2010-2011学年度高三物理上学期单元检测6 静电场 新人教版

用心 爱心 专心1 固定电极 F 图 1 膜片电极 g E A B 图 3 a b c d 20 V 25V 图 2 高三上学期物理单元检测 高三上学期物理单元检测 6 6 新课标人教版新课标人教版 命题范围命题范围 静电场静电场 本试卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 共 100 分考试用时 90 分钟 第 卷 选择题共 40 分 一 本题共 10 小题 每小题 4 分 共 40 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 全部选对的得 4 分 选不全的得 2 分 有 选错或不答的得 0 分 1 2009 年高考江苏卷 两个分别带有电荷量Q 和 3Q的相同金属小球 均可视为点 电荷 固定在相距为r的两处 它们间库仑力的大小为F 两小球相互接触后将其 固定距离变为 2 r 则两球间库仑力的大小为 A 1 12 F B 3 4 F C 4 3 F D 12F 2 如图 1 所示是一种测定压力的电容式传感器 当待测压力 作用于可动膜片电极上时 可使膜片产生形变 从而引起电容的变化 将传感器 灵敏电流计和电源串接成闭合 电路 那么 当 向上压膜片电极时 电容将减小 当 向上压膜片电极时 电容将增大 若电流计有示数 则压力 发生变化 若电流计有示数 则压力 不发生变化 3 a b c d是匀强电场中的四个点 它们正好是一个矩形的四个顶点 电场线与矩形 所在平面平行 已知a点的电势为 20V b点的电势为 2V d点的电势 c点的电势可 能为为 A 4V 9V B 8V 12V C 12V 15V D 24V 29V 4 如图 3 所示 叠放在一起的A B两绝缘小物块放在水平向右的匀强电场中 其中B带 正电q而A不带电 它们一起沿绝缘水平面以某一速度匀速运动 现突然使B带电量消 失 同时A带上正电q 则A B的运动状态可能为 A 一起匀速运动 B 一起加速运动 用心 爱心 专心2 图 4 图 5 图 6 C A匀加速 B匀减速 D A匀加速 B匀速 5 2009 年高考浙江卷 空间存在匀强电场 有一电荷量q 0 q 质量m的粒子从 O 点以速率 0 v射入电场 运动到A点时速率为 0 2v 现有另一电荷量q 质量m的粒 子以速率 0 2v仍从 O 点射入该电场 运动到 B 点时速率为 0 3v 若忽略重力的影响 则 A 在 O A B 三点中 B点电势最高 B 在 O A B 三点中 A 点电势最高 C OA 间的电势差比 BO 间的电势差大 D OA 间的电势差比BA间的电势差小 6 如图 4 所示 中子内有一个电荷量为 e 的上夸克和两个电荷量为 e 的下夸克 2 3 1 3 3 个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上 则上夸克所在处的电场强度为 A ke r2 B ke 3r2 C ke 9r2 D 2ke 3r2 7 如图 5 所示的直线是真空中的某电场的一条电场线 AB 是这条电场线上的两点 一个 带负电的粒子在只受电场力的情况下 以速度 A v 经过 A 点向 B 点运动 经一段时间后 该带电粒子以速度 B v 经过 B 点 且与 A v 的方向相反 则 A A 点的电势一定低于 B 点的电势 B A 点的场强一定大于 B 点的场强 C 该带电粒子在 A 点的电势能一定小于它在 B 点的电势能 D 该带电粒子在 A 点的动能和电势能之和一定等于它在 B 点的动能和电势能之和 8 2009 全国卷 1 理科综合 如图 6 所示 一电场的电场 线分布关于y轴 沿竖直方向 对称 O M N是y 轴上的三个点 且OM MN P点在y轴右侧 MP ON 则 A M 点的电势比 P 点的电势高 B 将负电荷由O点移动到P点 电场力做正功 C M N两点间的电势差大于O M两点间的电势差 用心 爱心 专心3 图 8 D 在O点静止释放一带正电粒子 该粒子将沿y轴做直线运动 9 如图 7 所示 平行板电容器AB两极板水平放置 A 在上 方 B 在下方 现将其和二极管串联接在电源上 已知 A 和电源正极相连 二极管具有单向导电性 一带电小 球沿 AB 中心水平射入 打在 B 极板上的 N 点 小球的 重力不能忽略 现通过上下移动 A 板来改变两极板 AB 间 距 两极板仍平行 则下列说法正确的是 A 若小球带正电 当A B间距增大时 