2013高考物理一轮专题复习-选修3-1第六章第三节知能演练强化闯关汇总

1、知能演练强化闯关卒随堂自測 1 如图 6- 3 13 所示，把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔放入球壳内，但不与B 发生接触，达到静电平衡后，则（）A.B 带正电B.B 不带电C.B 的内外表面电势相等D.B 带负电解析：选 CD.由静电感应规律知,D 对；由静电平衡的特点知，B 为等势体，故 C 对.2.（2010 高考北京卷）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图 6 314）.设两极板正对面积为 S,极板间的距离为 d,静电计指针偏角为Q实验中，极板所带电荷量不变，若（）A .保持 S 不变，增大 d,则B变大B. 保持 S 不变，增大 d,

2、则B变小C. 保持 d 不变，减小 S,则B变小 D .保持 d 不变，减小 S,则B不变&SQ解析：选 A.静电计是测量电容器两端电压的仪器，指针偏角9U ,根据 C = 玮和 C = U 得A 正确.3.（2012 浙江师大附中考试）如图 6 3 15 所示，有一带电粒子（不计重力）紧贴 A 板沿水平 方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板中间飞出；当偏转电压为 U2时，带电粒子沿轨迹落到则电压 U1、U2之比为（）A.1 : 1B . 1 : 2C.1 : 4D. 1 : 8B 内表面带负电，外表面由于接地而不带电，故A、B 错B 板正中间；设带电粒子两次射入

3、电场的水平速度相同,Ac图 6 3 13图 6 3 14Bi图 6 3 152at y11 a1U1t12U11解析：选 D.竖直方向上有 y = 2 , y2=2， a2=U2， t2=1，联立以上各式解得：u2= 8，故选D.4.（2012 厦门模拟）如图 6 3 16 所示，A 板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U,电子最终打在光屏P 上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是()A 滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升B 滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升C.电压 U 增大时，其他不变，则电子打在荧光

4、屏上的速度大小不变D 电压 U 增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变解析：选 BD.此题考查电子水平加速电场和竖直偏转电场两个运动过程.当滑动头向右移动时，加速电场的电压增大，电子进入偏转电场的速度增大，在其中运动的时间较短，故电子 打在荧光屏上的位置下降，所以A 选项错，同理可知 B 选项正确；其他条件下，电压U 增大时，电子在偏转电场中受的电场力增大，加速度变大，在水平方向上的速度不变，则在偏转电场中的运动时间不变， 离开此电场时，竖直方向上的速度增大，所以打在荧光屏上的速度变大，所以选项 C 错，D 正确.5实验表明，炽热的金属丝可以发射电子.在图 6 317 中，从炽

5、热金属丝射出的电子流，经电场加速后进入偏转电场.已知加速电极间的电压Ui= 2500 V,偏转电极间的电压 U2=2.0 V，偏转电极长 6.0 cm，相距 0.2 cm.电子的质量是 0.91x103kg，电子重力不计求：i=6,0 cm-卜七-十千卜卜卜；-/- +2500 V图 6 3 17(1) 电子离开加速电场时的速度.(2) 电子离开偏转电场时的侧向速度. 电子离开偏转电场时侧向移动的距离.12解析：(1)由 q5 = 2mv 得 v =F qU2 丄(2) 由 v丄=at, a= m= md，t= v 得qUl5v=at=mdv=3.5x10 m/s.12L世口(3) 由 y=

6、2at，t=v,a= md 得- 24y= 2v2mdl 心3.5x10m.答案：(1)3.0 x107m/s (2)3.5x105m/s4(3)3.5x10 m 谍时作|j 一、选择题1. (2012 广州测试)如图 6 3 18 所示的电容式键盘， 是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的()-1 -图 6-3 16=3.0 x107m/s.图 6 3 18A 两板间的距离C.两板间的电介质B 两板间的电压D .两板的正对面积解析：选 A.计算机键盘上下运动时，改变了上、下两板间的距离，故A 正确.2使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列各图表示验电器上感应 电荷的分布情况，

