2019-2020年高中物理 第2章 電場與示波器章末綜合檢測卷 滬科版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 第2章 電場與示波器章末綜合檢測卷 滬科版選修3-1 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1．電場中有一點P，下列說法正確的是(　　) A．若放在P點的點電荷的電荷量減半，則P點的場強減半 B．若P點沒有試探電荷，則P點的場強為零 C．P點的場強越大，則同一電荷在P點受的電場力越大 D．P點的場強方向為試探電荷在該點的受力方向 答案　C 2.如圖1所示，A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個點，在這些點上各固定一個點電荷，除A點處的電荷量為－q外，其余各點處的電荷量均為＋q，則圓心O處(　　) 圖1 A．場強大小為，方向沿OA方向 B．場強大小為，方向沿AO方向 C．場強大小為，方向沿OA方向 D．場強大小為，方向沿AO方向 答案　C 3．電荷從靜止開始只在電場力作用下運動(最初階段的運動)，則電荷(　　) A．總是從電勢高的地方移到電勢低的地方 B．總是從電場強度大的地方移到電場強度小的地方 C．總是從電勢能大的地方移到電勢能小的地方 D．總是從電勢能小的地方移到電勢能大的地方 答案　C 4．空間存在甲、乙兩相鄰的金屬球，甲球帶正電，乙球原來不帶電，由于靜電感應(yīng)，兩球在空間形成了如圖2所示穩(wěn)定的靜電場．實線為其電場線，虛線為其等勢線，A、B兩點與兩球球心連線位于同一直線上，C、D兩點關(guān)于直線AB對稱，則(　　) 圖2 A．A點和B點的電勢相同 B．C點和D點的電場強度相同 C．正電荷從A點移至B點，電場力做正功 D．負(fù)電荷從C點沿直線CD移至D點，電勢能先增大后減小 答案　C 解析　由題圖可知φA＞φB，所以正電荷從A移至B，電場力做正功，故A錯誤，C正確．C、D兩點場強方向不同，故B錯誤．負(fù)電荷從C點沿直線CD移至D點，電勢能先減小后增大，所以D錯誤，故選C. 5．兩異種點電荷電場中的部分等勢面如圖3所示，已知A點電勢高于B點電勢．若位于a、b處點電荷的電荷量大小分別為qa和qb，則(　　) 圖3 A．a(chǎn)處為正電荷，qa＜qb B．a(chǎn)處為正電荷，qa＞qb C．a(chǎn)處為負(fù)電荷，qa＜qb D．a(chǎn)處為負(fù)電荷，qa＞qb 答案　B 解析　根據(jù)A點電勢高于B點電勢可知，a處為正電荷，qa＞qb，選項B正確． 6．一個電荷量為10－6 C的負(fù)電荷從電場中A點移到B點電場力做功210－6 J，從C點移到D點克服電場力做功710－6 J，若已知C點比B點電勢高3 V，且A、B、C、D四點在同一條電場線上，則下列圖中正確的是(　　) 答案　C 解析　由題意可知φB＞φA，φC＞φD，又φC＞φB，且UCD＝＝7 V UBA＝＝2 V 故可以判斷出，四者電勢關(guān)系為：φC＞φB＞φA＞φD，故選C. 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分，在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 7．如圖4所示，在等量異種點電荷形成的電場中，有A、B、C三點，A為兩點電荷連線的中心，B為連線上距A為d的一點，C為連線中垂線上距A也為d的一點，關(guān)于三點的場強大小、電勢高低比較，正確的是(　　) 圖4 A．EB＞EA＞EC B．EA＞EB＞EC C．φA＝φC＞φB D．φB＝φC＞φA 答案　AC 8．如圖5甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔．右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．電子原來靜止在左極板小孔處．(不計重力作用)下列說法中正確的是(　　) 圖5 A．從t＝0時刻釋放電子，電子將始終向右運動，直到打到右極板上 B．從t＝0時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動 C．從t＝T/4時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動，也可能打到右極板上 D．從t＝3T/8時刻釋放電子，電子必將打到左極板上 答案　AC 解析　從t＝0時刻釋放電子，如果兩板間距離足夠大，電子將向右先勻加速T/2，接著勻減速T/2，速度減小到零后，又開始向右勻加速T/2，接著勻減速T/2……直到打在右極板上．