物理卷·2018届福建省莆田七中高二上学期期中物理试卷 （解析版） 15页

‎2016-2017学年福建省莆田七中高二（上）期中物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（1-8单选题，9-12多选题，共48分）‎ ‎1．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（　　）‎ A．若在A点换上﹣q，A点的场强方向发生改变 B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D．A点场强的大小、方向与q的大小、方向、有无均无关 ‎2．电场强度E的定义式为E=，根据此式，下列说法中正确的是（　　）‎ ‎①此式只适用于点电荷产生的电场 ‎ ‎②式中q是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度 ‎ ‎③式中q是产生电场的点电荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度 ‎ ‎④在库仑定律的表达式F=中，可以把看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小．‎ A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④‎ ‎3．下列说法正确的是（　　）‎ A．电场线是空间实际存在的一组曲线 B．沿电场线方向，电势逐渐减小 C．沿电场线方向，电场强度一定越来越大 D．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积 ‎4．关于等势面正确的说法是（　　）‎ A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．等势面上的各点电势不一定相等 ‎5．原来都静止的质子H和α粒子He，经过同一电压加速后，它们的速度大小之比为（　　）‎ A．1：1 B．1：2 C．1：4 D．：1‎ ‎6．真空中两个同性的点电荷q1、q2，它们相距较近，保持静止．今释放q2 且q2只在q1的库仑力作用下运动，则q2在运动过程中的加速度（　　）‎ A．不断增大 B．不断减小 C．始终保持不变 D．先增大后减小 ‎7．如图所示为电场中的一条电场线，A、B为其上的两点，以下说法正确的是（　　）‎ A．EA与EB一定不等，φA与φB一定不等 B．EA与EB可能相等，φA与φB可能相等 C．EA与EB一定不等，φA与φB可能相等 D．EA与EB可能相等，φA与φB一定不等 ‎8．如图所示，场强为E的水平方向匀强电场中，有一质量为m、电量为+q的微粒，在外力作用下，从A点竖直向上移至B点，且速度不变，若AB长为h，则这一过程中外力的大小和外力做的功为（　　）‎ A．mg，mgh B．mg+qE，mgh C．， •h D．，mgh ‎9．如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则以下判断正确的是（　　）‎ A．金属块带正电荷 B．金属块克服电场力做功8 J C．金属块的机械能减少12 J D．金属块的电势能减少4 J ‎10．如图所示，在场强大小为E，方向水平向右的匀强电场中，放一个电荷量为﹣q的点电荷，A、B、C、D四点在以点电荷为圆心、半径为r的圆周上，并且A点、C点与点电荷在同一水平线上，B点、D点与点电荷在同一竖直线上，则下列说法正确的是（　　）‎ A．A点电场强度最大，且为 B．B、D两点电场强度大小相等，方向相同 C．同一点电荷在B点和D点时的电势能相等 D．同一点电荷在A点和C点时的电势能相等 ‎11．如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板间有一个电荷q处于静止状态．现将两极板的间距变大，则（　　）‎ A．电荷将向上加速运动 B．电荷将向下加速运动 C．电流表中将有从a到b的电流 D．电流表中将有从b到a的电流 ‎12．某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹（图中虚线）上的两点，下列说法中正确的是（　　）‎ A．粒子一定是从B点向A点运动 B．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 C．粒子在A点的动能大于它在B点的动能 D．电场中A点的电势高于B点的电势 ‎　‎ 二、填空题（共24分）‎ ‎13．电量为2×10﹣6C的正点电荷放入电场中A点，受到作用力为4×10﹣4N，方向向右，则A点的场强为　　N/C，方向　　．‎ ‎14．平行板电容器所带量Q=4×l0﹣8C，它的两极板之间电压U=2V，则它的电容为　　F；如果两板电量各减少一半，则两板间电势差变为　　V．‎ ‎15．电荷量为1.0×10﹣2C的带正电粒子，仅受电场力的作用下先后经过A、B两点．粒子飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了　　J，AB两点电势差为　　V．‎ ‎16．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为﹣Q和+2Q，它们相距L．如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小　　方向　　．‎ ‎17．图中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为　　mm和　　mm．‎ ‎18．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．电场线与矩形所在的平面平行．已知a点的电势是5V，b点的电势是6V，d点的电势是1V，如图，由此可知，c点的电势为　　V．‎ ‎　‎ 三、计算题（要有必要的文字说明，共28分，）‎ ‎19．