高中物理粵教版1第三章磁場(chǎng) 章末綜合測(cè)評(píng)

章末綜合測(cè)評(píng)(一)電場(chǎng)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求，第7～10題有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1．(2023·江蘇高考)靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在，我國(guó)早在西漢末年已有對(duì)靜電現(xiàn)象的記載，《春秋緯·考異郵》中有“玳瑁吸衣若”之說，但下列不屬于靜電現(xiàn)象的是()A．梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B．帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引C．小線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產(chǎn)生電流D．從干燥的地毯上走過，手碰到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺【解析】用塑料梳子梳頭發(fā)時(shí)相互摩擦，塑料梳子會(huì)帶上電荷吸引紙屑，選項(xiàng)A屬于靜電現(xiàn)象；帶電小球移至不帶電金屬球附近，由于靜電感應(yīng)，金屬小球在靠近帶電小球一端會(huì)感應(yīng)出與帶電小球異號(hào)的電荷，兩者相互吸引，選項(xiàng)B屬于靜電現(xiàn)象；小線圈接近通電線圈過程中，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，小線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C不屬于靜電現(xiàn)象；從干燥的地毯上走過，由于摩擦生電，當(dāng)手碰到金屬把手時(shí)瞬時(shí)產(chǎn)生較大電流，人有被電擊的感覺，選項(xiàng)D屬于靜電現(xiàn)象．【答案】C2．下列關(guān)于靜電場(chǎng)的說法正確的是()A．在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中沒有場(chǎng)強(qiáng)相等的兩點(diǎn)，但有電勢(shì)相等的兩點(diǎn)B．正電荷只在電場(chǎng)力作用下，一定從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)C．場(chǎng)強(qiáng)為零處，電勢(shì)一定為零；電勢(shì)為零處，場(chǎng)強(qiáng)一定為零D．初速為零的正電荷在電場(chǎng)力作用下一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)【解析】考查電場(chǎng)基本性質(zhì)，幾種典型場(chǎng)空間分布．場(chǎng)強(qiáng)是矢量，A對(duì)；若正電荷具有初速度，只在電場(chǎng)力作用下，不一定從高電勢(shì)點(diǎn)向低電勢(shì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)；電勢(shì)具有相對(duì)性，零電勢(shì)點(diǎn)是可任意選取的，故C錯(cuò)；初速為零的正電荷若在電場(chǎng)線不為直線的電場(chǎng)中，只在電場(chǎng)力作用下，其將不沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)．【答案】A3．一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變，在兩極板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是()A．C和U均增大 B．C增大，U減小C．C減小，U增大 D．C和U均減小【解析】由平行板電容器電容決定式C＝eq\f(εS,4πkd)知，當(dāng)插入電介質(zhì)后，ε變大，則在S、d不變的情況下C增大；由電容定義式C＝eq\f(Q,U)得U＝eq\f(Q,C)，又電荷量Q不變，故兩極板間的電勢(shì)差U減小，選項(xiàng)B正確．【答案】B4．(2023·全國(guó)卷Ⅱ)如圖1，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電．整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．已知靜電力常量為k.若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小為()圖1\f(\r(3)kq,3l2) \f(\r(3)kq,l2)\f(3kq,l2) \f(2\r(3)kq,l2)【解析】各小球都在力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，分別對(duì)各小球受力分析，列平衡方程可求解．以c球?yàn)檠芯繉?duì)象，除受另外a、b兩個(gè)小球的庫(kù)侖力外還受勻強(qiáng)電場(chǎng)的靜電力，如圖所示，c球處于平衡狀態(tài)，據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知F靜＝2keq\f(qqc,l2)cos30°，F(xiàn)靜＝Eqc，解得E＝eq\f(\r(3)kq,l2)，選項(xiàng)B正確．【答案】B5．如圖2所示為電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，電場(chǎng)線上等距離分布M、N、P三個(gè)點(diǎn)，其中N點(diǎn)的電勢(shì)為零，將一負(fù)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，以下判斷正確的是()圖2A．負(fù)電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力一定小于在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力B．M點(diǎn)的電勢(shì)一定小于零C．正電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn)，電場(chǎng)力一定做負(fù)功D．負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能小于零【解析】?jī)H由一條電場(chǎng)線無法確定P、M兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱，A錯(cuò)誤．