2011高考物理一轮复习 第九章电场单元质量检测

2011 高考物理一轮复习单元质量检测第九章高考物理一轮复习单元质量检测第九章 电场电场 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 全部选对得 4 分 选不全的得 2 分 有选 错或不答的得 0 分 1 如图所示 AB 是某点电荷电场中一条电场线 在电场线上 P 处自由释放一个负试探 电荷时 它沿直线向 B 点处运动 对此现象下列判断正确的是 不计电荷重力 A 电荷向 B 做匀加速运动 B 电荷向 B 做加速度越来越小的运动 C 电荷向 B 做加速度越来越大的运动 D 电荷向 B 做加速运动 加速度的变化情况不能确定 解析解析 从静止起动的负电荷向 B 运动 说明它受的电场力向 B 负电荷受的电场力方 向与电场强度方向相反 可知此电场线的指向应为 B A 这就有两个可能性 一是 B 处有 正点电荷为场源 则越靠近 B 处场强越大 负电荷会受到越来越大的电场力 加速度应越 来越大 二是 A 处有负点电荷为场源 则越远离 A 时场强越小 负电荷受到的电场力越来 越小 加速度越来越小 答案答案 D 2 在静电场中 将一电子从 A 点移到 B 点 电场力做了正功 则 A 电场强度的方向一定是由 A 点指向 B 点 B 电场强度的方向一定是由 B 点指向 A 点 C 电子在 A 点的电势能一定比在 B 点高 D 电子在 B 点的电势能一定比在 A 点高 解析解析 根据题意分析得 电子带负电 电子从 A 点移到 B 点 电场力做了正功 根据 电场力做功规律得 电子是从低电势运动到高电势的 所以得到 B 点的电势比 A 点的电势 高 而沿电场方向仅仅只是电势降低最快的方向 并不是电场方向 所以并不能说明电场 的方向是从 A 点指向 B 点 或者是从 B 点指向 A 点 所以选项 A 和 B 都是错误的 因为电 场力做正功 所以电子的电势能是减少的 所以电子在 A 点的电势能一定比在 B 点高 综上 所述 本题的正确选项应该是 C 答案答案 C 3 在真空中上 下两个区域均为竖直向下的匀强电场 其电场线分布如图所示 有一 带负电的粒子 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 在下图所示的速度 时间图象中 符合粒子在电场内运动情况的是 以 v0方向为正方向 解析解析 观察题图知下方匀强电场的场强大 当粒子进入下方区域后 因向上的电场力 大于重力 必使粒子先减速至 0 后反向加速至 v0 到达边界 再进入上方电场做匀速运动 答案答案 C 4 如图所示 平行直线表示电场线 但未标方向 带电量为 10 2 C 的微粒在电场中只 受电场力作用 由 A 点移到 B 点 动能损失 0 1 J 若 A 点电势为 10 V 则 A B 点的电势为 0 V B 电场线方向从右向左 C 微粒的运动轨迹可能是轨迹 1 D 微粒的运动轨迹可能是轨迹 2 解析解析 由于正电荷从 A 运动到 B 动能减少 则电势能增加 故 B 点电势高于 A 点 电场线方向向左 B 正确 由动能定理有 qU Ek 代入数据得电势差为 10 V 因 A 点电 势为 10 V 故 B 点电势为 0 V A 也正确 根据电场方向知 正电荷受到的电场力向左 轨 迹偏转方向也应向左 轨迹只可能为轨迹 1 C 正确 选 ABC 答案答案 ABC 5 如图所示 一带电小球固定在光滑水平绝缘的无限大支撑面上的 O 点 虚线 a b c d 是它的四条等距离的等势线 一个带电小滑块从等势线 d 上的 1 处以水平初速 度 v0 运动 结果形成了实线所示的小滑块运动轨迹 1 2 3 4 5 是等势线与小滑块运 动轨迹的一些交点 由此可以判定 A 固定球与小滑块电性一定相同 B 在 1 2 3 4 5 五个位置上小滑块具有的动能与电势能之和一定相等 C 在整个过程中小滑块的加速度先变大后变小 D 小滑块从位置 1 到 2 和从位置 3 到 4 的过程中 电场力做功的大小关系是 W12 3W34 解析解析 由带电小滑块的运动轨迹可以看出 滑块受力的方向指向 O 点的反方向 固定 球与小滑块应有同种电荷 A 正确 电场力做功使小滑块的动能和电势能相互转化 根据 能量守恒定律可知 小滑块在运动过程中动能和电势能之和不变 B 正确 再根据点电荷 场强 E 2 kQ r 即 越靠近场源电荷场强越大 故滑块受到的电场力先增大后减小 加速度 也先增大后减小 C 正确 D 错误 因为带电小球产生的电场不是匀强电场 电场力做功 不能根据 W Fs 计算 选 ABC 答案答案 ABC 6 如图所示 一带负电的油滴 