2011《》高三物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 電場(chǎng)單元評(píng)估

2011高三物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 電場(chǎng)單元評(píng)估1(2010年金陵模擬)下圖中虛線是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線，若不計(jì)重力的帶電粒子從a點(diǎn)射入電場(chǎng)后恰能沿圖中的實(shí)線運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的另一點(diǎn)，則下述判斷正確的是()Ab點(diǎn)的電勢(shì)一定高于a點(diǎn)Ba點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于b點(diǎn)C帶電粒子一定帶正電D帶電粒子在b點(diǎn)的速率一定小于在a點(diǎn)的速率【解析】由等勢(shì)線的分布畫出電場(chǎng)線的分布如右圖所示，可知a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大，B正確，根據(jù)軌跡可判斷電場(chǎng)力指向左方，電場(chǎng)力做負(fù)功，a點(diǎn)速率大于b點(diǎn)速率，D正確但不知粒子電性，也無法判斷場(chǎng)強(qiáng)的具體方向，故無法確定a、b兩點(diǎn)電勢(shì)的高低，A、C錯(cuò)誤【答案】BD2如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿AB，水平放置于被固定的帶負(fù)電荷的小球的正上方，小球的電荷量為Q，可視為點(diǎn)電荷a、b是水平細(xì)桿上的兩點(diǎn)，且在以帶負(fù)電小球?yàn)閳A心的同一豎直圓周上一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小圓環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))套在細(xì)桿上，由a點(diǎn)靜止釋放，在小圓環(huán)由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是()A小圓環(huán)所受庫侖力的大小先增大后減小B小圓環(huán)的加速度先增大后減小C小圓環(huán)的動(dòng)能先增加后減少D小圓環(huán)與負(fù)電荷組成的系統(tǒng)電勢(shì)能先增加后減少【解析】庫侖力的大小先增大后減?。患铀俣认葴p小后增大；由動(dòng)能定理，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，因而動(dòng)能先增加后減少，電勢(shì)能先減少后增加【答案】C3有一個(gè)點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力的作用，分別從兩電場(chǎng)中的a點(diǎn)由靜止釋放，在它沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，動(dòng)能Ek隨位移s變化的關(guān)系圖象如右圖所示中的、圖線則下列說法正確的是()A正電荷在甲圖電場(chǎng)中從a點(diǎn)由靜止釋放，沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，對(duì)應(yīng)的圖線是B負(fù)電荷在乙圖電場(chǎng)中從a點(diǎn)由靜止釋放，沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，對(duì)應(yīng)的圖線是C負(fù)電荷在丙圖電場(chǎng)中從a點(diǎn)由靜止釋放，沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，對(duì)應(yīng)的圖線是D負(fù)電荷在丁圖電場(chǎng)中從a點(diǎn)由靜止釋放，沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，對(duì)應(yīng)的圖線是【解析】從題圖中不難看出分勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)，點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由動(dòng)能定理得EkqEs，即點(diǎn)電荷動(dòng)能與其位移成正比，圖線如所示，結(jié)合點(diǎn)電荷帶電性質(zhì)與場(chǎng)強(qiáng)方向故A、B正確；在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，由于場(chǎng)強(qiáng)E的變化，使得點(diǎn)電荷動(dòng)能與其位移不再成正比，由圖線可知點(diǎn)電荷動(dòng)能隨位移的增大而增加，并且變化得越來越快，即場(chǎng)強(qiáng)E越來越大，因此C正確，D錯(cuò)誤【答案】ABC4如右圖所示，A、B為一對(duì)中間開有小孔的平行金屬板，相距一定距離，A板接地現(xiàn)有一電子在t0時(shí)刻在A板小孔中由靜止開始向B板運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力及阻力影響，使電子一定能從B中小孔射出，則B板電勢(shì)B與時(shí)間t的變化規(guī)律是()【解析】若B板電勢(shì)B按照A圖所示的規(guī)律變化，電子將做勻加速運(yùn)動(dòng)，則一定能使電子從B中小孔射出；若B板電勢(shì)B按照B圖所示的規(guī)律變化，在前半周期，電子將做變加速運(yùn)動(dòng)，在后半周期，電子將做變減速運(yùn)動(dòng)速度減小到零，所以一定能使電子從B中小孔射出；若B板電勢(shì)B按照C圖所示規(guī)律變化，電子在第一個(gè)1/4周期變加速運