《2018-2019学年物理同步人教版选修3-1阶段验收评估（一） 静电场 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年物理同步人教版选修3-1阶段验收评估（一） 静电场 Word版含解析.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、阶段验收评估（一）阶段验收评估（一） 静电场静电场 (时间：时间：50 分钟 满分：分钟 满分：100 分分) 一、 选择题一、 选择题(本题共本题共 8 小题， 每小题小题， 每小题 6 分， 共分， 共 48 分， 第分， 第 15 小题只有一个选项符合题意， 第 小题只有一个选项符合题意， 第 68 小题有多个选项符合题意；全选对的得小题有多个选项符合题意；全选对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分分) 1(2016浙江高考浙江高考)如图所示，两个不带电的导体如图所示，两个不带电的导体 A 和和 B，用 一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把
2、一带正电荷的物体 ，用 一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体 C 置于置于 A 附近，贴在附近，贴在 A、B 下部的金属箔都张开，下部的金属箔都张开， ( ) A此时此时 A 带正电，带正电，B 带负电带负电 B此时此时 A 电势低，电势低，B 电势高电势高 C移去移去 C，贴在，贴在 A、B 下部的金属箔都闭合下部的金属箔都闭合 D先把先把 A 和和 B 分开，然后移去分开，然后移去 C，贴在，贴在 A、B 下部的金属箔都闭合下部的金属箔都闭合 解析 ： 选解析 ： 选 C 带电体 带电体 C 靠近导体靠近导体 A、B 时，时，A、B 发生静电感应现象，使发生静电感应现象，使 A
3、 端带负电，端带负电，B 端带正电，但端带正电，但 A、B 是一个等势体，选项是一个等势体，选项 A、B 错误；移去带电体错误；移去带电体 C 后，后，A、B 两端电荷中 和，其下部的金属箔都闭合，选项 两端电荷中 和，其下部的金属箔都闭合，选项 C 正确；若先将正确；若先将 A、B 分开，再移去带电体分开，再移去带电体 C，A、B 上 的电荷不能中和，其下部的金属箔仍张开，选项 上 的电荷不能中和，其下部的金属箔仍张开，选项 D 错误。错误。 2.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示， 一带负电的粒子以某一速度从图中 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所
4、示， 一带负电的粒子以某一速度从图中 A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞 行， 最后离开电场， 粒子只受静电力作用，则粒子在电场中 点沿图示方向进入电场在纸面内飞 行， 最后离开电场， 粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( ) A做直线运动，电势能先变小后变大做直线运动，电势能先变小后变大 B做直线运动，电势能先变大后变小做直线运动，电势能先变大后变小 C做曲线运动，电势能先变小后变大做曲线运动，电势能先变小后变大 D做曲线运动，电势能先变大后变小做曲线运动，电势能先变大后变小 解析：选解析：选 C 由题图等势面可知两固定的等量异号点电荷的电 场分布如图所示。带负电的粒子在等量异号点电荷所产生
5、电场中的 偏转运动轨迹如图所示，则粒子在电场中做曲线运动。电场力对带 负电的粒子先做正功后做负功，电势能先变小后变大，故 由题图等势面可知两固定的等量异号点电荷的电 场分布如图所示。带负电的粒子在等量异号点电荷所产生电场中的 偏转运动轨迹如图所示，则粒子在电场中做曲线运动。电场力对带 负电的粒子先做正功后做负功，电势能先变小后变大，故 C 正确。正确。 3.Q1、 Q2为两个带电质点， 带正电的检验电荷为两个带电质点， 带正电的检验电荷 q 沿中垂线向上移动时，沿中垂线向上移动时， q 在各 点所受 在各 点所受 Q1、 Q2作用力的合力大小和方向如图中细线所示作用力的合力大小和方向如图中细线
6、所示(力的方向都是向左侧力的方向都是向左侧)， 由此可以判断 ， 由此可以判断( ) AQ2可能带负电荷可能带负电荷 BQ1、Q2可能为等量异种电荷可能为等量异种电荷 CQ2电荷量一定大于电荷量一定大于 Q1的电荷量的电荷量 D中垂线上的各点电势相等中垂线上的各点电势相等 解析：选解析：选 C 由图可知带正电的检验电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方 或左下方， 所以 由图可知带正电的检验电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方 或左下方， 所以 Q2一定带正电荷，一定带正电荷， Q1可能带正电荷也可能带负电荷， 且可能带正电荷也可能带负电荷， 且 Q2Q1， 选项， 选项 A、 B、
