1、【学案导学设计】2014-2015 学年高中物理 第 2 章 电场与示波器章末综合检测卷 沪科版选修 3-1 (时间：90 分钟 满分：100 分)一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分)1电场中有一点 P，下列说法正确的是( )A若放在 P 点的点电荷的电荷量减半，则 P 点的场强减半B若 P 点没有试探电荷，则 P 点的场强为零CP 点的场强越大，则同一电荷在 P 点受的电场力越大DP 点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向答案 C2.如图 1 所示，A、B、C、D、E 是半径为 r 的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除 A 点处的电荷量为 q 外
2、，其余各点处的电荷量均为q，则圆心 O 处( )图 1A场强大小为 ，方向沿 OA 方向kqr2B场强大小为 ，方向沿 AO 方向kqr2C场强大小为 ，方向沿 OA 方向2kqr2D场强大小为 ，方向沿 AO 方向2kqr2答案 C3电荷从静止开始只在电场力作用下运动(最初阶段的运动) ，则电荷( )A总是从电势高的地方移到电势低的地方B总是从电场强度大的地方移到电场强度小的地方C总是从电势能大的地方移到电势能小的地方D总是从电势能小的地方移到电势能大的地方答案 C4空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图 2 所示稳定的静电场实线为其电场
3、线，虚线为其等势线，A、B 两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D 两点关于直线 AB 对称，则( )图 2AA 点和 B 点的电势相同BC 点和 D 点的电场强度相同C正电荷从 A 点移至 B 点，电场力做正功D负电荷从 C 点沿直线 CD 移至 D 点，电势能先增大后减小答案 C解析 由题图可知 AB ，所以正电荷从 A 移至 B，电场力做正功，故 A 错误，C 正确C、D 两点场强方向不同，故 B 错误负电荷从 C 点沿直线 CD 移至 D 点，电势能先减小后增大，所以 D 错误，故选 C.5两异种点电荷电场中的部分等势面如图 3 所示，已知 A 点电势高于 B 点电势若位于a、b 处
4、点电荷的电荷量大小分别为 qa 和 qb，则( )图 3Aa 处为正电荷，qaqbBa 处为正电荷，qaqbCa 处为负电荷，qaqbDa 处为负电荷，qaqb答案 B解析 根据 A 点电势高于 B 点电势可知，a 处为正电荷，qaqb，选项 B 正确6一个电荷量为 106 C 的负电荷从电场中 A 点移到 B 点电场力做功 2106 J，从 C 点移到 D 点克服电场力做功 7106 J，若已知 C 点比 B 点电势高 3 V，且 A、B、C 、D 四点在同一条电场线上，则下列图中正确的是( )答案 C解析 由题意可知 BA，CD，又 CB ，且 UCD 7 VWCDqUBA 2 VWBAq
5、故可以判断出，四者电势关系为：CBA D，故选 C.二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，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)7如图 4 所示，在等量异种点电荷形成的电场中，有 A、B、C 三点，A 为两点电荷连线的中心，B 为连线上距 A 为 d 的一点，C 为连线中垂线上距 A 也为 d 的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是( )图 4AEBEAEC BEAEBECCACB DBCA答案 AC8如图 5 甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔右极板电势随时
6、间变化的规律如图乙所示电子原来静止在左极板小孔处(不计重力作用) 下列说法中正确的是( )图 5A从 t0 时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B从 t0 时刻释放电子，电子可能在两板间振动C从 tT/4 时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D从 t3T/8 时刻释放电子，电子必将打到左极板上答案 AC解析 从 t0 时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速 T/2，接着匀减速 T/2，速度减小到零后，又开始向右匀加速 T/2，接着匀减速 T/2直到打在右极板上电子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上从 tT/
7、4 时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速 T/4，接着匀减速 T/4，速度减小到零后，改为向左再匀加速 T/4，接着匀减速 T/4.即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上从t3T/8 时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在向左运动过程中打在左极板上选 A、C.9如图 6 所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线 1 和 2 为等势线a、b 两个带电粒子以相同的速度从电场中 M 点沿等势线 1 的切线飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚
8、线所示，则在开始运动的一小段时间内，以下说法不正确是( )图 6Aa 受到的电场力较小，b 受到的电场力较大Ba 的速度将减小，b 的速度将增大Ca 一定带正电，b 一定带负电Da、b 两个粒子所带电荷电性相反答案 ABC10如图 7 所示，电路中 A、 B 为两块竖直放置的金属板，G 是一只静电计，开关 S 合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使指针张角增大的是( )图 7A使 A、B 两板靠近一些B使 A、B 两板正对面积错开一些C断开 S 后，使 A 板向左平移拉开一些D断开 S 后，使 A、B 正对面积错开一些答案 CD解析 题图中静电计的金属球接正极，外壳和负极板均接地，静电计