从坐标原点 O 以速度 v0 射入水平的匀强电场 v0的方 向与电场方向成 角 已知油滴质量为 m 测得它在电场中运动到最高点 P 时的速率恰为 v0 设 P 点的坐标为 xp yp 则应有 A xp 0 B xp 0 C xp 0 D 条件不足无法判定 解析解析 由于在最高点竖直速度为零 竖直方向在做减速运动 所以必须考虑重力 由 动能定理得 mgh W电 1 2 m 2 0 v 1 2 m 2 0 v 0 即 W电 mgh 电场力做正功 负电荷从电势低处运动到电势高处 答案答案 B 7 图中虚线所示为静电场中的等势面 1 2 3 4 相邻的等势面之间的电势差相等 其中等势面 3 的电势为 0 一带正电的点电荷在静电力的作用下运动 经过 a b 点时的动 能分别为 26 eV 和 5 eV 当这一点电荷运动到某一位置 其电势能变为 8 eV 时 它的动能 应为 A 8 eV B 13 eV C 20 eV D 34 eV 解析解析 根据题意由动能定理得 点电荷从 a 点运动到 b 点过程中电场力做的负功为 21 eV 又因为 1 和 2 2 和 3 3 和 4 之间的电势差相等 所以点电荷经过这三段过程中电场力 做功是相等的 每个过程电场力做功为 7 eV 所以点电荷从等势线 1 到等势线 3 过程中电 场力做了 14 eV 的功 又因为等势线 3 的电势是 0 所以点电荷在经过等势线 3 时的电势 能是 0 所以点电荷在 a 点具有的电势能为 14 eV 则当其电势能变为 8 eV 时 这一过程 中电势能增加了 6 eV 所以电场力做的功为 6 eV 根据动能定理得动能减少了 6 eV 所 以现在的动能应该为 20 eV 所以本题的正确选项为 C 答案答案 C 8 一质量为 m 的带电小球 在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出 小球的加速度 大小为 2 3 g 空气阻力不计 小球在下落 h 的过程中 则 A 小球的动能增加 mgh 3 B 小球的电势能增加 mgh 3 C 小球的重力势能减少 2mgh 3 D 小球的机械能减少 2mgh 3 解析解析 由动能定理得 W合 Ek mah 2 3 mgh 故 A 选项错误 由 mg qE ma 得 qE 1 3 mg W电 qEh 1 3 mgh 所以 B 选项正确 D 选项错 又因为 WG mgh Ep mgh 故 C 选项也不正确 答案答案 B 9 右图为静电除尘示意图 在 M N 两点间加高压电源时 金属管内空气电离 电离的 电子在电场力的作用下运动 遇到烟气中的煤粉 使煤粉带负电 因而煤粉被吸附到管上 排出的烟就清洁了 就此示意图 下列说法正确的是 N 接电源的正极 M 接电源的正极 电场强度 Em En 电场强度 Em En A B C D 解析解析 电子附在煤粉上 使煤粉带上负电荷 煤粉若能吸附到管壁上 说明管壁带正电 N 接电源正极 将金属棒与金属管壁看作电容器 则其内电场线分布情况如右图所示 由图可知金属棒附近的 m 处电场线较密 而靠近金属管壁的 n 处电场线较稀疏 故 m 处场强比 n 处场强大 即 Em En 答案答案 A 10 如图 A B 为水平金属板 两板相距为 d 分别与电源两极相连 电键 S 闭合 两 板的中央各有一小孔 M 和 N 今有一带电质点 自 A 板上方距离为 h 的 P 点由静止自由下 落 P M N 在同一竖直线上 空气阻力不计 达到 N 孔时速度恰好为零 然后沿原路返 回 则 A 把 A 板向下平移一小段距离 质点自 P 自由下落后穿过 N 孔继续下降 B 把 B 板向上平移一小段距离 质点自 P 自由下落后穿过 N 孔继续下降 C 若 S 断开 且把 B 板向下平移一小段距离 质点自 P 点自由下落后穿过 N 孔继续下 降 D 若 S 断开 且把 B 板向上平移一小段距离 质点自 P 点自由下落后穿过 N 孔继续下 降 解析解析 由题意可知 mg h d Uq 当 A 板下移时 重力做功与电场力做功都不变 A 错 B 板上移时 P 点到 N 孔的距离 L h d 则 Uq mgL B 错 若 S 断开后 两板带电量不变 两板间的电场强度一定 B 板下移 时 质点下降到原位置重力做的功仍为 mg h d 等于克服电场力做的功 Edq Uq 所以质 点没到达 N 孔前速度变为零 C 错 将 B 板上移一小段距离时 质点到 N 孔时电场力做的功 W 电 Ed q Eqd mg h d 则 D 正确 答案答案 D 二 本题共 2 小题共 13 分 把答案答案填写在题中的横线上或按要求作图 11 在 电场中等势线的描绘 实验中 1 