2020学年高中物理 第2章 电场与示波器章末检测 沪科版选修3-1

2020学年高中物理 第2章 电场与示波器章末检测 沪科版选修3-1

章末检测卷(二) ‎ ‎(时间：90分钟　满分：100分)‎ 一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)‎ ‎1.电场中有一点P，下列说法正确的是(　　)‎ A.若放在P点的点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半 B.若P点没有试探电荷，则P点的场强为零 C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受的电场力越大 D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 答案　C ‎2.电场中有A、B两点，在将某电荷从A点移到B点的过程中，电场力对该电荷做了正功，则下列说法中正确的是(　　)‎ A.该电荷是正电荷，且电势能减少 B.该电荷是负电荷，且电势能增加 C.该电荷电势能增加，但不能判断是正电荷还是负电荷 D.该电荷电势能减少，但不能判断是正电荷还是负电荷 答案　D ‎3.电荷从静止开始只在电场力作用下运动(最初阶段的运动)，则电荷(　　)‎ A.总是从电势高的地方移到电势低的地方 B.总是从电场强度大的地方移到电场强度小的地方 C.总是从电势能大的地方移到电势能小的地方 D.总是从电势能小的地方移到电势能大的地方 答案　C ‎4.空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图1所示稳定的静电场.实线为其电场线，虚线为其等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则(　　)‎ 图1‎ A.A点和B点的电势相同 B.C点和D点的电场强度相同 C.正电荷从A点移至B点，电场力做正功 D.负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先增大后减小 答案　C 解析　由题图可知φA＞φB，所以正电荷从A移至B，电场力做正功，故A错误，C正确.C、D两点场强方向不同，故B错误.负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先减小后增大，所以D错误，故选C.‎ ‎5.如图2所示A、B两点分别固定带有等量同种电荷的点电荷，M、N为AB连线上的两点，且AM＝BN，(取无穷远处电势为零)则(　　)‎ 图2‎ A.M、N两点的电势和场强都相等 B.M、N两点的电势和场强都不相等 C.M、N两点的电势不同，场强相等 D.M、N两点的电势相同，场强不相等 答案　D ‎6.一个电荷量为10－‎6 C的负电荷从电场中A点移到B点电场力做功2×10－6 J，从C点移到D点克服电场力做功7×10－6 J，若已知C点比B点电势高3 V，且A、B、C、D四点在同一条电场线上，则下列图中正确的是(　　)‎ 答案　C 解析　由题意可知φB＞φA，φC＞φD，又φC＞φB，且UCD＝＝7 V　UBA＝＝2 V 故可以判断出，四者电势关系为：φC＞φB＞φA＞φD，故选C.‎ 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)‎ ‎7.如图3所示，在等量异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两点电荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂线上距A也为d的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是(　　)‎ 图3‎ A.EB＞EA＞EC B.EA＞EB＞EC C.φA＝φC＞φB D.φB＝φC＞φA 答案　AC ‎8.如图4甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图乙所示.电子原来静止在左极板小孔处.(不计重力作用)下列说法中正确的是(　　)‎ 图4‎ A.从t＝0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 B.从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动 C.从t＝时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上 D.从t＝时刻释放电子，电子必将打到左极板上 答案　AC 解析　从t＝0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速，接着匀减速，速度减小到零后，又开始向右匀加速，接着匀减速……直到打在右极板上.电子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上.从t＝时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速，接着匀减速，速度减小到零后，改为向左再匀加速，接着匀减速.即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上.从t＝时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在向左运动过程中打在左极板上.选A、C.‎ ‎9.如图5所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使指针张角增大的是(　　)‎ 图5‎ A.使A、B两板靠近一些 B.使A、B两板正对面积错开一些 C.断开S后，使A板向左平移拉开一些 D.断开S后，使A、B正对面积错开一些 答案　CD 解析　题图中静电计的金属球接正极，外壳和负极板均接地，静电计显示的是A、B两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高.当合上开关S后，A、B两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开开关S后，板间距离增大、正对面积减小，都将使A、B两板间的电容变小，而电容器电荷量不变，由C＝可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大，答案应选C、D.