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)1/4周期變減速到零，第三個(gè)1/4周期反向變加速運(yùn)動(dòng)，第四個(gè)1/4周期反向變減速到零，即電子可能在平行金屬板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不一定能使電子從B中小孔射出；若B板電勢(shì)B按照D圖所示的規(guī)律變化，在前半周期電子將做勻加速運(yùn)動(dòng)，在后半周期電子做勻減速運(yùn)動(dòng)至速度減小到零，則一定能使電子從B中小孔射出所以一定能使電子從B中小孔射出的是B板電勢(shì)B按如圖A、B、D變化【答案】ABD5如下圖所示，光滑曲面上方有一固定的帶電量為Q的點(diǎn)電荷，現(xiàn)有一帶電量為q的金屬小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，在A點(diǎn)以初速度v0沿曲面射入，小球與曲面相互絕緣，則()A小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，速度逐漸減小B小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)過程中，重力勢(shì)能的增加量等于其動(dòng)能的減少量C小球在C點(diǎn)時(shí)受到Q的庫侖力最大，所以對(duì)曲面的壓力最大D小球在曲面上運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能始終守恒【解析】小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，小球受到Q的庫侖力做負(fù)功，速度逐漸減小，A正確；從A點(diǎn)到C點(diǎn)小球受到的庫侖力和重力做負(fù)功，由動(dòng)能定理，B不正確；由于小球在曲面上運(yùn)動(dòng)，且受到的庫侖力方向在不斷變化，因此不能確定小球在C點(diǎn)對(duì)曲面的壓力最大，C不正確；庫侖力做功，則機(jī)械能不守恒，D不正確【答案】A6如圖所示，水平放置的平行板電容器，上板帶負(fù)電，下板帶正電，帶電小球以速度v0水平射入電場(chǎng)，且沿下板邊緣飛出若下板不動(dòng)，將上板上移一小段距離，小球仍以相同的速度v0從原處飛入，則帶電小球()A將打在下板中央B仍沿原軌跡由下板邊緣飛出C不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線運(yùn)動(dòng)D若上板不動(dòng)，將下板上移一段距離，小球可能打在下板的中央【解析】將電容器上板或下板移動(dòng)一小段距離，電容器帶電荷量不變，由公式E可知，電容器產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)不變，以相同速度入射的小球仍將沿原軌跡運(yùn)動(dòng)下板不動(dòng)時(shí)，小球沿原軌跡由下板邊緣飛出；當(dāng)下板向上移動(dòng)時(shí)，小球可能打在下板的中央【答案】BD7如下圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，兩相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等A、B、C為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，且ABBC，一個(gè)帶正電的粒子從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，先后經(jīng)過B、C兩點(diǎn)，若帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，則下列說法正確的是()A粒子在A、B、C三點(diǎn)的加速度大小關(guān)系aCaBaAB粒子在A、B、C三點(diǎn)的動(dòng)能大小關(guān)系EkCEkBEkAC粒子在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系EpCEpBEpAD粒子由A運(yùn)動(dòng)至B和由B運(yùn)動(dòng)至C電場(chǎng)力做的功相等【解析】本題考查電場(chǎng)、電場(chǎng)線、電勢(shì)、等勢(shì)面之間的關(guān)系，中檔題由電場(chǎng)線和等勢(shì)面的疏密程度可知電場(chǎng)的強(qiáng)弱，本題中A、B、C三點(diǎn)的所在電場(chǎng)線和等勢(shì)面疏密程度由小到大，可知A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系為EAEBEC，那么帶電粒子在這三點(diǎn)受到的電場(chǎng)力FAFBFC，根據(jù)牛頓第二定律有aAaBaC，A正確；由于帶電粒子是正電荷而且從靜止開始由A向C運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功動(dòng)能在增加而電勢(shì)能在減小有EkCEkBEkA，EpCEpBEpA，B對(duì)C錯(cuò)；B點(diǎn)是A和C的中點(diǎn)，但UABUBC，根據(jù)W電qU，可知由A到B電場(chǎng)力做的功小于由B到C電場(chǎng)力所做的功，D錯(cuò)【答案】AB8如圖所示，處于真空中的勻強(qiáng)電場(chǎng)與水平方向成15°角，AB直線與勻強(qiáng)電場(chǎng)E互相垂直在A點(diǎn)以大小為v0的初速度水平拋出一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球，經(jīng)時(shí)間t，小球下落一段距離過C點(diǎn)(圖中未畫出)時(shí)速度仍為v0，在小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，下列說法中不正確的是()A電場(chǎng)力對(duì)小球做功為零B小球的電勢(shì)能增加C小球的機(jī)械能減少量為mg2t2DC可能位于AB直線的左側(cè)【解析】由動(dòng)能守恒，得mghW電0，可知W電mgh0，即電場(chǎng)力對(duì)小球做負(fù)功，電勢(shì)能增加，C位置應(yīng)位于AB直線的右側(cè)；由于小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能未變，重力勢(shì)能的減少量為Epmghmg·at2mg··t2mg2t2.