7、 D 错，错，C 正确。正确。 4.如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间 a 点从静止释放一带电微粒，微 粒恰好保持静止状态。现将两板绕过 点从静止释放一带电微粒，微 粒恰好保持静止状态。现将两板绕过 a 点的轴点的轴(垂直于纸面垂直于纸面)逆时针旋转逆时针旋转 45， 再由 ， 再由 a 点从静止释放一同样的微粒，该微粒将点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( ) A保持静止状态保持静止状态 B向左上方做匀加速运动向左上方做匀加速运动 C向正下方做匀加速运动向正下方做匀加速运动 D向左下方做匀加速运动向左下方做匀加速运动 解析：选解析：选
8、 D 两板水平放置时，放置于两板间 两板水平放置时，放置于两板间 a 点的带电微粒保持静止， 带电微粒受到的电场力与重力平衡。当将两板逆时针旋转 点的带电微粒保持静止， 带电微粒受到的电场力与重力平衡。当将两板逆时针旋转 45时， 电场力大小不变， 方向逆时针偏转 时， 电场力大小不变， 方向逆时针偏转 45， 受力如图， 则其合力方向沿二力角平分线方向， 微粒将向左 下方做匀加速运动。 选项 ， 受力如图， 则其合力方向沿二力角平分线方向， 微粒将向左 下方做匀加速运动。 选项 D 正确。正确。 5.如图所示， 足够长的两平行金属板正对竖直放置， 它们通过导线与电源如图所示， 足够长的两平行
9、金属板正对竖直放置， 它们通过导线与电源 E、 定值电阻 、 定值电阻 R、 开关、 开关 S 相连。闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处 无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法中正确的是 相连。闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处 无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法中正确的是( ) A液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线 B电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大 C电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长 D定值电阻的阻值越大，液滴在板
10、间运动的时间越长定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长 解析：选解析：选 B 电容器充满电荷后，极板间的电压等于电源的电动势，极板间形成匀强 电场，液滴受水平方向的电场力和竖直方向的重力作用，合力为恒力，而初速度为零，所 以液滴做初速度为零的匀加速直线运动， 电容器充满电荷后，极板间的电压等于电源的电动势，极板间形成匀强 电场，液滴受水平方向的电场力和竖直方向的重力作用，合力为恒力，而初速度为零，所 以液滴做初速度为零的匀加速直线运动，A 项错；电源电动势越大，则液滴受到的电场力 也越大，合力越大，加速度也越大， 项错；电源电动势越大，则液滴受到的电场力 也越大，合力越大，加速度也越大，
11、B 项对 ； 电源电动势越大，加速度越大，同时位移越小， 运动的时间越短， 项对 ； 电源电动势越大，加速度越大，同时位移越小， 运动的时间越短， C 错 ； 定值电阻不会影响两极板上电压的大小， 对液滴的运动没有影响，错 ； 定值电阻不会影响两极板上电压的大小， 对液滴的运动没有影响， D 项错。项错。 6用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图，现将一正电泡沫板 靠近 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图，现将一正电泡沫板 靠近 A 极板，然后用手触碰极板，然后用手触碰 A 板并迅速离开，再移开泡沫板，此时指针张开。设两极板正 对面积为 板并迅速离开，再移开
12、泡沫板，此时指针张开。设两极板正 对面积为 S， 极板间的距离为， 极板间的距离为 d， 静电计指针偏角为， 静电计指针偏角为 。 实验中， 极板所带电荷量不变， 则。 实验中， 极板所带电荷量不变， 则( ) A移开泡沫板后移开泡沫板后 A 板带负电板带负电 B移开泡沫板后移开泡沫板后 A 板带正电板带正电 C保持保持 S 不变，增大不变，增大 d，则，则 变小变小 D保持保持 d 不变，减小不变，减小 S，由，由 变大变大 解析：选解析：选 AD 正电泡沫板靠近 正电泡沫板靠近 A 极板后，根据静电感应原理可知极板后，根据静电感应原理可知 A 极板靠近泡沫板 处带负电荷， 用手触碰 极板靠