‎ 三、填空题(本题共2小题，共8分)‎ ‎10.(4分)电场中有两点a、b，将一个带电量为5×10－‎8 C的正电荷从a点移到b点，电场力做功为8×10－6 J，则a、b两点的电势差为______ V，若将带电量为2×10－‎7 C的正电荷从a点移到b点，电场力做功为________J.‎ 答案　1.6×102　3.2×10－5‎ ‎11.(4分)如图6所示虚线为电场中的一簇等势面，A、B两等势面间的电势差为10 V，且A的电势高于B的电势，相邻两等势面电势差相等，一个电子从电场中通过的轨迹如图中实线所示，电子过M点的动能为8eV，它经过N点时的动能为________eV，电子在M点的电势能比N点的电势能_________.‎ 图6‎ 答案　0.5　小 四、计算题(共4小题，共52分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎12.(12分)如图7所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－‎6 C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5 J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5 J的功.求：‎ 图7‎ ‎(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC；‎ ‎(2)如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？‎ ‎(3)作出过B点的一条电场线(只保留作图的痕迹，不写做法).‎ 答案　(1)4 V　－2 V　(2)4 V　2 V　(3)见解析图 解析　(1)UAB＝＝ V＝4 V UBC＝＝ V＝－2 V ‎(2)因为UAB＝φA－φB UBC＝φB－φC 又φB＝0‎ 故φA＝4 V，φC＝2 V ‎(3)如图所示 ‎13.(12分)—个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图8所示，AB与电场线夹角θ＝30°，已知带电微粒的质量m＝1.0×10－‎7kg，电荷量q＝1.0×10－‎10C，A、B相距L＝‎20 cm.(取g＝‎10 m/s2，结果保留两位有效数字).求：‎ 图8‎ ‎(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由.‎ ‎(2)电场强度的大小和方向？‎ ‎(3)要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？‎ 答案　(1)见解析　(2)1.73×104 N/C　水平向左　(3)‎2.8 m/s 解析　(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力的分量必等大反向，可知电场力的方向水平向左，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度vA方向相反，微粒做匀减速运动.‎ ‎(2)在垂直于AB方向上，有qEsin θ—mgcos θ＝0‎ 所以电场强度E≈1.73×104 N/C 电场强度的方向水平向左 ‎(3)微粒由A运动到B时的速度vB＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，mgLsin θ＋qELcos θ＝ 代入数据，解得vA≈‎2.8 m/s.‎ ‎14.(14分)如图9所示，在E＝103 V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在平面与电场线平行，其半径R＝‎40 cm，一带正电荷q＝10－‎4 C的小滑块质量为m＝‎40 g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝‎10 m/s2，求：‎ 图9‎ ‎(1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？‎ ‎(2)这样释放的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？(P为半圆轨道中点)‎ 答案　(1)‎20 m　(2)1.5 N 解析　(1)小滑块刚能通过轨道最高点条件是 mg＝m，v＝＝‎2 m/s，‎ 小滑块由释放点到最高点过程由动能定理：‎ Eqs－μmgs－mg·2R＝mv2‎ 所以s＝ 代入数据得：s＝‎‎20 m ‎(2)小滑块过P点时，由动能定理：‎ ‎－mgR－EqR＝mv2－mv 所以v＝v2＋2(g＋)R 在P点由牛顿第二定律：‎ N－Eq＝ 所以N＝3(mg＋Eq)‎ 代入数据得：N＝1.5 N 由牛顿第三定律知滑块通过P点时对轨道压力为1.5 N.‎ ‎15.(14分)如图10所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E＝1.0×102 V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h＝‎0.80 m的a处有一粒子源，盒内粒子以v0＝2.0×‎102 m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m＝2.0×10－‎15 kg，电荷量为q＝＋10－‎12 C的带电粒子，粒子最终落在金属板b上.若不计粒子重力，求：(结果保留两位有效数字)‎ 图10‎ ‎(1)带电粒子打在金属板上时的动能；‎ ‎(2)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积)；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？‎ 答案　(1)1.2×10－10 J　(2)面积‎4 m2‎　可以通过减小h或增大E来实现 解析　(1)不计重力，只有电场力做功，对粒子由动能定理 qUab＝Ek－mv 可得带电粒子打在金属板上时的动能为 Ek＝qUab＋mv＝1.2×10－10 J.‎ ‎(2)粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出落点为边界，设水平抛出后t时间落在板上：‎ x＝v0t，h＝at2‎ a＝，S＝πx2‎ 联立以上各式得所形成的面积S＝＝‎4 m2‎，可以通过减小h或增大E来实现.‎