浙江选考版高考物理大一轮复习第九章电磁感应交变电流单元滚动检测卷.docx

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浙江选考版高考物理大一轮复习第九章电磁感应交变电流单元滚动检测卷

第九章电磁感应交变电流

单元滚动检测卷六

考生注意：

1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4页．

2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．

3．本次考试时间90分钟，满分100分．

第Ⅰ卷

一、选择题Ⅰ（本题共14小题，每小题3分，共42分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1．现在有一种观点，认为物理学是一门测量的科学．那么在高中物理中的自由落体运动规律、万有引力常量、电流的热效应、元电荷的数值分别是由不同的科学家测量或发现的，他们依次是（　　）

A．伽利略、牛顿、安培、密立根

B．牛顿、卡文迪许、奥斯特、库仑

C．伽利略、卡文迪许、焦耳、密立根

D．牛顿、开普勒、奥斯特、密立根

答案　C

2．由电场强度定义式可知（　　）

A．E与F成正比B．E与q成反比

C．E与F同方向D．E的大小可由

求出

答案　D

3．真空中两个完全相同的小球带电后，它们之间的静电力为F.现将两球接触后放回原处，则它们之间的静电力（　　）

A．—定变大B．—定变小

C．可能不变D．一定不变

答案　C

4．下列各图中，正确描绘两个等量正电荷电场线的是（　　）

答案　D

5．如图1所示，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，M、N是运动轨迹上的两点，则（　　）

图1

A．M点的电势比N点的电势低

B．粒子在M点的加速度比在N点的加速度大

C．粒子一定是从M点运动到N点

D．粒子在M点的电势能比在N点的电势能大

答案　D

解析　根据轨迹可知带电粒子受力与电场线方向一致，因此是正电荷，M点的电势高于N点的电势，A错误；根据电场线疏密程度可知N点场强大，所以带电粒子在N点加速度大，B错误；根据轨迹看不出运动方向，C错误；带正电粒子在电势高的地方电势能大，D正确．

6.如图2所示，在真空中有两个带等量正电荷的点电荷，分别置于M、N两点，A、B为M、N连线的中垂线上的两点，现将一负电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法中正确的是（　　）

图2

A．q的电势能逐渐减小B．q的电势能逐渐增大

C．q的电势能先增大后减小D．q的电势能先减小后增大

答案　D

解析　由于M、N两点的点电荷都带正电，故负电荷q由A到B，电场力先做正功后做负功，电荷的电势能先减小后增大，D选项正确．

7.静电场聚焦在电子显微镜和示波管中起着重要的作用．如图3所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线，两电子分别从a、b两点运动到c点，则（　　）

图3

A．聚焦电场对两电子始终做负功

B．电子在a点具有的电势能比b点小

C．a点处的电势比c点处的电势低

D．b处的电场强度比c处小

答案　C

解析　电子从a、b两点运动到c点聚焦电场对两电子都做正功，故A错误；a、b在同一个等势面上，电子在a、b点具有的电势能相同，故B错误；据沿电场线电势降低，a点处的电势比c点处的电势低，故C正确；根据电场线的疏密，b处的电场强度比c处大，故D错误．

8.超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置．它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点．如图4为一款超级电容器，其标有“3V,3000F”，则可知（　　）

图4

A．电压为0时，该电容器的电容为0

B．电压为2V时，该电容器的电容为2000F

C．该电容器正常工作时的电荷量为9000C

D．该电容器正常工作时的电荷量为1000C

答案　C

9．如图5所示，带电荷量为－Q的小球A固定，带电荷量为－q的小球B用细线悬挂，当两球相距r时系统处于静止状态，A、B两球在同一水平线上；细线与竖直方向的夹角为θ.已知两小球均可视作点电荷，静电力常量为k，则以下结论正确的是（　　）

