高三物理同步测试——电场

2014-5-11 0:29:50 下载本试卷

20032004学年度上学期

高中学生学科素质训练

 

高三物理同步测试(10)—电场

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共150分考试用时120分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)

一、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。

1.关于电势差的说法中,正确的是                                    (  )

   A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功

   B,1C电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了1J的功,这两点间的电势差就

    是1V

   C.在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关

   D.两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比

2.如图1-5所示,在点电荷Q形成的电场中,已知a、b两点在同一等势面上,c、d两点在

  同一等势面上。甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线,两个粒子经过a

 
  点时具有相同的动能,由此可以判断                                 (  )

   A.甲粒子c点时与乙粒子d点时具有相同的动能

   B.甲乙两粒子带异号电荷

   C.若取无穷远处为零电势,则甲粒子经过c点时的电势

   能小于乙粒子经过d点时的电势能

D.两粒子经过b点时具有相同的动能

3.如图所示,一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的

  匀强电场E中,在环的上端,一个质量为m、带电量为         

 +q的小球由静止开始沿轨道运动,则    (  )

   A.小球运动过程中机械能守恒

   B.小球经过环的最低点时速度最大

   C.在最低点球对环的压力为(mg+qE)

D.在最低点球对环的压力为3(mg+qE)

E

 
4.如右图所示一绝缘的长为L、两端分别带有等量异种电荷的轻杆,电量的绝对值为Q,处

  在场强为E的匀强电场中,杆与电场线夹角为60°,若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆

  上某一点为圆心转动),则下列叙述正确的是                           (  )

   A.电场力不做功,两电荷电势能不变

   B.电场力做的总功为QEL,两电荷的电势能减少

   C.电场力做的总功为-QEL,两电荷的电势能增加

   D.电场力做的总功大小跟转轴位置有关

5.两个带电量均为Q的正电荷,固定于两点,它们连线的垂直平分线MN交其连线于O点,

a

 
  如图所示,现在MN上取a、b两点,且aO=Ob,将电荷q从a移至b的过程中(  )

A.电场力一定先做正功后做负功      

B.电场力可能先做负功后做正功

C.电场力一直做正功

   D.电场力一直做负功

6.如图,在A点放有电量为Q的点电荷,在B点放有电量为-2Q的点电荷,在它们的连线

  上有M、N两点,且AM=BN,比较M、N两点的场强和电势高低,则       (  )

   A.EM>EN,UM>UN                      B.EM>EN,UM<UN

   C.EM<EN,UM>UN                      D.EM<EN, UM<UN

7.如图所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,若不改变AB两极板带的

 
  电量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度

                                                               (  )

   A.一定减小     

   B.一定增大     

   C.一定不变     

   D.可能不变

8.一平行板电容器通过开关和电源连接,如图所示,电源的电动势保持9V不变.先闭合开关,

  把一个厚0.5mm的金属板平行插入间距为1mm的两板之间( 金属板的面积和电容器极板

  的相等).等稳定后再打开开关, 拔出金属板设整个过程中金属板未和电容器极板相碰.则

  此时电容器极板间的电压是                                        (  )

   A.9V          B.18V       C.4.5V        D.0V

 

9.如上图所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,话筒的振动膜前面有

  薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成

  电容器的两极,在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发

  生变化,使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因可能是电容器两板

  间的                                                         (  )

   A.距离变化       B.正对面积变化  C.介质变化       D.电压变化

10.如图所示,A是带正电的金属球,B是不带电的绝缘导体,

此时B的电势为U1;用手摸绝缘导体的左端,B的电势变为

U2;放开手后,再将A移走,B的电势又变为U3;则

   A.U1= U2= U3            B.U1> U2> U3

   C.U1<U2<U3             D.U1 <U2 >U3

第Ⅱ卷(非选择题 共110分)

二、本题共三小题。把答案填在题中的横线上或按题目要求作图

11.在用电流场模拟静电场描绘等势线的实验中,所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外,还必须有________、________和________。

 
12.将与灵敏电流计相连的一根探针与图中的基准点B处,和导电纸上f点相接触,发现电流计指针向右偏转,为了找到B点的等势点,

接f点的探针应向______移动。(已知电流从

左端流入电表时指针向左偏,从右端流入电

表时指针向右偏。)    图(14-10-2)

 
13.在用电流场模拟电场等势线的实验中,在下列所给出的器材中,应该选用的是______

(用器材前的字母表示):……(  )

 A.6V的交流电源

 B.6V的直流电源

 C.100V的直流电源

 D.量程为0~300µA,零刻度在刻度盘中央的电流表

 E.量程0~0.5V, 零刻度在刻度盘中央的电压表

  在实验中,要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上,它们的顺序(自上而下)应是

  ①____②____③____。

在实验中,按下电键,接通电路,若一个探针与基准点O接触,另一个探针已分别在基准点O的两侧找到实验所需要的两点a、b如图所示,则当此探针与a点接触时,电表的指针应______(左偏、指零、右偏);当此探针与b点接触时,电表的指针应______。

三、本题共7小题,90分。解答应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明确写出数值和单位。

14.一个电子以υ0=4×107m/s的速度,方向与电场方向相同,射入电场强度E=2×105V/m的匀强电场中,如图所示已知电子电量e=-1.6×10-19C,电子质量m=9.110-31kg.试求:

(1)从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少?

 
   两点间距离是多少?

(2)电子到达速度为0之点所需的时间是多少?10分

15.如图所示,质量为1.0g的带电小球,用长为的绳线悬挂在平行板电容器之间,两板电压为40V,板间距10cm,小球在A点处于平衡状态悬线和竖直方向夹角为37°.问:

(1)小球电量多少?是正电还是负电?

(2)若把小球拉到θ=53°的点,CB保持水平时受到的拉力为多大?


