学年高三物理上学期电场单元测试6新课标.docx
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学年高三物理上学期电场单元测试6新课标
第I卷为选择题,共
50分;第U卷为非选择题共
50分。
满分100分,考试时间为
90分钟
第I卷(选择题,共50分)
、选择题:
本卷共
10小题,每小题5分,共50分,每小题有一个或多个选项正
确,全部选对得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分
1•两个完全相同的金属小球,分别带有+3Q和一Q的电荷量,当它们相距r时,它们之间的库仑力是F.若把它们接触后分开,再置于相距r/3的两点(此时两带电小球仍可视为点电荷),贝U它们的库仑力的大小将变为
()
A.F/3B.FC.3FD.9F
2•如图所示,在水平方向的匀强电场中,一绝缘细线的一端固定在
0点,另一端系一带正电的小球,小球在只受重力、电场力、绳子的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动,小球所受的电场力大小等于重力大小.比较a、b、c、d这四点,小球
()
A.在最高点a处的动能最小
B.在最低点c处的机械能最小
C.在水平直径右端b处的机械能最大
D.在水平直径左端d处的机械能最大
3.一负电荷受电场力作用,从电场中的A点运动到B点,在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则A、B两点电场强度巳、S及该电荷在A、B两点的电势能Ba、&b之间的关系为
4.如图所示,绝缘水平面上锁定着两个质量均为m电荷量分别为+9q、+q,体
积很小的物体A和B,它们间的距离为r,与平面间的动摩擦因数均为□.已知静电力常量为k.如果解锁使它们开始运动,贝U当加速度为零时,它们相距的距离为()
A.3q、
/k
B.
9q2k
A
B
/卩mg
卩mg
firftttFffrff/rtr
LiiJ
C.2r
D.
3r
5.(2020•江苏盐城)如图所示,在光滑的绝缘水平面上,两个带等量正电荷的点
电荷MN,分别固定在AB两点,O为AB连线的中点,C、D在AB的垂直平分线上.在C点处静止释放一个带负电的小球P(不改变原来电场的分布),此后P在C点和D点之间来回运动,贝U下列说法中正确的是
()
A若小球P在经过C点时电荷量突然减小,则它将会运动到连
线上的CD段之外
B.若小球P的电荷量在经过CO之间某处减小,则它将会运动到连
线上的CD段之外
C.若小球P在经过C点时,点电荷MN的电荷量同时等量增大,则它将会运动到
连线上的CD段之外
D.若小球P在经过CO之间某处时,点电荷MN的电荷量同时等量增大,则它以后不可能再运动到C点或D点
6.如图,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形,..
的四个顶点.电场线与梯形所在的平面平行.ab平行cd,且ab
边长为cd边长的一半,已知a点的电势是3V,b点的电势是5V,'■-
c点的电势是7V.由此可知,d点的电势为()
A.1V
B.2V
D.4V
C.3V
7.一个平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两极板间有一正
电荷(电荷量少)固定在P点,如图所示.以E表示两极板间的场强,一
u表示电容器两极板间的电压,w表示正电荷在p点的电势能.若保
持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,那么()
A.U变小,E不变B.E变大,W变大
C.U变小,W不变D.U不变,W不变
8.如图所示,质子、氘核和a粒子(均不计重力)都沿平行板电容器两板中线00
方向垂直于电场线射入板间的匀强电场,且都能射出电场,射出后都打在同一个荧光屏上,使荧光屏上出现亮点.若微粒打到荧光屏的先后不能分辨,则下列说法正确的是()
A若它们射入匀强电场时的速度相等,则在荧光屏上将出现3个
亮点…
B•若它们射入匀强电场时的动能相等,则在荧光屏上将出现1个亮点
C.若它们射入匀强电场时的动量相等,则在荧光屏上将出现3个亮点
D.若它们是经同一个加速电场由静止加速后射入偏转电场的,则在荧光屏上将只出
现1个亮点
9.如图所示,在匀强电场中将一电荷量为+q、质量为m的小球以初速度Vo竖直向上抛出,在带电小球由抛出到上升至最大高度的过程中,下列判断正确的是
()
A小球的动能增加
B•小球的电势能增加
C.所用的时间为vo/g
D.到达最高点时,速度为零,加速度大于g
10.如图所示,一质量为m电荷量为—q的小物体,在水平轨道沿Ox运动,O端
有一与轨道垂直的固定墙,轨道处在场强为E、方向沿Ox轴正向的匀强电场中,小物体以初速度V0从X0点沿Ox轨道运动,运动中受到大小不变的摩擦力f的
作用,且fvqE•设小物体与墙碰撞时的机械能损失忽略不计,则它从开始运动
第U卷(非选择题,共50分)
二、实验题:
本题共2小题,共12分。
把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。
11.(6分)一带正电的小金属块A以初速度v-从光滑水平高台上飞「;
出.已知在高台边缘的右侧足够大空间中存在水平向左的匀强二=
电场,小金属块A所受电场力大小为其重力的2倍.则金属块二=
运动过程中距高台边缘的最大水平距离为,金属块运"
动过程的最小速度为.