图5

A．细线受到的拉力大小为FT＝

B．细线受到的拉力大小为FT＝

C．小球B的质量为m＝

tanθ

D．小球B的质量为m＝

答案　D

解析　对B球受力分析，库仑力F＝k

＝FTsinθ，且FTcosθ＝mg，得FT＝

，m＝

，故D正确．

10.如图6甲所示，在一个半径为r的圆周上等间距的五个点A、B、C、D、E上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为－q外，其余各点处的电荷量均为＋q，则在圆心O放置的另一个电荷量为Q的正点电荷所受的电场力的大小和方向为（　　）

图6

A．电场力大小为

，方向沿OA方向

B．电场力大小为

，方向沿AO方向

C．电场力大小为

，方向沿OA方向

D．电场力大小为

，方向沿AO方向

答案　A

解析　根据对称性，先假定在A点放上＋q的点电荷，则O点的电场强度为零，即B、C、D、E四个点电荷在O点的电场强度方向沿OA向上，大小为

.故O点的合电场强度为A点－q在O点产生的电场强度与B、C、D、E四个＋q在O点产生的合电场强度的矢量和，如图所示，即EO＝EA＋E′＝

，所以只有选项A正确．

11．如图7所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为－q的带电粒子（不计重力），以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的

处返回，则下述措施能满足要求的是（　　）

图7

A．使初速度减为原来的

B．使M、N间电压减为原来的

C．使M、N间电压提高到原来的4倍

D．使初速度和M、N间电压都减为原来的

答案　D

解析　在粒子刚好到达N板的过程中，由动能定理得－qEd＝0－

mv02，所以d＝

.设带电粒子离开M板的最远距离为x，则使初速度减为原来的

，x＝

，故A错；使M、N间电压减为原来的

，电场强度变为原来的

，粒子将打到N板上，故B错；使M、N间电压提高到原来的4倍，x＝

，故C错；使初速度和M、N间电压都减为原来的

，电场强度变为原来的一半，x＝

，故D对．

12.如图8所示，正方体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料，ABCD面带正电，EFGH面带负电．从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是（　　）

图8

A．三个液滴在真空盒中都做平抛运动

B．三个液滴的运动时间不一定相同

C．三个液滴落到底板时的速率相同

D．液滴C所带电荷量最多

答案　D

解析　三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误；由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，下落高度相同，故三个液滴的运动时间相同，选项B错误；三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴到底板时的速率不相同，选项C错误；由于液滴C在水平方向位移最大，说明液滴C在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项D正确．

13．如图9甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示．若在O点由静止释放一电子，且电子仅受电场力的作用，则（　　）

图9

A．电场的方向沿Ox正方向

B．电子沿Ox正方向运动

C．电场的场强沿Ox方向增大

D．电子的电势能将增大

答案　B

14.如图10所示，a、b两个带电小球，质量分别为ma、mb，用绝缘细线悬挂在水平方向的匀强电场中（图中未画出）．两球静止时，它们距水平地面的高度相同，绳与竖直方向的夹角分别为α和β（α＜β）．现同时烧断细线，若空气阻力、两球之间的库仑力均忽略不计，两球电荷量不变，重力加速度为g.则（　　）

图10

A．a、b两球均做曲线运动

B．a球先落地，b球后落地

C．落地时，a、b两球水平分速度大小相等，且方向相反

D．落地时，a、b两球的速度与竖直方向的夹角分别为α和β

答案　D

解析　静止时，球受三个力作用：

重力、电场力、细线拉力，细线烧断后，重力和电场力大小、方向均不变，小球初速度均为零，因此，小球做直线运动，选项A错误，D正确；在竖直方向上，只受重力，因高度相同，则两球同时落地，故选项B错误；对小球受力分析可知，烧断细线后a、b两小球在水平方向的加速度大小分别为gtanα、gtanβ，由于β＞α，因此水平方向上a球的加速度小于b球的加速度，因此落地时a、b两球的水平分速度大小不等，故选项C错误．

二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题3分，共12分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的．全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）

15．静电现象在技术中有很多应用，图11中四张图片反映的是静电技术在生活中的应用，下列说法正确的是（　　）

图11

A．甲图为超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服

B．图乙为家用煤气灶的点火装置，它是根据尖端放电的原理而制成的

C．图丙为避雷针的示意图，只要在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒即可防止建筑物被雷击

D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆与金属表面结合得更牢固，这个过程中带电油漆雾滴的电势能减小