選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤【答案】ACD9如下圖所示，帶正電的粒子以一定的初速度v0沿兩板的中線進(jìn)入水平放置的平行金屬板內(nèi)，恰好沿下板的邊緣飛出已知板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，板間電壓為U，帶電粒子的電荷量為q，粒子通過平行金屬板的時(shí)間為t(不計(jì)粒子的重力)，則()A在前時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為B在后時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為C粒子的出射速度偏轉(zhuǎn)角滿足tan D粒子前和后的過程中，電場(chǎng)力沖量之比為1【解析】帶電粒子在電容器中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在前和后時(shí)間內(nèi)豎直方向的位移比y1y213，故前內(nèi)的位移y1×，電場(chǎng)力做功為×，在后內(nèi)的位移y2×d，電場(chǎng)力做功為×d.故A錯(cuò)，B對(duì)粒子飛出時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線必過水平位移的中點(diǎn)，即tan ，C正確粒子在下落前和后的時(shí)間比為1(1)，因此電場(chǎng)力的沖量比為1(1)(1)1，D錯(cuò)【答案】BC10在地面附近，存在著一有界電場(chǎng)，邊界MN將某空間分成上下兩個(gè)區(qū)域、，在區(qū)域中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在區(qū)域中離邊界某一高度由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶電小球A，如下圖甲所示，小球運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則()A在t2.5 s時(shí)，小球經(jīng)過邊界MNB小球受到的重力與電場(chǎng)力之比為35C在小球向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，重力做的功與電場(chǎng)力做的功大小相等D在小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，小球的機(jī)械能與電勢(shì)能總和先變大再變小【解析】由速度圖象可知，帶電小球在區(qū)域與區(qū)域中的加速度之比為32，由牛頓第二定律可知：，所以小球所受的重力與電場(chǎng)力之比為35，B正確小球在t2.5 s時(shí)速度為零，此時(shí)下落到最低點(diǎn)，由動(dòng)能定理可知，重力與電場(chǎng)力的總功為零，故C正確因小球只受重力與電場(chǎng)力作用，所以小球的機(jī)械能與電勢(shì)能總和保持不變，D錯(cuò)【答案】BC二、非選擇題11如圖所示，在“用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室除了給出必要的器材外，又分別給出了以下三種不同規(guī)格的電源和電表A6 V的交流電源B6 V的直流電源C100 V的直流電源 D100 A的電流表E0.5 mA的電流表 F10 mA的電流表(1)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電源是_，測(cè)量時(shí)兩個(gè)探針?biāo)拥碾姳響?yīng)選用_(寫電源或電表前的字母)(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)需在木板上自下而上依次鋪放_(tái)紙、_紙和_紙(3)在兩接線柱A、B連線上等距離找出5個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)a、b、c、d、e，電流表G的一根探針接觸c點(diǎn)，另一探針接觸f點(diǎn)，為找到與c點(diǎn)電勢(shì)相等的點(diǎn)，接觸f點(diǎn)的探針應(yīng)向_移(選填“左”或“右”)(4)若將電源電壓提高為原來的2倍，重復(fù)以上操作，測(cè)量并畫出等勢(shì)線，你認(rèn)為該等勢(shì)線與原等勢(shì)線的形狀_(選填“相同”或“不同”)，該等勢(shì)線圖中cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與原等勢(shì)線圖中cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差_(選填“相等”或“不等”)【解析】(1)因本實(shí)驗(yàn)用恒定電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)，所以電源要直流，選B，而電流較小，所以電表選用D.(2)導(dǎo)電紙必須在最上面(3)c的等勢(shì)線為過c點(diǎn)的中垂線(4)電源電壓變高，相同距離電勢(shì)差變大易錯(cuò)點(diǎn)為電流表選錯(cuò)；三張紙放反；接觸f點(diǎn)的探針向什么地方移動(dòng)是本題對(duì)書本實(shí)驗(yàn)改照，對(duì)應(yīng)變能力差的學(xué)生有一定的難度【答案】(1)BD(2)白復(fù)寫導(dǎo)電(3)左(4)相同不等12如下圖所示，甲圖是用來使帶正電的離子加速和偏轉(zhuǎn)的裝置乙圖為該裝置中加速與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的等效模擬以y軸為界，左側(cè)為沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E.