(3)若把BC剪断,小球摆到最低点O时,悬线的拉力多大?12分

16.夏季某日,某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团,受湿气流影响,两块云团正在以5m/s的相对速度靠近,不断与空气摩擦带电。设两云团之间电势差保持3×109V不变,已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3×106V/m,云团间的电场可视为匀强电场,问:

(1)大约经过多长时间,将会发生放电现象?

(2)在这次放电中,若从一块云团移到另一云团的电量为500C,闪电历时0.01s,求释放的能量和电荷移动过程中的平均电流强度。

(3)写出在这次放电中,使空气中的氮气和氧气直接化合的化学方程式。

(4)已知1molO2和1molN2化合时要吸收180.7kJ能量,若上述放电发生时放出的总能量有0.1%用于这一反应,那么生成物的物质的量是多少?(12分)

17.图甲所示的平行板电容器板间距离为d,两板所加电压随时间变化图线如图乙所示,t=0时刻,质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度V0射入电容器,t1=3T时刻恰好从下极板边缘射出电容器,带电粒子的重力不计,求:

(1)平行板电容器板长L;

(2)子射出电容器时偏转的角度φ;

(3)子射出电容器时竖直偏转的位移y。(12分)


            

18.如图所示为示波器的原理图,电子枪中炽热的金属丝可以发射电子,初速度很小,可视为零。电子枪的加速电压为U0,紧挨着是偏转电极YY’、XX’,设偏转电极的极板长均为L1,板间距离均为d,偏转电极XX’的右端到荧光屏的距离为L2,电子电量为e,质量为m(不计偏转电极YY’和XX’之间的间距)。在YY’、XX’偏转电极上不加电压时,电子恰能打在荧光屏上坐标的原点。

  求:(1)若只在YY’偏转电极上加电压U YY’=U1(U1>0),则电子到达荧光屏上的速度多大?(2)在第(1)问中,若再在XX’偏转电极上加上U XX’ =U2(U2>0),试在荧光屏上标出亮点的大致位置,并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值。(13分)

 


19.三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置,间距分别为h和d,如图所示.A、B两板中心开孔,在A板的开孔上搁有一金属容器P,与A板接触良好,其内盛有导电液体.A板通过闭合的电键K与电动势为U0的电池正极相连,B板与电池负极相连并接地.容器P内液体在底部小孔O处形成质量为m,带电量为q的液滴后自由下落,穿过B板的开孔O′落到D板上,其电荷被D板吸附,液体随即蒸发.接着容器底部又形成相同的液滴自由下落,如此继续.设整个装置放在真空中.

(1)第一个液滴到达D板时的速度为多少?

(2)D板最终可达到多高的电势?

(3)设液滴的电量是A板所带电量的a倍(a=0.02),A板与B板构成的电容器的电容为C0=5×10-12F,U0=1000V,m=0.02g,h=d=5cm.试计算D板最终的电势值.(g=10m/s2)

(4)如果电键K不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前闭合一下,随即打开,其他条件与(3)相同.在这种情况下,D板最终可达到的电势值为多少?说明理由.

 

20.如图甲、乙所示,长为L,相距为d的两平行金属板一电源相连,一质量为m,带电量为q的粒子以速度v0沿平行金属板间的中线射入电场区内,从飞入时刻算起,A、B两板间所加电压变化规律,如乙图示。为了使带电粒子射出电场区时的速度方向正好平行金属板,求(1)所加电压周期T应满足的条件;(2)所加电压振幅U0应满足的条件。


参考答案

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

序号

B

BCD

BD

BD

B

C

A

B

AB

B

11.导电纸;灵敏电流计;两只探针 12.左 13.B、E,导电纸 复写纸 白纸,指零,

指零电场答案

14: -----------------5分

 -----------------5分

15:①小球带负电, , ……………………(4分)

②CB拉力,T=qE+mg·tg53,  T=2.1×10-2N …………………(4分)

③剪断线后, mgl (1-cos53°)+qEl·sin53°=

T-mg=,  T=0.054N…………………………………………(4分)

16.(1)当云团相距3km时,其间电场强度E= ==106V/m……………(2分)

设经过t秒放电,经过t秒距离d-vt E=    t=400s……………(3分)

 (2)闪电放出的能量为E=qU=500×3×109 =1.5×1012J 平均电流I==5×104A(3分) 

  (3)N2+O2 = 2NO    ……………(2分)  (4)每吸收180.7kJ能生成2molNO,则生成NO的物质的量为n(NO)=1.66×104mol…(2分)

17.解:(1)t=3T,○○方向匀速直线运动,L=v0t=3v0T………………(4分) 

  (2)射出电容器时,偏转角度为φ, tgφ=vy/v0, vy=2at=,  

φ=arctan………………(4分)

  (3)电场方向粒子先匀加速再匀减速然后又匀加速至出电容器,

0~T,    T~2T,

2T~3T,  ∴ ………(4分)

18.解(1)加速:    偏转:      

v=------------------4分 电子在yy’中偏转的位移为y1

y1=离开yy’后的运动时间为t2侧向的位移为y2  y2=v1×t2    t2=

解得到y=y1+y2=------------------4分  同理可以得到

x=x1+x2=------------------5分

19.;------------------8分2.01×105V;----------------4分

A板上电量可以全部转移到D板,D板电势1000V. ------------------4分

20.(1)设经过n个周期运动后,能平行金属板射出,

则nT=, T=  n可取正整数。------------------3分

(2)根据偏转的规律,在半个周期内的位移 Δy1= ------------------3分

在一个周期内的位移 2× ------------------3分

在n个周期内的位移 n×2Δy1, n, -----------------3分

n是正整数   把T=代入上式,整理后得

U0,  n是整数-----------------3分