13、近泡沫板 处带负电荷， 用手触碰 A 极板后， 大地电子流向极板后， 大地电子流向 A 极板带上更多的负电， 移走正电泡沫板后，极板带上更多的负电， 移走正电泡沫板后， A 极板上负电荷较多，所以带负电，极板上负电荷较多，所以带负电，A 正确，正确，B 错误 ； 两极板所带电荷量恒定不变，保持错误 ； 两极板所带电荷量恒定不变，保持 S 不变，增大不变，增大 d，根据，根据 C可知可知 C 减小，根据减小，根据 C 可知 可知 U 增大，即增大，即 变大，变大，C 错误；保错误；保 rS 4kd Q U 持持 d 不变，减小不变，减小 S，根据，根据 C可知可知 C 减小，根据减小，根据 C
14、可知 可知 U 增大，即增大，即 变大，变大，D 正确。正确。 rS 4kd Q U 7 如图所示的 如图所示的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 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均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是( ) A三对金属板正极电势的关系三对金属板正极电势的关系 123 B三对金属板间场强大小有三对金属板间场强大小有 E1E2E3 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若沿电
15、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，最密，3 最疏最疏 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 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 ， 最小的是 3 解析：选解析：选 BCD 通过 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， 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， 由错误。 又因为板间距离不同， 由
16、EU AB d 可得可得 E1E2E3，B 正确。每隔相等的电势差值作一等势面，由正确。每隔相等的电势差值作一等势面，由 d可得，场强越大，可得，场强越大， UAB E 等势面间距越小，分析得等势面分布的关系是等势面间距越小，分析得等势面分布的关系是 1 最密，最密，3 最疏，最疏，C 正确。沿电场方向每隔相 等距离作一等势面，由 正确。沿电场方向每隔相 等距离作一等势面，由 UABEd 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 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，最小的是 3，D 正确。正确。 8 三个电子在同一地点同时沿同一直线垂直飞
17、入偏转电场， 如图， 则由 此可判断 三个电子在同一地点同时沿同一直线垂直飞入偏转电场， 如图， 则由 此可判断( ) Ab 和和 c 同时飞离电场同时飞离电场 B在在 b 飞离电场的瞬间，飞离电场的瞬间，a 恰好击中下极板恰好击中下极板 C进入电场时，进入电场时，a 速度最大，速度最大，c 速度最小速度最小 Dc 的动能增量最小，的动能增量最小，a 和和 b 的动能增量一样大的动能增量一样大 解析：选解析：选 BD b、c 在竖直方向上做匀加速运动且位移关系为：在竖直方向上做匀加速运动且位移关系为：ycyb，根据，根据 y at2可可 1 2 知知 tctb，故，故 A 错误 ； 三个电子的
18、质量和电荷量都相同，则知加速度相同，错误 ； 三个电子的质量和电荷量都相同，则知加速度相同，a、b 两电子在竖 直方向上的位移相等，根据 两电子在竖 直方向上的位移相等，根据 y at2，可知运动时间相等，故，可知运动时间相等，故 B 正确；在垂直于电场方向即正确；在垂直于电场方向即 1 2 水平方向，三个电子做匀速直线运动，则有：水平方向，三个电子做匀速直线运动，则有：xvt，由题图可知，由题图可知 xcxb，由上可知，由上可知 tctb， 则 ， 则 vcvb，根据，根据 tatb，因为，因为 xbxa，则可得：，则可得：vbva，所以有：，所以有：vcvbva，故，故 C 错误； 根据动
19、能定理知，电场力对 错误； 根据动能定理知，电场力对 a、b 两电子做功一样多，所以动能增加量相等，电场力对两电子做功一样多，所以动能增加量相等，电场力对 c 电 子做功最少，动能增加量最小，故 电 子做功最少，动能增加量最小，故 D 正确。正确。 二、计算题二、计算题(本题共本题共 3 小题，共小题，共 52 分分) 9(15 分分)如图，一质量为如图，一质量为 m、电荷量为、电荷量为 q(q0)的粒子在匀强电场中运动，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 为其 运动轨迹上的两点。已知该粒子在 A 点的速度大小为点的速度大小为 v0，方向与电场方向的夹角为，方