12.
(6分)如图所示,虚线是在某实验过程中实际绘出的某一平面静电场中的一簇等势线,若带电粒子从a点射入电场后,仅在静电力作用下恰能沿图中实线运动,b点是其运动轨迹上的另一点,用Ea、a、Va、Eb、b、Vb分别表示a点和b点的场强、电势和粒子的速率,贝UEaB、
ab、vab(三个空均选填“大于”、“小于”或“不
能比较”)
、计算题:
本题共3小题,共38分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重
要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明
确写出数值和单位。
13.
(10分)如图所示,一光滑斜面的直角点A处固定一电荷量为+q、质量为m的
B处,已知斜面长为L,球能沿斜面从B点运动到
D处时的速度;
绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点现把上部小球从B点由静止自由释放,
斜面底端C处,求:
(1)小球从B处开始运动到斜面中点
(2)小球运动到斜面底端C处时,球对斜面的压力大小.
14.(13分)在场强为E=100V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板,在金属板的正上方,高为h=0.8m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内,如图所示.放射物以v°=200m/s的初速度向水平面以下
各个方向均匀地释放质量m=2X10^kg、电荷量q=+10一12C的带电粒子.粒子最后落在金属板上.不计粒子重力,求:
(1)粒子下落过程中电场力做的功;
(2)粒子打在金属板上时的动能;
(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小.(结果保留两位有效数字)一根长为3L的轻质绝缘竖直细杆,杆上等间距地固定着四个(1、2、3、4)完全相同的带电荷小球,每个小球带电量为q、质量为m相邻小球间的距离为L,第1个小球置于0孔处.将AB杆由静止释放,观察发现,从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场,AB杆一直做匀速直线运动,整个运动过程中AB杆始终保持竖直,重力加速度为g•求:
(1)两板间的电场强度E;
(2)第4个小球刚离开电场时AB杆的速度;
(3)从第2个小球刚进入电场开始计时,到第4个小球刚离开电场所用的时间.
3“
参考答案
4.A解析:
加速度为零时,其受到的库仑力与摩擦力平衡,
5.BD解析:
若小球P经过C点时电荷量突然减小,电场力做功减小,根据运动的
对称性可知,它不会运动到CD之外,A项错误;若小球P经过CO之间时电荷量减小,根据动能定理可知,它向D点方向运动的位移更大,B项正确;若点电荷MN电荷量同时等量增大,根据运动的对称性判断C项错误;若小球P
经过CC之间某处时,点电荷MN电荷量等量增大,小球P从C点到O点电场力做的正功小于小球P从O点到D点电场力做的负功,所以不会运动到D点,反之也不会运动到C点,所以D项正确.
6.C解析:
cd的中点为e,ab与ce平行且相等,根据匀强电场的特点可知,Uba=
=5V—3V=2V,而de与ce在同一直线上且相等,则UU=5=2V,d点电势应为3V.
7.AC解析:
平行板电容器与电源断开后电荷量保持恒定,由E*Q®,它们之间的
场强不变,极板间的电压Ed变小,正电荷在P点的电势能W=qp=qE・dp
不变.
8.CD解析:
选取1H、1H、2He中的任意一微粒为研究对象,微粒在偏转电场中的偏
转位移为:
1qllLqlbLqmULuL
y=2dmV—4dE;—2dp2—4dLT
通过判定C、D两项正确.
