18学年高中物理阶段验收评估一电场粤教版选修31.docx

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18学年高中物理阶段验收评估一电场粤教版选修31

18学年高中物理阶段验收评估

（一）电场粤教版选修3-1

D

图1

A．从原点指向第Ⅰ象限

B．从原点指向第Ⅱ象限

C．从原点指向第Ⅲ象限

D．从原点指向第Ⅳ象限

解析：

选D　根据库仑定律得：

c受到a电荷由a指向c的斥力F1、受到b从c指向b的引力F2作用，且F1＜F2，若电荷a和b的电荷量相同，则两个力F1和F2的合力沿x轴的正方向，因为F1＜F2，所以两个力的合力方向会偏向第Ⅳ象限，所以本题的答案应该是D。

2.（2015·浙江高考）如图2所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。

工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间，则（　　）

图2

A．乒乓球的左侧感应出负电荷

B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上

C．乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用

D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞

解析：

选D　两极板间电场由正极板指向负极板，镀铝乒乓球内电子向正极板一侧聚集，故乒乓球的右侧感应出负电荷，选项A错误；乒乓球受到重力、细线拉力和电场力三个力的作用，选项C错误；乒乓球与任一金属极板接触后会带上与这一金属极板同种性质的电荷，而相互排斥，不会吸在金属极板上，到达另一侧接触另一金属极板时也会发生同样的现象，所以乒乓球会在两极板间来回碰撞，选项B错误、D正确。

3.如图3所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q所在点为圆心、

为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。

下列判断错误的是（　　）

图3

A．b、d两点处的电势相同

B．四个点中c点处的电势最低

C．b、d两点处的电场强度相同

D．将一试探电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小

解析：

选C　由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知，A、B正确，C错误。

四点中a点电势大于c点电势，正电荷在电势越低处电势能越小，故D正确。

4.如图4所示为示波管中偏转电极的示意图，相距为d、长度为L的极板AC、BD加上电压U后，可在两极板之间（设为真空）产生匀强电场。

在左端距两板等距离处的O点，有一电荷量为－q、质量为m的粒子以某一速度沿与板平行射入，不计重力，下列说法正确的是（　　）

图4

A．入射粒子向下偏转

B．入射速度大于

的粒子可以射出电场

C．若粒子可以射出电场，则入射速度越大，动能变化越大

D．若粒子可以射出电场，则射出电场时速度方向的反向延长线过O点

解析：

选B　粒子带负电，受到竖直向上的电场力，故应向上偏转，A错误；若粒子刚好离开电场，则有L＝vt，

＝

at2，a＝

＝

，联立可得v＝

，B正确；入射速度越大，偏转量越小，故电场力做功越少，则动能变化量越小，C错误；若粒子可以射出电场，速度偏转角正切值是位移偏转角正切值的2倍，则射出电场时速度方向的反向延长线过水平位移的中点，不会过O点，故D错误。

5．如图5所示，A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔a和b。

在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落，不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回。

现要使带电质点能穿出b孔，可行的方法是（）

图5

A．保持S闭合，将A板适当上移

B．保持S闭合，将B板适当下移

C．先断开S，再将A板适当上移

D．先断开S，再将B板适当下移

解析：

选B　设质点距离A板的高度h，A、B两板原来的距离为d，电压为U。

质点的电量为q。

由题质点到达b孔时速度恰为零，根据动能定理得mg（h＋d）－qU＝0。

若保持S闭合，将A板适当上移，设质点到达b时速度为v，由动能定理得mg（h＋d）－qU＝

mv2，v＝0，说明质点到达b孔时速度恰为零，然后返回，不能穿过b孔。

故A错误。

若保持S闭合，将B板适当下移距离Δd，由动能定理得mg（h＋d＋Δd）－qU＝

mv2，则v＞0，说明质点能穿出b孔，故B正确。

若断开S，将A板适当上移，板间电场强度不变，设A板上移距离为Δd，质点到达B板时速度为v。

由动能定理得mg（h＋d）－qE（d＋Δd）＝

mv2，又由原来情况有mg（h＋d）－qEd＝0。

比较两式得，v＜0，说明质点不能穿出b孔，故C错误。

若断开S，再将B板适当下移，B板下移距离为Δd，设质点到达B板时速度为v。

由动能定理得mg（h＋d＋Δd）－qE（d＋Δd）＝

mv2，又由原来情况有mg（h＋d）－qEd＝0。

比较两式得，v<0，说明质点不能穿出b孔，故D错误。

6.一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其vt图像如图6所示，则下列说法中正确的是（　　）

