2025年大學大二（應(yīng)用物理學）電磁學綜合測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本卷共8小題，每小題5分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.關(guān)于電場強度和電勢，下列說法正確的是（）A.由公式E=F/q可知，E與F成正比，與q成反比B.由公式U=Ed可知，勻強電場中E恒定，沿電場線方向電勢逐漸降低C.電場強度為零的地方，電勢一定為零D.電勢為零的地方，電場強度一定為零答案：B2.一個電子在電場中A點具有80eV的電勢能，當它由A運動到B克服電場力做功30eV，則（）A.電子在B點的電勢能是50eVB.電子的電勢能增加了30eVC.B點的電勢為110VD.B點的電勢為-110V答案：B3.如圖所示，在等量異種電荷形成的電場中，有A、B、C三點，A點為兩點電荷連線的中點，B點為連線上距A點距離為d的一點，C點為連線中垂線上距A點距離也為d的一點，則下面關(guān)于三點電場強度和電勢的比較，正確的是（）A.EA>EB，EC=0B.EA<EB，EC=0C.φA>φB，φA>φCD.φA<φB，φA<φC答案：C4.一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地。兩板間有一個正試探電荷固定在P點，如圖所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的電場強度、φ表示P點的電勢，W表示正電荷在P點的電勢能。若保持負極板不動，將正極板緩慢向右平移一小段距離l0的過程中，各物理量與正極板移動距離x的關(guān)系圖象中正確的是（）答案：C5.如圖所示，一帶電粒子從電場中的A點運動到B點，軌跡如圖中虛線所示，不計粒子所受的重力，則（）A.粒子帶正電B.粒子的加速度逐漸減小C.A點的電勢比B點的電勢高D.粒子在A點的電勢能比在B點的電勢能大答案：D6.如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則（）A.帶電油滴將沿豎直方向向上運動B.P點的電勢將降低C.帶電油滴的電勢能將減小D.電容器的電容減小，極板帶電荷量將增大答案：B7.如圖所示，a、b、c為電場中同一條電場線上的三點，其中c為ab的中點。已知a、b兩點的電勢分別為φa=3V，φb=9V，則下列敘述正確的是（）A.該電場在c點處的電勢一定為6VB.a點處的場強Ea一定小于b點處的場強EbC.正電荷從a點運動到b點的過程中電勢能一定增大D.正電荷只受電場力作用從a點運動到b點的過程中動能一定增大答案：D8.如圖所示，在水平向右的勻強電場中，質(zhì)量為m的帶電小球，以初速度v0從M點豎直向上運動，通過N點時，速度大小為2v0，方向與電場方向相反，則小球從M運動到N的過程（）A.動能增加2mv02B.機械能增加2mv02C.重力勢能增加mv02D.電勢能增加3mv02答案：D第II卷（非選擇題共60分）9.（12分）答題要求：本題共2小題，每小題6分。（1）如圖所示，有一水平方向的勻強電場，場強大小為9×103N/C，在電場內(nèi)一水平面上作半徑為10cm的圓，圓上取A、B兩點，AO沿E方向，BO⊥AO，另在圓心O處放一電荷量為10??C的正點電荷，則A處的場強大小為______N/C，B處的場強大小為______N/C。答案：1.8×10?；9×103（2）如圖所示，兩塊平行金屬板A、B豎直放置，兩板間距離d=0.04m，兩板間電壓U=400V，一電子沿水平方向從兩板中央射入，電子的電荷量e=1.6×10?1?C，質(zhì)量m=9.1×10?31kg，不計電子所受重力，求電子射出電場時的側(cè)移量y。答案：電子在電場中做類平拋運動，水平方向：x=v0t；豎直方向：y=1/2at2，a=eU/md，聯(lián)立可得y=eUx2/2mdv02，題中未給出v0和x，無法計算具體數(shù)值。10.（12分）答題要求：本題共2小題，每小題6分。（1）如圖所示，A、B為兩塊水平放置的金屬板，通過閉合的開關(guān)S分別與電源兩極相連，兩板中央各有一個小孔a和b，在a孔正上方某處放一帶電質(zhì)點由靜止開始下落，不計空氣阻力，該質(zhì)點到達b孔時速度恰為零，然后返回。