高中物理 第2章《电场与示波器》同步测试（1） 沪科版选修3-1

图 1 B 3 图 1 B 2 第第 2 2 章章 电场与示波器电场与示波器 同步测试同步测试 考试时间 100 分钟 卷面分数 100 分 班级 学号 分数 一 选择题 每题 分 共 分 一 选择题 每题 分 共 分 1 一个电子在静电场中运动 且只受电场力作用 则在一段时间内 A 电子的速率可能增大 B 电子的速率可能不变 C 电子的速率可能减小 D 电子一定作匀变速运动 2 关于电场强度与电势的关系 下面各种说法中正确的是 A 电场强度大的地方 电势一定高 B 电场强度不变 电势也不变 C 电场强度为零处 电势一定为零 D 电场强度的方向是电势降低最快的方向 3 一个带正电的质点 电量q 2 0 10 9C 在静电场中由a点移到b点 在这过程中 除电场力外 其他力做的功为 6 0 10 5J 质点的动能增加了 8 0 10 5J 则a b两点间 的电势差Ua Ub 为 A 3 104V B 1 104V C 4 104V D 7 104V 4 如图 1 B 1 所示 a b c d e五点在一直线上 b c两点间的距离等于d e 两点间的距离 在a点固定放置一个点电荷 带电量为 Q 已知在 Q的电场中b c两点 间的电势差为U 将另一个点电荷 q从d点移动到e点的过程中 A 电场力做功qU B 克服电场力做功qU C 电场力做功大于qU D 电场力做功小于qU 5 两相同带电小球 带有等量的同种电荷 用等长的绝缘细线悬挂于 O 点 如图 1 B 2 所示 平衡时 两小球相距r 两小球的直径比r小得多 若将两小球的电量同时各减少 一半 当它们重新平衡时 两小球间的距离 A 大于r 2 B 等于r 2 C 小于r 2 D 无法确定 6 一平行板电容器通过开关和电源连接 如图 1 B 3 所示 电源的电动 势保持 9V 不变 先闭合开关 把一个厚 0 5mm 的金属板平行插入间距为 1mm 的两板之间 金 属板的面积和电容器极板的相等 等稳定后再打开开关 拔出金属板设整个过程中金属板未 和电容器极板相碰 则此时电容器极板间的电压是 A 9V B 18V C 4 5V D 0V 7 某静电场沿x方向的电势分布如图 1 B 4 所示 则 A 在 0 x1之间不存在沿x方向的电场 图 1 B 1 A C 图 1 B 5 v0m q 图 1 B 7 图 1 B 4 B 在 0 x1之间存在着沿x方向的匀强电场 C 在x1 x2之间存在着沿x方向的匀强电场 D 在x1 x2之间存在着沿x方向的非匀强电场 8 如图 1 B 5 所示 A为空心金属球 B为靠近A的另一 个原来不带电的枕形金属壳 将另一个带正电的小球C从A球开 口处放入A球中央 但不触及A球 则B出现的情况是 A 靠近A的一端带正电 远离A的另一端带负电 B 靠近A的一端带负电 远离A的另一端带正电 C 靠近A的一端带负电 远离A的另一端不带电 D 靠近A的一端带正电 远离A的另一端不带电 9 如图 1 B 6 所示 某同学在研究电子在电场中的运动时 得到了电子由a点运动到b点的轨迹 图中实线所示 图中未 标明方向的一组虚线可能是电场线 也可能是等势面 则下 列说法正确的判断是 A 如果图中虚线是电场线 电子在a点动能较小 B 如果图中虚线是等势面 电子在b点动能较小 C 不论图中虚线是电场线还是等势面 a点的场 强都大于b点的场强 D 不论图中虚线是电场线还是等势面 a点的电 势都高于b点的电势 10 如图 1 B 7 所示 一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0 射入电场中 恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场 若其它条件不变 在两板间加入垂直于 纸面向里的匀强磁场 该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出 不计重力 则 A 2v0 v1 v2 B v0 2 2 2 2 1 vv C v0 21 vv D v0 v1 v2 11 用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时 