2024年新教材高中物理第十章靜電場(chǎng)中的能量章末質(zhì)量評(píng)估含解析新人教版必修3

PAGE1-章末質(zhì)量評(píng)估(二)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.下圖為某電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線,電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn),一電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是()A.該電場(chǎng)線是客觀存在的B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定比B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大C.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低D.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的電勢(shì)能小答案:D2.如圖所示,實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線,虛線1、2、3分別為等勢(shì)線,已知lMN=lNQ,A、B兩帶電粒子從等勢(shì)線2上的O點(diǎn)以相同的初速度飛出,僅在靜電力作用下,兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如a、b所示,則 ()A.A肯定帶正電,B肯定帶負(fù)電B.A的加速度減小,B的加速度增大C.M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差|UMN|等于N、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)差|UNQ|D.A粒子到達(dá)等勢(shì)線3的動(dòng)能改變量比B粒子到達(dá)等勢(shì)線1的動(dòng)能改變量小答案:B3.平行板電容器與電池始終保持相連,在右極板由虛線位置平移到如圖所示的實(shí)線位置的過(guò)程中,設(shè)兩板間的電壓為U、電場(chǎng)強(qiáng)度為E、電容器電容為C、電荷量為Q,下列說(shuō)法正確的是 ()A.電路是斷路,不行能有電荷定向移動(dòng)B.有電荷從A到B定向移動(dòng),電流方向?yàn)轫槙r(shí)針C.U不變,E變大,C變小,Q變小D.U不變,E變小,C變大,Q變大答案:B4.下圖是示波管的示意圖,從電子槍發(fā)出的電子通過(guò)兩對(duì)偏轉(zhuǎn)電極,假如偏轉(zhuǎn)電極不加電壓,則電子沿直線打在熒光屏的中心O,當(dāng)在兩對(duì)偏轉(zhuǎn)電極上同時(shí)加上電壓后,電子將偏離中心打在某個(gè)位置.現(xiàn)已標(biāo)出偏轉(zhuǎn)電極所加電壓的正負(fù)極,從示波管的右側(cè)來(lái)看,則電子會(huì)打在熒光屏上 ()A.1位置 B.2位置C.3位置 D.4位置答案:B5.質(zhì)子(11H)、氘核(12H)、α粒子(24He)從同一位置從靜止先通過(guò)同一加速電場(chǎng)后,又垂直于偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),最終穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).已知加速電壓是U1,偏轉(zhuǎn)電壓是A.增大U1或減小U2可使θ增大B.增大偏轉(zhuǎn)電極間的距離或減小偏轉(zhuǎn)電極板的長(zhǎng)度可使θ增大C.三種粒子穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后就分開(kāi)了D.三種粒子穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后不能分開(kāi)答案:D6.有兩個(gè)平行板電容器,它們的電容之比為5∶4,它們的電荷量之比為5∶1,兩極板間距離之比為4∶3,則兩極板間電壓之比和電場(chǎng)強(qiáng)度之比分別為 ()A.4∶11∶3 B.1∶43∶1C.4∶13∶1 D.4∶14∶3答案:C7.據(jù)報(bào)道,暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”首先探測(cè)到宇宙射線能譜在1.4×1012eV處的異樣波動(dòng).1eV表示一個(gè)電子經(jīng)過(guò)1V電壓加速后增加的動(dòng)能,則1.4×1012eV約為()A.1.4×1012J B.2.2×10-7JC.1.6×10-19J D.8.8×1030J答案:B8.A、B兩物體質(zhì)量均為m,其中A帶正電,電荷量為q,B不帶電,通過(guò)勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧相連放在水平地面上,如圖所示,起先時(shí)二者都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)在施加豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=2mgq,式中g(shù)為重力加速度.