小球打在 N 的右侧 B 若小球带正电 当A B间距减小时 小球打在 N 的左侧 C 若小球带负电 当A B间距减小时 小球可能打在 N 的右侧 D 若小球带负电 当A B间距增大时 小球可能打在 N 的左侧 10 如图 8 所示 把质量为m 带电量为Q 的物块放在倾角60 的固定光滑绝缘斜 面的顶端 整个装置处在范围足够大的匀强电场中 已知电场强度大小 3mg E Q 电场方向水平向左 斜面高为H 则释放物块后 物块落地时的速度大小为 A 23 gH B 5 2 gH C 2 2gH D 2 gH 第 卷 非选择题 共 60 分 二 本题共 2 小题 共 12 分 把答案填在题中的横线上或按题目要求作答 11 6 分 某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律 实验 操作 步骤一 手持起电板柄 用力 将两块起电板快速摩擦后分开 步骤二 将其中一块 板插入箔片验电器上 端的空心金属球 不 要接触金属球 步骤三 将两块 板同时插入空心 金属球 A B N 图 7 用心 爱心 专心4 图 10 图 9 实验 图解 实验 现象 箔片张开箔片闭合 根据以上实验过程和观察到的现象 回答下列问题 1 步骤二的实验现象 说明 2 步骤三的实验现象 说明 3 该研究性实验 填 能 或 不能 验证电荷守恒定律 12 6 分 示波管是示波器的核心部件 它由电子枪 和 三部分组成 如图 9 所示 如果在荧光屏上P点出现亮斑 可知示波管中的极板X的电势 填 高于 或 低于 极板X 极板Y的电势 填 高于 或 低于 极板Y 三 本题共 4 小题 满分 48 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 12 分 如图 10 所示 长L 1 6m 质量M 3kg 的木板静放在光滑水平面上 质量 m 1kg 带电量q 2 5 10 4C 的小滑块放在木板的右端 木板和物块间的动摩擦因数 0 1 所在 空间加有一个方向竖直向下强度为E 4 0 104N C 的匀强电场 如图所示 现对木板 施加一水平向右的拉力F 取g 10m s2 求 1 使物块不掉下去的最大拉力F 2 如果拉力F 11N 恒定不变 小物块所能获得的最大动能 用心 爱心 专心5 14 12 分 两个半径均为R的圆形平板电极 平行正对放置 相距为d 极板间的电势 差为U 板间电场可以认为是均匀的 一个 粒子 氦原子核 从正极板边缘以某一 初速度垂直于电场方向射入两极板之间 到达负极板时恰好落在极板中心 已知质子电荷为e 质子和中子的质量均视为m 忽略重力和空气阻力的影响 求 1 极板间的电场强度E 2 粒子在极板间运动的加速度a 3 粒子的初速度v0 15 12 分 如图 11 所示 在长为 2L 宽为 L 的区域内有正好一半空间有场强为 E 方 向平行于短边的匀强电场 有一个质量为 电量为 的电子 以平行于长边的速度 v0从区域的左上角 A 点射入该区域 不计电子所受重力 要使这个电子能从区域的右 下角的 B 点射出 求 1 无电场区域位于区域左侧一半内时 如图甲所示 电子的初速应满足什么条件 2 无电场区域的左边界离区域左边的距离为 x 时 如图乙所示 电子的初速又应满 足什么条件 16 如图 12 所示在竖直平面内建立直角坐标系 XOY OY 表示竖直向上的方向 已知该平面 内存在沿 OX 轴负方向的区域足够大的匀强电场 现有一个带电量为C 7 105 2 质 图 11 用心 爱心 专心6 1 6 3 2 X m 1 6 3 2 4 8 6 4 Y m Q 图 12 O 量为kg 5 10 的小球从坐标原点 O 沿 Y 轴正方向以某一初速度竖直向上抛出 它到达的 最高点位置为图中的 Q 点 其坐标为 1 6 3 2 不计空气阻力 g 取 10m s2 1 指出小球带何种电荷 2 求小球的初速度和匀强电场的场强大小 3 求小球从 O 点抛出到落回 X 轴的过程中电势能的改变量 参考答案 1 C 接触前两个点电荷之间的库仑力大小为 2 3 r QQ kF 两个相同的金属球各自带电 接触后再分开 其所带电量先中和后均分 所以两球分开后各自带点为 Q 距离又变 为原来的 2 1 库仑力为 2 2 r QQ kF 所以两球间库仑力的大小为 4 3 F C 项正确 2 BC 解析 当 向上压膜片电极时 极板间距变小 由 kd s C 4 知 C 增大 若 F 变化 则 C 变化 此时极板上的带电量发生变化 故有电流通过电流计 