負(fù)電荷從M點(diǎn)至P點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，則電場(chǎng)線方向向右，正電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn)，電場(chǎng)力一定做負(fù)功，C正確；又沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，N點(diǎn)電勢(shì)為零，則M點(diǎn)電勢(shì)為正，P點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)，負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于零，B、D錯(cuò)誤．【答案】C6．如圖3所示，從熾熱的金屬絲漂出的電子(速度可視為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后從兩極板中間垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．電子的重力不計(jì)．在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下．下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是()圖3A．僅將偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極性對(duì)調(diào)B．僅增大偏轉(zhuǎn)電極間的距離C．僅增大偏轉(zhuǎn)電極間的電壓D．僅減小偏轉(zhuǎn)電極間的電壓【解析】設(shè)加速電場(chǎng)電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電壓為U，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，間距為d，電子加速過程中，由U0q＝eq\f(mv\o\al(2,0),2)，得v0＝eq\r(\f(2U0q,m))，電子進(jìn)入極板后做類平拋運(yùn)動(dòng)，時(shí)間t＝eq\f(L,v0)，a＝eq\f(Uq,dm)，vy＝at，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(UL,2U0d)，由此可判斷C正確．【答案】C7．如圖4所示，一束α粒子沿中心軸射入兩平行金屬板之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中后，分成三束a、b、c，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：30800015】圖4A．初速度va＜vb＜vcB．板內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間ta＝tb＞tcC．動(dòng)能變化量ΔEka＝ΔEkb>ΔEkcD．動(dòng)能變化量ΔEka＞ΔEkb＞ΔEkc【解析】粒子做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向上加速度相同．豎直方向上y＝eq\f(1,2)at2，整理得ta＝tb＞tc，a的水平位移小于b的水平位移，va＜vb，b、c水平位移相等，又tb＞tc，所以vb＜vc；根據(jù)動(dòng)能定理ΔE＝W＝qEy，動(dòng)能變化量ΔEka＝ΔEkb＞ΔEkc.【答案】AC8.圖5中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷．一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)．則該粒子()圖5A．帶負(fù)電B．在c點(diǎn)受力最大C．在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能D．由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化【解析】由帶電粒子進(jìn)入正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出兩者相互排斥，故帶電粒子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)庫(kù)侖定律F＝keq\f(q1q2,r2)可知，a、b、c三點(diǎn)中，在a點(diǎn)時(shí)受力最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；帶電粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)C正確；由于虛線為等間距的同心圓，故Uab＞Ubc，所以Wab＞W(wǎng)bc，根據(jù)動(dòng)能定理，帶電粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化，選項(xiàng)D正確．【答案】CD9.圖6中虛線是某電場(chǎng)的一組等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等．兩個(gè)帶電粒子從P點(diǎn)沿等勢(shì)面的切線方向射入電場(chǎng)，粒子僅受電場(chǎng)力作用，運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線所示，a、b是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)．下列說法正確的是()圖6A．兩粒子的電性相反B．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)D．與P點(diǎn)相比兩個(gè)粒子的電勢(shì)能均增加【解析】由于粒子僅受電場(chǎng)力的作用，據(jù)軌跡彎曲方向可知兩粒子受到的電場(chǎng)力方向相反，故兩粒子電性相反，A正確；b點(diǎn)的等勢(shì)面較密集，故b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大，B正確；由于兩粒子各自的電性不確定，電場(chǎng)的方向未知，故無法判斷電勢(shì)的高低，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)力對(duì)兩粒子均做正功，故電勢(shì)能均減小，D錯(cuò)．【答案】AB10．