高考物理复习同步练习：第六章 第3单元 课下综合提升

高考物理复习同步练习：第六章 第3单元 课下综合提升

‎1.如图1所示，把原来不带电的金属球壳B接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则(　　)‎ A．B的空腔内电场强度为零 B．B不带电 C．B的外表面带正电 图1‎ D．B的内表面带负电 解析：因为金属球壳接地，所以外表面没有感应电荷，C错；只有内表面有感应负电荷分布，所以B带负电，故B错，D正确；B的空腔内有正电荷和内壁的感应负电荷共同激发的电场，所以空腔内的电场强度不为零，A错。‎ 答案：D ‎2．传感器是一种采集信息的重要器件，如图2所示为测定压力的电容式传感器，将电容器、零刻度在中间的灵敏电流计和电源串联成闭合回路。当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片产生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转，从对膜片施加恒定的压力开始到膜片稳定之后，灵敏电流计指针的偏转情况为(已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏)(　　)‎ 图2‎ A．向左偏到某一刻度后回到零刻度 B．向右偏到某一刻度后回到零刻度 C．向右偏到某一刻度后不动 D．向左偏到某一刻度后不动 解析：由于电容器始终与电源相连，所以两极板间的电压U不变，当压力F作用于可动膜片电极上时，两极板间距离d减小，电容C增大，由C＝可知Q增大，电容器两极板间电荷量增加，即对电容器有一短暂的充电过程，又因为上极板带正电，所以灵敏电流计指针向右偏转；当压力使膜片稳定后，电容不变，两极板带电荷量不变，电流计指针重新回到零刻度处，故只有B对。‎ 答案：B ‎3．(2011·安徽高考)图3为示波管的原理图。如果在电极YY′之间所加的电压按图4甲所示的规律变化，在电极XX′‎ 之间所加的电压按图4乙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图5中的(　　)‎ 解析：电子在YY′和XX′间沿电场方向均作初速度为零的匀加速直线运动，由位移公式s＝at2＝t2，知水平位移和竖直位移均与电压成正比。在t＝0时刻，UY＝0知竖直位移为0，故A、C错误。在t＝ 时刻，UY最大知竖直位移最大，故B正确，D错误。‎ 答案：B ‎4.如图6所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们(　　)‎ 图6‎ A．同时到达屏上同一点 B．先后到达屏上同一点 C．同时到达屏上不同点 D．先后到达屏上不同点 解析：一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的比荷不同，经过加速电场的末速度不同，因此在加速电场及偏转电场的时间均不同，但在偏转电场中偏转距离相同，所以会打在同一点。选B。‎ 答案：B ‎5.如图7所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m 的带负电的小球以水平方向的初速度v0由O点射入该区域，刚好通过竖直平面中的P点，已知连线OP与初速度方向的夹角为45°，则此带电小球通过P点时的动能为(　　)‎ 图7‎ A．mv02　　　　　　　　　　B.mv02‎ C．2mv02 D.mv02‎ 解析：由题意可知小球到P点时水平位移和竖直位移相等，即v0t＝vPyt 合速度vP＝＝v0‎ EkP＝mvP2＝mv02，故选D。‎ 答案：D ‎6.如图8所示，水平放置的平行板电容器与一直流电源相连，在两板中央有一带电液滴处于静止状态。现通过瞬间平移和缓慢平移两种方法将A板移到图中虚线位置。下列关于带电液滴运动的说法中正确的是(　　)‎ 图8‎ A．上述两种方法中，液滴都向B板做匀加速直线运动 B．采用瞬间平移的方法，液滴运动到B板经历的时间短 C．采用缓慢平移的方法，液滴运动到B板时速度大 D．采用缓慢平移的方法，液滴运动到B板过程中电场力做功多 解析：瞬间平移使带电液滴加速度突然增大立即做匀加速运动，而缓慢平移至虚线位置这一阶段，带电液滴电场力缓慢增大，加速度也缓慢增大，到达虚线位置以后才开始做匀加速运动，所以瞬间平移使带电液滴到达B板的时间短，做功多，速度大，故答案为B。‎ 答案：B ‎7.如图9所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图。当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况。如图10的四个图像中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是(　　)‎ 图9‎ 图10‎ 解析：两极板正对面积S＝(π－θ)R2，则S∝(π－θ)‎ 又因为C∝S，所以C∝(π－θ)，令C＝k(π－θ)‎ ‎∴θ＝π－(k为常数)，所以B正确。‎ 答案：B ‎8．