7、正确的是（）ABCD图 6-3 19解析：选 B.验电器处在带电金属球的电场中发生静电感应，结果使验电器靠近金属球的一 端带异种电荷，远离金属球的一端带同种电荷，故答案为B.3.（2012 镇江测试）如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强 电场，若不计重力，下列四个选项中正确描述带电粒子在电场中运动轨迹的是（）图 6 3 20AUCD图 6 3 21解析：选 C.电荷在电场中做类平抛运动，受力方向总是沿电场方向，轨迹向右弯曲，C 正确.4.（2011 高考广东卷）如图 6 3 22 为静电除尘器除尘机理的示意图. 尘埃在电场中通过某 种机制带电，在电场力的作用下向集尘极

8、迁移并沉积， 以达到除尘的目的. 下列表述正确的 是（） 带电2埃 /11 I II-直流高压电黑亠图 6 3 22A .到达集尘极的尘埃带正电荷B. 电场方向由集尘极指向放电极C. 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D .同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大解析：选 BD.本题考查电场、电场力的基本概念，考查考生对静电除尘器原理的理解及对电场知识的掌握.集尘极与电源的正极相连带正电，放电极带负电，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移，说明尘埃带负电荷，A 错误；电场方向由集尘极指向放电极，B 正确；带电尘埃带负电，因此所受电场力方向与电场方向相反，C 错误；同一位置电场强度一定，由F =

9、qE可知，尘埃带电荷量越多，所受电场力越大，D 正确.5.如图 6 3 23, M、N 是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为 m、电荷量为一 q 的带电粒子，以初速度 vo由小孔进入电场，当 M、N 间电压为 U 时， 粒子刚好能到达 N 板，如果要使这个带电粒子能到达M、N 两板间距的 1/2 处返回，贝忡述措施能满足要求的是（）M N图 6 3 23A .使初速度减为原来的 1/2B .使 M、N 间电压提高到原来的 2 倍C.使 M、N 间电压提高到原来的 4 倍D 使初速度和 M、N 间电压都减为原来的1/212mvo解析：选 BD.在粒子刚好到达 N 板的过程中

10、，由动能定理得：一 qEd=0 omvo,所以 d= 2qE，d令带电粒子离开 M 板的最远距离为 x,则使初速度减为原来的1/2, x = 4；使 M、N 间电压d提高到原来的 2 倍，电场强度变为原来的2 倍，x= 2；使 M、N 间电压提高到原来的 4 倍,d电场强度变为原来的 4 倍，x = 4；使初速度和 M、N 间电压都减为原来的 1/2,电场强度变d为原来的一半，x=2.6如图 6 3 24 所示，在真空区域I、n中存在两个匀强电场，其电场线方向竖直向下， 在区域I中有一个带负电的粒子沿电场线以速度vo匀速下落，并进入区域n（电场范围足够大）下列能描述粒子在这两个电场中运动的速度

11、一时间图象的是（以 V。方向为正方向）图 6 3 24图 6 3 25解析：选 C.在区域I中，mg = E1q；在区域n中，mgvE2q,合力向上，做匀减速运动，速 度减为 0后，再反向加速，再次回到区域I,做匀速运动.7.如图 6 3 26 所示，两块平行金属板正对着水平放置， 两板分别与电源正、负极相连.当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间的M 点.则（）图 6 3 26A 当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止B .当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降 C.开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止 D 开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降 解析：选 BC.当开关闭合时，电

12、容器两端电压为定值，等于电源电压，设为U,两板间的距U离为 d，带电液滴处于平衡状态，则 mg = qd，当两板间的距离减小时，所受电场力大于重 力，液滴将向上做匀加速运动， A 错误；两板间的距离增大时，所受电场力小于重力，液滴 将向下做匀加速运动，B 正确；当开关断开后，电容器无法放电，两板间的电荷量不变，设Q 4 jkdQU CrS 4nQ为 Q,此时两板间的场强大小为：E = d = d= 気，可见场强大小与两板间距离无关，即场强大小保持不变，电场力不变，液滴保持静止，C 正确，D 错误.8 如图 6-3-27 所示，水平放置的平行金属板a、b 分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板