空间中存在竖直方向的匀强电场．一个质量m=2.0×10﹣7kg、电荷量为﹣6.0×10﹣8C的带电油滴在空中加速下落的加速度为1m/s2．假设微粒的带电量不变，空气阻力不计，取g=10m/s2，求电场强度的大小及方向．‎ ‎20．如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，且CD=4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10﹣17J，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强；‎ ‎（2）A、B两点间的电差；‎ ‎（3）若A板接地，B点电势为多少？‎ ‎21．如图所示，电量为e，质量为m的电子，以V0的初速度水平进入两块间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两极板正中央射入，且刚好能从极板边缘穿出电场，忽略重力和空气阻力，试求金属板的长度和电子刚穿出电场时的动能．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年福建省莆田七中高二（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（1-8单选题，9-12多选题，共48分）‎ ‎1．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（　　）‎ A．若在A点换上﹣q，A点的场强方向发生改变 B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D．A点场强的大小、方向与q的大小、方向、有无均无关 ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】根据场强的定义式E=，判断A点的场强大小；电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关．‎ ‎【解答】解：电场强度E=是通过比值定义法得出的，电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关，故在A点换上﹣q或2q或把q移去，A点的场强都不变，故ABC错误，D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．电场强度E的定义式为E=，根据此式，下列说法中正确的是（　　）‎ ‎①此式只适用于点电荷产生的电场 ‎ ‎②式中q是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度 ‎ ‎③式中q是产生电场的点电荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度 ‎ ‎④在库仑定律的表达式F=中，可以把看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小．‎ A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④‎ ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】电场强度的定义式为E=，适用于任何电场，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，电场中某点电场强度一定，电场力与场强成正比．‎ ‎【解答】解：①电场强度的定义式为E=，运用比值法定义，适用于任何电场，故①错误；‎ ‎②、③在定义式中，q是放入电场中的点电荷的电荷量，不是产生电场的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度，故②正确，③错误；‎ ‎④在库仑定律的表达式F=中，可以看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强．故④正确．‎ 故选：C ‎　‎ ‎3．下列说法正确的是（　　）‎ A．电场线是空间实际存在的一组曲线 B．沿电场线方向，电势逐渐减小 C．沿电场线方向，电场强度一定越来越大 D．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积 ‎【考点】电场线；电势．‎ ‎【分析】利用电场线实际不存在和电场线的疏密程度反映电场的强弱，沿电场线的方向电势越来越低分析求解．‎ ‎【解答】解：A、电场线实际不存在，是为形象描述电场而假想的，故A错误；‎ BC、据电场线的特点可知，电场线的疏密程度反映电场的强弱，沿电场线的方向电势越来越低，故B正确，C错误；‎ D、在匀强电场中，沿电场线的方向任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积，故D错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎4．关于等势面正确的说法是（　　）‎ A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．等势面上的各点电势不一定相等 ‎【考点】等势面．‎ ‎【分析】电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；等势面与电场线垂直，沿着等势面移动点电荷，电场力不做功．‎ ‎【解答】解：A、等势面一定与电场线垂直，试探电荷沿着等势面移动时电场力不做功，但是受到电场力的作用．故A错误；‎ B、等势面上的各点电势一定相等，与电场强度的大小无关，等势面上各点的场强大小可能相等，也可能不相等．