答案　BD

解析　由静电屏蔽原理可知，金属壳或金属网内的场强处处为零，因此超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，必须穿上掺入金属丝的衣服，选项A错误；家用煤气灶的点火装置，它是根据尖端放电的原理而制成的，选项B正确；避雷针通过接地引线与接地装置连接，有雷电时可以把电荷及时导入大地，因此只在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒，不能把电荷及时导入大地，不能防止建筑物被雷击，选项C错误；静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆与金属表面结合得更牢固，这个过程中电场力对带电油漆雾滴做正功，其电势能减小，选项D正确．

16．一带电粒子在电场中由静止释放，只在电场力作用下做直线运动，先后经过A、B两点，则下列说法正确的是（　　）

A．A、B两点一定在同一条电场线上

B．粒子一定做单向直线运动

C．A、B两点的电势可能相等

D．粒子可能在电场中做往复运动

答案　CD

解析　如果电场是等量同种电荷的电场，粒子与场源电荷是异种电荷，且粒子在两场源电荷连线的垂直平分线上某一点（除连线中点）由静止释放，该粒子会在电场力作用下做往复运动，如果A、B两点关于连线对称，则A、B两点的电势相等，选项A、B错误，C、D正确．

17．（2017·嘉兴一中等五校联考）如图12所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则（　　）

图12

A．M点电势比P点电势低

B．OM间的电势差等于NO间的电势差

C．一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能

D．将一负电荷从M点移到P点，电场力做正功

答案　AD

18.如图13所示，平行板电容器充电后与电源断开，上极板带正电，下极板带负电．两个相同的不计重力的带电粒子A、B，分别从平行板间左侧中点和贴近上极板左端处以不同的初速度垂直于电场方向进入两极板间，它们恰好都能打在下极板右端处的C点，则下列说法中正确的是（　　）

图13

A．A粒子的初速度是B粒子的

倍

B．A、B两粒子到达C点时的动能可能相同

C．A粒子在C点的速度偏向角的正弦值是B粒子的2倍

D．如果仅将加在两极板间的电压加倍，A、B两粒子到达下极板时将不在同一点

答案　AB

解析　粒子在水平方向上做匀速直线运动，则有vAtA＝vBtB，竖直方向上对A有

＝

atA2，对B有h＝

atB2，通过计算可知vA＝

vB，选项A正确；由动能定理可知，电场力对B粒子做功为A粒子的两倍，A粒子的初动能为B粒子的两倍，所以到C点时动能有可能相同，选项B正确；通过题图可以看出，A粒子的偏向角要小于B粒子的偏向角，选项C错误；由水平速度与时间关系可知，加大电压，两粒子水平方向上的位移相同，选项D错误．

第Ⅱ卷

三、非选择题（本题共5小题，共46分）

19.（8分）如图14所示，水平面绝缘且光滑，在水平面上方高为h的P点固定一个电荷量为Q的正点电荷，在水平面上M点将一质量为m、带电荷量为＋q的可视为质点的小物块从M点以初速度v0沿直线向右运动，到达P点正下方N点时小物块的速度为v.已知∠PMN＝60°，重力加速度为g，不考虑小物块产生的电场的影响．求小物块在M点时受到轨道的支持力大小．

图14

答案　mg＋

解析　物块在M点受重力、电场力和支持力．分解电场力，由竖直方向受力平衡得：

FN＝mg＋k

sin60°

又因为h＝rsin60°

由以上两式解得支持力FN＝mg＋

.