現(xiàn)要使帶電質(zhì)點能穿出b孔，可行的方法是（）A.保持S閉合，將A板適當上移B.保持S閉合，將B板適當下移C.先斷開S，再將A板適當上移D.先斷開S，再將B板適當下移答案：BC（2）如圖所示，一平行板電容器兩極板A、B間的距離d=5cm，板長L=10cm，極板間所加電壓U=100V，一帶電荷量q=2×10?1?C、質(zhì)量m=1×10?2?kg的粒子以v0=1×10?m/s的速度沿平行于極板的方向從兩板中央射入，不計粒子重力。求粒子射出電場時的速度大小和方向。答案：粒子在電場中做類平拋運動，水平方向：L=v0t；豎直方向：vy=at，a=qU/md，聯(lián)立可得vy=qUL/mdv0，再根據(jù)速度合成公式v=√(v02+vy2)計算速度大小，tanθ=vy/v0計算方向，題中未給出具體數(shù)值，無法計算。11.（12分）答題要求：閱讀材料，回答問題。材料：如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一質(zhì)量m=2×10?3kg、電荷量q=1×10??C的帶正電小球，靜止在O點。以O(shè)點為原點，在該水平面內(nèi)建立直角坐標系Oxy?，F(xiàn)突然加一沿x軸正方向、場強大小E=2×10?N/C的勻強電場，使小球開始運動。經(jīng)過1s，所加電場突然變?yōu)檠貀軸正方向、場強大小仍為E=2×10?N/C的勻強電場。再經(jīng)過1s，所加電場又突然變?yōu)榱硪粋€勻強電場，使小球在此電場作用下經(jīng)1s速度變?yōu)榱?。求：?）此過程中小球速度最大時的速度大小；（2）第3s末電場的方向及速度變?yōu)榱銜r小球的位置坐標。答案：（1）小球在第1s內(nèi)沿x軸正方向做勻加速直線運動，a1=qE/m，v1=a1t1，代入數(shù)據(jù)可得v1=1m/s。第2s內(nèi)小球做類平拋運動，vx=v1，vy=a2t2，a2=qE/m，t2=1s，可得vy=1m/s，所以速度最大時v=√(vx2+vy2)=√2m/s。（2）第2s末小球的速度v2=√(vx2+vy2)=√2m/s，方向與x軸正方向成45°角。第3s內(nèi)小球做勻減速直線運動，設(shè)電場方向與v2方向相反，加速度大小a3=qE/m，根據(jù)v=v2-a3t3=0，可得t3=1s，即第3s末速度變?yōu)榱?。x3=x2+vxt3，x2=1/2a1t12+v1t2，y3=y2+vyt3-1/2a3t32，y2=1/2a2t22，代入數(shù)據(jù)可得x3=3m，y3=1m，所以電場方向與v2方向相反，小球位置坐標為(3m,1m)。12.（12分）答題要求：閱讀材料，回答問題。材料：如圖所示，水平放置的平行金屬板A、B間距離d=10cm，兩板間電壓UAB隨時間t變化的規(guī)律如圖所示。t=0時刻，一質(zhì)量m=2×10?1?kg、電荷量q=1×10?12C的粒子，以初速度v0=4×103m/s從兩板中央沿水平方向射入電場，不計粒子重力。求：（1）粒子在0-2×10?2s內(nèi)的加速度大?。唬?）粒子在0-2×10?2s內(nèi)的位移大??；（3）粒子射出電場時的速度大小和方向。答案：（1）0-2×10?2s內(nèi)電場強度E=UAB/d，加速度a=qE/m=qUAB/md，代入數(shù)據(jù)可得a=1×1011m/s2。（2）水平方向x=v0t，豎直方向y=1/2at2，聯(lián)立可得位移大小s=√(x2+y2)，代入數(shù)據(jù)計算。（3）水平方向速度vx=v0，豎直方向vy=at，射出電場時速度v=√(vx2+vy2)，tanθ=vy/vx計算方向，代入數(shù)據(jù)計算。13.（12分）答題要求：閱讀材料，回答問題。材料：如圖所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。在ad邊中點O處，垂直于磁場方向射入一速度方向跟ad邊夾角θ=30°、大小為v0的帶正電粒子。已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，ad邊長為L，不計粒子重力。求：（1）粒子在磁場中運動的軌道半徑；（2）粒子在磁場中運動的時間；（3）若要使粒子不從bc邊