魯科版(2019)高中物理必修三第二章單元測試(含答案)

魯科版(2019)高中物理必修三第二章單元測試(含答案)1.一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電荷量q＝2.0×10－9C，在靜電場中由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)。在這過程中除靜電力外，其他力做的功為6.0×10－5J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0×10－5J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab為()A．1×104V B．－1×104VC．4×104V D．－7×104V2．(多選)下列關(guān)于電勢高低的判斷，正確的是()A．負(fù)電荷從A移到B時(shí)，外力做正功，A點(diǎn)的電勢一定較高B．負(fù)電荷從A移到B時(shí)，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢一定較低C．正電荷從A移到B時(shí)，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢一定較低D．正電荷只在電場力作用下從靜止開始，由A移到B，A點(diǎn)的電勢一定較高3.(2013·課標(biāo)全國卷Ⅰ)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計(jì))．小孔正上方eq\f(d,2)處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)返回．若將下極板向上平移eq\f(d,3)，則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將()A．打到下極板上 B．在下極板處返回C．在距上極板e(cuò)q\f(d,2)處返回 D．在距上極板e(cuò)q\f(2,5)d處返回4.(2019·永州模擬)水平線上的O點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷，圖中畫出了電荷周圍對稱分布的幾條電場線，如圖所示。以水平線上的某點(diǎn)O′為圓心，畫一個(gè)圓，與電場線分別相交于a、b、c、d、e，則下列說法正確的是()A．b、e兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B．b、c兩點(diǎn)間電勢差等于e、d兩點(diǎn)間電勢差C．a(chǎn)點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢D．電子在d點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能5．(多選)一帶電粒子沿著圖中曲線JK穿過一勻強(qiáng)電場，a、b、c、d為該電場的電勢面，其中φa＜φb＜φc＜φd，若不計(jì)粒子受的重力，可以確定()A．該粒子帶正電B．該粒子帶負(fù)電C．從J到K粒子的電勢能增加D．粒子從J到K運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)能與電勢能之和不變6．如圖所示，豎直放置的兩個(gè)平行金屬板間有勻強(qiáng)電場，在兩板之間等高處有兩個(gè)質(zhì)量相同的帶電小球，P小球從緊靠左極板處由靜止開始釋放，Q小球從兩板正中央由靜止開始釋放，兩小球最后都能打在右極板上的同一點(diǎn)．則從開始釋放到打到右極板的過程中()A．它們的運(yùn)行時(shí)間tP＞tQB．它們的電荷量之比qP∶qQ＝2∶1C．它們的動(dòng)能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝4∶1D．它們的電勢能減少量之比ΔEP∶ΔEQ＝2∶17．(2015·福州高二檢測)如圖所示，在點(diǎn)電荷Q形成的電場中，已知a、b，兩點(diǎn)在同一等勢面上，c、d兩點(diǎn)在另一等勢面上．甲、乙兩個(gè)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為accb和adb曲線，已知乙粒子帶正電．那么下列判斷正確的是()A．甲粒子在b點(diǎn)的電勢能比在c點(diǎn)小B．乙粒子在d點(diǎn)速度最大C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同D．d點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢高8．如圖所示，P、Q是等量的正點(diǎn)電荷，O是它們連線的中點(diǎn)，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，OA<OB，用EA、EB和φA、φB分別表示A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢，則()A．EA一定大于EB，φA一定大于φBB．EA不一定大于EB，φA一定大于φBC．EA一定大于EB，φA不一定大于φBD．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB9．(多選)(2019·河北省保定市高三調(diào)研考試)如圖所示為一帶正電的點(diǎn)電荷和兩個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷附近的電場線分布，三個(gè)點(diǎn)電荷所帶電荷量均相等，M是兩負(fù)點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)及正點(diǎn)電荷在同一水平線上且M、N兩點(diǎn)到正點(diǎn)電荷的距離相等。則下列說法正確的是()A．E點(diǎn)的電場強(qiáng)度比F點(diǎn)的大B．E點(diǎn)的電勢比F點(diǎn)的高C．同一正點(diǎn)電荷在M點(diǎn)受到的電場力比在N點(diǎn)的大D．