20、向与电场方向的夹角为 60； 它运动到 ； 它运动到 B 点时速度方向与电场方向的夹角为点时速度方向与电场方向的夹角为 30。不计重力。求。不计重力。求 A、B 两点间的电势差。两点间的电势差。 解析：设带电粒子在解析：设带电粒子在 B 点的速度大小为点的速度大小为 vB。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变， 即 。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变， 即 vB sin 30v0sin 60 由此得由此得 vBv03 设设 A、B 两点间的电势差为两点间的电势差为 UAB，由动能定理有，由动能定理有 qUAB m(vB2v02) 1 2 联立式得联立式得 UAB mv02 q 答案：答案：mv
21、 02 q 10(17 分分)如图所示，在如图所示，在 x0 的空间中，存在沿的空间中，存在沿 x 轴正方向的匀强电场轴正方向的匀强电场 E； 在； 在 x0 的 空间内，存在沿 的 空间内，存在沿 x 轴负方向的匀强电场，场强大小也等于轴负方向的匀强电场，场强大小也等于 E，一电子，一电子(e，m)在在 xd 处的处的 P 点以沿点以沿 y 轴正方向的初速度轴正方向的初速度 v0开始运动，不计电子重力。求：开始运动，不计电子重力。求： (1)电子在电子在 x 轴方向的分运动的周期；轴方向的分运动的周期； (2)电子运动的轨迹与电子运动的轨迹与 y 轴的各个交点中，任意两个相邻交点之间的距离轴
22、的各个交点中，任意两个相邻交点之间的距离 l。 解析：解析：(1)设电子从射入到第一次与设电子从射入到第一次与 y 轴相交所用时间为轴相交所用时间为 t，则有，则有 d t2，解得，解得 t 1 2 Ee m 。 2md Ee 所以，电子在所以，电子在 x 方向分运动的周期为方向分运动的周期为 T4t4 。 2md Ee (2)在竖直方向上有在竖直方向上有 yv0tv0，电子运动的轨迹与，电子运动的轨迹与 y 轴的各个交点中，任意两个轴的各个交点中，任意两个 2md Ee 相邻交点之间的距离相邻交点之间的距离 l2y2v0。 2md Ee 答案：答案：(1)4 (2)2v0 2md Ee 2m
23、d Ed 11(20 分分)如图所示，一对半径均为如图所示，一对半径均为 R1的金属板的金属板 M、N 圆心正对平行 放置， 两板距离为 圆心正对平行 放置， 两板距离为 d， N 板中心镀有一层半径为板中心镀有一层半径为 R2的圆形锌金属薄膜，的圆形锌金属薄膜， dR2R1，两板之间 电压为 ，两板之间 电压为 UMN，两板之间真空且可视为匀强电场。，两板之间真空且可视为匀强电场。N 板受到某种单色光照射后锌金属薄膜表 面会发射出最大速率为 板受到某种单色光照射后锌金属薄膜表 面会发射出最大速率为 v，方向各异的电子，已知电子的电荷量为，方向各异的电子，已知电子的电荷量为 e，质量为，质量为
24、 m，每秒稳定 发射 ，每秒稳定 发射 n 个电子。电子在板间运动过程中无碰撞且不计电子的重力和电子间相互作用，电子 到达 个电子。电子在板间运动过程中无碰撞且不计电子的重力和电子间相互作用，电子 到达 M 板全部被吸收。板全部被吸收。M 板右侧串联的电流表可以测量到通过板右侧串联的电流表可以测量到通过 M 板的电流板的电流 I。试求：。试求： (1)当当 UMN取什么值时，取什么值时，I 始终为零；始终为零； (2)当当 UMN取什么值时，取什么值时，I 存在一个最大值，并求这个最大值。存在一个最大值，并求这个最大值。 解析：解析：(1)当垂直当垂直 N 板发射速度为板发射速度为 v 的电子
25、不能到达的电子不能到达 M 板时，电流为零。板时，电流为零。 令此时两板间电压为令此时两板间电压为 UMN 根据动能定理：根据动能定理：eUMN mv2 1 2 可得：可得：UMN。 mv2 2e (2)当从锌膜边缘平行当从锌膜边缘平行 N 板射出的电子作类平抛运动刚好能到达板射出的电子作类平抛运动刚好能到达 M 板边缘时， 则所有电 子均能到达 板边缘时， 则所有电 子均能到达 M 板，电流最大为板，电流最大为 Ine 令此时两板间电压为令此时两板间电压为 UMN 根据运动学公式可得：水平方向：根据运动学公式可得：水平方向：R1R2vt 竖直方向：竖直方向：d at2 1 2 由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：aU MN e dm 联立以上可得：联立以上可得：UMN。 2md2v2 e R1R2 2 答案：答案：(1) (2) ne mv2 2e 2md2v2 e R1R2 2