13、 a、b 间保持静止，现设法使 P 固定，再使两金属板 a、b 分别绕过中心点 0、0 垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度a,然后释放 P,贝 U P 在电场内将做（）图 6-3 27A.匀速直线运动B 水平向右的匀加速直线运动C.斜向右下方的匀加速直线运动D.曲线运动解析：选 B.设电源两端的电压为 U，两金属板间的距离为 d，带电液滴的质量为 m,带电荷U量为 q,则液滴 P 静止时，由平衡条件可得：qd = mg.金属板转动后，P 所受的电场力大小U为：F = qdcosa，方向与竖直方向成a角指向右上方，电场力大于重力，但电场力在竖直方UU向的分量 F1= F cosa=qdcosac

14、osa=qd = mg.故电场力和重力的合力水平向右，即P 做水平向右的匀加速直线运动.B 正确，A、C、D 错误.9.（2012 江苏启东中学质检）将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水 平速度由 P 点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地三小球分别落 在图中 A、B、C 三点，则下列说法中错误的是（）IIC S A5图 6 3 28A . A 带正电、B 不带电、C 带负电B.三小球在电场中加速度大小关系是aAVaBVacC.三小球在电场中运动时间相等D .三小球到达下板时的动能关系是Ekc EkB EkAx2解析：选 C.由于 A 的水平射程 x 最远，A

15、 的运动时间 t = V0最长，C 错误.A 的加速度 aA= f 最小，而 C的加速度 ac最大，aAVaBVac, B 正确.可见，A 带正电，受电场力方向与重 力方向相反，B 不带电，C带负电，受电场力方向与重力方向相同，A 正确.由动能定理知Ekc EkBEkA, D 正确.10. （2011 高考安徽卷）图 6 3 29 甲为示波管的原理图. 如果在电极 YY之间所加的电压 按图乙所示的规律变化，在电极XX 之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（）扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当UY为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当 UY为负的最大

16、值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期 内荧光屏上的图像为 B.二、非选择题11.(2012 长沙模拟)如图 6 3 31 所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E =21.0X10 V/m , 一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h=0.80 m 的 a 处有一粒子源，盒内粒子以v= 2.0 x102m/s 初速度向水平面以下的各个方向1512均匀放出质量为 m = 2.0 x10kg、电荷量为 q = + 10C 的带电粒子，粒子最终落在金属板 b 上若不计粒子重力，求：(结果保留两位有效数字)-.00图 6 3 31(1) 粒子源所在处 a

17、点的电势；(2) 带电粒子打在金属板上时的动能；(3) 从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积);若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？解析：(1)题中匀强电场竖直向下，b 板接地；因此 $a= Uab= Eh = 1.0X10X0.8 V = 80 V.(2) 不计重力，只有电场力做功，对粒子由动能定理12qUab= Ek 2mv0可得带电粒子打在金属板上时的动能为1210Ek=qUab+2mv0=1.2X10 J.(3) 粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出落点为边界， 落在板上：12h= 2at2nmv2h02t1时间内,设水平抛出后

18、t 时间x= Vot,qEa=m，解析：选联立以上各式得所形成的面积S=qE = 4.0 m2，可以通过减小 h 或增大 E 来实现.答案：(1)80 V (2)1.2X1O10j面积 4.0 m2可以通过减小 h 或增大 E 来实现12.如图 6-3-32 甲所示，A、B 为两块平行金属板，极板间电压为 UAB=1125 V，板中央 有小孔 O 和 0.现有足够多的电子源源不断地从小孔 O由静止进入 A、B 之间在 B 板右侧，平行金属板 M、N 长 L1= 4X10-m，板间距离 d= 4X10一m，在距离 M、N 右侧边缘 L2= 0.1 m处有一荧光屏 P,当 M、N 之间未加电压时电子沿M 板的下边沿穿过，打在荧光屏上的 O点并发出荧光现给金属板M、N 之间加一个如图乙所示的变化电压u,在 t= 03119时刻，M 板电势低于 N 板已知电子质量为 me= 9.0X10kg,电荷量为 e= 1.6X10一C.A B*uArT乙图 6 3 32(1) 每个电子从 B 板上的小孔 0射出时的速度多大？(2) 电子打在荧光屏上的范围是多少？(3) 打在荧光屏上的电子的最大动能是多少？1解析：电子经 A、B 两块金属板加速，有 eUAB= 2mevo/2eUAB7得 v=j me=2X10 m/s.当 u = 22.5 V 时，电子经过 MN 板向下的偏移量最大，为y1= 2