同一正點(diǎn)電荷在M點(diǎn)時(shí)的電勢能比在N點(diǎn)時(shí)的小一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向是水平的(如圖所示)．一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電的小球，從O點(diǎn)出發(fā)，初速度的大小為v0，在靜電力與重力的作用下，恰能沿與場強(qiáng)的反方向成θ角的直線運(yùn)動(dòng)．求小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)其電勢能與在O點(diǎn)的電勢能之差．11．如圖所示，A、B兩塊帶異號電荷的平行金屬板間形成勻強(qiáng)電場，一電子以v0＝4×106m/s的速度垂直于場強(qiáng)方向沿中心線由O點(diǎn)射入電場，從電場右側(cè)邊緣C點(diǎn)飛出時(shí)的速度方向與v0方向成30°的夾角．已知電子電荷e＝1.6×10－19C，電子質(zhì)量m＝0.91×10－30kg.求：(1)電子在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少J?(2)O、C兩點(diǎn)間的電勢差大小是多少V?12.如圖甲所示，一對平行金屬板M、N長為L，相距為d，O1O為中軸線，兩板間為勻強(qiáng)電場，忽略兩極板外的電場。當(dāng)兩板間加電壓UMN＝U0時(shí)，某一帶負(fù)電的粒子從O1點(diǎn)以速度v0沿O1O方向射入電場，粒子恰好打在上極板M的中點(diǎn)，粒子重力忽略不計(jì)。(1)求帶電粒子的比荷eq\f(q,m)；(2)若M、N間加如圖乙所示的交變電壓，其周期T＝eq\f(L,v0)，從t＝0開始，前eq\f(T,3)時(shí)間內(nèi)UMN＝2U，后eq\f(2T,3)時(shí)間內(nèi)UMN＝－U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持續(xù)射入電場，最終所有粒子恰好能全部離開電場而不打在極板上，求U的值。

參考答案1.解析：根據(jù)動(dòng)能定理得Wab＋6.0×10－5J＝8.0×10－5J，則Wab＝8.0×10－5J－6.0×10－5J＝2.0×10－5J。由UAB＝eq\f(WAB,q)得Uab＝eq\f(2.0×10－5,2.0×10－9)V＝1×104V，選項(xiàng)A正確。答案：A2．【解析】根據(jù)電場力做功和電勢能變化的關(guān)系，不管是正電荷做功還是負(fù)電荷做功，只要做正功電勢能就減少；只要做負(fù)功電勢能就增加．正、負(fù)電荷在電勢高低不同的位置具有的電勢能不同，正電荷在電勢高處具有的電勢能多；負(fù)電荷在電勢低處具有的電勢能多．所以C、D正確．【答案】CD3.【解析】帶電粒子在重力作用下下落，此過程中重力做正功，當(dāng)帶電粒子進(jìn)入平行板電容器時(shí)，電場力對帶電粒子做負(fù)功，若帶電粒子在下極板處返回，由動(dòng)能定理得mg(eq\f(d,2)＋d)－qU＝0；若電容器下極板上移eq\f(d,3)，設(shè)帶電粒子在距上極板d′處返回，則重力做功WG＝mg(eq\f(d,2)＋d′)，電場力做功W電＝－qU′＝－qeq\f(d′,d－\f(d,3))U＝－qeq\f(3d′,2d)U，由動(dòng)能定理得WG＋W電＝0，聯(lián)立各式解得d′＝eq\f(2,5)d，選項(xiàng)D正確．【答案】D4.解析：由圖看出，b、e兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等，但方向不同，而電場強(qiáng)度是矢量，所以b、e兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤；根據(jù)對稱性可知，b、c兩點(diǎn)間電勢差與e、d兩點(diǎn)間電勢差相等，故B正確；根據(jù)順著電場線電勢逐漸降低可知，離點(diǎn)電荷O越遠(yuǎn)，電勢越低，故a點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)的電勢，故C錯(cuò)誤；d點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢，由Ep＝qφ＝－eφ，則知電子在d點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能，故D錯(cuò)誤。答案：B5．【解析】此題已知電場中的一簇等勢面，并且知道各等勢面電勢的高低，可知電場線與等勢面垂直，且指向左．由粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡知，粒子所受電場力的方向與電場線方向相反，所以粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)，B正確；粒子從J到K運(yùn)動(dòng)過程中，電場力做正功，所以電勢能減小，C錯(cuò)；只有電場力做功，動(dòng)能與電勢能之和保持不變，D對．【答案】BD6．【解析】在豎直方向加速度均為g，位移相等，所以它們運(yùn)行時(shí)間相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；水平位移xP＝2xQ，eq\f(1,2)apt2＝2×eq\f(1,2)aQt2，F(xiàn)P＝2FQ，qP＝2qQ，qP∶qQ＝2∶1，B項(xiàng)正確；ΔEkP＝mgh＋FPx，ΔEkQ＝mgh＋FQeq\f(x,2)，所以ΔEkP∶ΔEkQ≠4∶1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔEP∶ΔEQ＝FPx∶FQeq\f(x,2)＝4∶1，D項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】B7．