单元评估检测(六)

单元评估检测(六)第六章(60分钟100分)一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。多选题已在题号后标出)1.(2014潍坊模拟)用控制变量法可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图所示,O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小,这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。若物体O的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示,物体与小球间距离用d表示,物体和小球之间的作用力大小用F表示。则以下对该实验现象的判断正确的是()A.保持Q、q不变,增大d,则变大,说明F与d有关B.保持Q、q不变,减小d,则变大,说明F与d成反比C.保持Q、d不变,减小q,则变小,说明F与q有关D.保持q、d不变,减小Q,则变小,说明F与Q成正比2.(2014舟山模拟)如图所示,在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷,在A、B两点间取一正五角星形路径abcdefghija,五角星的中心与A、B的中点重合,其中af连线与AB连线垂直。现将一电子沿该路径逆时针移动一周,下列判断正确的是()A.e点和g点的电场强度相同B.a点和f点的电势相等C.电子从g点到f点再到e点过程中,电势能先减小再增大D.电子从f点到e点再到d点过程中,电场力先做正功后做负功3.(2014沈阳模拟)一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。两板间有一个正试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、表示P点的电势、W表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是()4.(2014大连模拟)如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中,重力可忽略。在满足电子能射出平行板间的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是()A.U1变大、U2变大B.U1变小、U2变大C.U1变大、U2变小D.U1变小、U2变小5.(2014亳州模拟)平行板间加如图所示周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t=T2时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况,则能定性描述粒子运动的速度图像的是()6.(2014中山模拟)如图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。设斜面足够长,则在Q向上运动过程中()A.物块Q的动能一直增大B.物块Q的电势能一直增大C.物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D.物块Q的机械能一直增大7.(2014厦门模拟)如图所示,真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7 m。在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法正确的是()A.B点的电场强度的大小为0.25N/CB.A点的电场强度的方向沿x轴负方向C.点电荷Q是正电荷D.点电荷Q的位置坐标为0.3m8.(多选)(2014太原模拟)如图所示,一个带电荷量为+Q的点电荷甲固定在绝缘平面上的O点;另一个带电荷量为-q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲滑行运动,运动到B点静止。已知静电力常量为k,点电荷乙与水平面的动摩擦因数为,A、B间的距离为s。下列说法正确的是()A.O、B间的距离为kQqmgB.点电荷乙从A运动到B的过程中,中间时刻的速度小于v02C.点电荷乙从A运动到B的过程中,产生的内能为12mv02D.在点电荷甲产生的电场中,A、B两点间的电势差UAB=m(v02-2gs)2q9.(多选)(2014淄博模拟)如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的质点,由两水平极板正中间以相同的初速度v0,先后垂直匀强电场射入,并分别落在负极板上甲、乙、丙三处,可以判定()A.