=0时刻开始将其释放,运动过程无碰撞板的情况。 图(B)中,能定性描述粒子运动的速度图象正确的是(A) 2.如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。 若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上。 则t0可能属于的时间段是(B) A. B. C. D. 3.在平行板电容器的两板上加如上图所示的交变电压,开始B板的电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动。 设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下列说法正确的是(B) A.电子一直向A板运动 B.电子一直向B板运动 C.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做来回的周期性运动 D.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性运动 4.如图1所示,真空中间距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图2所示。 将一个质量为m=2.0×10-27kg,电量q=+1.6×10-19C的带电粒子从紧邻B板处释放,不计重力,求: (1)若t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小; (2)若A板电势变化周期T=1.0×10-5s,在t=0时将带电粒子从紧邻B板处无初速释放,粒子到达A板时速度的大小; (3)A板电势变化频率多大时,在t=T/4到t=T/2时间内从紧邻B板处无初速释放该带电粒子,粒子不能到达A板. (1)4.0×109m/s2 (2)4.0×10-23kg.m/s 二.带电粒子在复合场中的运动 5.如图所示,ABCD为竖直放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆形轨道,轨道的水平部分与其半圆相切,A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m,把一质量m=0.1kg、带电荷量q=+1×10-4C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放,小球在轨道的内侧运动.(g取10m/s2)求: (1)小球到达C点时的速度是多大? (2)小球到达C点时对轨道压力是多大? (3)若让小球安全通过D点,开始释放点离B点至少多远? (1)小球到达C点时的速度是2 m/s; (2)小球到达C点时对轨道压力是3N (3)若让小球安全通过D点,开始释放点离B点至少0.5 m 6.如图所示,绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面,AC部分为竖直平面上半径为R的圆轨道,斜面与圆轨道相切.整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中.现有一质量为m的带正电小球,电量为 ,要
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