電子不可能向左運動；如果兩板間距離不夠大，電子也始終向右運動，直到打到右極板上．從t＝T/4時刻釋放電子，如果兩板間距離足夠大，電子將向右先勻加速T/4，接著勻減速T/4，速度減小到零后，改為向左再勻加速T/4，接著勻減速T/4.即在兩板間振動；如果兩板間距離不夠大，則電子在第一次向右運動過程中就有可能打在右極板上．從t＝3T/8時刻釋放電子，如果兩板間距離不夠大，電子將在第一次向右運動過程中就打在右極板上；如果第一次向右運動沒有打在右極板上，那就一定會在向左運動過程中打在左極板上．選A、C. 9．如圖6所示，實線為方向未知的三條電場線，虛線1和2為等勢線．a(chǎn)、b 兩個帶電粒子以相同的速度從電場中M點沿等勢線1的切線飛出，粒子僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示，則在開始運動的一小段時間內(nèi)，以下說法不正確是(　　) 圖6 A．a(chǎn)受到的電場力較小，b受到的電場力較大 B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增大 C．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電 D．a(chǎn)、b兩個粒子所帶電荷電性相反 答案　ABC 10．如圖7所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計，開關(guān)S合上后，靜電計指針張開一個角度，下述做法可使指針張角增大的是(　　) 圖7 A．使A、B兩板靠近一些 B．使A、B兩板正對面積錯開一些 C．?dāng)嚅_S后，使A板向左平移拉開一些 D．?dāng)嚅_S后，使A、B正對面積錯開一些 答案　CD 解析　題圖中靜電計的金屬球接正極，外殼和負(fù)極板均接地，靜電計顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針張角越大，表示兩板間的電壓越高．當(dāng)合上開關(guān)S后，A、B兩板與電源兩極相連，板間電壓等于電源電壓不變，靜電計指針張角不變；當(dāng)斷開開關(guān)S后，板間距離增大、正對面積減小，都將使A、B兩板間的電容變小，而電容器電荷量不變，由C＝可知，板間電壓U增大，從而靜電計指針張角增大，答案應(yīng)選C、D. 三、填空題(本題共2小題，共8分) 11．(4分)密立根油滴實驗進(jìn)一步證實了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性．如圖8所示是密立根實驗的原理示意圖，設(shè)小油滴質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩板間電勢差為U，當(dāng)小油滴懸浮不動時，測出兩板間距離為d.可求出小油滴的電荷量q＝________. 圖8 答案　 解析　受力平衡可得：qE＝mg q＝mg q＝ 12.(4分)如圖9所示，在豎直向下、場強為E的勻強電場中，長為l的絕緣輕桿可繞固定軸O在豎直面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，兩個小球A、B固定于桿的兩端，A、B的質(zhì)量分別為m1和m2(m1＜m2)，A帶負(fù)電，電荷量為q1，B帶正電，電荷量為q2.桿從靜止開始由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置，在此過程中電場力做功為____________，在豎直位置處兩球的總動能為______________． 圖9 答案　(q1＋q2)El/2　[(m2－m1)g＋(q1＋q2)E]l/2 解析　本題考查電場力做功的特點和動能定理，考查學(xué)生對功能關(guān)系的應(yīng)用. A、B在轉(zhuǎn)動過程中電場力對A、B都做正功，即：W＝q1E＋q2E，根據(jù)動能定理：(m2－m1)g＋＝Ek－0可求解在豎直位置處兩球的總動能． 四、計算題(共4小題，共52分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(12分)如圖10所示，在勻強電場中，將帶電荷量q＝－610－6 C的負(fù)電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了2.410－5 J的功，再從B點移到C點，電場力做了1.210－5 J的功．