2020-2021学年河南省鹤壁高级中学高二(上)第二次段考物理试卷
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2020-2021学年河南省鹤壁高级中学高二(上)第二次段考物理试卷
试题数:19.满分:100
1.(单选题.3分)如图所示.在一半径为R的圆周上均匀分布有N个绝缘带电小球(可视为质点)无间隙排列.其中A点的小球带电荷量为+4q.其余小球带电荷量为+q.此时圆心O点的电场强度大小为E.现仅撤去A点的小球.则O点的电场强度为()
A.大小为E.方向沿AO连线斜向下
.方向沿AO连线斜向下
B.大小为E
2
.方向沿AO连线斜向上
C.大小为E
3
.方向沿AO连线斜向上
D.大小为E
4
2.(单选题.3分)如图所示.一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内.当开关S闭合.小球静止时.悬线与竖直方向的夹角为θ.则()
A.当开关S断开时.若减小平行板间的距离.则夹角θ增大
B.当开关S断开时.若增大平行板间的距离.则夹角θ增大
C.当开关S闭合时.若减小平行板间的距离.则夹角θ增大
D.当开关S闭合时.若减小平行板间的距离.则夹角θ减小
3.(单选题.3分)如图.两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O 的两侧.a点位于x轴上O点与点电荷Q之间.b位于y轴O点上方.取无穷远处的电势为零.下列说法正确的是()
A.O点的电势为零.电场强度也为零
B.a点的电势高于b点电势.a点电场强度大于b点电场强度
C.正的试探电荷在b点的电势能大于零.所受电场力方向指向O点
D.将负的试探电荷从O点移到a点.必须克服电场力做功
4.(单选题.3分)如图所示.以O点为圆心、R=0.20m为半径的圆处于匀强电场(图中未画出)中.电场平行于圆面.ac、bd为圆的两条相互垂直的直径。
已知a、b、c三点的电势分别为2V、2 √3 V、-2V.则下列说法正确的是()
A.d点电势为2 √3 V
B.电子从d点运动到a点电势能增加
C.电场方向由b点指向c点
D.该匀强电场的场强为20V/m
5.(单选题.3分)如图甲所示.两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点.其中Q1带正
电荷位于原点O.a、b是它们的连线延长线上的两点.其中b点与O点相距3L。
现有一带正电
的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用).设粒
子经过a、b两点时的速度分别为v a、v b.其速度随坐标x变化的图象如图乙所示.则以下判断正确的是()
A.Q2带负电且电荷量大于Q1
B.b点的场强一定为零
C.a点的电势比b点的电势高
D.粒子在a点的电势能比在b点的电势能大
6.(单选题.3分)如图所示.轻质弹簧的一端固定在墙上.另一端与质量为m的物体A相连.A放在光滑水平面上.有一质量与A相同的物体B.从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下.与A相碰后一起将弹簧压缩.弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升。
下列说法正确的是
()
A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh
B.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgℎ
2
C.B能达到的最大高度为ℎ
2
D.B能达到的最大高度为h
7.(单选题.3分)如图所示.在平面直角坐标系xOy内.固定有A、B、C、D四个带电量均为Q 的点电荷.它们关于两坐标轴对称.其中A、B带正电.C、D带负电.它们产生电场的等势面如图中虚线所示.坐标轴上abcd是图中正方形的四个顶点.则()
A.b、d两点电势相等.场强不相等
B.b、d两点场强相同.电势不相等
C.将电子沿路径a→O→c移动.电场力做正功
D.将电子沿路径a→b→c移动.电场力先做负功.后做正功
8.(单选题.3分)如图所示.实线为方向未知的三条电场线.虚线分别为等势线1、2、3.已知MN=NQ.a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出.仅在电场力作用下.两粒子的运动轨迹如图所示.则()
A.a一定带正电.b一定带负电
B.a加速度减小.b加速度增大
C.MN电势差|U MN|等于NQ两点电势差|U NQ|
D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小
9.(单选题.3分)在电场中.以O为原点.沿电场方向建立坐标轴r.将带正电的试探电荷放入电
场中.其电势能E P随r变化的关系如图所示.其中r2对应图线与横轴的交点.r0对应图线的最低点。
若电荷只受电场力的作用.则下列说法正确的是()
