【与名师对话】2013届高考物理总复习 质量检测6 新人教版

1 质量检测质量检测 六六 时间 90 分钟 总分 110 分 一 选择题 本题共 12 小题 每小题 4 分 共 48 分 在每小题给出的四个选项中 有 的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 全选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 2011 海淀区期末 如图所示 将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上 金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷 点电荷到金属球表面的最近距离也 为r 由于静电感应在金属球上产生感应电荷 设静电力常量为k 则关于金属球内的电场以 及感应电荷的分布情况 以下说法中正确的是 A 点电荷与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的 B 感应电荷在金属球球心处激发的电场场强E k 方向向右 Q 2r2 C 感应电荷全部分布在金属球的表面上 D 金属球右侧表面的电势高于左侧表面的电势 解析 本题考查静电平衡 不带电的金属球处在电荷量为Q的带正电的点电荷的电 场中 达到静电平衡 达到静电平衡的导体是等势体 即整个导体电势处处相等 内部场 强处处为零 即感应电荷的场强与点电荷在金属球内的场强处处等大反向 A 正确 D 错误 点电荷在金属球球心处的场强大小为 E k k 方向向左 所以感应电荷在金 Q 2r 2 Q 4r2 属球球心处激发的电场场强大小为E k 方向向右 B 错误 达到静电平衡的导体感应 Q 4r2 电荷分布在导体的表面上 C 正确 答案 AC 2 2011 江西重点中学联考 空间有一沿x轴对称分布的电场 其电场强度E随x变 化的图象如图所示 下列说法正确的是 A O点的电势最低 B x1和x3两点的电势相等 C x2和 x2两点的电势相等 D x2点的电势低于x3点的电势 2 解析 在坐标原点O右侧 沿x轴正方向 电场强度先变大后变小 电势一直降低 故O点电势不是最低 x1和x3两点的电势不相等 电场关于坐标原点O对称分布 则x2和 x2两点的电势相等 A B D 错误 C 正确 答案 C 3 2011 苏锡常镇四市调研 将两个分别带有电荷量 2Q和 5Q的相同金属小球 A B分别固定在相距为r的两处 均可视为点电荷 它们之间库仑力的大小为F 现将第三 个与A B两小球完全相同的不带电小球C先后与A B两小球相互接触后拿走 A B两小 球间距离保持不变 则两小球间库仑力的大小为 A F B F 1 5 C F D F 9 10 1 4 解析 与小球C接触前F k 与小球C接触后A B两小球的电荷量分别变为 10Q2 r2 Q和 2Q 所以接触后的库仑力F 为原来的 1 5 故 B 正确 k 2Q2 r2 答案 B 4 2011 北京四中第二次月考 一正电荷仅在电场力作用下 从A点运动到B点 速 度大小随时间变化的图象如右图所示 下列关于A B两点电场强度E的大小和电势 的 高低的判断 正确的是 A EA EB A B B EA EB A B C EA B D EA EB A B 解析 该电荷的速率不变 又仅受电场力作用 故它不可能做匀速直线运动 而是 在做匀速圆周运动 电场力提供向心力 所以它应该是在负电荷的电场中沿等势面做匀速 圆周运动 答案 B 5 2011 浙江慈溪中学第二次月考 带电荷量为 q 质量为m的滑块 沿固定的斜 面匀速下滑 现加上一竖直方向上的匀强电场 如图所示 电场强度为E 且qE mg 对物 体在斜面上的运动 以下说法正确的是 A 滑块将沿斜面减速下滑 B 滑块仍沿斜面匀速下滑 C 加电场后 重力势能和电势能之和不变 D 加电场后 重力势能和电势能之和减小 3 解析 没加电场时 滑块匀速下滑 有 mgsin mgcos 加上电场后 因 mg Eq sin mg Eq cos 故滑块仍匀速下滑 B 正确 加电场后 因重力做正 功比电场力做负功多 所以重力势能减少得多 电势能增加得少 重力势能和电势能之和 减小 C 错误 D 正确 