右側(cè)為沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)已知OAAB，OAAB，且OB間的電勢(shì)差為U0.若在x軸的C點(diǎn)無初速地釋放一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子(不計(jì)重力)，結(jié)果正離子剛好通過B點(diǎn)，求：(1)CO間的距離d；(2)粒子通過B點(diǎn)的速度大小【解析】(1)設(shè)正離子到達(dá)O點(diǎn)的速度為v0(其方向沿x軸的正方向)則正離子由C點(diǎn)到O點(diǎn)由動(dòng)能定理得：qEdmv0而正離子從O點(diǎn)到B點(diǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng)，則：·t2，v0t而，所以v，從而解得d.(2)設(shè)正離子到B點(diǎn)時(shí)速度的大小為vB，正離子從C到B過程中由動(dòng)能定理得：qEdqU0mv0解得vB.【答案】(1)(2)13(2009年浙江卷)如圖所示，相距為d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板有一質(zhì)量m、電荷量q(q0)的小物塊在與金屬板A相距l(xiāng)處靜止若某一時(shí)刻在金屬板A、B間加一電壓UAB，小物塊與金屬板只發(fā)生了一次碰撞，碰撞后電荷量變?yōu)閝，并以與碰前大小相等的速度反方向彈回已知小物塊與絕緣平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，若不計(jì)小物塊電荷量對(duì)電場(chǎng)的影響和碰撞時(shí)間則(1)小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是多少？(2)小物塊碰撞后經(jīng)過多少時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)？停在何位置？【解析】(1)加電壓后，B板電勢(shì)高于A板，小物塊在電場(chǎng)力與摩擦力共同作用下向A板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)強(qiáng)度為E小物塊所受的電場(chǎng)力與摩擦力方向相反，則合外力為F合qEmg故小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度為a1g設(shè)小物塊與A板相碰時(shí)的速度為v1，則v2a1l解得v1(2)小物塊與A板相碰后以與v1大小相等的速度反彈，因電荷量及電性改變，電場(chǎng)力大小與方向發(fā)生變化，摩擦力的方向發(fā)生改變，小物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)小物塊所受的合外力大小為F合mg加速度大小為 a2g設(shè)小物塊碰后到停止的時(shí)間為t1，注意到末速度為零，有0v1a2t解得t4設(shè)小物塊碰后停止時(shí)距離A板的距離為x，注意到末速度為零，有0v2a2x則x2l或距離B板為d2l【答案】(1)(2)42l或d2l14在光滑絕緣的水平面上，用長(zhǎng)為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B.A球的帶電荷量為2q，B球的帶電荷量為3q，組成一帶電系統(tǒng)如下圖所示，虛線MP為AB兩球連線的垂直平分線，虛線NQ與MP平行且相距為4L.最初A球和B球分別靜止于虛線MP的兩側(cè)，距MP的距離均為L(zhǎng)，且A球距虛線NQ的距離為3L.若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，在虛線MP、NQ間加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后，求：(1)B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，A球與B球組成的帶電系統(tǒng)的速度大小(2)帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí)所需的時(shí)間以及B球電勢(shì)能的變化量【解析】(1)帶電系統(tǒng)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)加速度為a1，由牛頓第二定律得a1球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度為v1，有v2a1L求得v1(2)對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)球A能達(dá)到NQ，且A球到達(dá)NQ時(shí)電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W1，有W12qE×3L(3qE×2L)0故帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí)，球A恰好到達(dá)NQ設(shè)球B從靜止到剛進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)間為t1，則t1解得t1球B進(jìn)入電場(chǎng)后，帶電系統(tǒng)的加速度為a2，由牛頓第二定律得a2顯然，B球進(jìn)入電場(chǎng)后帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)設(shè)減速所需時(shí)間為t2，則有t2求得t2可知 ，帶電系統(tǒng)從靜止運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí)所需的時(shí)間為tt1t23B球電勢(shì)能增加了EpE·3q·2L6EqL【答案】(1)(2)6EqL