(2023·山東高考)如圖7甲，兩水平金屬板間距為d，板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示．t＝0時(shí)刻，質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間，0～eq\f(T,3)時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出．微粒運(yùn)動(dòng)過程中未與金屬板接觸，重力加速度的大小為g.關(guān)于微粒在0～T時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述，正確的是()甲乙圖7A．末速度大小為eq\r(2)v0B．末速度沿水平方向C．重力勢(shì)能減少了eq\f(1,2)mgdD．克服電場(chǎng)力做功為mgd【解析】0～eq\f(T,3)時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng)，有mg＝qE0.把微粒的運(yùn)動(dòng)分解，水平方向：做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)；豎直方向：eq\f(T,3)～eq\f(2T,3)時(shí)間內(nèi)，只受重力，做自由落體運(yùn)動(dòng)，eq\f(2T,3)時(shí)刻，v1y＝geq\f(T,3)；eq\f(2T,3)～T時(shí)間內(nèi)，a＝eq\f(2qE0－mg,m)＝g，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻，v2y＝v1y－a·eq\f(T,3)＝0，所以末速度v＝v0，方向沿水平方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確．重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mg·eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)mgd，所以選項(xiàng)C正確．根據(jù)動(dòng)能定理：eq\f(1,2)mgd－W克電＝0，得W克電＝eq\f(1,2)mgd，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】BC二、非選擇題(本題共3小題，共40分，按題目要求作答)11．(10分)一個(gè)帶電量q＝－3×10－6C的點(diǎn)電荷，從某電場(chǎng)的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做6×10－4(1)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能如何變化？變化了多少？(2)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差多大？(3)若把一個(gè)帶電量為q＝1×10－6C的電荷由A移到B【解析】(1)電荷克服電場(chǎng)力做6×10－4J的功，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加增加6×10－4J；(2)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差：UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－6×10－4,－3×10－6)V＝200V(3)電場(chǎng)力做功：W′AB＝qUAB＝1×10－6×200J＝2×10－4J.【答案】(1)增加6×10－4J(2)200V(3)2×10－4J12．(15分)如圖8所示，質(zhì)量為m＝5×10－8kg的帶電粒子以v0＝2m/s的速度從水平放置的平行金屬板A、B中央飛入電場(chǎng)，已知板長(zhǎng)L＝10cm，板間距離d＝2cm，當(dāng)A、B間加電壓UAB＝103V時(shí)，帶電粒子恰好沿直線穿過電場(chǎng)(設(shè)此時(shí)A板電勢(shì)高)，取g＝10m/s2圖8(1)帶電粒子的電性和所帶電荷量；(2)A、B間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出？【解析】(1)當(dāng)UAB＝103V時(shí)，粒子做直線運(yùn)動(dòng)有qeq\f(U,d)＝mg解得q＝eq\f(mgd,U)＝10－11C，帶負(fù)電．(2)當(dāng)電壓UAB比較大時(shí)，qE>mg，粒子向上偏，由牛頓第二定律得eq\f(qU1,d)－mg＝ma1當(dāng)剛好能從上板邊緣飛出時(shí)，有y＝eq\f(1,2)a2t2＝eq\f(1,2)a1(eq\f(L,v0))2＝eq\f(d,2)解得U1＝1800V當(dāng)電壓UAB比較小時(shí)，qE<mg，粒子向下偏，由牛頓第二定律得mg－eq\f(qU2,d)＝ma2設(shè)剛好能從下板邊緣飛出，有y＝eq\f(1,2)a2t2＝eq\f(d,2)解得U2＝200V則要使粒子能從板間飛出，A、B間所加電壓的范圍為：200V≤UAB≤1800V【答案】(1)帶負(fù)電10－11C(2)200V≤UAB≤1800V13．(15分)(2023·全國(guó)卷Ⅱ)如圖9，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場(chǎng)方向平行．a(chǎn)、b為軌道直徑的兩端，該直徑與電場(chǎng)方向平行．一電荷量為q(q>0)的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為Na和Nb.不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能．圖9【解析】小球在光滑軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，在a、b兩點(diǎn)時(shí)，靜電力和軌道的作用力的合力提供向心力，由b到a只有電場(chǎng)力做功，利用動(dòng)能定理，可求解E及a、b兩點(diǎn)的動(dòng)能．質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小為F＝qE①設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m，經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為va和vb，由牛頓第二定律有F＋Na＝meq\f(v\o\al(2,a),r)②Nb－F＝meq\f(v\o\al(