高中物理滬科版1第二章電場(chǎng)與示波器單元測(cè)試 2023版章末綜合測(cè)評(píng)2

章末綜合測(cè)評(píng)(二)(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中第1～7題只有一選項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得零分)圖11．兩個(gè)等量點(diǎn)電荷P、Q在真空中產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未畫(huà)出)如圖1所示，一電子在A、B兩點(diǎn)所受的電場(chǎng)力分別為FA和FB，則它們的大小關(guān)系為()A．FA＝FB B．FA<FBC．FA>FB D．無(wú)法確定【解析】因A處電場(chǎng)線比較密，電場(chǎng)強(qiáng)度大，由F＝qE知，電子受到的電場(chǎng)力大，選項(xiàng)C正確．【答案】C2．電場(chǎng)中等勢(shì)面如圖2所示，下列關(guān)于該電場(chǎng)的描述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：29682105】圖2A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的小B．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能大C．電荷沿等勢(shì)面AB移動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力始終不做功D．正電荷由A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做負(fù)功【解析】由等勢(shì)面與電場(chǎng)線密集程度的關(guān)系可知，等勢(shì)面越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的大，A錯(cuò)誤；負(fù)電荷在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能越小，故B錯(cuò)誤；沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，故C正確；正電荷由A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做正功，故D錯(cuò)誤．【答案】C3.如圖3所示，表示某靜電場(chǎng)等勢(shì)面的分布，電量為×10－9C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)、C點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)，從A點(diǎn)至D點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功為()圖3A．×10－8JB．－×10－8JC．×10－8JD．－×10－8J【解析】由于UAD＝φA－φD＝－40V－(－10)V＝－30V，所以從A點(diǎn)至D點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功：WAD＝qUAD＝×10－9×(－30)J＝－×10－8J，B正確．【答案】B4．如圖4所示是一個(gè)由電池、電阻R、開(kāi)關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，開(kāi)關(guān)S閉合．一帶電液滴懸浮在兩板間P點(diǎn)不動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：29682106】圖4A．帶電液滴可能帶正電B．增大兩極板距離的過(guò)程中，電阻R中有從a到b的電流，電容器中負(fù)電荷從B直接到AC．?dāng)嚅_(kāi)S，減小兩極板正對(duì)面積的過(guò)程中，液滴將加速上升D．?dāng)嚅_(kāi)S，減小兩極板距離過(guò)程中，液滴向上運(yùn)動(dòng)【解析】帶電液滴在重力和電場(chǎng)力作用下處于平衡狀態(tài)，電場(chǎng)力方向向上，電場(chǎng)方向向下，故液滴帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由C＝eq\f(εrS,4kπd)和Q＝CU可知，當(dāng)兩極板間距離增大的過(guò)程中，C變小，所以Q變小，因此電容器放電，放電電流的方向從a到b，負(fù)電荷由B板經(jīng)電源和電阻R流向A板，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．?dāng)嚅_(kāi)S，由C＝eq\f(εrS,4kπd)，Q＝CU和U＝Ed知E＝eq\f(4kπQ,εrS)，Q不變，S減小，所以E增大，電場(chǎng)力大于重力，液滴加速上升，選項(xiàng)C正確．由E＝eq\f(4kπQ,εrS)知，Q不變，d減小，E不變，液滴靜止不動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】C5．如圖5所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行于xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R＝5m的圓，圓上有一個(gè)電荷量為q＝＋1×10－8C的試探電荷P，半徑OP與x軸正方向的夾角為θ，P沿圓周移動(dòng)時(shí)，其電勢(shì)能Ep＝×10－5sinθ(J)，則()圖5A．x軸位于零勢(shì)面上B．電場(chǎng)強(qiáng)度大小為500V/m，方向沿y軸正方向C．y軸位于零勢(shì)面上D．電場(chǎng)強(qiáng)度大小為500V/m，方向沿x軸正方向【解析】由Ep＝×10－5sinθ(J)知，x軸上的勢(shì)能為0，是零勢(shì)面，電場(chǎng)線沿y軸方向，A對(duì)，C錯(cuò)；當(dāng)θ＝90°時(shí)，Ep＝×10－5J＝EqR，解得E＝500V/m，方向沿y軸負(fù)方向，B、D錯(cuò)．【答案】A6．如圖6所示，從熾熱的金屬絲漂出的電子(速度可視為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后從兩極板中間垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．