故B错误；‎ C、电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面，等势面一定与电场线垂直，故C正确；‎ D、电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面，等势面上的各点电势一定相等，故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎5．原来都静止的质子H和α粒子He，经过同一电压加速后，它们的速度大小之比为（　　）‎ A．1：1 B．1：2 C．1：4 D．：1‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】根据动能定理，结合电荷量之比和质量之比求出速度大小之比．‎ ‎【解答】解：根据动能定理知，，解得v=，因为质子和α粒子的电荷量之比为1：2，质量之比为1：4，则它们的速度之比为．故D正确，A、B、C错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎6．真空中两个同性的点电荷q1、q2，它们相距较近，保持静止．今释放q2 且q2只在q1的库仑力作用下运动，则q2在运动过程中的加速度（　　）‎ A．不断增大 B．不断减小 C．始终保持不变 D．先增大后减小 ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】本题比较简单，由题可知小球受斥力，距离越来越远，因此直接利用库仑定律公式即可求解．‎ ‎【解答】解：带电相同的小球受斥力作用，因此距离越来越远，由于电量保持不变，‎ 根据F=k 可知距离增大，电场力将逐渐减小，因此加速度也不断减小，故ACD错误，B正确．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示为电场中的一条电场线，A、B为其上的两点，以下说法正确的是（　　）‎ A．EA与EB一定不等，φA与φB一定不等 B．EA与EB可能相等，φA与φB可能相等 C．EA与EB一定不等，φA与φB可能相等 D．EA与EB可能相等，φA与φB一定不等 ‎【考点】电势；电场强度；电场线．‎ ‎【分析】电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．‎ ‎【解答】解：电场线越密的地方电场强度越大，由于只有一条电场线，无法看出电场线的疏密，故EA与EB可能相等、可能不相等；‎ 沿着电场线电势一定降低，故φA一定大于φB；‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，场强为E的水平方向匀强电场中，有一质量为m、电量为+q的微粒，在外力作用下，从A点竖直向上移至B点，且速度不变，若AB长为h，则这一过程中外力的大小和外力做的功为（　　）‎ A．mg，mgh B．mg+qE，mgh C．， •h D．，mgh ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】微粒从A点竖直向上移至B点，速度不变，做匀速直线运动，根据平衡条件求出外力的大小，由动能定理求出外力做的功．‎ ‎【解答】解：由题，微粒从A点竖直向上移至B点，速度不变做匀速直线运动，受力平衡，根据平衡条件得 ‎ 外力F=‎ 根据动能定理得 ‎ W﹣mgh=0‎ 得W=mgh 故选：D．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则以下判断正确的是（　　）‎ A．金属块带正电荷 B．金属块克服电场力做功8 J C．金属块的机械能减少12 J D．金属块的电势能减少4 J ‎【考点】动能定理的应用；功能关系；电势能．‎ ‎【分析】在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8.0J，重力做功24J，根据动能定理求出电场力做功．知道电场力做功量度电势能的改变．知道重力做功量度重力势能的改变．‎ ‎【解答】解：在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，根据动能定理得：‎ W总=WG+W电+Wf=△EK 解得：W电=﹣4J A、由于金属块下滑，电场力做负功，所以电场力应该水平向右，所以金属块带正电荷．故A正确；‎ B、金属块克服电场力做功4J，B错误；‎ C、在金属块滑下的过程中重力做功24J，重力势能减小24J，动能增加了12J，所以金属块的机械能减少12J，故C正确．‎ D、金属块克服电场力做功4J，金属块的电势能增加4J．故D错误；‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，在场强大小为E，方向水平向右的匀强电场中，放一个电荷量为﹣q的点电荷，A、B、C、D四点在以点电荷为圆心、半径为r的圆周上，并且A点、C点与点电荷在同一水平线上，B点、D点与点电荷在同一竖直线上，则下列说法正确的是（　　）‎ A．A点电场强度最大，且为 B．B、D两点电场强度大小相等，方向相同 C．同一点电荷在B点和D点时的电势能相等 D．同一点电荷在A点和C点时的电势能相等 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】电场叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和；运算法则是平行四边形定则．‎ ‎【解答】解：A、在A、B、C、D四点存在两个分电场，匀强电场和点电荷的电场，根据平行四边形定则合成，两个分矢量同向时，合场强最大，故A点的场强最大，为：EA=；故A正确；‎ B、B、D两点电场强度大小相等，方向不同，如图所示，故B错误；‎ C、在匀强电场中，B、D在等势面上；在点电荷的电场中，B、D也在等势面上；故在合电场中，B、D的电势依然相等；故同一点电荷在B点和D点时的电势能相等；故C正确；‎ D、在匀强电场中，A点电势大于C点的电势；在点电荷的电场中，A、C在等势面上；故在合电场中，A点的电势大于C点的电势；故同一点电荷在A点和C点时的电势能不相等，故D错误．