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是(　　)‎ A．2v，向下 B．2v，向上 C．3v，向下 D．3v，向上 解析：设电容器两板间距离为d，小油滴质量为m、带电荷量为q，速度为v时所受空气阻力为Ff＝kv，当两板间电压为零时，液滴在重力作用下向下运动，速度为v时有mg＝kv；当两板间电压为U时，液滴以v匀速上升，说明所受电场力向上。有mg＋kv＝q；当两板间电压为－U时，即电容器上电压大小不变而反向，液滴受电场力向下，液滴匀速向下运动的速度为v′时，有mg＋q＝kv′，综上解得v′＝3v。速度方向向下，所以答案为C。‎ 答案：C ‎9．如图11所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α。在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是(　　)‎ 图11‎ ‎①缩小a、b间的距离 ‎②加大a、b间的距离 ‎③取出a、b两极板间的电介质 ‎④换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③‎ 解析：由题意可得UPQ＝Uab；α角增大可知PQ间场强增大，由U＝Ed知UPQ增大；由Q＝CU知P、Q板电荷增多，由题意知b板和P板电荷量之和恒定，知a、b板电荷一定减少；由Q＝CU，知电容器C电容一定减小；由C＝，知①错，②对，③对，④错。‎ 答案：D ‎10.如图12所示，一种β射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成。放射源O在A极板左端，可以向各个方向发射不同速度、质量为m的β粒子。若极板长为L，间距为d。当A、B板加上电压U时，只有某一速度的β粒子能从细管C水平射出，细管C离两板等距。已知元电荷为e，则从放射源O发射出的β粒子的这一速度为(　　)‎ 图12‎ A. B. C. D. 解析：设所求的速度为v0，与上板A成θ角。在垂直于极板的方向上，β粒子做匀减速直线运动，当竖直分速度恰好减为零时，有＝at2，即d＝at2，水平位移L＝vxt，两式相除得＝＝，又vy＝at＝ ，所以vx＝vy＝ 。所以v0＝＝ 。选项C正确。‎ 答案：C ‎11.如图13所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U＝1.5×103 V(仅在两板间有电场)，现将一质量m＝1×10－‎2kg、电荷量q＝4×10－‎‎5C 的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h＝‎20 cm的地方以初速度v0＝‎4 m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求：‎ 图13‎ ‎ (1)金属板的长度L。‎ ‎(2)小球飞出电场时的动能Ek。‎ 解析：(1)小球到达左板上边缘时的竖直分速度：‎ vy＝＝‎2 m/s 设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ，‎ 则：tanθ＝＝2‎ 小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，则：‎ tanθ＝＝ L＝， 解得L＝＝‎‎0.15 m ‎(2)进入电场前 mgh＝mv12－mv02‎ 电场中运动过程 qU＋mgL＝Ek－mv12‎ 解得Ek＝0.175 J 答案：(1)‎0.15 m　(2)0.175 J ‎12.如图14所示，长L＝‎1.2 m、质量M＝‎3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m＝‎1 kg、带电荷量q＝＋2.5×10－‎4 C的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E＝4.0×104 N/C的匀强电场。现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8 N。 取g＝‎10 m/s2，斜面足够长。求：‎ 图14‎ ‎ (1)物块经多长时间离开木板？‎ ‎(2)物块离开木板时木板获得的动能。‎ ‎(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能。‎ 解析：(1)物块向下做加速运动，设其加速度为a1，木板的加速度为a2，则由牛顿第二定律 对物块：mgsin37°－μ(mgcos37°＋qE)＝ma1‎ 对木板：Mgsin37°＋μ(mgcos37°＋qE)－F＝Ma2‎ 又a1t2－a2t2＝L 得物块滑过木板所用时间t＝ s。‎ ‎(2)物块离开木板时木板的速度v2＝a2t＝‎3 m/s。‎ 其动能为Ek2＝Mv22＝27 J ‎(3)由于摩擦而产生的内能为 Q＝F摩x相＝μ(mgcos37°＋qE)·L＝2.16 J。‎ 答案：(1) s　(2)27 J　(3)2.16 J