湖北仙桃第一中学高三物理《电场》测试卷

湖北仙桃第一中学高三物理《电场》测试卷

仙桃一中高三第一轮复习物理试题 ‎ ‎《电场》检测试卷 本试卷分第I卷和第Ⅱ卷两部分，共120分，考试时间100分钟。‎ 第Ⅰ卷（选择题 共50分）‎ 一、本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分．‎ c a b d q F ‎1．如图所示，是在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，电荷所受的电场力F跟引入检验电荷的电量之间的函数关系。则下列说法正确的是：‎ A、这电场是匀强电场 B、a、b、c、d四点的场强关系是 C、a、b、c、d四点的场强关系是 D、a、b、c、d四点的场强关系是 ‎2．如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A，B两点的电势差为：‎ E θ O ‎3．如图所示，匀强电场场强大小为 E ，方向与水平方向夹角为θ（θ≠45° ) ，场中有一质量为 m ，电荷量为 q 的带电小球，用长为 L 的细线悬挂于O点，当小球静止时，细线恰好水平.现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变，则在此过程中：‎ A、外力所做的功为mgLcotθ B、带电小球的电势能增加 qEL ( sinθ＋cosθ)‎ C、带电小球的电势能增加 2mgLcotθ D、外力所做的功为mgLtanθ ‎4．a、b、c三个α粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定 A、在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 B、b和c同时飞离电场 C、进入电场时，c的速度最大，a的速度最小 D、动能的增量相比，c的最大，a和b的一样大 ‎5． 如图所示，长为L，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为 +q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v0，则：‎ A．A、B两点的电势差一定为mgLsinθ/q　‎ B．小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能　‎ C．若电场是匀强电场，则该电场的场强的最大值一定是mg/q D．若该电场是斜面中点垂直斜面正上方某点的点电荷Q产生的，则Q 一定是正电荷 ‎6．如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度a。在以下方法中，能使悬线的偏角a变大的是 A、缩小a、b间的距离 B、加大a、b间的距离 C、取出a、b两极板间的电介质 D、换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质 ‎7．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点。可以判定 A．M点的电势大于N点的电势 B．粒子在M点的电势能小于N点的电势能 C．粒子在M点的加速度大于在N点的加速度 D．粒子在M点的速度小于在N点受到的速度 F E M m L ‎8．质量为m电量为﹢q的小滑块（可视为质点），放在质量为M的绝缘长木板左端，木板放在光滑的水平地面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ，木板长为L,开始时两者都处于静止状态，所在空间存在范围足够大的一个方向竖直向下的匀强电场E,恒力F作用在m上，如图所示，则 A．要使m与M发生相对滑动，只须满足F＞μ（mg+Eq）‎ B．若力F足够大，使得m与M发生相对滑动，当m相对地面的位移相同时，m越大，长木板末动能越大 C．若力F足够大，使得m与M发生相对滑动，当M相对地面的位移相同时，E越大，长木板末动能越大 D．若力F足够大使得m与M发生相对滑动，E越大，分离时长木板末动能越大 A B R O Ｃ Ｄ Ｍ Ｎ E θ ‎9．‎ 内壁光滑的绝缘材料制成圆轨道固定在倾角为θ=３７°的斜面上，与斜面的交点是Ａ，直径ＡＢ垂直于斜面，直径CD和ＭＮ分别在水平和竖直方向上．它们处在水平方向的匀强电场中．质量为m、电荷量为q的小球（可视为点电荷）刚好能静止于圆轨道内的A点．现对在Ａ点的该点电荷施加一沿圆环切线方向的瞬时冲量，使其恰能绕圆环完成圆周运动．下列对该点电荷运动的分析，正确的是 A．小球一定带负电 B．小球运动到B点时动能最小 C．小球运动到M点时动能最小 D．小球运动到D点时机械能最小 ‎10．如图，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线。在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动。若 A．小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小 B．小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小 C．点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小 D．