下列哪些模 拟 实验的设计是合理的 A 如图 所示圆柱形电极M N都接电源的正极 模拟等量正点电荷周围的静电场 B 如图 所示圆柱形电极M接电源正极 圆环形电极N接电源负极 模拟正点电荷周 围附近的静电场 C 如图 所示两个平行的长条形电极M N分别接电源正 负极 模拟平行板电容器间 的静电场 图 1 B 6 图 1 B 8 图 1 B 10 图 1 B 11 D 如图 所示圆柱形电极M接电源负极 模拟负点电荷周围的静电场 12 如图 1 B 8 所示 光滑绝缘 互相垂直的固定墙壁 PO OQ 竖立在光滑水平绝缘 地面上 地面上方有一平行地面的匀强电场E 场强方向水平向左且垂直于墙壁 PO 质量相 同且带同种正电荷的 A B 两小球 可视为质点 放置在光滑水平绝缘地面上 当 A 球在平 行于墙壁 PO 的水平推力F作用下 A B 两小球均紧靠墙壁而处于静止状态 这时两球之间 的距离为L 若使小球 A 在水平推力T的作用下沿墙壁 PO 向着 O 点移动一小段距离后 小球 A 与 B 重新处于静止状态 则与原来比较 两小球所带电荷量保持不变 A A 球对 B 球作用的静电力增大B A 球对 B 球作用的静电力减小 C 墙壁 PO 对 A 球的弹力不变 D 两球之间的距离减小 力F增大 二 填空题 每题二 填空题 每题 4 4 分 共分 共 2020 分 分 13 有三个质量分别为 5M 3M 2M的小球 A B C 其中 B 球带 正电Q 其余两球不带电 用足够长的不会伸长的绝缘线连接 均置 于竖直向下的匀强电场中 场强大小为E 如图 1 B 9 所示 释放 A 球 让三球由静止落下 下落一小段时间 球不相碰 此时三球的 加 速度大小分别为 aA aB aC 此时 A B 间线的张力F 14 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内 环上套一质量为m 带正电的珠子 空间存在水平向右的匀强电场 如图 1 B 10 所示 珠子所受静电力是其重力的 3 4 倍 将珠子从环上最低位置 A 点静止释放 则珠子所能获得的最大动能Ek 15 在同一直线上依次有a b c 三点 且 bc 3ab 在 a 点固定一个带正电的小球 在 b 点引入电量为 2 0 10 8C 的检验电荷 其所受电场力为 2 0 10 6N 将该检验电荷移去后 b 点的场强为 c 点场强为 如果要使 b 点的场强为零 可在 c 点放一个电量是 a 点处带电小球的电量的 倍的 电荷 16 真空中有两个体积相同的带电金属小球 a b 它们所带电 量相等 电性相同 现另有一相同的金属小球 c 所带电量为 a 小 球的 5 倍 电性相同 使 c 小球顺次与 a b 小球接触后 可知 a b 两带电小球的静电力是原来的 倍 17 真空中有一束电子流 以一定速度v沿与场强垂直的方向 从O点射入匀强电场 如图 1 B 11 所示 以O为坐标原点 取 x轴垂直于电场方向 y轴平行电场方向 在x轴上取OA AB BC 分别由A B C点做 y轴的平行线交电子流轨迹于M N P点 电子流在这些点沿x轴方向的分速度之比是 vMx vNx vPx 沿y轴方向的分速度之比vMy vNy vPy A B 图 1 B 9 BA 甲 U 0 U U0U 0 T 3 5T 6 4T 3 乙 U t U 图 1 B 13 三 计算题 第三 计算题 第 1818 和和 1919 题题 8 8 分 第分 第 2020 和和 2121 题题 9 9 分 第分 第 2222 题题 1010 分 共分 共 4444 分 分 18 在一个点电荷Q的电场中 Ox坐标轴与它的一条电场线重合 坐标轴上A B两点的 坐标分别为2 0m 和 5 0m 放在A B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相 同 电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图 1 B 12 中直线a b所示 放在A 点的电荷带正电 放在B点的电荷带负电 求 1 B点的电场强度的大小和方向 2 试判断点电荷Q的电性 并说明理由 3 点电荷Q的位置坐标 19 如图 