答案 BD 6 2012 黄冈中学期中 如图所示 绝缘轻杆两端固定带电小球A和B 轻杆处于水 平向右的匀强电场中 不考虑两球之间的相互作用 初始时轻杆与电场线垂直 如图中实线 位置 将杆向右平移的同时顺时针转过 90 如图中虚线位置 发现A B两球电势能之 和不变 根据图中给出的位置关系 可判断下列说法中正确的是 A A球一定带正电荷 B球一定带负电荷 B A B两球带电量的绝对值之比qA qB 1 2 C A球电势能一定增加 D 电场力对A球和B球都不做功 解析 根据题述 两球一定带异号电荷 但哪个球带正电不能确定 哪个球电势能 增加不能确定 选项 AC 错误 由于A球沿电场线方向移动位移是B球的 2 倍 电场力对A 球和B球都做功 而A B两球电势能之和不变 根据电场力做功与电势能的关系可知 A B两球带电量的绝对值之比qA qB 1 2 选项 B 正确 D 错误 答案 B 7 2011 温州五校联考 一带电小球悬挂在平行板电容器内部 闭合电键 S 电容器 充电后 悬线与竖直方向夹角为 如图所示 下列方法中能使夹角 减小的是 A 保持电键 S 闭合 使两极极靠近一些 B 保持电键 S 闭合 使滑动变阻器滑片向右移动 C 保持电键 S 闭合 使两极板远离一些 D 断开电键 S 使两极板靠近一些 解析 要使悬线夹角 减小 就要减小小球在电容器中所受到的电场力 即要减小 电容器内部电场强度 保持电键 S 闭合 即电容器两端电压不变 使两极板靠近些 由 E 知 电场强度增大 要增大 使两极板远离一些 就会使电场强度减小 夹角 U d 减小 调节滑动变阻器不能影响电容器两极板间的电压大小 因此 A B 错误 C 正确 若 断开电键 S 电容器两极板电荷量不变 使两极板靠近一些 由C U E 知 S 4 kd Q C U d E不变 即夹角 不变 D 错误 4 答案 C 8 2011 南昌一模 电荷量分别为 q q和 q的三个带电小球 固定在边长均为 a的绝缘三角形框架的三个顶点处 并置于场强为E的匀强电场中 场强方向与框架在同 一平面内 如图所示 若此三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴顺时针转过 120 则在此过程中电场力做功的大小为 A 0 B qEa C 2qEa D qEa 2 3 解析 三角形顺时针转过 120 此时带电小球正好顺时针方向互换位置 电场力 对三个小球均做负功 即W Eq 2 Eqa 2Eqa 电场力做功的大小为 2Eqa C 正 a 2 确 答案 C 9 2011 徐州调研 如图所示空间的虚线框内有匀强电场 AA BB CC 是该电 场的三个等势面 相邻等势面间的距离均为 0 5 cm 其中BB 为零势能面 一个质量为 m 带电荷量为 q的粒子沿AA 方向以初动能Ek自图中的P点进入电场 刚好从C 点离 开电场 已知PA 2 cm 粒子的重力忽略不计 下列说法中正确的是 A 该粒子通过等势面BB 时的动能是 1 25Ek B 该粒子到达C 点时的动能是 2Ek C 该粒子在P点时的电势能是Ek D 该粒子到达C 点时的电势能是 0 5Ek 解析 把粒子在电场中的运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速 直线运动 则PA v0t 2 10 2 m 而A C at2 at t 1 10 2 m 即 1 2 1 2 at t 2 10 2 m 可算出粒子在C 点竖直方向的速度也为v0 所以该粒子到达C 点 时的动能是mv mv 2Ek 选项 B 正确 设相邻等势面的电势差为U 对粒子从P点运 1 22 0 1 22 0 动到C 点运用动能定理得 2Uq 2Ek Ek 解得Uq 则粒子从P点运动到等势面 Ek 2 BB 运用动能定理得 Uq E k Ek 解得E k 1 5Ek A 错误 根据带电粒子的运动轨 迹和等势面的特点 可以判断匀强电场的电场线的方向竖直向上 该粒子在P点时的电势 是E Uq C 错误 该粒子到达C 点时的电势能E Uq 0 5Ek D 正确 Ek 2 Ek 2 5 答案 BD 10 2011 甘肃皋兰一中第二次月考 在真空中上 下两个区域均为竖直向下的匀强 电场 其电场线分布如右图所示 有一带负电的微粒 