若不計(jì)空氣阻力,不考慮A物體電荷量的改變,則下列推斷A.剛施加電場(chǎng)的瞬間,A物體的加速度方向向上,大小為gB.B物體剛要離開(kāi)地面時(shí),A物體的速度大小為2gmC.從起先到B物體剛要離開(kāi)地面的過(guò)程,A物體速度先增大后減小D.從起先到B物體剛要離開(kāi)地面的隨意一段時(shí)間內(nèi),A物體的機(jī)械能增量肯定等于電勢(shì)能的削減量答案:B二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分.每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)A、B、C三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢(shì)分別為9V、13.5V、5.5V.下列說(shuō)法正確的是 ()A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.5V/cmB.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為2VC.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的高4.5eVD.電子從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),靜電力做功為-1.0×10-18J答案:AC10.如圖為靜電植絨的原理圖.帶負(fù)電的金屬網(wǎng)中盛有絨毛,真空中帶負(fù)電的絨毛一旦與布匹上的黏合劑接觸就粘貼在布匹上.則帶負(fù)電的絨毛從帶負(fù)電的金屬網(wǎng)到布匹的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 ()A.做勻速運(yùn)動(dòng)B.做加速運(yùn)動(dòng)C.電勢(shì)能漸漸增大D.運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)處各點(diǎn)電勢(shì)漸漸上升解析:絨毛帶負(fù)電,金屬網(wǎng)間的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上,所以絨毛所受的靜電力向下,做加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;靜電力對(duì)絨毛做正功,其電勢(shì)能漸漸減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;絨毛運(yùn)動(dòng)過(guò)程中越來(lái)越靠近帶正電的金屬網(wǎng),電勢(shì)漸漸上升,選項(xiàng)D正確.答案:BD11.如圖所示,A、B為等量異種點(diǎn)電荷連線上的點(diǎn)且關(guān)于正電荷位置對(duì)稱(chēng),C、B位于兩電荷連線的中垂線上,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EA>EBB.B、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EB>ECC.若將一帶正電的摸索電荷從A移到B處,靜電力不做功D.若將一帶正電的摸索電荷從C移到B處,靜電力不做功答案:BD12.帶正電的微粒放在電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向隨時(shí)間改變的規(guī)律如圖所示.帶電微粒只在靜電力的作用下由靜止起先運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是 ()A.微粒在0~1s內(nèi)的加速度與1~2s內(nèi)的加速度相同B.微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng)C.微粒做來(lái)回運(yùn)動(dòng)D.微粒在第1s內(nèi)的位移與第3s內(nèi)的位移相同解析:帶電粒子在電場(chǎng)中0~1s,1~2s受到的靜電力大小相等,方向相反,故加速度大小相等,方向相反,帶電粒子先加速后減速,沿著一條直線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B、D正確.答案:BD三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(9分)小明同學(xué)想依據(jù)學(xué)習(xí)的學(xué)問(wèn),估測(cè)一個(gè)電容器的電容.他從試驗(yàn)室找到8V的穩(wěn)壓直流電源、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、電流傳感器(與計(jì)算機(jī)相連,能描繪出電流i隨時(shí)間t改變的圖線)、定值電阻和導(dǎo)線若干,連成如圖甲所示的電路.試驗(yàn)過(guò)程如下,完成相應(yīng)的填空.甲乙(1)先使開(kāi)關(guān)S與1端相連,電源給電容器充電(充溢).(2)開(kāi)關(guān)S擲向2端,電容器放電,此時(shí)電路中有短暫的電流.流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)?選填“從右向左”或“從左向右”).