9、显示的是 A、B 两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高当合上开关 S 后，A、B 两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开开关 S 后，板间距离增大、正对面积减小，都将使 A、B 两板间的电容变小，而电容器电荷量不变，由C 可知，板间电压 U 增大，从而静电计指针张角增大，答案应选 C、D.QU三、填空题(本题共 2 小题，共 8 分)11(4 分) 密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性如图 8 所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为 m，调节两板间电势差为 U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为 d.可求出小油滴的电
10、荷量 q_.图 8答案 mgdU解析 受力平衡可得：qEmgq mgUdqmgdU12.(4 分) 如图 9 所示，在竖直向下、场强为 E 的匀强电场中，长为 l 的绝缘轻杆可绕固定轴 O 在竖直面内无摩擦转动，两个小球 A、B 固定于杆的两端，A、B 的质量分别为 m1和 m2(m1m2)，A 带负电，电荷量为 q1，B 带正电，电荷量为 q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为_，在竖直位置处两球的总动能为_图 9答案 (q1q2)El/2 (m2 m1)g(q1 q2)El/2解析 本题考查电场力做功的特点和动能定理，考查学生对功能关系的应用. A、B 在转动过程
11、中电场力对 A、B 都做正功，即：Wq1E q2E ，根据动能定理：(m2m1)g l2 l2 l2Ek0 可求解在竖直位置处两球的总动能q1 q2El2四、计算题(共 4 小题，共 52 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(12 分) 如图 10 所示，在匀强电场中，将带电荷量 q 6106 C 的负电荷从电场中的 A 点移到 B 点，克服电场力做了 2.4105 J 的功，再从 B 点移到 C 点，电场力做了1.2105 J 的功求：图 10(1)A、B 两点间的电势差 UAB 和 B、C 两点间的电
12、势差 UBC；(2)如果规定 B 点的电势为零，则 A 点和 C 点的电势分别为多少？(3)作出过 B 点的一条电场线(只保留作图的痕迹，不写做法 )答案 (1)4 V 2 V (2)4 V 2 V (3) 见解析图解析 (1)UAB V4 VWABq 2.410 5 610 6UBC V2 V1.210 5 610 6(2)因为 UABABUBCBC又 B0故 A 4 V，C2 V(3)如图所示14(12 分) 个带正电的微粒，从 A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线 AB 运动，如图 11 所示，AB 与电场线夹角 30，已知带电微粒的质量 m1.0107kg，电荷量q1.01010
13、C，A、B 相距 L20 cm.( 取 g10 m/s2，结果保留两位有效数字 )求：图 11(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由(2)电场强度的大小和方向？(3)要使微粒从 A 点运动到 B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少？答案 (1)见解析 (2)1.73104 N/C 水平向左 (3)2.8 m/s解析 (1)微粒只在重力和电场力作用下沿 AB 方向运动，在垂直于 AB 方向上的重力和电场力的分量必等大反向，可知电场力的方向水平向左，微粒所受合力的方向由 B 指向 A，与初速度 vA 方向相反，微粒做匀减速运动(2)在垂直于 AB 方向上，有 qEsin mgcos 0所以
14、电场强度 E1.73104N/C电场强度的方向水平向左(3)微粒由 A 运动到 B 时的速度 vB0 时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，mgLsin qELcos mv2A2代入数据，解得 vA2.8 m/s.15. (14 分)如图 12 所示，在 E103V/m 的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道 MN 连接，半圆轨道所在平面与电场线平行，其半径R40 cm，一带正电荷 q10 4C 的小滑块质量为 m40 g，与水平轨道间的动摩擦因数0.2，取 g10 m/s2 ，求： 图 12(1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点 L，滑块应在水平轨道上
15、离 N 点多远处释放？(2)这样释放的小滑块通过 P 点时对轨道的压力是多大？(P 为半圆轨道中点)答案 (1)20 m (2)1.5 N解析 (1)小滑块刚能通过轨道最高点条件是mgm ，v 2 m/s ，v2R Rg小滑块由释放点到最高点过程由动能定理：Eqsmgsmg2R mv212所以 sm12v2 2gREq mg代入数据得：s20 m(2)小滑块过 P 点时，由动能定理：mgR EqR mv2 mv12 12 2P所以 v v22(g )R2PEqm在 P 点由牛顿第二定律：NEqmv2PR所以 N3(mgEq)代入数据得：N1.5 N由牛顿第三定律知滑块通过 P 点时对轨道压力为
16、 1.5 N.16(14 分) 如图 13 所示，EF 与 GH 间为一无场区无场区左侧 A、B 为相距为 d、板长为L 的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中 A 为正极板无场区右侧为一点电荷 Q 形成的电场，点电荷的位置 O 为圆弧形细圆管 CD 的圆心，圆弧半径为 R，圆心角为 120，O、C 在两板间的中心线上，D 位于 GH 上一个质量为m、电荷量为 q 的带正电粒子以初速度 v0 沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动(不计粒子的重力、管的粗细)求：图 13(1)O 处点电荷 Q 的电性和电荷量；(2)两金属板间所加的电压答案 (1)负电 (2)4mv20R3kq 3mdv203qL解析 (1)由几何关系知，粒子在 D 点速度方向与水平方向夹角为 30，进入 D 点时速度 v v0 v0cos 30 233在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故 Q 带负电且满足k m QqR2 v2R由得：Q4mv20R3kq(2)粒子射出匀强电场时速度方向与水平方向成 30tan 30 ，vyat ，a ，t ，由得：vyv0 qUmd Lv0U mdv20tan 30qL 3mdv203qL