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板间有一个电荷q处于静止状态．现将两极板的间距变大，则（　　）‎ A．电荷将向上加速运动 B．电荷将向下加速运动 C．电流表中将有从a到b的电流 D．电流表中将有从b到a的电流 ‎【考点】电容器的动态分析．‎ ‎【分析】电荷q处于静止状态，受到重力与电场力而平衡．将两极板的间距变大，而电容器的电压不变，根据板间场强E=分析场强的变化，再分析电荷q所受电场力的变化，判断电荷q的运动方向．根据电容的决定式分析电容的变化，而电容器的电压一定，再由电容的定义式分析板间电容器电量的变化，根据电容器是充电还是放电，分析电路中电流的方向．‎ ‎【解答】解：‎ A、B将两极板的间距变大，而电容器的电压不变，板间场强E=减小，电荷q所受的电场力F=Eq减小，电荷将向下加速运动．故A错误，B正确．‎ C、D根据电容的决定式C=可知，电容减小，电容器的电压U不变，由电容的定义式C=分析得知，电容器的电量减小，电容器放电，而电容器上极板带正电，则电流表中将有从b到a的电流．故C错误，D正确．‎ 故选BD ‎　‎ ‎12．某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹（图中虚线）上的两点，下列说法中正确的是（　　）‎ A．粒子一定是从B点向A点运动 B．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 C．粒子在A点的动能大于它在B点的动能 D．电场中A点的电势高于B点的电势 ‎【考点】电势；电场强度．‎ ‎【分析】由运动的轨迹与电场线确定出受力向，可判断电性；根据力的方向与速度方向的夹角确定电场力做功的正负，从而判断出能量的大小关系．根据顺着电场线方向电势降低，判断电势关系．‎ ‎【解答】解：A、带电粒子仅在电场力作用下运动，带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，粒子可能是从B点向A点运动，也有可能是从A点向B点运动的，故A错误．‎ B、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，粒子在A点时受到的电场力大，在A点的加速度大于它在B点的加速度，故B正确．‎ C、带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，假设由A点运动到B点过程中，电场力与轨迹上每一点的切线方向也就是速度方向成钝角，所以电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以粒子在A点的动能大于它在B点的动能．反之一样．故C正确．‎ D、带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，所以粒子带正电，由于粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能，所以电场中A点的电势低于B点的电势，故D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ 二、填空题（共24分）‎ ‎13．电量为2×10﹣6C的正点电荷放入电场中A点，受到作用力为4×10﹣4N，方向向右，则A点的场强为　200　N/C，方向　向右　．‎ ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】电场强度等于试探电荷所受电场力与其电荷量的比值，方向与正电荷所受电场力方向相同．‎ ‎【解答】解：A点的场强为：E==N/C=200N/C，方向：向右．‎ 故答案为：200、向右．‎ ‎　‎ ‎14．平行板电容器所带量Q=4×l0﹣8C，它的两极板之间电压U=2V，则它的电容为　2×10﹣8　F；如果两板电量各减少一半，则两板间电势差变为　1　V．‎ ‎【考点】电容．‎ ‎【分析】根据电容的定义式求出电容的大小，电荷量减半，电容不变，结合电容的定义式求出两板间的电势差．‎ ‎【解答】解：根据C=得，电容的大小C=．‎ 电荷量减半，电容不变，则电势差U′=．‎ 故答案为：2×10﹣8； 1；‎ ‎　‎ ‎15．电荷量为1.0×10﹣2C的带正电粒子，仅受电场力的作用下先后经过A、B两点．粒子飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了　6　J，AB两点电势差为　﹣600　V．‎ ‎【考点】电势能．‎ ‎【分析】带电粒子从A点到B点的过程中电势能的增加等于动能的减小．由W=qUAB求出AB两点的电势差．电势能增大，电场力做负功．‎ ‎【解答】解：根据能量守恒定律得到，带电粒子从A点到B点的过程中电势能的增加等于动能的减小，即△EP=10J﹣4J=6J．电场力做功为W=﹣△EP=﹣6J，AB两点的电势差UAB==V=﹣600V．‎ 故答案为：6，﹣600．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为﹣Q和+2Q，它们相距L．如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小　　方向　右　．‎ ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】当空心金属球达到静电平衡时，球壳内O点处合场强为零，即球壳上的感应电荷在O点处产生的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等，方向相反．求出两个点电荷A和B在O点处产生的合场强，再求球壳上的感应电荷在O点处的场强大小和方向．‎ ‎【解答】解：两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为E1=+=，方向向左．