電子的重力不計(jì)，在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下．下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是()圖6A．僅將偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極性對(duì)調(diào)B．僅增大偏轉(zhuǎn)電極間的距離C．僅增大偏轉(zhuǎn)電極間的電壓D．僅減小偏轉(zhuǎn)電極間的電壓【解析】設(shè)加速電場(chǎng)電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電壓為U，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，間距為d，電子加速過(guò)程中，由U0q＝eq\f(mv\o\al(2,0),2)，得v0＝eq\r(\f(2U0q,m))，電子進(jìn)入極板后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，時(shí)間t＝eq\f(L,v0)，a＝eq\f(Uq,dm)，vy＝at，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(UL,2U0d)，由此可判斷C正確．【答案】C7．如圖7所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在的直線平行于兩電荷的連線，且a點(diǎn)與c點(diǎn)關(guān)于MN對(duì)稱、b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上．以下判斷正確的是()圖7A．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．試探電荷＋q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能【解析】?jī)牲c(diǎn)電荷連線上的中點(diǎn)是連線上場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)同時(shí)也是中垂線上場(chǎng)強(qiáng)最大的點(diǎn)，所以d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)分布的對(duì)稱性可知，C錯(cuò)誤；正試探電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，D錯(cuò)誤．【答案】B8．(多選)如圖8所示，豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)里，用絕緣細(xì)線拴住的帶電小球在豎直平面內(nèi)繞O做圓周運(yùn)動(dòng)，以下四種說(shuō)法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：29682107】圖8A．帶電小球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．帶電小球可能做變速圓周運(yùn)動(dòng)C．帶電小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力一定最小D．帶電小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力有可能最小【解析】合外力充當(dāng)向心力是小球做圓周運(yùn)動(dòng)的條件，如果小球帶負(fù)電，且qE＝mg，則小球受到的合外力就是細(xì)線的拉力，始終沿半徑指向圓心，小球做豎直面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；如果電場(chǎng)力qE與重力不平衡，則合外力不沿半徑指向圓心，做變速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；如果電場(chǎng)力與重力的合力豎直向下，根據(jù)功能關(guān)系可知，小球在最低點(diǎn)時(shí)速度最大，細(xì)線的拉力最大，小球在最高點(diǎn)時(shí)速度最小，細(xì)線拉力最小．反之，若電場(chǎng)力與重力的合力豎直向上，則最高點(diǎn)時(shí)的速度最大，細(xì)線拉力最大，最低點(diǎn)時(shí)速度最小，細(xì)線拉力最小．因此，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．【答案】ABD9．如圖9所示的陰極射線管，無(wú)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，電子束加速后打到熒光屏的中央形成亮斑．如果只逐漸增大M1M2之間的電勢(shì)差，則()圖9A．在熒光屏上的亮斑向上移動(dòng)B．在熒光屏上的亮斑向下移動(dòng)C．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中靜電力對(duì)電子做的功增大D．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小【解析】由E＝eq\f(U,d)知，增大U，則偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的方向向下，帶負(fù)電的電子向上偏轉(zhuǎn)，亮斑向上移動(dòng)，選項(xiàng)A正確；電子束在平行于極板的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故其在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t不變，由y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(Uqt2,2md)知，增大偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，豎直偏移量y增大，靜電力對(duì)電子做的功W＝qEy＝eq\f(U2q2t2,2md2)隨U的增大而增大，選項(xiàng)C正確．【答案】AC10.如圖10所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平，a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷)，b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度為零，則小球a()圖10A．