09届桃州中学高三物理一轮复习
选修3-1第一章《电场》单元检测(2)
班级_________学号_________姓名__________得分___________
一,单项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.每小题只有一个选项符合题意.
1.AB,CD为圆的两条相互垂直的直径,圆心为O.将带电荷量均为q的正,负点电荷放在圆周上关于AB对称且相距等于圆的半径的位置,如图所示,要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当电荷量的电荷Q,则该点电荷Q( )
A.应放在C点,带电荷-q
B.应放在D点,带电荷-q
C.应放在A点,带电荷2q
D.应放在D点,带电荷-2q
2.a,b是同一条电场线(直线)上的两个点,将一负电荷从a点由静止释放,负电荷由a向b运动过程中的v一t图象如图所示,比较a,b两点的电势()和场强(E)的大小,有( )
A. B.
C. D.
3.竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球,将平行金属板按图所示的电路图连接,绝缘线与左极板的夹角为θ,当滑动变阻器R的滑片在a位置时,电流表的读数为I1,夹角为θ1;当滑片在b位置时,电流表的读数为I2,夹角为θ2,则( )
A.θ1<θ2 I1θ2 I1>I2
C.θ1θ2 I1=I2
4. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如图所示.虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线,等势线形状相对于ox轴,oy轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加,且相邻两等势线的电势差相等.一个电子经过P点(其横坐标为-x0)时,速度与ox轴平行.适当控制实验条件,使该电子通过电场区域时仅在ox轴上方运动.在通过电场区域过程中,该电子沿y方向的分速度vy随位置坐标x变化的示意图图是( )
5.如图在真空中带电粒子P1和P2先后以相同的初速度从O点射入匀强电场.它们的初速度垂直于电场强度方向,偏转之后分别打在B,C点,且AB=BC,P1的带电量为P2的3倍,则P1,P2的质量之比m1:m2为( )
A.3:2 B.2:3 C.4:3 D.3:4
二,多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分.
6.如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,电荷量为+10-2C的粒子在电场中只受静电力作用,由A点移到B点,动能损失0.1J,若A点电势为-10V,则( )
A.B点的电势为10V
B.电场线方向从右向左
C.粒子的运动轨迹可能是轨迹1
D.粒子的运动轨迹可能是轨迹2
7.如图所示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,做以Q为焦点的椭圆运动,M,P,N为椭圆上的三点,P点是轨道上离Q最近的点.电子在从M经P到达N点的过程中( )
A.速率先增大后减小 B.速率先减小后增大
C.电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小
8.如图所示,水平固定的小圆盘A带电荷量为Q,电势为零,从盘心处O释放一质量为m, 带电荷量为+q的小球,由于电场的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的C 点,OC = h,又知道过竖直线上 B点时,小球速度最大,由此可确定 Q形成的电场中下述物理量的是( )
A.B点的场强 B.C点的场强
C.B点的电势 D.C点的电势
9.如图所示,一带负电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部,接通S后,悬线与竖直方向的夹角为θ,则( )
A.S闭合,减小AB板间的距离,则夹角θ增大
B.S闭合,减小AB板间的距离,则夹角θ减小
C.S断开,使B竖直向上移动一小段距离,则夹角θ减小
D.S断开,增大AB板间的距离,则夹角θ不变
10.如图,光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行.一质量为m,带电量为q的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域.当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能可能为( )
A.0 B. C. D.
一,单项选择题:
题号
1
2
3
4
5
答案
二,多项选择题:
题号
6
7
8
9
10
答案
三,简答题:本题共3题,共计21分.
13.(6分)在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接,极板B接地.若极板B稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是:极板上的电荷量___________,两极板间的电压_________.
四,计算题:本题共5 题,共计64分.
14.(10分)在真空中有一个固定的点电荷Q1,在Q1左方30cm处的A点引入一个点电荷Q2,Q2=-1.0×10-7C,测出Q2受到的电场力F=2.0×10-3N,方向向右(如图).求:
(1)A点场强大小和方向;
(2)Q1的电量和性质.
15.(10分)如图所示,P,Q两金属板间的电势差为50V,板间存在匀强电场,方向水平向左,板间的距离d=10cm,其中Q板接地,两板间的A点距P板4cm.求:
(1)P板及A点的电势.
