2011-2012学年高三物理上学期 电场单元测试（7） 大纲版

用心 爱心 专心1 电电 场场 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 关于元电荷下列说法正确的是 A 元电荷实际上是指电子和质子本身 B 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C 元电荷的值通常取作e 1 60 10 19C D 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 2 关于摩擦起电和感应起电 以下说法正确的是 A 摩擦起电是因为电荷的转移 感应起电是因为产生了新电荷 B 摩擦起电是因为产生了新电荷 感应起电是因为电荷的转移 C 不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移 D 以上说法均不正确 3 下列关于静电场的说法正确的是 A 在点电荷形成的电场中没有场强相等的两点 但有电势相等的两点 B 正电荷只在电场力作用下 一定从高电势向低电势运动 C 场强为零处 电势不一定为零 电势为零处 场强不一定为零 D 初速为零的正电荷在电场力作用下一定沿电场线运动 4 如图所示 a b c是一条电场线上的三点 电场线的方向由a到c a b间距离等于b c间距离 用 a b c和Ea Eb Ec分别表示a b c三点的电势和场强 可以判定 A a b c B Ea Eb Ec C a b b c D Ea Eb Ec 5 两个半径相同的金属小球 带电量之比为 1 7 相距为r 两者相互接触后再放回原来的位置上 则 相互作用力可能为原来的 A 7 4 B 7 3 C 7 9 D 7 16 6 如图所示 M N两点分别放置两个等量种异电荷 A为它们连线的中点 B为连线上靠近N的一点 C为连线的中垂线上处于A点上方的一点 在A B C三点中 A 场强最小的点是A点 电势最高的点是B点 B 场强最小的点是A点 电势最高的点是C点 C 场强最小的点是C点 电势最高的点是B点 D 场强最小的点是C点 电势最高的点是A点 7 将一正电荷从无穷远处移向电场中M点 电场力做功为 6 0 10 9J 若将一个等量的负电荷从电场中 用心 爱心 专心2 vA vB A B 甲 乙 4 3 2 1 N点移向无穷远处 电场力做功为 7 0 10 9J 则M N两点的电势 M N有如下关系 A M N 0 B N M 0 C N M 0D M N 0 8 如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线 A B是这条直线上的两点 一带正电粒子以速度vA 经过A点向B点运动 经过一段时间后 粒子以速度vB经过B点 且vB与vA方向相反 不计粒子重力 下面说法正确的是 A A点的场强一定大于B点的场强 B A点的电势一定高于B点的电势 C 粒子在A点的速度一定小于在B点的速度 D 粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能 9 如图所示 以 点为圆心 以 为半径的绝缘光滑的细圆其环面固定在水平面上 圆环与坐标轴交点 分别为a b c d 空间有一与x轴正方向相同的匀强电场 场强为E 在固定环上穿有一个质量为m 电量为 q的小球 小球可沿环做圆周运动 以下说法正确的是 A 小球在c点的电势能大于在a点的电势能 B 小球在c点的电势能小于在a点的电势能 C 小球在b点的电势能大于在d点的电势能 D 小球在b点的电势能小于在d点的电势能 10 如图 甲 所示 在x轴上有一个点电荷Q 图中未画出 O A B为轴上三点 放在A B两点的 检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图 乙 所示 以x轴的正方向为电场力的正方 向 则 A 点电荷Q一定为正电荷 B 点电荷Q在AB之间 C A点的电场强度大小为 2 103N CD A点的电势比B点的电势高 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 用心 爱心 专心3 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 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 描绘电场中的等势线的实验装置如图所示 1 在实验过程中 要把复写纸 导电纸 白纸铺放在木板上 它们的顺序自上而下是 2 如果以a b两个电极的连线为x轴 以a b连线的中垂 线为y轴 并将一个探针固定置于y轴上的某一点 合上 开关 S 而将另一个探针由b电极处沿x轴正方向移到a 电极的过程中 灵敏电流表G的指针与零刻度夹角变化 情况是 将字母代号填写在横线上 A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 先变大后变小 D 先变小后变大 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 10 分 如图所示 倾角为 30 的直角三角形底边长为 2 L 底边处在水平位置 斜边为光滑绝缘 导轨 现在底边中点O处固定一正电荷Q 让一个质量为m的带正电质点q从斜面顶端A沿斜边滑下 不 用心 爱心 专心4 脱离斜面 已知它滑到斜边上的D点 BD AC 时加速度为a 方向沿斜面向下 求该质点刚要滑到斜 边底端C点时的加速度 14 12 分 如图所示 小球A和B带电荷量均为 q 质量分别为m和 2m 用不计质量的竖直细绳连接 在竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升 