应选 C 3 AD 在匀强电场中 同一方向相同的距离上 电势差相等 4 AC 5 答案 AD 解析 正电荷由 O 到 A 动能变大 电场力做正功 电势能减小 电势也减小 O 点 电势较高 负电荷从 O 到 B 速度增大 电场力也做正功 电势能减小 电势升高 B 点电势比 O 点高 所以 B 点最高 A 对 q mv q vmvm q W U OA OA 2 3 2 1 2 2 1 2 0 2 0 2 0 用心 爱心 专心7 q mv q vmvm q W U OB OB 2 5 2 2 1 3 2 1 2 0 2 0 2 0 故 D 对 6 C 两个下夸克与上夸克的距离为r3 在上夸克处产生的电场强度均为 两个分 ke 9r2 场强的夹角 120 合场强为 ke 9r2 7 答案 D 解析 由于该带电粒子只在电场力的作用下由 A 点运动 最后能返回 说明由 A 到 B 的运动一定是减速运动 先向右减速 速度减为零后再向左加速运动至 B 点 可 以肯定电子受到的电场力是向左的 则说明电场线是向右的 顺着电场线方向电势降 低 所以 A 的电势一定大于 B 的电势 A 错 单凭一条电场线是无法判断场强大小 B 错 负电荷顺着电场线方向运动 电场力做负功 电势能增加 选项 C 正确 但带 电粒子的动能和电势能之和是守恒的 选项 D 正确 8 AD 解析 作出过M点的等势线 该等势线与P点所在电场线的交点一定在P点下方 故 可知M点的电势比P点的电势高 故 A 选项正确 O点电势高于P点电势 故负电荷 从O移动到P点 电势能增大 电场力做负功 也可根据电场力和位移方向间夹角总 是钝角判断 故 B 选项错误 由于沿 y方向场强由大变小 故O M两点间电势差 大于M N两点间电势差 故 C 选项错 电场在y轴上方向一直沿 y方向 故释放正 电粒子会沿y轴做直线运动 D 选项正确 9 BC 当A B间距增大时 电容器电容减小 电容器要放电 二极管阻止放电 即电容器 电量不变 极板间电场强度不变 所以不管小球带正电还是带负电 小球受力情况不 变 仍打在 N 点 反之 当A B间距减小时 电容器电容增大 电容器要充电 充电 电流方向与二极管方向相同 即电容器电量增加 极板间电场强度增加 小球受的电 场力变大 若小球带正电 则小球受到的电场力方向向下 竖直方向加速度变大 将 打在 N 点左侧 若小球带负电 则小球受到的电场力方向向上 竖直方向加速度变小 将打在 N 点右侧 10 D 对运动过程进行受力分析和做功分析 得到重力做正功 电场力也做正功 且电场力 做功的有效位移应为 3 3H 根据动能定理 2 2 1 mvEQdmgH 代入题设条件 得到物块落地时的速度大小为2 gH故选 D 11 6 分 1 插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷 2 两块板带有 等量异号电荷 总电荷量为零 3 能 每空 2 分 12 偏转电极 荧光屏 2 分 高于 2 分 高于 2 分 解析 电子落在P点 说明电子受到向X与Y方向的电场力 从而判断出电场的方向 进而得知极板X和Y电势高 选项 AC 正确 13 解析 1 F最大的时候物块不掉下 必是物块与木板具有共同的最大加速度a1 对 物块 最大加速度 a1 2 2m s mgqE m 2 分 用心 爱心 专心8 对整体F M m a1 8N 2 分 2 木板的加速度 44 11 0 1 1 102 5 104 10 3 FmgqE M m s2 3 m s2 2 分 由Ltata 2 1 2 2 2 1 2 1 2 分 得物块滑过木板所用时间t 3 2s 1 分 物块离开木板时的速度v1 a1t 2 3 2m s 1 分 1 2 1 1 6 4J 2 k Emv 2 分 14 1 两板间为匀强电场 则场强 d U E 2 分 2 粒子电荷为 2e 质量为 4m 所受电场力 d eU eEF 2 2 2 分 粒子在极板间运动的加速度 md eU m F a 24 2 分 3 粒子垂直进入匀强电场 做类平抛运动 1 分 由tvR 0 2 分 2 2 1 atd 2 分 得 m eU d R v 2 0 1 分 15 解析 左侧一半无场 电子匀速运动 右侧一半类平抛运动的侧向位移为 L 在电场 中由电场力作用产生的加速度为 m Ee a 2 分 又tVL 0 2 2 1 atL 2 分 得 m eEl V 20 1 分 2 无电场的一半区域位于距左侧 x 处 则电子先做类平抛运动 接着做匀速直线运 动 最后做