A.从r2处静止释放电荷.电荷将保持静止
B.从r1处静止释放电荷.电荷始终向r正方向运动
C.从r0处静止释放电荷.电荷将先向r负方向运动
D.从r3处静止释放电荷.电荷将始终向r负方向运动
10.(单选题.3分)如图所示.A、B两点固定两个等量异种点电荷+Q和-Q.O点为AB连线的中点.OD是AB连线的中垂线.BC与OD平行.AO=BO=BC.下列说法正确的是()
A.O点的场强和D点的场强大小相等
B.D点的场强方向由D指向C
C.负电荷在O点的电势能比在D点的电势能低
D.将一负电荷由D点移动C点.电荷的电势能增加
11.(多选题.5分)如图所示为竖直平面内的直角坐标系.其中x轴沿水平方向.y轴沿竖直方向。
质量为m、带电荷量为q的小球.在重力和恒定电场力F作用下.在竖直平面内沿与y轴方向成α角(90°>α>45°)斜向下做直线运动.重力加速度为g.则下列说法正确的是()
A.若F=mgsinα.则小球的速度不变
B.若F=mgsinα.则小球的速度可能减小
C.若F=mgtanα.则小球的速度可能减小
D.若F=mgtanα.则小球的电势能可能增大
12.(多选题.5分)如图甲.两水平金属板间距为d.板间电场强度的变化规律如图乙所示。
t=0
时间内微粒匀速运动.T时刻微时刻.质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间.0~T
3
粒恰好经金属板边缘飞出。
微粒运动过程中未与金属板接触。
重力加速度的大小为g。
关于微粒在0~T时间内运动的描述.正确的是()
A.末速度大小为√2v0
B.末速度沿水平方向
mgd
C.重力势能减少了1
2
D.克服电场力做功为mgd
13.(多选题.5分)如图所示.A、B为两块平行带电金属板.A带负电.B带正电且与大地相接.两板间P点处固定一负电荷.设此时两极板间的电势差为U.P点场强大小为E.电势为φP.负电荷的电势能为E p.现将A、B两板水平错开一段距离(两板间距不变).下列说法正确的是()
A.U变小.φP变小
B.U变大.E变大
C.φP变小.E p变大
D.φP变大.E p变小
14.(多选题.5分)如图所示.一电荷量大小为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场.入射方向与电场线垂直。
粒子从Q点射出电场时.其速度方向与电场线成30°角。
已知匀强
电场的宽度为d.P、Q两点的电势差为U.不计重力作用.设P点的电势为零。
则下列说法正确的是()
A.带电粒子带正电
B.带电粒子在Q点的电势能为Uq
C.此匀强电场的电场强度大小为E= 2√3U
3d
D.此匀强电场的电场强度大小为E= √3U
3d
15.(多选题.5分)如图所示.水平光滑长杆上套有小物块A.细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮.一端连接A.另一端悬挂小物块B.物块A、B质量相等。
C为O点正下方杆上的点.滑轮到杆的距离OC=h.重力加速度为g。
开始时A位于P点.PO与水平方向的夹角为30°.现将A、B由静止释放.下列说法正确的是()
A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中.速度先增大后减小
B.物块A经过C点时的速度大小为√2gℎ
C.物块A在杆上长为2 √3 h的范围内做往复运动
D.在物块A由P点出发第一次到达C点过程中.物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量
16.(问答题.10分)如图所示.充电后的平行板电容器水平放置.电容为C.极板间的距离为d.上板正中有一小孔。
质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落.穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计.极板间电场可视为匀强电场.重力加速度为g)。
求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。
17.(问答题.9分)如图所示.一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上.当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中.小物块恰好静止。
重力加速度取
g.sin37°=0.6.cos37°=0.8.求:
(1)水平向右电场的电场强度;
.物块的加速度是多大;
(2)若将电场强度减小为原来的1
2
(3)电场强度变化后物块下滑的距离L时的动能。
18.(问答题.11分)如图所示.区域Ⅰ、Ⅱ分别存在着有界匀强电场E1、E2.已知区域Ⅰ宽
L1=0.8m.区域II宽L2=0.4m.E1=10 √2 V/m且方向与水平成45°角斜向右上方.E2=20V/m且方向竖直向下。
电量为q=1.6×10-3C质量m=1.6×10-3kg的带电小球(可视为质点)由静止释放。
(g=10m/s2)求:
(1)小球在电场区域I中运动的加速度大小和时间
(2)小球离开电场区域II的速度大小和方向。
19.(问答题.15分)一质量为m1=1kg、带电荷量为q=+0.5C的小球以速度v0=3m/s.沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入.极板长0.6m.两极板间距为0.5m.不计空气阻力.小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC.圆弧轨道ABC的形状为半径R<3m的圆截去了左上角127°的圆弧.CB为其竖直直径.在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场.电场强度为E=10V/m。
(取g=10m/s2)求:
(1)求两极板间的电势差大小U;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道.求半径R的取值应满足的条件(结果可用分式表示)。
2020-2021学年河南省鹤壁高级中学高二(上)第二次段考物理试卷
参考答案与试题解析
试题数:19.满分:100
1.(单选题.3分)如图所示.在一半径为R的圆周上均匀分布有N个绝缘带电小球(可视为质点)无间隙排列.其中A点的小球带电荷量为+4q.其余小球带电荷量为+q.此时圆心O点的电场强度大小为E.现仅撤去A点的小球.则O点的电场强度为()
A.大小为E.方向沿AO连线斜向下
.方向沿AO连线斜向下
B.大小为E
2
C.大小为E
.方向沿AO连线斜向上
3
.方向沿AO连线斜向上
D.大小为E
4
【正确答案】:C
【解析】:特殊方法求场强的典型模型.应用对称法和模型法求解电场强度的大小。
【解答】:解:假设圆周上均匀分布的都是电荷量为+q的小球.由于圆周的对称性.根据电场的叠加原理知圆心O处场强为0.所以圆心O点的电场强度大小等效于A点处电荷量为+3q的小
.方向沿AO连线斜向下;其余带电荷量为+q的所有小球在O 球在O点产生的场强.有E= k3q
R2
点处产生的合场强大小等于在A处带电荷量为+q的小球在圆心O点产生的场强的大小.方向
.方向沿AO连线斜向下.故其余带相反.电荷量为+q的小球A在圆心O点产生的场强大小为E
3
.方向沿AO连线斜向上.故撤去A点的电荷量为+q的所有小球在O点处产生的场强大小为E
3
.方向沿AO连线斜向上.故C项正确.ABD错误。
小球.O点的电场强度为E
3
故选:C。
【点评】:求解场强的几种特殊方法注意整理.应用对称法和微元法求解场强的大小的典型模型的分析。
2.(单选题.3分)如图所示.一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内.当开关S闭合.小球
静止时.悬线与竖直方向的夹角为θ.则()
A.当开关S断开时.若减小平行板间的距离.则夹角θ增大
B.当开关S断开时.若增大平行板间的距离.则夹角θ增大
C.当开关S闭合时.若减小平行板间的距离.则夹角θ增大
D.当开关S闭合时.若减小平行板间的距离.则夹角θ减小
【正确答案】:C
【解析】:小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态.断开开关S.电容器所带的电量不变。
保持开关S闭合.电容器两端间的电势差不变;先分析板间场强的变化.再判断夹角的变化。
【解答】:解:AB、当断开开关S时.电容器所带的电量不变.由电容器的定义式C= ɛS
4πkd
、电
容的定义式C= Q
U 和E= U
d
结合得 E= 4πkQ
ɛS
.则知电容器板间距离d变化时.板间场强E不变.小球
所受的电场力不变.则θ不变。
故A、B错误。
CD、保持开关S闭合.电容器两端间的电势差U不变.若减小平行板间的距离.由E= U
d
知.板间的
电场强度E增大.小球所受的电场力变大.则θ增大。
故C正确.D错误。
故选:C。
【点评】:解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量。
若电容器与电源断开.电量保持不变;
若电容器始终与电源相连.电容器两端间的电势差保持不变。
要掌握推论:E= 4πkQ
ɛS
.知道只改
变电容器板间距离时板间场强不变。
3.(单选题.3分)如图.两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O
的两侧.a点位于x轴上O点与点电荷Q之间.b位于y轴O点上方.取无穷远处的电势为零.下列说法正确的是()
A.O点的电势为零.电场强度也为零
B.a点的电势高于b点电势.a点电场强度大于b点电场强度
C.正的试探电荷在b点的电势能大于零.所受电场力方向指向O点
D.将负的试探电荷从O点移到a点.必须克服电场力做功
【正确答案】:B
【解析】:两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线.电场强度方向与等势面方向垂直.而且指向电势低的方向.根据等势面和电场线分布情况.分析电势和场强的关系.