1 B 13 所示 两块平行金属板A B带有等量异种电荷 竖直固定在光滑绝 缘的小车上 小车的总质量为M 整个装置静止在光滑的水平面上 质量为m 带电量为q 的小球以初速度v0沿垂直金属板的方向从B板底部小孔射入 且恰好不与A板相碰 求 A B金属板间的电势差 20 如图 1 B 14 所示 图 甲 A B 是真空中平行放置的金属板 加上电压后 它们 之间的电场可视为匀强电场 A B 两板间距离d 15cm 今在 A B 两板间加上如图 乙 所 示的交变电压 周期为T 1 0 10 6s t 0 时 A 板电势比 B 板电势高 电势差U0 1080V 一个荷质比 q m 1 0 108C Kg 的带负电的粒子在t 0 的时刻从 B 板附近由静止开始运动 不计重力 问 1 当粒子的位移为多大时 粒子的速度第一次达到最大 最大速度为多大 2 粒子撞击极板时的速度大小 图 1 B 12 图 1 B 14 图 1 B 16 21 如图 1 B 15 所示 是示波器工作原理的示意图 电子经电压U1从静止加速后垂直 进入偏转电场 偏转电场的电压为U2 两极板间距为d 极板长度为L 电子离开偏转电场 时的偏转量为h 每单位电压引起的偏转量 h U2 叫示波器的灵敏度 试求 该示波器的 灵敏度 并探究可采用哪些方法提高示波器的灵敏度 22 如图 1 B 16 所示 ABCDF 为一绝缘光滑轨道 竖直放置在水平方向的匀强电场中 BCDF 是半径为R的圆形轨道 已知电场强度为E 今有质量为m的带电小球在电场力作用下 由静止从 A 点开始沿轨道运动 小球受到的电场力和重力大小相等 要使小球沿轨道做圆周 运动 则 AB 间的距离至少为多大 dU2 h L U1 图 1 B 15 参考答案参考答案 一 选择题 每题 分 共 分 1 ABC 2 D 3 BD 4 D 5 A 6 B 7 AC 8 B 9 C 10 B 11 BC 提示 用电流场模拟静电场 在导电纸上必须形成电流 由于 两个方案在导 电纸上不会形成电流 因此设计不合理 两个设计是合理的 12 BC 二 填空题 每题 4 分 共 20 分 13 aA g qE 8M aB g qE 8M aC g F 5qE 8 14 15 100V m 6 25V m 9 正 16 6 17 1 1 1 1 2 3 三 计算题 18 1 由图可知 B点的电场强度 CN q F EB 5 2 方向指向x负方向 同理A点的电场强度EA 40N C 方向指向x正方向 2 点电荷Q应位于A B两点之间 带负电荷 3 设点电荷Q的坐标为 x 由点电荷的电场 E 2 r Q k可知 40 5 2 5 2 2 2 x x E E A B 解得x 2 6m 另解x 1 舍去 19 解 由于水平面光滑 所以小车与小球系统水平方向动量守恒 即 mv0 m M v 设两板间电势差为U 两板间距为d 对车据动能定理 q S M v 2 U d 1 2 对小球据动能定理 q S d m v0 2 m v 2 U d 1 2 1 2 由上式联立解得 2 2 0 mMq Mmv U 20 1 粒子经过 T 3 时第一次达到最大速度 S 4cm V 2 4 10 5 m s 2 0 至 T 3 时间内 粒子向 A 板加速 4 cm T 3 至 2T 3 时间内 粒子向 A 板减速 4 cm 2T 3 至 5T 6 时间内 粒子向 B 板加速 1 cm 5T 6 至 T 时间内 粒子向 A 板减速 1 cm 一个周期内前进的位移为 6 cm 两个完整的周期后粒子前进的位移为 12 cm 距 A 板还 剩余 3 cm 因此 粒子撞击极板时的速度即为由初速为 0 经过 3 cm 加速的末速度 大小 为 105m s 21 根据动能动理 电子进入偏转电场时的速度为 v 则 U1e mv2 2 1 在偏转电场中电子的偏转量为 h at2 2 U2EL2 2mdv2 2 l 联立 1 2 式得 h U2 L2 4d U1 3 由 3 式可知 增大 L 减小 d 减小 U1都可以提高示波器的灵敏度 写出两个方法给满分 22 解析 要使小球在圆轨道上做圆周运动 小球在 最高 点不脱离圆环 这 最高 点 并不是 D 点 可采用等效重力场的方法进行求解 重力场和电场合成等效重力场