已有器材 平木板 白纸 复写纸 图钉 两个电极 导线 还需要 2 为了较准确地找出等势点 对指示电表的要求是 3 如果有四只满偏电流不同的电流表供选用 A 表 100 A B 表 0 5 mA C 表 10 mA D 表 50 mA 为准确地找到等势点 应选用 表 答案答案 1 导电纸 6V 直流电源 灵敏电流表 2 灵敏度高 3 灵敏度高的电表 即为量程小的电表 故选 A 12 在 电场中等势线的描绘 实验中 1 有以下一些操作步骤 A 在导电纸上画出两电极的连线 B 将灵敏电流表的一个探针接一个电极 用另一个探针接触导电纸 缓慢移动 可找出一 系列等势点 C 在平板上先铺上白纸 再铺上复写纸 然后再铺上导电纸 D 安好电极 接好电路 E 在两电极 a b 的连线上 等距离地取五个基准点 c d e f g 并复印在白纸上 如图所示 F 电流表的一个探针接触某个基准点不动 另一个探针缓慢地移动到电流表不偏转时 复印此点 即可找出许多等势点 G 闭合开关 选取合理的操作步骤 并按顺序排列为 2 若手头没有灵敏电流计 是否可以用内阻较大的电压表代替 答 填 能 或 不能 如能用电压表代替 其具体做法又如何 答 解析解析 1 正确合理的操作步骤按顺序排列应为 CDAEGF 2 能用电压表代替 如用电压表来找等势点 则应将电压表一端接电源正极 或负 极 另一端作探针 在基准点及其周围测量 电压表读数相等的点即为等势点 答案答案 1 CDAEGF 2 能见解析解析 三 本题共 5 小题 共 67 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案答案的不能得分 有数值计算的题 答案答案中必须明确写出数值和单位 13 真空中两个静止点电荷相距 10 cm 它们之间相互作用力大小为 9 10 4 N 当它 们合在一起时 成为一个带电量为 3 10 8 C 的点电荷 问原来两电荷的带电量各为多少 某同学求解如下 根据电荷守恒定律 q1 q2 3 10 8C a 根据库仑定律 q1q2 222 9 r 10 10 F k9 10 10 4C2 1 10 15C2 b 以 q2 b q1代入 式得 2 1 q aq1 b 0 解得 q1 1 2 a 2 a4b 1 2 3 10 8 1615 9 104 10 根号中的数值小于 0 经检查 运算无误 试指出求解过程中的问题并给出正确的答答 案案 解析解析 题中仅给出相互作用力的大小 两点电荷可能异号 按电荷异号计算 由 q1 q2 3 10 8 C a q1q2 1 10 15 C b 得 2 1 q aq1 b 0 由此解得 q1 5 10 8 C q2 2 10 8 C 答案答案 q1 5 10 8 C q2 2 10 8 C 14 已知处于场强为 E 3 0 106 V m 以上的电场中的空气将被击穿 而发生放电现象 现有一片带电的乌云 在距地面 H1 350 m 的高空中向一幢高为 H2 200 m 的建筑物水平移 动 发生闪电时 闪电发生在乌云与建筑物顶的避雷针之间 大致测得放电路径与竖直方 向的夹角为 60 试估算闪电时乌云与避雷针之间电势差的大小 解析解析 乌云与建筑物顶避雷针之间的距离为 d 12 HH cos d 300 m 则闪电时乌云与避雷针之间的电势差大小 设为匀强电场 U Ed 9 0 108 V 答案答案 9 0 108 V 15 如图所示 在光滑绝缘平面上有带同种电荷的 A B 两个点电荷相距无穷远 A 的质 量为 m 且静止 B 的质量为 4m 且以速度 v 正对着 A 运动 在以后的运动过程 A B 没 有相碰 中 A B 系统的最大电势能为多少 取两球相距无穷远时的电势能为零 解析解析 在 B 电荷向 A 电荷靠近的过程中 从能量转化角度来看 A B 构成系统减小的 动能转化为电势能 故当 A B 动能最小时 A B 系统电势能最大 当 A B 速度相同时 A B 系统动能最小 电势能最大 在 B 向 A 靠近过程中 对 A B 构成系统 由动量守恒得 4mv 5mv共 v共 4 5 v 故系统的最大电势能为 1 2 4mv2 1 2 5mv 2 v共 2 5 mv2 答案答案 2 5 mv2 16 如图所示 A 和 B 是两个点电荷 电荷量均为 q A 固定在绝缘架上 B 放在它的正 上方的一块绝缘板上 现手持绝缘板使 B 从静止起以加速度 a a g 竖直向下做匀加速运动 已 知 B 的质量为 m 静电力常量为 k 求 1 B 刚开始脱离绝缘板时离 A 的高度 h 2 如果 B A 起始高度差为 3h 则 B 在脱离绝缘板前的运动过程中 电场力和板的 支持力对 B 做功的