【解答】:解:A、结合等量异种点电荷的电场的特点可知.两个等量异种电荷连线的垂直平分
线是一条等势线。
电场强度方向与等势面方向垂直.而且指向电势低的方向.所以b点的电势等
于0.而电场强度不等于0.故A错误;
B、根据点电荷电场强度公式E= kQ
.及矢量的叠加原理.可知.a点电场强度大于b点电场强度
r2
的大小.依据沿着电场线方向.电势降低.因此a点的电势高于b点电势.故B正确;
C、因b点的电势为零.那么正的试探电荷在b点的电势能也为零.而在b点所受电场力方向平
行于x轴指向正方向.故C错误;
D、负的试探电荷从O点移到a点.电势能减小.则电场力做正功。
故D错误。
故选:B。
【点评】:对于等量异种电荷和等量同种电荷连线和垂直平分线的特点要掌握.抓住电场线和
等势面的对称性进行记忆.同时注意矢量叠加原理的应用.
4.(单选题.3分)如图所示.以O点为圆心、R=0.20m为半径的圆处于匀强电场(图中未画出)中.电场平行于圆面.ac、bd为圆的两条相互垂直的直径。
已知a、b、c三点的电势分别为2V、2 √3 V、-2V.则下列说法正确的是()
A.d点电势为2 √3 V
B.电子从d点运动到a点电势能增加
C.电场方向由b点指向c点
D.该匀强电场的场强为20V/m
【正确答案】:D
【解析】:匀强电场中.电势差与电场强度的关系为U=Ed.d是两点沿电场强度方向的距离.根据此公式和ac间的电势差.求出电场强度E。
由题可知.圆心O点的电势为0.根据U=Ed分析d、b间电势差的关系.即可求得d点的电势。
【解答】:解:A、根据匀强电场中电势差与电场强度的关系式U=Ed.相等距离.电势差相等.因为ϕa=2V.ϕb=-2V.可知.O点电势为0.而bO=Od.则b、O间的电势差等于O、d间的电势差.可知.d点的电势为−2√3V .故A错误;
B、从d点运动到a点电势增加.根据E P=qϕ.电子从d点运动到a点电势能减小.故B错误;CD、由作图和几何关系可知
a、c两点沿电场强度方向的距离为d=2Rsinθ=2×0.2×1
2
m=0.2m .
故该匀强电场的场强E=U ac
d =4
0.2
V/m=20V/m .
电场方向与由b点指向c点不重合.故C错误.D正确;
故选:D。
【点评】:在匀强电场中.电势沿直线是均匀变化的.即直线上距离相等的线段两端的电势差值相等.等分线段找等势点法:将电势最高点和电势最低点连接后根据需要平分成若干段.必能找到第三点电势的等势点.它们的连线即等势面(或等势线).与其垂直的线即为电场线
5.(单选题.3分)如图甲所示.两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点.其中Q1带正电荷位于原点O.a、b是它们的连线延长线上的两点.其中b点与O点相距3L。
现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用).设粒子经过a、b两点时的速度分别为v a、v b.其速度随坐标x变化的图象如图乙所示.则以下判断正确的是()
A.Q2带负电且电荷量大于Q1
B.b点的场强一定为零
C.a点的电势比b点的电势高
D.粒子在a点的电势能比在b点的电势能大
【正确答案】:B
【解析】:根据图象分析粒子的运动情况.知道粒子在b点的加速度为零.粒子在b点受到的两点电荷的静电力平衡.由此分析两电荷的电性.并由库仑定律确定电荷量的大小;通过能量守恒判断电势能的变化.从而判断电势高低。
【解答】:解:A、由题图知.粒子在到达b点前做减速运动.过b点后做加速运动.在b点的加速度为零.则在b点粒子受到两点电荷的电场力平衡.根据库仑定律可知Q2带负电荷.Q1带正电.且|Q2|<|Q1|.故A错误;
B、粒子通过b点的加速度为零.说明粒子的电场力为零.则b点的场强一定为零.故B正确;CD、粒子从a运动到b的过程中.粒子的动能减小.根据能量守恒知其电势能增大.即粒子在a
点的电势能比b点的电势能小.根据正电荷在电势高处电势能大.在电势低处电势能小.可知a点的电势比b点的电势低.故CD错误。
故选:B。
【点评】:解决本题的关键以b点的加速度为零为突破口.根据库仑定律分析Q1和Q2的电量关系;还要能熟练运用能量守恒定律分析电势能的变化情况。