‎ 根据静电平衡导体的特点可知，球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等，方向相反，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为E2=E1=，方向向右．‎ 故答案为：，方向向右．‎ ‎　‎ ‎17．图中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为　11.4　mm和　5.665　mm．‎ ‎【考点】刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用．‎ ‎【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．‎ ‎【解答】解：10分度的游标卡尺，精确度是0.1mm，游标卡尺的主尺读数为11mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为4×0.1mm=0.4mm，所以最终读数为：11mm+0.4mm=11.4mm．‎ 螺旋测微器的固定刻度为5.5mm，可动刻度为16.5×0.01mm=0.165mm，所以最终读数为5.5mm+0.165mm=5.665mm．‎ 故答案为：11.4，5.665‎ ‎　‎ ‎18．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．电场线与矩形所在的平面平行．已知a点的电势是5V，b点的电势是6V，d点的电势是1V，如图，由此可知，c点的电势为　2　V．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势．‎ ‎【分析】在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分，故可将bd五等分，求出e、f的电势，连接ae和cf，则cf∥ae，φc=φf=2v．‎ ‎【解答】解：根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd五等分，如图所示，则Ube=Ubd=×（6﹣1）=1v，‎ 故Ube=φb﹣φe=1v，‎ 故φf﹣φd=1v，‎ 故φe=6V﹣1V=5v． ‎ φf=2v．‎ 故φa=φe，‎ 连接cf，则cf∥ae，‎ 故c点的电势φc=φf=2v．‎ 故答案为：2V．‎ ‎　‎ 三、计算题（要有必要的文字说明，共28分，）‎ ‎19．空间中存在竖直方向的匀强电场．一个质量m=2.0×10﹣7kg、电荷量为﹣6.0×10﹣8C的带电油滴在空中加速下落的加速度为1m/s2．假设微粒的带电量不变，空气阻力不计，取g=10m/s2，求电场强度的大小及方向．‎ ‎【考点】带电粒子在混合场中的运动；电场强度．‎ ‎【分析】油滴受到重力与电场力作用而做匀加速直线运动，根据加速度大小与重力加速度的关系确定电场力方向，然后根据电场力方向判断场强方向，应用牛顿第二定律求出场强大小．‎ ‎【解答】解：油滴在空中加速下落的加速度为1m/s2，由于加速度小于重力加速度，‎ 则油滴受到的电场力竖直向上，油滴带负电，则场强竖直向下；‎ 由牛顿第二定律得：mg﹣qE=ma，解得：E=30N/C；‎ 答：电场强度大小为30N/C，方向：竖直向下．‎ ‎　‎ ‎20．如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，且CD=4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10﹣17J，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强；‎ ‎（2）A、B两点间的电差；‎ ‎（3）若A板接地，B点电势为多少？‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势．‎ ‎【分析】（1）根据电场力做功W=qEd，d是沿电场方向两点间的距离，求解电场强度．‎ ‎（2）根据匀强电场中，场强与电势差之间的关系U=Ed求出电场强度E．‎ ‎（3）由公式U=Ed求出AB间电势差，再求解B点电势．‎ ‎【解答】解：（1）由题，D→C电场力做正功 W=qELCDcos60°‎ E=‎ ‎（2）电子在电场中平衡，受到的电场力方向向上，电子带负电，则场强方向为A→B．A、B间电势差为UAB=EdAB=104×6×10﹣2=600V ‎（3）A、D间电势差为 UAD=EdAB=10000×0.06V=600V UAB=φA﹣φB φA=0‎ φB=﹣600V 答：‎ ‎（1）匀强电场的场强为1×104N/C；‎ ‎（2）A、B两点间的电势差是600V；‎ ‎（3）若A板接地，B点电势为是﹣600V．‎ ‎　‎ ‎21．如图所示，电量为e，质量为m的电子，以V0的初速度水平进入两块间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两极板正中央射入，且刚好能从极板边缘穿出电场，忽略重力和空气阻力，试求金属板的长度和电子刚穿出电场时的动能．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】电子进入偏转电场中做类平抛运动，由于电子从两极板正中央射入，且刚好能从极板边缘穿出电场，所以电子在偏转电场中的偏转距为，将电子的运动分解到水平和竖直两个方向，根据分位移公式和牛顿第二定律可求得金属板的长度．根据动能定理求出电子刚穿出电场时的动能．‎ ‎【解答】解：电子在电场中作类平抛运动，设运动时间为t，板长为L．则 在水平方向有：L=v0t …①‎ 在竖直方向有： d=at2…②‎ 又根据牛顿第二定律得：a= …③‎ 联立解得：L=v0d ‎（2）根据动能定理有： U•e=Ek﹣‎ 得电子刚飞出电场时的动能为：Ek=+Ue 答：金属板的长度是v0d，电子刚穿出电场时的动能是+Ue．‎