2019年高中物理 第2章 電場(chǎng)與示波器綜合檢測(cè) 滬科版選修3-1.doc

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2019年高中物理 第2章 電場(chǎng)與示波器綜合檢測(cè) 滬科版選修3-1 一、選擇題(本大題共7個(gè)小題，每小題6分．共42分．每小題至少有一個(gè)答案是正確的，把正確答案的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)．) 1．(xx廣州高二檢測(cè))如圖所示，A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和電勢(shì)的大小均不相等的是(　　) 【解析】　A選項(xiàng)中兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和電勢(shì)的大小都相等，B選項(xiàng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小和電勢(shì)的大小都不相等，C選項(xiàng)中場(chǎng)強(qiáng)相等，電勢(shì)不等，D選項(xiàng)中，場(chǎng)強(qiáng)不相等，電勢(shì)相等，故選B. 【答案】　B 2．將電量為310－6 C的負(fù)電荷，放在電場(chǎng)中A點(diǎn)，受到的電場(chǎng)力大小為610－3 N，方向水平向右，則將電量為610－6 C的正電荷放在A點(diǎn)，受到的電場(chǎng)力為(　　) A．1.210－2 N，方向水平向右 B．1.210－2 N，方向水平向左 C．610－3 N，方向水平向右 D．610－3 N，方向水平向左 【解析】　A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝F/q＝610－3/(310－6)＝2103 N/C，方向水平向左；放入正電荷后電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以F＝Eq′＝2103610－6 N/C＝1.210－2 N，方向水平向左．故選項(xiàng)B正確． 【答案】　B 3．電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，一個(gè)靜止于A點(diǎn)、電量為q的正點(diǎn)電荷，在電場(chǎng)力的作用下從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)．電場(chǎng)力所做的功等于(　　) A．U　　　B．U/q　　　C．q/U　　　D．qU 【解析】　根據(jù)WAB＝qU，D正確． 【答案】　D 圖1 4．(xx山東高考)某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖1所示，以下說(shuō)法正確的是 (　　) A．c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) B．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) C．若將一試探電荷＋q由a點(diǎn)釋放，它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn) D．若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷－Q，將一試探電荷＋q由a移至b的過(guò)程中，電勢(shì)能減小 【解析】　電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，A項(xiàng)錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，B項(xiàng)正確；＋q在a點(diǎn)所受電場(chǎng)方向沿電場(chǎng)線的切線方向，由于電場(chǎng)線為曲線，所以＋q不沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在d點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷－Q后，a點(diǎn)電勢(shì)仍高于b點(diǎn)，＋q由a移至b的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，D項(xiàng)正確． 【答案】　BD 5．某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖2所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為φP和φQ，則(　　) 圖2 A．EP＞EQ，φP＞φQ B．EP＞EQ，φP＜φQ C．EP＜EQ，φP＞φQ D．EP＜EQ，φP＜φQ 【解析】　P點(diǎn)處電場(chǎng)線分布的密集些，Q處電場(chǎng)線分布稀疏些，則EP＞EQ.圖中，電場(chǎng)線的方向是由P指向Q，根據(jù)順著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)依次降落，有P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)電勢(shì)． 【答案】　A 圖3 6．如圖3所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過(guò)程中(　　) A．電阻R中沒(méi)有電流 B．電容器的電容變小 C．電阻R中有從a流向b的電流 D．電阻R中有從b流向a的電流 【解析】　解題關(guān)鍵是電容器與電源相連，其電壓不變．由C＝可知，當(dāng)d增大時(shí)，C減小，而電容器始終與電源相連，故U不變，由C＝可知，Q變小，即電容器將放電，電流從a流向b，故正確答案為BC. 【答案】　BC 7．(xx三明一中高二檢測(cè))如圖4所示，電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)中加速后，垂直進(jìn)入電勢(shì)差為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，在滿足電子能射出的條件下，下列四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是(　　) 圖4 A．U1變大、U2變大 B．U1變小、U2變大 C．U1變大、U2變小 D．