(3)傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī),屏幕上顯示出電流隨時(shí)間改變的i-t曲線如圖乙所示.(4)依據(jù)圖線估算出電容器在全部放電過(guò)程中釋放的電荷量為C.

(5)依據(jù)前面的信息估算出該電容器的電容為F.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

答案:(2)從右向左(4)2.56×10-3(5)3.2×10-414.(9分)圖甲是一種測(cè)量電容器電容的試驗(yàn)電路圖,試驗(yàn)時(shí)通過(guò)對(duì)高阻值電阻放電,用電流傳感器記錄電流隨時(shí)間的改變圖線,進(jìn)而測(cè)出電容器充電至電壓U時(shí)所帶電荷量Q,從而再求出待測(cè)電容器的電容C.某同學(xué)在一次試驗(yàn)時(shí)的狀況如下:A.按電路圖接好電路;B.接通開(kāi)關(guān)S,調(diào)整電阻箱R的阻值,登記此時(shí)電流傳感器的示數(shù)I0=500μA,電壓表的示數(shù)U0=8.0V,I0、U0分別是電容器放電時(shí)的初始電流和電壓;C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,利用計(jì)算機(jī)和電流傳感器,記錄下電流隨時(shí)間的改變關(guān)系,結(jié)果如圖乙所示.甲乙(1)試驗(yàn)中電阻箱所接入阻值為R=Ω;

(2)由上述i-t圖像求出該電容器的放電總電荷量為C;(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)該電容器電容為F.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

答案:(1)1.6×104(2)6.2×10-4(3)7.8×10-515.(9分)如圖所示,一個(gè)質(zhì)子以初速度v0=5×106m/s水平射入一個(gè)由兩塊帶電的平行金屬板組成的區(qū)域.兩板距離d=20cm,設(shè)金屬板之間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=3×105N/C.質(zhì)子質(zhì)量m=1.67×10-27kg,電荷量q=1.60×10-19C.求質(zhì)子由板上小孔射出時(shí)的速度大小.答案:6×106m/s16.(9分)如圖所示,區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別存在著有界勻強(qiáng)電場(chǎng)E1、E2,已知區(qū)域Ⅰ寬l1=0.8m,區(qū)域Ⅱ?qū)抣2=0.4m,E1=102V/m且方向與水平方向成45°角斜向右上方,E2=20V/m且方向豎直向下.電荷量為q=1.6×10-3C,質(zhì)量m=1.6×10-3kg的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))在區(qū)域Ⅰ的左邊界由靜止釋放.g取10m/s2.求:(1)小球在電場(chǎng)區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的加速度大小和時(shí)間;(2)小球離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ的速度大小和方向.答案:(1)10m/s20.4s(2)5m/s速度方向與水平方向夾角為37°17.(12分)如圖所示,在絕緣水平面上,有相距為l的A、B兩點(diǎn),分別固定著兩個(gè)電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷.O為AB連線的中點(diǎn),C、D是AB連線上兩點(diǎn),其中l(wèi)AC=lBD=l4.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能Ek0從C點(diǎn)動(dòng)身,沿AB直線向D運(yùn)動(dòng),其中小滑塊第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為2Ek0,第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能恰好為0,小滑塊最終停在O點(diǎn),已知靜電力常量為k.求:(1)小滑塊與水平面間滑動(dòng)摩擦力的大小;(2)小滑塊剛要到達(dá)D點(diǎn)時(shí)加速度的大小和方向;(3)小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程s.答案:(1)2Ek0l(2)128kQq9ml2+218.(12分)如圖所示,在光滑絕緣的水平面上,用長(zhǎng)為2l的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B,組成一靜止的帶電系統(tǒng),A球的電荷量為+2q,B球的電荷量為-3q.虛線NQ與MP平行且相距3l,起先時(shí)MP恰為桿的中垂線.視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),不計(jì)輕桿的質(zhì)量,現(xiàn)在在虛線MP、NQ間加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E.求:(1)B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)帶電系統(tǒng)的速度大小;(2)B球的最大位移的大小以及從起先到最大位移處時(shí)B球電勢(shì)能的改變量;(3)帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的周期.解析:(1)設(shè)B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)帶電系統(tǒng)速度為v1,由動(dòng)能定理2qEl=12×2mv12,解得v1(2)帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)分三段:B球進(jìn)入電場(chǎng)前、帶電系統(tǒng)在電場(chǎng)中、A球出電場(chǎng).設(shè)A球離開(kāi)NQ的最大位移為x,由動(dòng)能定理得2qE·2l-3qE(l+x)=0,解得x=l3,則s總=2l+x=7B球從剛進(jìn)入電場(chǎng)到速度第一