求： 圖10 (1)A、B兩點間的電勢差UAB和B、C兩點間的電勢差UBC； (2)如果規(guī)定B點的電勢為零，則A點和C點的電勢分別為多少？ (3)作出過B點的一條電場線(只保留作圖的痕跡，不寫做法)． 答案　(1)4 V?。? V　(2)4 V　2 V　(3)見解析圖 解析　(1)UAB＝＝ V＝4 V UBC＝ V＝－2 V (2)因為UAB＝φA－φB UBC＝φB－φC 又φB＝0 故φA＝4 V，φC＝2 V (3)如圖所示 14．(12分)—個帶正電的微粒，從A點射入水平方向的勻強電場中，微粒沿直線AB運動，如圖11所示，AB與電場線夾角θ＝30，已知帶電微粒的質(zhì)量m＝1.010－7kg，電荷量q＝1.010－10C，A、B相距L＝20 cm.(取g＝10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．求： 圖11 (1)說明微粒在電場中運動的性質(zhì)，要求說明理由． (2)電場強度的大小和方向？ (3)要使微粒從A點運動到B點，微粒射入電場時的最小速度是多少？ 答案　(1)見解析　(2)1.73104 N/C　水平向左　(3)2.8 m/s 解析　(1)微粒只在重力和電場力作用下沿AB方向運動，在垂直于AB方向上的重力和電場力的分量必等大反向，可知電場力的方向水平向左，微粒所受合力的方向由B指向A，與初速度vA方向相反，微粒做勻減速運動． (2)在垂直于AB方向上，有qEsin θ—mgcos θ＝0 所以電場強度E≈1.73104N/C 電場強度的方向水平向左 (3)微粒由A運動到B時的速度vB＝0時，微粒進(jìn)入電場時的速度最小，由動能定理得，mgLsin θ＋qELcos θ＝ 代入數(shù)據(jù)，解得vA≈2.8 m/s. 15. (14分)如圖12所示，在E＝103V/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在平面與電場線平行，其半徑R＝40 cm，一帶正電荷q＝10－4C的小滑塊質(zhì)量為m＝40 g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g＝10 m/s2，求： 圖12 (1)要小滑塊能運動到圓軌道的最高點L，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點多遠(yuǎn)處釋放？ (2)這樣釋放的小滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大？(P為半圓軌道中點) 答案　(1)20 m　(2)1.5 N 解析　(1)小滑塊剛能通過軌道最高點條件是 mg＝m，v＝＝2 m/s， 小滑塊由釋放點到最高點過程由動能定理： Eqs－μmgs－mg2R＝mv2 所以s＝ 代入數(shù)據(jù)得：s＝20 m (2)小滑塊過P點時，由動能定理： －mgR－EqR＝mv2－mv 所以v＝v2＋2(g＋)R 在P點由牛頓第二定律： N－Eq＝ 所以N＝3(mg＋Eq) 代入數(shù)據(jù)得：N＝1.5 N 由牛頓第三定律知滑塊通過P點時對軌道壓力為1.5 N. 16．(14分)如圖13所示，EF與GH間為一無場區(qū)．無場區(qū)左側(cè)A、B為相距為d、板長為L的水平放置的平行金屬板，兩板上加某一電壓從而在板間形成一勻強電場，其中A為正極板．無場區(qū)右側(cè)為一點電荷Q形成的電場，點電荷的位置O為圓弧形細(xì)圓管CD的圓心，圓弧半徑為R，圓心角為120，O、C在兩板間的中心線上，D位于GH上．一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以初速度v0沿兩板間的中心線射入勻強電場，粒子出勻強電場經(jīng)無場區(qū)后恰能進(jìn)入細(xì)圓管，并做與管壁無相互擠壓的勻速圓周運動．(不計粒子的重力、管的粗細(xì))求： 圖13 (1)O處點電荷Q的電性和電荷量； (2)兩金屬板間所加的電壓． 答案　(1)負(fù)電　　(2) 解析　(1)由幾何關(guān)系知，粒子在D點速度方向與水平方向夾角為30，進(jìn)入D點時速 度v＝＝v0 ① 在細(xì)圓管中做與管壁無相互擠壓的勻速圓周運動，故Q帶負(fù)電且滿足 k＝m ② 由①②得：Q＝ (2)粒子射出勻強電場時速度方向與水平方向成30 tan 30＝ ③，vy＝at ④，a＝ ⑤，t＝⑥，由③④⑤⑥得： U＝＝