某时刻细绳突然断开 小球A和B之间的相互作用力忽略 不计 求 1 该匀强电场的场强E 2 细绳断开后A B两球的加速度aA aB 3 当B球速度为零时 A球的速度大小 A v 15 12 分 电荷量为q 1 10 4C 的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上 所在空间存在沿水平方向 的匀强电场 场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示 若重力加速度g取 10 A m B 2m 用心 爱心 专心5 O 1 2 3 2 1 t s E 104 N C 1 O 1 2 3 2 1 v m s 1 t s P S d L L M N a b 探测器 激光束 m s2 求 1 物块的质量m 2 物块与水平面之间的动摩擦因数 3 物块运动 2s 过程中 其电势能的改变量 16 14 分 飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析 如图所示 在真空状态下 脉冲阀P喷出微量气体 经激光照射产生电荷量为q 质量为m的正离子 自a板小孔进入a b间的加速电场 从b板小孔射出 沿中线方向进入M N板间的偏转控制区 到达探测器 已知a b板间距为d 极板M N的长度和间距 均为L 不计离子重力及进入a板时的初速度 1 当a b间的电压为U1 在M N间加上适当的电压U2 使离子到达探测器 求离子到达探测器 的全部飞行时间 2 为保证离子不打在极板上 试求U2与U1的关系 用心 爱心 专心6 参考答案 1 BCD 解析 元电荷是指电子或质子所带的电荷量 数值为e 1 60 10 19C 故 A 项错误 C 项正确 所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍 B 项正确 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实 验测得的 D 也正确 2 C 解析 摩擦起电和感应起电的实质都是电子的转移 不论何种起电方式都不能创造电荷 故 C 正确 3 AC 解析 考查电场基本性质 几种典型场空间分布 场强是矢量 A 对 若正电荷具有初速度 只在 电场力作用下 不一定从高电势点向低电势点运动 B 错 电势具有相对性 零电势点是可任意选取的 故 C 对 初速为零的正电荷若在电场线不为直线的电场中 只在电场力作用下 其将不沿电场线运动 故 错 4 A 解析 只有一条电场线 不能确定具体的电场 无法比较电场强弱及两点间的电势差 5 CD 解析 考查电荷守恒和库仑定律 考虑电荷可能是同种或异种 6 C 解析 考查等量种异点电荷电场线的分布特点 A B C三点中场强最小的点是C点 电势最高的 点是B点 选项 C 正确 7 C 解析 取无穷远电势 0 对正电荷 0 MM qW 得 qq W M M 9 106 对负电 荷 0 NN qW 得 qq WN N 9 107 所以 N M 0 选项 C 正确 8 D 解析 粒子受电场力方向向左 粒子带正电 故场强向左 B 错 D 对 一条电场线无法判断场强大 小 故 A 错 粒子从A点到B点 电场力做负功 A点速度大于B点速度 C 错 9 A 解析 c点的电势比a点的电势高 小球带正电 故小球在c点的电势能大于在a点的电势能 A 项 正确 b点和d点电势相等 小球在b点的电势能等于在d点的电势能 CD 项均错 故正确选项为 A 10 BC 解析 由图 乙 正检验电荷放在 A 点和负检验电荷放在 B 点所受电场力方向均沿 x 轴正方向 说明点电荷 Q 为负电荷且放在 AB 之间 选项 A 错 B 对 由图线斜率表示场强 可知 A 点场强大小为 2 103N C B 点场强大小为 5 102N C A 点距离 Q 较近 故 A 点的电势低于 B 点的电势 选项 C 对 D 错 11 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 12 1 导电纸 复写纸 白纸 2 D 13 10 分 解 设正电荷q在D点和 C 点所受静电力分别为FD FC 在D点 由牛顿第二定律得 mgsin30 FDsin30 ma 3 分 在C点 mgsin30 FCcos30 maC 3 分 D和C在同一等势面上 FD FC 2 分 所以 aC ag3 2 31 方向沿斜面向下 2 分 用心 爱心 专心7 14 12 分 解 1 设场强为E 把小球A B看作一个系统 由于绳未断前作匀速运动 则有 23qEmg 2 分 得 3 2 mg E q 1 分 2 细绳断后 根据牛顿第二定律 对A有 A qEmgma 2 分 得 2 A g a 方向向上 1 分 对B有 22 B qEmgma 2 分 4 B g a 负号表示方向向下 1 分 3 细绳断开前后两绳组成的系统满足合外力为零 所以系统总动量守恒 设B球速度为零时 A球的速度为 A v 根据动量守恒定律 得 0 2 A mm vmv 2 分 得 0 3 A vv 1 分 15 12 分 解 由图可知 第 1s 物块做匀加速直线运动 由牛顿第二定律有 qE1 mg ma 1 分 由图线知a 2m s2 1 分 1s 后物块做匀速运动 由平衡条件有 qE2 mg 1 分 联立解得q E1 E2 ma 1 分 由图可得E1 3 104N C E2 2 104N C 1 分 代入数据解得 m 0 5kg 1 分 2 由qE2 mg可得 qE2 mg 0 4 2 分 3 物块在第 1s 的位移为 1 2 11 t v sm 1 分 物块在第 2s 的位移为 2 22 vtsm 1 分 电场力做正功 2211 sqEsqEW 7J 1 分 所以 物块的电势能减少 7J 1 分