U1變小、U2變小 【解析】　設(shè)電子經(jīng)加速電場(chǎng)后獲得的速度為v0，由動(dòng)能定理得qU1＝ ① 設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)為L(zhǎng)，則電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t＝ ② 電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中受電場(chǎng)力作用獲得的加速度a＝ ③ 電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，平行于電場(chǎng)線的速度vy＝at ④ 由②③④得vy＝. 所以，tan θ＝＝. ①式代入上式得tan θ＝，所以B正確． 【答案】　B 二、非選擇題(本題共5個(gè)小題，共58分．計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位．) 圖5 8．(6分)如圖5所示，在邊長(zhǎng)為30 cm的正三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)A、B上各放一個(gè)帶電小球，其中Q1＝410－6 C，Q2＝－410－6 C，則它們?cè)谌切瘟硪豁旤c(diǎn)C處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是________，方向________． 【解析】　Q1、Q2在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)矢量疊加即可．如圖 E＝E1＝E2＝k ＝9109 N/C ＝4105 N/C. 【答案】　4105 N/C　與AB邊平行，且向右 9．(8分)一個(gè)質(zhì)量為m的電子，以初速度v0沿與電場(chǎng)線平行的方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)．經(jīng)過(guò)時(shí)間t，電子具有的電勢(shì)能與剛射入電場(chǎng)時(shí)具有的電勢(shì)能相同，則此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝________，電子在電場(chǎng)中通過(guò)的路程為_(kāi)_______． 【解析】　根據(jù)題意，經(jīng)時(shí)間t電子具有的電勢(shì)能與剛射入電場(chǎng)時(shí)的電勢(shì)能相同，即在時(shí)間t內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)電子所做的功為零． 所以有t＝，a＝解得E＝ 在時(shí)間內(nèi)電子的平均速度為，由此可得電子在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為s＝. 【答案】　2mv0/et　v0t 10．(12分)地球是一個(gè)帶電體，且電荷均勻分布于地球表面．若已知地球表面附近有一電量為210－4 C的正電荷受到410－3 N的電場(chǎng)力，且方向豎直向下，則地球帶何種電荷？所帶總電量為多少？(已知地球半徑R＝6.4106 m，k＝9109 Nm2/C2) 【解析】　地球所帶電量可以認(rèn)為集中于地球中心，設(shè)地球所帶電量為Q，則地球表面附近的場(chǎng)強(qiáng)E＝ ① 據(jù)場(chǎng)強(qiáng)定義知E＝ ② 將k＝9109 Nm2/C2，R＝6.4106 m，F(xiàn)＝410－3 N，q＝210－4 C代入①②求得Q＝9.1104 C 因正電荷受到的電場(chǎng)力豎直向下，故地球附近的電場(chǎng)方向豎直向下，即指向地心，地球帶負(fù)電． 【答案】　負(fù)電　9.1104 C 11．(15分)(xx南平一中高二檢測(cè))如圖6所示，平行金屬帶電極板A、B間可看成勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝1.2102 V/m，極板間距離d＝5 cm，電場(chǎng)中C和D點(diǎn)分別到A、B兩板的距離均為0.5 cm，B板接地，求： 圖6 (1)C和D兩點(diǎn)的電勢(shì)、兩點(diǎn)間電勢(shì)差各為多少？ (2)將點(diǎn)電荷q＝210－2 C從C點(diǎn)勻速移到D點(diǎn)時(shí)外力做多少功？ 【解析】　(1)因正極板接地，故板間各點(diǎn)電勢(shì)均小于零，則UBD、UBC均大于零，由U＝Ed得 UBD＝EdBD＝1.21020.510－2 V＝0.6 V， 即φD＝－0.6 V. 由于dCB＝5 cm－0.5 cm＝4.5 cm＝4.510－2 m， 所以UCB＝－EdCB＝－1.21024.510－2 V＝－5.4 V＝φC. 所以UCD＝φC－φD＝－5.4 V－(－0.6 V)＝－4.8 V (2)因?yàn)閯蛩僖苿?dòng)，外力所做的功等于電場(chǎng)力所做的功W外＝|qUCD|＝210－24.8 J＝9.610－2 J. 【答案】　(1)－5.4 V　－0.6 V?。?.8 V (2)9.610－2 J 12．(17分)兩平行金屬板A、B水平放置，一個(gè)質(zhì)量為m＝510－6 kg的帶電粒子，以v0＝2 m/s的水平速度從兩板正中央位置射入電場(chǎng)，如圖7所示，A、B兩板間距離為d＝4 cm，板長(zhǎng)l＝10 cm. 圖7 (1)當(dāng)A、B間的電壓為UAB＝1 000 V時(shí)，粒子恰好不偏轉(zhuǎn)，沿圖中直線射出電場(chǎng)，求該粒子的電荷量和電性． (2)令B板接地，欲使粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，求A板所加電勢(shì)的范圍．(g取10 m/s2) 【解析】　(1)粒子做直線運(yùn)動(dòng)，合力為0，故在豎直方向上有：qE＝mg，即q＝mg，解得電荷量q＝＝210－9 C， 因?yàn)殡妶?chǎng)力方向向上，故粒子帶負(fù)電． (2)題目中并未說(shuō)明粒子的偏轉(zhuǎn)方向，故粒子可能向上、下兩方向偏轉(zhuǎn)． 當(dāng)qE＞mg時(shí)，粒子向上偏，若粒子恰沿板的邊緣M點(diǎn)飛出，則有側(cè)移量y＝，即＝a1t2，其中a1＝－g，t＝，解得U1＝2 600 V，由于φB＝0，則φA＝2 600 V，同理可得粒子向下偏時(shí)，a2＝＋g，代入＝a2t2，解得U2＝600 V，即φA′＝600 V. 據(jù)題意知，A板電勢(shì)范圍應(yīng)為600 V≤φA≤2 600 V. 【答案】　(1)210－9 C　負(fù) (2)600 V≤φA≤2 600 V