6.(单选题.3分)如图所示.轻质弹簧的一端固定在墙上.另一端与质量为m的物体A相连.A放在光滑水平面上.有一质量与A相同的物体B.从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下.与A相碰后一起将弹簧压缩.弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升。
下列说法正确的是
()
A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh
B.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgℎ
2
C.B能达到的最大高度为ℎ
2
D.B能达到的最大高度为h
【正确答案】:B
【解析】:B从轨道上下滑过程.只有重力做功.机械能守恒。
运用机械能守恒定律可求得B与A碰撞前的速度。
两个物体碰撞过程动量守恒.即可求得碰后的共同速度。
碰后共同体压缩弹簧.当速度为零.弹簧的压缩量最大.弹性势能最大.根据系统的机械能守恒求得最大的弹性势能。
当弹簧再次恢复原长时.A与B将分开.根据机械能守恒求得B能达到的最大高度。
【解答】:解:A、B、对B下滑过程.据机械能守恒定律可得:mgh= 1
2
mv02 .B刚到达水平地面的速度v0= √2gℎ。
A碰撞过程.以AB组成的系统为研究对象.取向右为正方向.根据动量守恒定律可得:mv0=2mv.
得A与B碰撞后的共同速度为v= 1
2 v0.所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为E pm= 1
2
•2mv2= mgℎ
2
.故A错误.B正确;
C、D、当弹簧再次恢复原长时.A与B将分开.B以v的速度沿斜面上滑.根据机械能守恒定律可
得mgh′= 1
2 mv2.B能达到的最大高度为ℎ
4
.故C、D错误。
故选:B。
【点评】:利用动量守恒定律解题.一定注意状态的变化和状态的分析.明确研究对象.并选取正方向。
把动量守恒和机械能守恒结合起来列出等式求解是常见的问题。
7.(单选题.3分)如图所示.在平面直角坐标系xOy内.固定有A、B、C、D四个带电量均为Q 的点电荷.它们关于两坐标轴对称.其中A、B带正电.C、D带负电.它们产生电场的等势面如图中虚线所示.坐标轴上abcd是图中正方形的四个顶点.则()
A.b、d两点电势相等.场强不相等
B.b、d两点场强相同.电势不相等
C.将电子沿路径a→O→c移动.电场力做正功
D.将电子沿路径a→b→c移动.电场力先做负功.后做正功
【正确答案】:B
【解析】:电场线与等势面垂直.电场线的疏密程度可以反映场强的大小.顺着电场线的方向电势逐渐降低.结合电场的叠加原理分析.
【解答】:解:AB、根据对称性可知.b、d两点的场强大小相等.方向相同:均由b指向d.则场强相同。
b、d两点间的电场线由b指向d.所以b点的电势高于d点的电势.故A错误.B正确;
C、将电子沿路径a→O→c移动.电势不变.电场力不做功。
故C错误。
D、将电子沿路径a→b→c移动.从a到b.电场力做正功.从b到c.电场力做负功.故D错误。
故选:B。
【点评】:根据电场的对称性.电场线与等势面垂直.沿电场线的方向.电势降低.可以分析解决这类问题.
8.(单选题.3分)如图所示.实线为方向未知的三条电场线.虚线分别为等势线1、2、3.已知MN=NQ.a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出.仅在电场力作用下.两粒子的运动轨迹如图所示.则()
A.a一定带正电.b一定带负电
B.a加速度减小.b加速度增大
C.MN电势差|U MN|等于NQ两点电势差|U NQ|
D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小
【正确答案】:B
【解析】:根据粒子轨迹的弯曲方向.判断电场力方向.当电场力方向与场强方向相同时.粒子带正电.当电场力方向与场强方向相反时.粒子带负电.电场线越密.场强越大.粒子受到的电场力越大.加速度越大.非匀强电场中.距离相等的两点间.场强越大.电势差越大.根据电场力做功的
大小.判断动能变化量的大小.