甲处质点带正电,乙处质点不带电,丙处质点带负电B.三个质点在电场中的运动时间相等C.三个质点在电场中的加速度a甲a乙a丙D.三个质点到达负极的动能E丙E乙E甲10.(多选)(2014福州模拟)如图所示,一带电荷量为q的粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时,其速度方向与电场线成30角。已知匀强电场的宽度为d,P、Q两点的电势差为U,不计重力作用,设P点的电势为零。则下列说法正确的是()A.带电粒子在Q点的电势能为-UqB.带电粒子带负电C.此匀强电场的电场强度大小为E=23U3dD.此匀强电场的电场强度大小为E=3U3d二、计算题(本题共2小题,共30分。需写出规范的解题步骤)11.(14分)(2014唐山模拟)如图所示,板长为L的平行板电容器倾斜固定放置,极板与水平线夹角=30,某时刻一质量为m,带电量为q的小球由正中央A点静止释放,小球离开电场时速度是水平的(提示：离开的位置不一定是极板边缘),落到距离A点高度为h的水平面处的B点,B点放置一绝缘弹性平板M,当平板与水平方向夹角=45时,小球恰好沿原路返回A点,求：(1)电容器极板间的电场强度E;(2)平行板电容器的板长L;(3)小球在AB间运动的周期。12.(16分)(2014池州模拟)如图甲所示,边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与AB延长线交于O点。现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场,恰好从BC边的中点P飞出,不计粒子重力。(1)求粒子进入电场前的初速度的大小。(2)其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出,求粒子从Q点飞出时的动能。(3)现将电场分成AEFD和EBCF相同的两部分,并将EBCF向右平移一段距离x(xL),如图乙所示。设粒子打在荧光屏上位置与O点相距y,请求出y与x的关系。答案解析1.【解析】选C。根据库仑定律可知F=kQqd2,保持Q、q不变,增大d,F将变小,则变小,说明F与d有关,但不能确定成反比关系,选项A、B错误;保持Q、d不变,减小q,则变小,说明F与q有关,选项C正确;保持q、d不变,减小Q,则变小,说明F随Q的减小而减小,但不能确定成正比关系,选项D错误。2.【解析】选B。e、g两点电场强度大小相等,方向不同,A项错;a、f两点电势均为零,B项正确;电子从gfe的过程中,电场力做负功,电势能增加,C项错;电子从fed的过程中,电场力先做负功后做正功,D项错。【加固训练】(多选)(2014九江模拟)在点电荷Q的电场中,一个带正电的粒子的运动轨迹如图中实线所示。a、b两圆为两个等势面,则下列判断中正确的是()A.Q可能为正电荷,也可能为负电荷B.粒子运动中,电场力先做负功后做正功C.粒子经过两等势面的动能EkaEkbD.粒子在两等势面上的电势能EpaEpb【解析】选B、C。由于粒子带正电,由题图轨迹可知点电荷Q必带正电,故A错。在运动过程中电场力先做负功后做正功,故B对。由b到a的过程中电场力做正功,电势能减小,动能增大,故C对D错。3.【解析】选C。由平行板电容器的电容C=S4kd可知A错误;在电容器两极板所带电荷量一定的情况下,U=QC,E=Ud=4kQS,与d无关,则B错误;在负极板接地的情况下,=0-Ex,则C项正确;正电荷在P点的电势能W=q=q(0-Ex),显然D错误。【加固训练】如图所示,平行板电容器A、B两极板水平放置,现将其和二极管串联接在电源上,已知A和电源正极相连,且E1E2,二极管具有单向导电性,当单刀双掷开关接1时,一带正电粒子沿AB中心水平射入,打在B极板上的N点,不计粒子重力,为使粒子能打在N点右侧,则下列措施可行的是()A.将单刀双掷开关接2B.将B板下移一段距离C.在A板下表面插入一很薄的金属板D.将A板上移一段距离【解析】选B。将单刀双掷开关接2时,电容器因充电而使两极板间的电势差增大,从而使电容器内部场强增大,则带电粒子的运动时间变短而打在N点左侧,故A错误。由于二极管的单向导电性而使电容器所带电荷不变,则E=Ud=QdC=QdS4kd=4kQS,即电场强度是不变的;将B板下移一段距离会使粒子运动的初始位置距B板的距离变大,故粒子运动的时间变长,从而使粒子打在N点的右侧,故B正确。而将A板上移一段距离对带电粒子运动时间没有任何影响,粒子仍将打在N点,故D错误。在A板下表面插入一很薄的金属板相当于改变了两板间的距离,C变大,Q变大,E变大,粒子将打在N点的左侧,故C错误。