(2)保持两板间的电势差不变,而将Q扳向左平移5cm,则A点的电势将变为多少
16.(14分)如图,一平行板电容器板长l=4cm,板间距离为d=3cm,倾斜放置,使板面与水平方向夹角α=37°,若两板间所加电压U=100V,一带电量q=3×10-10C的负电荷以v0=0.5m/s的速度自A板左边缘水平进入电场,在电场中沿水平方向运动,并恰好从B板右边缘水平飞出,则带电粒子从电场中飞出时的速度为多少 带电粒子质量为多少

17.(14分)如图所示,相距为d,水平放置的两平行金属板a,b的电容量为C,开始时两板均不带电,a板接地且中央有孔.现将带电量为q,质量为m的带电液一滴一滴地从小孔正上方h处无初速度的滴下,竖直落到b板上层,电荷全部给b板吸收(重力加速度为g,不计阻力),试求:
(1)能够到达b板的液滴数不会超过多少
(2)若能够到达b板的液滴数为k,第k+1滴液滴将如何运动
18. (16分)有一束电子,质量为m,电量为e,以平行于Ox轴的速度v0从y轴上的a点射入第一象限区域,如下图所示,为了使这束电子能经过x轴上的b点,可在第Ⅰ象限某处加一个沿y轴正方向的匀强电场,如果此电场的场强为E,沿y方向足够长,沿x方向宽度为s,且已知Oa=L,Ob=2s,b点在电场之外,求所加电场的位置.
选修3-1第一章《电场》单元检测(2)
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
C
D
D
BC
AC
AD
AD
ABC
11.正 正
12.略
13.几乎不变 变大
14.解:(1)用场强定义公式,由于负电荷所受电场方向跟该点场强方向相反,可知A点的场强方向向左.
(2)根据点电荷场强公式,
由于负电荷Q2受到Ql的力为吸引力,可知Q1带正电荷.
15.(1)P板电势-30v,A点的电势-50V.
(2) A点的电势将变为-10V.
16.解:分析 带电粒子能沿直线运动,所受合力与运动方向在同一直线上,由此可知重力不可忽略,受力如图所示.
电场力在竖直方向的分力与重力等值反向.带电粒子所受合力与电场力在水平方向的分力相同.
mg=Eq·cosα
=8×10-8kg
根据动能定理
17.解析:设第k滴液滴刚好能到达b板,则第k滴液滴进入两板间时,前(k-1)滴液滴已建立了电场,由Q,C求出U和E,对第k滴液滴应用动能定理即可求解.
(1)前(k-1)滴液滴已建立的电场为:
对第k滴液滴应用动能定理有:
(2)由题意,第(k+1)滴液滴进入两板间后做减速运动且无法到达b板,它所受电场力大于重力,因而将反向跳出a板中央的小孔,然后再无初速度的滴下.所以第(k+1)滴液滴将在板内外做上,下往复运动.
解:水平射入的电子进入电场后仅在电场力的作用下做"类平抛"运动,射出电场后以偏出角θ向右斜下方做匀速直线运动,直至x轴.从解题方法上来讲,可自坐标原点处就加上电场,电子偏出电场后与x轴的交点与b点差多少,就将xOy坐标向左平移多少,如图所示.
电子穿电场所需时间为 t=,横向侧移为y=at2=()2,射出电场时横向速度为vy=at=, 偏出角为tgθ===.
由题意可知==tgθ,所以=
即 x===-.
坐标整体向左移动的距离为s-x=-
所以电场所加位置的x轴坐标应为(-)～(-)
参考题
1.板长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板间有匀强电场,一个带负电电量为q质量为m的液滴,以速度v0垂直于电场方向射入两板间,如图所示,射入后液滴沿直线运动,两极板间的电场强度E= ,液滴离开电场时的速度为 .
解析:液滴在电场中沿直线运动时,受到电力mg和电场力qE两个力的作用,而且两个力的方向是垂直金属板斜向上,如下图所示,qE=mgcosθ而E=mgcosθ/q.
液滴离开电场时的速度v,可以根据动能定理求解,因电场力不做功,
∴-mgLsinθ=mv2-mv20,得
v=
液滴离开电场时的速度v,也可以根据牛顿第二定律和运动学公式求解.
ma=mgsinθ ∴a=gsinθ,由v2-v20=-2aL,得
v=
答案 mgcosθ/q;
2.三块相同的金属平板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S与电动势为U0的电池的正极相连.B板与电池的负极相连并接地.容器P内的液体在底部小孔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′落在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1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)
解析 液滴落下后,由电场力和重力共同对它做功,由此可算出它到达D板的速度,液滴落下后,D板上出现正电荷,在DB间形成一个方向向上的场强,将阻碍以后继续下落的液滴,使D板的带电量有一限度,其电势也有一个最大值.
解答:(1)设第一个液滴到达D板的速度为v1,对于液滴从离开小孔O到D板的全过程,其功能关系
qU0+mg(h+d)= mv21
得v1=
(2)随着下落液滴的增多,D板带的正电荷不断积累,在DB间形成向上的电场E′,通过O′后的液滴在BD间作匀减速运动,当液滴到达D板的速度恰为零时,D板的电势达最高,设为φm,由
qU0+mg(h+d)-qφm=△Ek=0
得φm=U0+
(3)A板带电量Q0=C0U0,故每一液滴的电量q=aQ0=0.02C0U0,代入上式得
φm=U0+
=1000v+
=2.01×105V
(