从上边区域沿一条电场线以速度v0 匀速下落 并进入下边区域 该区域的电场足够广 在如图所示的速度 时间图象中 符合粒子在电场内运动情况的是 解析 负电的微粒 从上边区域沿一条电场线以速度v0匀速下落 进入下边区域后 由于电场强度变大 因此所受电场力也变大 于是微粒开始向下做减速运动 减到速度为 零后 又会向上加速 由于过程的对称性 等到它到达区域分界线时 速度大小又达到了 v0 此后进入上半部电场 仍然以速度v0做匀速运动 因此 速度图象应该为 C 答案 C 11 2011 四川内江市一模 如图所示 在绝缘的水平面上固定一个正点电荷Q 另 有一个质量为m 电荷量为 q的小滑块 可看做点电荷 从a点以初速度v0沿水平面向Q 运动 当到达b点时速度恰好减为零 已知a b间的距离为s 滑块与水平面间的动摩擦 因数为 重力加速度为g 则以下判断中正确的是 A 滑块在运动过程中所受Q的库仑力有可能大于滑动摩擦力 mg B 滑块在运动过程的中间时刻 速度的大小一定小于v0 1 2 C 此过程中产生的内能为mv 1 22 0 D 在Q产生的电场中 a b两点间的电势差为Uab m v2 0 2 gs 2q 解析 因为滑块在b点速度减为零 整个过程中 若哪个位置出现了库仑力大于滑 动摩擦力 则滑块会从那里向左加速运动 不可能在b点速度减为零 A 错 整个过程是 加速度减小的过程 作速度图象和匀减速直线运动的图象比较知 它整体在匀减速直线运 动图象的下面 而匀减速直线运动中间时刻的速度才是 那么此过程中中间时刻的速度 v0 2 小于 B 项对 由能量守恒定律知 滑块的动能部分转化为内能 部分转化为电势能 C v0 2 6 项错 对整个过程中由动能定理有Uab q mgs 0 mv 解得 D 项对 1 22 0 答案 BD 12 为模拟净化空气过程 有人设计了如下图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶 圆桶 的高和直径相等 第一种除尘方式是 在圆桶顶面和底面间加上电压U 沿圆桶的轴线方 向形成一个匀强电场 尘粒运动方向如图甲所示 第二种除尘方式是 圆桶轴线处放一直 导线 在导线与桶壁间加上的电压也等于U 形成沿半径方向的辐向电场 尘粒运动方向 如图乙所示 已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比 即F阻 kv k为一定值 假设每个 尘粒的质量和电荷量均相同 重力可忽略不计 则在这两种方式中 A 尘粒最终一定做匀速运动 B 灰尘沉积处的电场强度相同 C 电场对单个尘粒做功的最大值相等 D 以上说法均不正确 解析 带电尘粒在电场力作用下先做加速运动 根据题目条件无法判断尘粒是否最 终达到最大速度 选项 A 错误 由E 可以判断题图乙中的电场强度为题图甲中电场强度 U d 的二倍 且电场强度方向不同 选项 B 错误 电场对单个尘粒做功的最大值都为W qU 选项 C 正确 答案 C 二 填空题 本题共 2 小题 共 12 分 13 6 分 空气中的负氧离子对人的健康极为有益 人工产生负氧离子的方法最常用 的是电晕放电法 如图所示 一排针状负极和环形正极之间加上直流高电压 电压达 5000 V 左右 使空气发生电离 从而产生负氧离子排出 使空气清新化 针状负极与环形正极 间距为 5 mm 且视为匀强电场 电场强度为E 电场对负氧离子的作用力为 F 解析 由公式E 和F qE得E 106 V m F 1 6 10 13 N U d 答案 106 V m 1 6 10 13 N 7 14 6 分 如右图所示 AB CD为一圆的两条直径 且相互垂直 O点为圆心 空间 存在一未知静电场 场强方向与圆周所在平面平行 现有一电子 在电场力作用下 重力不 计 先从A点运动到C点 动能减少了W 又从C点运动到B点 动能增加了W 那么 1 如果未知电场是匀强电场 其方向应是 2 如果未知电场是放在圆周上的点 电荷激发的电场 则该点电荷的位置在圆周上 点 解析 减小的动能转化为电子的电势能 由A到C减小的动能与由C到B增加的动 能相等 所以A和B的电势相等 场强方向由O指向C 若是匀强电场 其方向应是垂直 于AB并由O指向C 若是点电荷激发的电场 则该点电荷的位置应在D点 答案 1 垂直于AB并由O指向C 