点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断增大 第Ⅱ卷（非选择题 共70分）‎ 二、实验题（本大题共二小题，共18分，将正确的答案填在横线上）‎ ‎11．（6分）（1）在电场中等势线的描绘实验中所用灵敏电流表的指针偏转方向与电流的关系是：当电流从正接线柱流入电流表G时，指针偏向正接线柱一侧.某同学用这个电表探测基准点2两侧的等势点时，把接电流表正接线柱的E1探针触在基准点2上，把接负接线柱的E2探针接触在纸上某一点，如图所示，若发现电表的指针发生了偏转，该同学移动E2的方向正确的是 A．若电表指针偏向正接线柱一侧，E2向右移动 B．若电表指针偏向正接线柱一侧，E2向左移动 C．若电表指针偏向负接线柱一侧，E2向右移动 D．若电表指针偏向负接线柱一侧，E2向左移动 ‎（2）电场中等势线的描绘中，根据不同的实验原理应相应选取不同的测量电表，下列选择正确的是 A．若用“等电势”描绘等势线，则选用灵敏电流表　‎ B．若用“等电势”描绘等势线，则选用电压表　‎ C．若用“等电势差”描绘等势线，则选用电压表 D．若用“等电势差”描绘等势线，则选用电流表 ‎12．（12分）某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M、N是两块相同的、正对着平行放置的金属板（加上电压后其内部电场可看作匀强电场）。另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下，请你帮助该小组完成：‎ ‎①　用天平测出小球的质量，按上图所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N板之间的距离，使小球带上一定的电量 ‎②　连接电路（请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图，电源、开关已经画出）‎ ‎③　闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度.‎ ‎④　以电压为纵坐标，以__________为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率 ‎⑤　小球的带电量=__________________.（用、、等物理量表示）‎ ‎《电场》检测答题卷 班级_______ 姓名___________ 考号_______ 总分________‎ 一、选择题答题栏 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 二、实验题答题栏 ‎11．（6分）（1）_______________‎ ‎（2） _____________‎ ‎12．（10分）‎ ‎④________________‎ ‎⑤________________‎ 三、计算题（本题4小题，共54分。解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）‎ ‎13.（10分）长木板AB放在水平面上如图所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一个质量为m、电量为q的小物块C从A端以某一初速度起动向右滑动．当存在向下的匀强电场时，C恰能滑到B端，当此电场方向改为向上时，C只能滑到AB的中点，求此电场的场强．‎ B E A ‎　‎ ‎14．（14分）如图甲所示，真空中的电极K连续不断地发出电子（电子的初速度可忽略不计），经电压为u的电场加速，加速电压u随时间t变化的图象如图乙所示。每个电子通过加速电场的过程时间极短，可认为加速电压不变。电子被加速后由小孔S穿出，沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场，A、B两板长均为L=‎0.20m，两板之间距离d=‎0.050m，A板的电势比B板的电势高。A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P（面积足够大）之间的距离b=‎0.10m。荧光屏的中心点O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力，求：‎ ‎（1）要使电子都打不到荧光屏上，则A、B两板间所加电压U应满足什么条件；‎ ‎（2）当A、B板间所加电压U'=50V时，电子打在荧光屏上距离中心点O多远的范围内。‎ ‎15．（15分）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为L的正方形（不计电子所受重力）。‎ ‎（1）在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置。‎ ‎（2）在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置。‎ ‎（3）若将左侧电场II整体水平向右移动L/n（n≥1），仍使电子从ABCD区域左下角D处离开（D不随电场移动），求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。‎ ‎16．（15分）如图所示，水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分，M点左侧地面粗糙，动摩擦因数为μ＝0.5，右侧光滑．MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场．在O点用长为R＝‎5m的轻质绝缘细绳，拴一个质量mA＝‎0.04kg，带电量为q＝+210-4 的小球A，在竖直平面内以v＝‎10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动，运动到最低点时与地面刚好不接触．处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B接触但不粘连，B球的质量mB=‎0.02kg，此时B球刚好位于M点．现用水平向左的推力将B球缓慢推至Ｐ点（弹簧仍在弹性限度内），MP之间的距离为L＝‎10cm，推力所做的功是W＝0.27J，当撤去推力后，B球沿地面右滑恰好能和A球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点），碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E＝6103N/C，电场方向不变．（取g＝‎10m/s2）求：‎ ‎（1）A、B两球在碰前匀强电场的大小和方向.‎ O M N B P A ‎（2）碰撞后整体C的速度.‎ ‎（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小.‎ ‎《电场》检测试卷参考答案 一、选择题答题栏 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 B C AB AC A BC AD BCD ABD BC 二、实验题答题栏 ‎11．（1） BC（2） AC ‎12．如图 ，‎ 三、计算题 ‎13. （10分）‎ 第一次滑行、第二次滑行时B、C共同速度为v 依动量守恒定律m v0=（m+M）v （2分）‎ 第一次滑行依动能定理：‎ μ(mg－qE)L=mv02－(m+M)v2， （3分）‎ 第二次滑行依动能定理：‎ μ(mg+qE)L/2=mv02－(m+M)v2得．（3分）‎ 解得： （2分）‎ ‎14（1）设电子的质量为m、电量为e，电子通过加速电场后的速度为v，由动能定理有：‎ eu=mv2 ;‎ 电子通过偏转电场的时间t=;‎ 此过程中电子的侧向位移y=at2=()2 联立上述两式解得：y=;‎ 要使电子都打不到屏上，应满足u取最大值800V时仍有y> 代入数据可得，为使电子都打不到屏上，U至少为100V。‎ ‎（2）当电子恰好从A板右边缘射出偏转电场时，其侧移量最大ymax＝＝‎‎2.5cm 电子飞出偏转电场时，其速度的反向延长线通过偏转电场的中心，设电子打在屏上距中心点的最大距离为Ymax，则由几何关系可得：=，解得Ymax=ymax=‎‎5.0cm 由第（1）问中的y=可知，在其它条件不变的情况下，u越大y越小，所以当u=800V时，电子通过偏转电场的侧移量最小。其最小侧移量ymin==1.25×10－‎2m=‎‎1.25cm 同理，电子打在屏上距中心点的最小距离Ymin=ymin=‎‎2.5cm 所以电子打在屏上距中心点O在‎2.5cm～‎5.0cm范围内。‎ ‎15解：‎ ‎（1）设电子的质量为m，电量为e，电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为v0，此后电场II做类平抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，有 ‎ （1分） （2分）‎ 解得　y＝，（1分）所以原假设成立，即电子离开ABCD区域的位置坐标为（－‎2L，）‎ ‎（2）设释放点在电场区域I中，其坐标为（x，y），在电场I中电子被加速到v1，然后进入电场II做类平抛运动，并从D点离开，有 ‎ （1分） （1分）‎ 解得　xy＝（1分），即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置。‎ ‎（3）设电子从（x，y）点释放，在电场I中加速到v2，进入电场II后做类平抛运动，在高度为y′处离开电场II时的情景与（2）中类似，然后电子做匀速直线运动，经过D点，‎ 则有 （1分） （1分）‎ ‎（1分）， ，n≥1（1分）‎ 解得　，即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置（1分）‎ ‎16、‎ 解：（1）要使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，必须满足 F电=Eq=mAg （1分）‎ 所以 =2×103N/C （1分）方向竖直向上（1分）‎ ‎（2）由功能关系得，弹簧具有的最大弹性势能 ‎ 设小球运动到点时速度为，由功能关系得 ‎ （2分）‎ 两球碰后结合为，设的速度为，由动量守恒定律得 ‎ ‎（1分）‎ ‎（3）加电场后，因 （2分）‎ 所以不能做圆周运动，而是做类平抛运动，设经过时间绳子在Q处绷紧，由运动学规律得 O Y X Q y ‎9‎ A x R R-y ‎9‎ A ‎ （1分）可得 ‎ （1分）‎ 即：绳子绷紧时恰好位于水平位置，水平方向速度变为0，以竖直分速度开始做圆周运动（1分）‎ 设到最高点时速度为由动能定理得；‎ 得（1分）‎ 在最高点由牛顿运动定律得； （1分） 求得 （1分）‎