图6

A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度

B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能

C．CD间各点电场强度和电势都为零

D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差

解析：

选AB　由图线可看出，A点的斜线的斜率大于B点的斜率，即A点的加速度大于B点，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，选项A正确；从B点的速度大于A点速度，故从A到B动能增加，电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，选项B正确；从C到D粒子做匀速运动，故CD间各点电场强度为零，但是电势相等且不一定为零，选项C错误；从A到B和从B到C粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，选项D错误。

7．某电容式话筒的原理如图7所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，当P、Q间距离增大时，（　　）

图7

A．P、Q构成的电容器的电容减小

B．P上电荷量保持不变

C．有电流自M经R流向N

D．PQ间的电场强度不变

解析：

选AC　根据电容器的决定式C＝

可知当P、Q间距离d增大时，P、Q构成的电容器的电容减小，选项A正确；因两板间电势差不变，则根据Q＝CU可知P上电荷量减小，选项B错误；电容器上的电量减小时，电容器放电，则有电流自M经R流向N，选项C正确；由于U不变，d增大，根据E＝

可知，PQ间的电场强度减小，选项D错误。

8.如图8所示的Ux图像表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上距离的关系。

若三对金属板的负极板接地，图中x均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是（　　）

图8

A．三对金属板正极电势的关系φ1＞φ2＞φ3

B．三对金属板间场强大小有E1＞E2＞E3

C．若沿电场方向每隔相等的电势差值作一等势面，则三个电场等势面分布的关系是1最密，3最疏

D．若沿电场方向每隔相等距离作一等势面，则三个电场中相邻等势面差值最大的是1，最小的是3

解析：

选BCD　通过Ux图像分析可得，三对金属板的板间电势差相同，又因为金属板的负极板都接地，所以三个正极板的电势相等，A错误。

又因为板间距离不同，由E＝

可得E1＞E2＞E3，B正确。

每隔相等的电势差值作一等势面，由d＝

可得，场强越大，等势面间距越小，分析得等势面分布的关系是1最密，3最疏，C正确。

沿电场方向每隔相等距离作一等势面，由UAB＝Ed可得，场强越大，电势差越大，分析得相邻等势面差值最大的是1，最小的是3，D正确。

二、计算题（本题共3小题，共52分）

9．（14分）（2015·全国卷Ⅱ）如图9所示，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。

已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。

不计重力。

求A、B两点间的电势差。

图9

解析：

设带电粒子在B点的速度大小为vB。

粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即

vBsin30°＝v0sin60°①

由此得vB＝

v0②

设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理有

qUAB＝

m（vB2－v02）③

联立②③式得UAB＝

。

④

答案：

10．（18分）如图10所示，在水平方向的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线一端连着一个质量为m、电荷量为＋q的带电小球，另一端固定在O点，将小球拉起直至细线与场强方向平行，然后无初速度释放，则小球沿圆弧做往复运动。

已知小球摆到最低点的另一侧与竖直方向成的最大角度为θ。

求：

（1）匀强电场的大小和方向；

（2）小球经过最低点时细线对小球的拉力大小。

图10

解析：

（1）若电场向左小球将向左下方做匀加速直线运动，所以电场方向水平向右，小球从静止摆到最左边的过程中：

mgLcosθ－Eq（1＋sinθ）L＝0①

E＝

。

②

（2）小球从开始到最低点的过程中：

mgL－EqL＝

mv2③

T－mg＝m

④

得T＝3mg－

。

⑤

答案：

（1）

　水平向右

（2）3mg－

11．（20分）如图11所示，质量为m，电荷量为e的粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向的直线AO方向射入匀强电场，由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角，已知AO的水平距离为d。

（不计重力）求：

（1）从A点到B点用的时间；

（2）匀强电场的电场强度大小；

（3）AB两点间的电势差。

图11

解析：

（1）粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场，水平方向做匀速直线运动，则有：

t＝

。

（2）由牛顿第二定律得：

a＝

将粒子射出电场的速度v进行分解，则有

vy＝v0tan45°＝v0，又vy＝at，

得：

v0＝

·

＝

解得：

E＝

。

（3）由动能定理得：

eUAB＝

m（

v0）2－

mv02

解得：

UAB＝

。

答案：

（1）

（2）

　（3）