4.【解析】选B。设进入偏转场的速度为v0,偏转极板长为L,两板间距为d,则由U1q=12mv02,t=Lv0,vy=U2qdmt,tan=vyv0知：tan=U2L2U1d,故选项B正确。5.【解题指南】(1)电压不变时,粒子做匀加速直线运动;(2)电压变化时,要注意区分速度方向与加速度方向的关系。【解析】选A。粒子从T2时刻在电场中做匀加速直线运动,在T时刻电场反向,粒子做匀减速直线运动,在32T时刻速度减为零,以后循环此过程,故本题只有选项A正确。6.【解析】选D。由F库-mgsin=ma可知,物块沿斜面的加速度先向上逐渐减小,再沿斜面向下,逐渐增大,其速度先增大后减小,故物块Q的动能先增大再减小,A错误;因电场力始终做正功,故电势能一直减小,物块Q的机械能一直增大,B错误,D正确;因只有电场力、重力做功,物块的电势能、重力势能、动能之和守恒,又知动能先增大后减小,故重力势能和电势能之和先减小后增大,C错误。【总结提升】电场中功能关系的应用(1)若只有电场力做功,电荷的电势能与动能相互转化,两者之和守恒。(2)若只有电场力和重力做功,电荷的电势能、重力势能与动能相互转化,其总和守恒。(3)电场力做功与电荷电势能的变化相对应,电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加。(4)合外力对电荷所做的总功等于电荷动能的增量。7.【解析】选D。由两试探电荷受力情况可知,点电荷Q为负电荷,且放置于A、B两点之间某位置,选项B、C均错误;设Q与A点之间的距离为l,则点电荷Q在A点产生的场强为EA= =Faqa=410-4110-9N/C=4105N/C,同理,点电荷Q在B点产生的场强为EB=kQ(0.5-l)2=Fbqb=110-4410-9N/C=0.25105N/C。解得l=0.1m,所以点电荷Q的位置坐标为xQ=xA+l=0.2+0.1=0.3(m),所以选项A错误,选项D正确。8.【解题指南】解答本题需明确以下三点：(1)分析点电荷乙的受力及运动情况;(2)分析点电荷乙从A运动到B的过程中各力的做功情况;(3)利用动能定理和功能关系解题。【解析】选B、D。由题意知点电荷乙做加速度越来越小的减速运动,v-t图像如图所示,可知点电荷乙从A运动到B的中间时刻的速度vCv02,故选项B正确。这一过程一直有kQqr2kQqmg,选项A错误。点电荷乙由A运动到B的过程中,电场力做正功,设为W,由动能定理得：W-mgs=0-12mv02可得：此过程中产生的内能Q=mgs=W+12mv02,选项C错误。由上可知,A、B两点间的电势差为UAB=W-q=12mv02-mgsq,选项D正确。9.【解析】选A、C。从极板左侧中央以相同的水平速度先后垂直地射入匀强电场的质点的运动性质为类平抛运动,水平方向做匀速运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动;从题图中可以看到水平位移丙最大,根据公式：x=vt,说明丙运动的时间最长,其次是乙,甲的运动时间最短;又由于正电荷受到的电场力方向与电场方向相同,负电荷受到的电场力方向与电场方向相反,不带电的质点不受电场力;所以丙质点受到向上的电场力,即丙质点带负电,甲质点带正电,乙质点不带电,故A正确,B错误;又因它们竖直方向为初速度为零的匀加速运动且位移相同,根据y=12at2,可以判断a甲a乙a丙,故C正确;以相同的水平速度v0先后垂直极板间电场射入,电场力对丙质点做负功,电势能增大,则动能减小,对甲质点做正功,电势能减小,则质点的动能增大,所以三个质点到达负极板时的动能E甲E乙E丙,故D错误,故选A、C。10.【解析】选A、C。根据带电粒子的偏转方向,可判断B错误。因为P、Q两点的电势差为U,电场力做正功,电势能减少,而P点的电势为零,所以A正确。设带电粒子在P点时的速度为v0,在Q点建立直角坐标系,垂直于电场线为x轴,平行于电场线为y轴,由曲线运动的规律和几何知识求得带电粒子在y轴方向的分速度为vy=3v0,带电粒子在y轴方向上的平均速度为vy=3v02;带电粒子在y轴方向上的位移为y0,带电粒子在电场中的运动时间为t,y0=3v02t,d=v0t,得y0=3d2,由E=Uy0得E=23U3d,C正确,D错误。11.【解析】(1)由带电小球沿水平方向做匀加速运动可知Eqcos=mg (2分)解得：E=mgqcos=23mg3q (1分)(2)小球垂直落到弹性挡板上,且=45,有v0=vy=2gh (2分)根据动能定理：Eq12Ltan=12mv02 (2分)解得：L=3h (1分)(3)由于小球在复合场中做匀加速运动L2cos=12gtant12 (2分)解得t1=L