從N到Q的過(guò)程中，重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小B．從N到P的過(guò)程中，速率先增大后減小C．從N到Q的過(guò)程中，電勢(shì)能一直增加D．從P到Q的過(guò)程中，動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量【解析】小球a從N點(diǎn)釋放一直到達(dá)Q點(diǎn)的過(guò)程中，a、b兩球的距離一直減小，庫(kù)侖力變大，a受重力不變，重力和庫(kù)侖力的夾角從90°一直減小，故合力變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球a從N到P的過(guò)程中，速度方向與重力和庫(kù)侖力的合力方向的夾角由小于90°到大于90°，故庫(kù)侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功，a球速率先增大后減小，選項(xiàng)B正確；小球a由N到Q的過(guò)程中庫(kù)侖力一直做負(fù)功，電勢(shì)能一直增加，選項(xiàng)C正確；小球a從P到Q的過(guò)程中，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和，故動(dòng)能的減少量大于電勢(shì)能的增加量，則選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】BC二、計(jì)算題(本題共3小題，共40分，按題目要求作答)11．(12分)如圖11，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)．已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0，方向與電場(chǎng)方向的夾角為60°；它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為30°.不計(jì)重力．求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：29682108】圖11【解析】設(shè)帶電粒子在B點(diǎn)的速度大小為vB.粒子在垂直于電場(chǎng)方向的速度分量不變，即vBsin30°＝v0sin60° ①由此得vB＝eq\r(3)v0 ②設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB，由動(dòng)能定理有qUAB＝eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,0)) ③聯(lián)立②③式得UAB＝eq\f(mv\o\al(2,0),q) ④【答案】eq\f(mv\o\al(2,0),q)12．(14分)如圖12所示，一根長(zhǎng)L＝m的光滑絕緣細(xì)直桿MN，豎直固定在場(chǎng)強(qiáng)為E＝×105N/C、與水平方向成θ＝30°角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A，電荷量Q＝＋×10－6C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng)，電荷量q＝＋×10－6C，質(zhì)量m＝×10－2kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．(靜電力常量k＝×109N·m2/C2，取g＝10m/s2)【導(dǎo)學(xué)號(hào)：29682109】圖12(1)小球B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大？(2)小球B的速度最大時(shí)，距M端的高度h1為多大？【解析】(1)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球B受重力、庫(kù)侖力、桿的彈力和電場(chǎng)力，沿桿方向運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得mg－keq\f(Qq,L2)－qEsinθ＝ma代入數(shù)據(jù)解得a＝m/s2.(2)小球B向下運(yùn)動(dòng)，受A的斥力增大，加速度減小，速度增大，當(dāng)小球B速度最大時(shí)合力減為零，即keq\f(Qq,h\o\al(2,1))＋qEsinθ＝mg代入數(shù)據(jù)解得：h1＝m.【答案】(1)m/s2(2)m13.(14分)如圖13所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m、帶正電的小球，用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ.現(xiàn)給小球一個(gè)初速度，使小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，試問(wèn)：圖13(1)小球在做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，在哪一位置速度最小？速度最小值為多少？(2)小球的初速度應(yīng)為多大？【解析】(1)如圖所示，小球在復(fù)合場(chǎng)中靜止時(shí)，所受重力與電場(chǎng)力的合力為一定值，其大小為F＝eq\f(mg,cosθ)，方向與豎直方向?yàn)棣冉牵覀儾环涟阎亓?chǎng)和電場(chǎng)的疊加場(chǎng)叫做等效重力場(chǎng)，合力F就是等效重力，等效重力加速度g等＝eq\f(g,cosθ).當(dāng)小球從A點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，這一等效重力一直對(duì)小球做負(fù)功，繩子拉力不做功．可知，動(dòng)能和等效重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，且總和保持不變．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至位于與A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的同一直徑上的另一端點(diǎn)B時(shí)，等效重力勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，速度也最小，此時(shí)由等