【解答】:解:A、由图.a粒子的轨迹方向向右弯曲.a粒子所受电场力方向向右.b粒子的轨迹向左弯曲.b粒子所受电场力方向向左.由于电场线方向未知.无法判断粒子的电性。
故A错误。
B、由题.a所受电场力逐渐减小.加速度减小.b所受电场力增大.加速度增大。
故B正确。
C、已知MN=NQ.由于MN段场强大于NQ段场强.所以MN两点电势差|U MN|大于NQ两点电势差|U NQ|.故C错误。
D、根据电场力做功公式W=Uq.|U MN|>|U NQ|.由于题目中没有告诉两个粒子所带电量的关系.属于不能判定a粒子从等势线2到3电场力做功是否小于(大于)b粒子从等势线2到1电场力做功.所以不能判定a粒子到达等势线3的动能变化量与b粒子到达等势线1的动能变化量的大小。
故D错误。
故选:B。
【点评】:本题是电场中轨迹问题.关键要根据轨迹的弯曲方向能判断出粒子的电场力方向.本题中要注意该电场不是匀强电场.公式U=Ed不能直接使用.常见题型.比较简单.
9.(单选题.3分)在电场中.以O为原点.沿电场方向建立坐标轴r.将带正电的试探电荷放入电场中.其电势能E P随r变化的关系如图所示.其中r2对应图线与横轴的交点.r0对应图线的最低点。
若电荷只受电场力的作用.则下列说法正确的是()
A.从r2处静止释放电荷.电荷将保持静止
B.从r1处静止释放电荷.电荷始终向r正方向运动
C.从r0处静止释放电荷.电荷将先向r负方向运动
D.从r3处静止释放电荷.电荷将始终向r负方向运动
【正确答案】:B
【解析】:从电势能变化图象得到电场线的分布情况.进而得到电荷受到的电场力方向.从而得到试探电荷的运动方向。
【解答】:解:根据电势能E P=qφ可知:电势与图中电势能曲线趋势一致;根据沿着电场线电势降低可知:从r1到r0.电场方向向r正方向;在r0处电场强度为零;在r0到无穷远.电场方向向r负方向;
A、从r2处释放电荷.电荷先向r 正方向运动先加速后减速.然后沿r负方向运动.故A错误;
B、从r1处静止释放电荷.由于此时电势能较大.速度沿r方向没有减为零到无穷远处了.所以电荷始终向r正方向运动.故B正确;
C、速度从r0处释放电荷.电荷将保持静止.故C错误;
D、从r3处释放电荷.电荷将先向r 负方向运动.然后沿r正方向运动;故D错误。
故选:B。
【点评】:此题关键是能从电势能变化图象中找出电场线的分布情况.沿着电场线电势降低;正电荷在高电势点的电势能较大。
10.(单选题.3分)如图所示.A、B两点固定两个等量异种点电荷+Q和-Q.O点为AB连线的中点.OD是AB连线的中垂线.BC与OD平行.AO=BO=BC.下列说法正确的是()
A.O点的场强和D点的场强大小相等
B.D点的场强方向由D指向C
C.负电荷在O点的电势能比在D点的电势能低
D.将一负电荷由D点移动C点.电荷的电势能增加
【正确答案】:D
【解析】:等量异种点电荷连线的中垂线是等势面.场强方向与等势面垂直.在中垂线上O点场强最大。
在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
根据电势的变化分析电势能的变化。
【解答】:解:A、根据等量异种电荷产生的电场的特点知.在O点产生的场强比在D点产生的场强大.故A正确;
B、等量异种点电荷连线的中垂面是等势面.根据场强的叠加.可知O点和D点的电场强度方向相同.均由A指向B.所以D点的场强方向水平向右.故B错误;
C、因为O、D两点处在同一等势面上.所以负电荷在O点的电势能等于在D点的电势能.故C 错误;
D、D点电势等于零.C点电势小于零.将一负电荷由D点移到C点.电场力做负功.电荷的电势能增大.故D正确。
故选:D。