2 D点 三 计算题 本题包括 4 小题 共 50 分 解答时请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 15 12 分 绝缘细绳的一端固定在天花板上 另一端连接着一个带负电的电荷量为 q 质量为m的小球 当空间建立水平方向的匀强电场后 绳稳定处于与竖直方向成 60 角的位置 如右图所示 1 求匀强电场的场强E 2 若细绳长为L 让小球从 30 的A点释放 王明同学求解小球运动至某点的速 度的过程如下 据动能定理 mgL 1 cos30 qELsin30 mv2得 v 1 2 2 3 1 gL 你认为王明同学求的是最低点O还是 60 的平衡位置处的速度 正确吗 请详细 说明理由或求解过程 解析 1 小球在 60 角处处于平衡 则Eq mgtan 得E mgtan60 q 3mg q 方向水平向左 8 2 王明同学的求解不正确 因为小球在 60 处处于平衡 因此小球从 30 的A点释放 它不会往A点的 左边运动 而是以 60 处为中心 以A点为端点来回摆动 即小球不会运动至最低点 O 王明同学的求解实际上也不是小球运动到 60 的平衡位置处的速度 平衡位置处的速度的正确求解应该是 据动能定理有 qE Lsin60 Lsin30 mg Lcos30 Lcos60 mv2 1 2 解得v 1 3gL 答案 1 方向水平向左 2 见解析 3mg q 16 12 分 2011 上饶模拟 如图所示 在E 1 103 V m 的竖直匀强电场中 有一 光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN连接 半圆形轨道平面与电场线平行 P 为QN圆弧的中点 其半径R 40 cm 一带正电q 10 4 C 的小滑块 质量m 10 g 与水 平轨道间的动摩擦因数 0 15 位于N点右侧x 1 5 m 取g 10 m s2 求 1 要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q 则滑块应以多大的初速度v0向左运动 2 这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大 解析 1 设滑块到达Q点时速度为v 则 mg qE m v2 R 滑块从开始运动到Q点过程中 由动能定理得 mg 2R qE 2R mg qE x mv2 mv联立两式并代入数据解得 v0 7 m s 1 2 1 22 0 2 设滑块到达P点时速度为v 则从开始运动到P点过程 qE mg x mg qE mv 2 mv又在P点时 FN m 1 2 1 22 0 v 2 R 代入数据 解得FN 0 6 N 答案 1 7 m s 2 0 6 N 17 12 分 如下图所示 在y 0 和y 2 m 之间有沿着x轴方向的匀强电场 MN为电 场区域的上边界 在x轴方向范围足够大 电场强度的变化如图所示 取x轴正方向为电 场正方向 现有一个带负电的粒子 粒子的比荷为 1 0 10 2 C kg 在t 0 时刻以速 q m 度v0 5 102 m s 从O点沿y轴正方向进入电场区域 不计粒子重力 求 9 1 粒子通过电场区域的时间 2 粒子离开电场时的位置坐标 3 粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小 解析 1 因粒子初速度方向垂直匀强电场 在电场中做类平抛运动 所以粒子通过 电场区域的时间t 4 10 3 s y v0 2 粒子在x方向先加速后减速 加速时的加速度 a1 4 m s2 E1q m 减速时的加速度 a2 2 m s2 E2q m x方向上的位移为 x a1 2 a1 2 a2 2 1 2 T 2 T 2 1 2 T 2 2 10 5 m 因此粒子离开电场时的位置坐标为 2 10 5 m 2 m 3 粒子在x方向的速度 vx a1 a2 4 10 3 m s T 2 T 2 答案 1 4 10 3 s 2 2 10 5 m 2 m 3 4 10 3 m s 18 14 分 2011 宁波八校 如图所示 两平行金属板A B长 8 cm 两板间距离 d 8 cm A板比B板电势高 300 V 一带正电的粒子电荷量q 10 10 C 质