20.（8分）在光滑绝缘的水平地面上建立了如图15所示的直角坐标系xOy，在y轴左侧区域有水平向右的匀强电场，电场强度大小为E＝9×103N/C，现有带电荷量q1＝＋1×10－3C、质量m＝10g的带电粒子P从x＝－1.5m处沿y轴正方向以初速度v0＝30m/s的速度开始运动，经过y轴上的Q点后进入第Ⅰ象限，不计带电粒子重力．求：

图15

（1）Q点的坐标；

（2）带电粒子P过Q点时的速度．

答案　见解析

解析　

（1）设沿x轴正方向做匀加速运动的时间为t，位移为x，在匀强电场中运动的加速度a＝

则沿x轴正方向，有|x|＝

at2

设沿y轴正方向做匀速运动的位移为y，则y＝v0t

解得：

y＝v0

代入数据得：

y＝

m，t＝

s

故Q点坐标为（0，

m）．

（2）过Q点时沿x轴正方向的速度vx＝at

所以过Q点的速度大小为v＝

解得：

v＝60m/s

设此时速度与y轴正方向夹角为θ，则tanθ＝

得θ＝60°

带电粒子P过Q点时的速度大小为60m/s，方向与y轴正方向成60°角斜向右上方．

21.（10分）静电喷漆技术具有效率高、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化为如图16.A、B是间距为d的两块平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场，电场强度为E.在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v且带负电的油漆微粒，假设油漆微粒的质量均为m、带电荷量均为q，忽略微粒间的静电作用，微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都能落在金属板B上．求：

图16

（1）两块平行金属板之间的电势差；

（2）微粒落在B板上所形成的图形的半径；

（3）微粒落在金属板B上时的速率．

答案　见解析

解析　

（1）两块平行金属板之间的电势差U＝Ed.

（2）初速度方向沿平行A板喷出的微粒水平位移最大且大小相等，等于微粒落在B板上所形成的图形的半径R.沿平行A板喷出的微粒做类平抛运动，则：

R＝vt，d＝

at2，a＝

联立解得：

R＝v

.

（3）由动能定理得：

qEd＝

mv′2－

mv2

解得：

v′＝

.

22.（10分）如图17所示，绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R＝0.40m．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×104N/C.现有一质量m＝0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离x＝1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零．已知带电体所带电荷量q＝8.0×10－5C，g取10m/s2，求：

图17

（1）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧形轨道的压力；

（2）带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力所做的功．

答案　

（1）5.0N，方向竖直向下　

（2）－0.72J

解析　

（1）设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有qE＝ma，

解得a＝

＝8.0m/s2

设带电体运动到B端的速度大小为vB，则vB2＝2ax

解得vB＝

＝4.0m/s

设带电体运动到圆弧形轨道的B端时受轨道的支持力为FN，

根据牛顿第二定律有FN－mg＝

解得FN＝mg＋

＝5.0N

根据牛顿第三定律可知，带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧形轨道的压力大小FN′＝FN＝5.0N，方向竖直向下．

（2）因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道从B到C运动过程中，

电场力所做的功W电＝qER＝0.32J

设带电体沿圆弧形轨道从B到C运动过程中摩擦力所做的功为Wf，对此过程根据动能定理有W电＋Wf－mgR＝0－

mv

，解得Wf＝－0.72J.

23．（10分）（2017·嘉兴一中等五校联考）如图18甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝0.2kg、带电荷量为q＝＋2.0×10－6C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.1.t＝0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场．（取水平向右为正方向，g取10m/s2.）求：

（1）0～2s内小物块加速度的大小；

（2）2～4s内小物块加速度的大小；

（3）第14s末小物块的速度大小；

（4）前14s内小物块的位移大小．

图18

答案　

（1）2m/s2　

（2）2m/s2　（3）4m/s　（4）28m

解析　

（1）0～2s内小物块的加速度大小

a1＝

＝2m/s2.

（2）2～4s内小物块的加速度大小

a2＝

＝2m/s2.

（3）0～2s内物块的位移x1＝

a1t

＝4m

2s末的速度为v2＝a1t1＝4m/s

2～4s内物块的位移x2＝v2t2－

a2t

＝4m

4s末的速度为v4＝0

小物块做周期为4s的加速和减速运动，第14s末的速度大小为v14＝4m/s.

（4）前14s内小物块的位移大小等于3个周期的位移加上x1，所求位移为x＝3（x1＋x2）＋x1＝28m.