9.C解析:
小球在由抛出点到最大高度的过程中,除重力之外,电场力要做正功,
但是电场力做正功不一定大于重力所做的负功,故A项错误;因电场力做正功,
小球的电势能减小,B项也错误;小球在竖直方向上只受重力,故竖直方向加速度为g,到最高点所用的时间t=vc/g,C项正确;到达最高点时,竖直分速
度为零,但水平分速度不为零,并且最高点加速度为重力加速度g与电场力引
起的加速度a的矢量和,大于g,由此可判断D项不正确.
10.A解析:
由于fvqE,物体最终将靠墙静止,对全过程,由动能定理有:
qEX)-
1一亠
fx=0—2mv,其中x为开始运动到停止前通过的总路程,可知A项正确.
11.(6分)解析:
分析可知,金属块A离开高台后,在水平方向做匀减速直线运动,
22在竖直方向做自由落体运动,水平位移最大处,水平速度为零,则x=^°=^°,
2ax4g
令水平速度为Vx,Vx=Vo—2gt,竖直速度为Vy,Vy=gt,则合速度vvX+v;=
Vy—fvo2+f,当Vy=|vo时,合速度最小等于fvo.
12.(6分)因为等势线越密处的场强越大,Ea大于E.;由曲线运动的特点可知,带
电粒子所受电场力必指向轨迹内侧,且垂直于等势面,故粒子从a点到b点过
程中,电场力做负功,va大于Vb.仅由题给的条件不能判断带电粒子的性质以及a点和b点的电势高低.
答案:
大于大于不能比较
13.(10分)解析:
(1)由题意知:
小球运动到D点时,由于AD-AB,所以有电势©D=©B,即卩UDb=©D—©B=0①
L12
则由动能定理得:
m$sin30°-2mv)—0②
联立①②解得:
vd-牛.③
(2)当小球运动至C点时,对小球受力分析如图所示,则由平衡条件得:
N+F库•sin30°—mgcos30④
由库仑定律得:
联立④⑤得:
32kq2
N=~^mgr~3Lr
由牛顿第三定律得:
N'=N=~23mg-弓胃.
答案:
(1)寸爭
(2)^mg-等
14.(13分)解析:
(1)粒子在下落过程中电场力做的功
—12—11
WEqh=100X10X0.8J=8X10J.
(2)粒子在整个运动过程中仅有电场力做功,由动能定理得
W=Ek2—Ek1
丘2=8X10—11J+2X10—15X20072J=1.2X10—10J.
(3)粒子落到金属板上的范围是一个圆.设此圆的半径为r,只有当粒子的初
速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上,由运动学公式得
im
代入数据求得
—3
t=5.66X10s
圆半径r=vot=1.13m
圆面积S=nr=4.0m.
答案:
(1)8X10—11J
(2)1.2X10—10J(3)4.0m2
15.(14分)解析:
(1)两个小球处于电场中时,2qE=4mg
2mg
(2)设第4个小球刚离开电场时,杆的运动速度为v,对整个杆及整个过程应
用动能定理:
12
4mg・5L—4•qE•解得v='2gL.
(3)设杆匀速运动时速度为vi,对第1个小球刚进入电场到第3个小球刚要进入电场这个过程,应用动能定理得
4mg-2L—qE(L+2L)=1•4mV
解得vi=gL
第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场的这段时间,整个杆做匀速
直线运动,设运动时间为11,
3L^_gL
1=—=
vig
第3个小球离开电场后,只有第4个小球在电场中,杆做匀加速直线运动.设运动时间为t2,贝U
t2=—=—=2丽
V1+vV1+v:
2+1g
2
所以,从第2个小球刚进入电场到第
4个小球刚离开电场所经历的时间为
t=11+12=
2.:
2+1」gL
2‘2+1gL
答案:
(1)2mg
(2);2gL(3)
M
2.C解析:
由题意知,小球所受的重力与电场力的合力沿/bOc的角平分线方向,
故小球在a、d两点动能相等,a、d中点处的动能最小;小球在运动中,电势
能与机械能相互转化,总能量守恒,故在d点机械能最小、b点机械能最大.
3.AD解析:
负电荷在电场中做匀加速直线运动,可知它所受电场力不变,因此A、
B两点场强相同,A项对;负电荷速度不断增大,即动能增大,可知电场力对其做正功,故负电荷的电势能减小,即EA>Eb,D项正确.