【解析】根據(jù)乙粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及乙粒子帶正電的條件，可知點(diǎn)電荷Q帶正電，而甲粒子帶負(fù)電，甲粒子從b向c運(yùn)動(dòng)過程中，電場力做正功，甲粒子的電勢能減小，因此，Epb>Epc，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對于乙粒子，若從b向d運(yùn)動(dòng)，電場力對粒子做負(fù)功，粒子的電勢能增加，則Epb<Epd，故φb<φd，選項(xiàng)D正確；根據(jù)動(dòng)能定理，電場力對乙粒子做負(fù)功，粒子的動(dòng)能減小，Ekb>Ekd，則vb>vd，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)正點(diǎn)電荷電場的特點(diǎn)可知，a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等，但方向不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．【答案】D8．【解析】P、Q所在空間中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢由這兩個(gè)點(diǎn)電荷共同決定，電場強(qiáng)度是矢量，P、Q兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，在無限遠(yuǎn)處的合場強(qiáng)也為零，從O點(diǎn)沿PQ垂直平分線向遠(yuǎn)處移動(dòng)，場強(qiáng)先增大，后減小，所以EA不一定大于EB.電勢是標(biāo)量，由等量同號電荷的電場線分布圖可知，從O點(diǎn)向遠(yuǎn)處，電勢是一直降低的，故φA一定大于φB.【答案】B9．解析：由題圖可知，E點(diǎn)處電場線比F點(diǎn)處電場線密，且由電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小知，E點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于F點(diǎn)的電場強(qiáng)度，選項(xiàng)A正確；電場線從正點(diǎn)電荷到負(fù)點(diǎn)電荷，沿著電場線方向電勢降低，所以F點(diǎn)的電勢比E點(diǎn)的高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩負(fù)點(diǎn)電荷在M點(diǎn)的合電場強(qiáng)度為零，M點(diǎn)只有正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度，在N點(diǎn)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度水平向右，兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度水平向左，所以M點(diǎn)的電場強(qiáng)度比N點(diǎn)的大，同一正點(diǎn)電荷在M點(diǎn)受到的電場力比在N點(diǎn)的大，選項(xiàng)C正確；設(shè)M、N的中點(diǎn)為O，在直線MN上，O點(diǎn)到M點(diǎn)的平均電場強(qiáng)度大于O點(diǎn)到N點(diǎn)的平均電場強(qiáng)度，根據(jù)U＝Ed可知，O點(diǎn)到M點(diǎn)的電勢降低得多，所以M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的低，一正點(diǎn)電荷在M點(diǎn)時(shí)的電勢能比在N點(diǎn)時(shí)的小，選項(xiàng)D正確。答案：ACD10.【解析】設(shè)小球的電荷量為q，因小球做直線運(yùn)動(dòng)，則它受到的靜電力Eq和重力mg的合力必沿初速度方向，如右圖所示．有mg＝Eqtanθ由此可知，小球做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(mg,msinθ)＝eq\f(g,sinθ)設(shè)從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的路程為s，有veq\o\al(2,0)＝2as運(yùn)動(dòng)的水平距離為l＝scosθ由上面公式可得靜電力做功W＝－Eql＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)cos2θ電勢能之差ΔEp＝－W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)cos2θ【答案】eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)cos2θ11．【解析】(1)依據(jù)幾何三角形解得：電子在C點(diǎn)時(shí)的速度為：vt＝eq\f(v0,cos30°)①而Ek＝eq\f(1,2)mv2②聯(lián)立①②得：Ek＝eq\f(1,2)m(eq\f(v0,cos30°))2＝9.7×10－18J.(2)對電子從O到C，由動(dòng)能定理，有eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,t)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)③聯(lián)立①③得：U＝eq\f(mv\o\al(2,t)－v\o\al(2,0),2e)＝15.2V.【答案】(1)9.7×10－18J(2)15.2V12.解析：(1)設(shè)粒子經(jīng)過時(shí)間t0打在M板中點(diǎn)沿極板方向有eq\f(L,2)＝v0t0垂直極板方向有eq\f(d,2)＝eq\f(qU0,2md)teq\o\al(2,0)解得eq\f(q,m)＝eq\f(4d2v\o\al(2,0),U0L2)。(2)粒子通過兩板間的時(shí)間t＝eq\f(L,v0)＝T從t＝0時(shí)刻開始，粒子在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)電壓變化周期的前三分之一時(shí)間內(nèi)的加速度大小a1＝eq\f(2qU,md)，在每個(gè)電壓變化周期的后三分之二時(shí)間內(nèi)的加速度大小a2＝eq\f(qU,md)不同時(shí)刻從O1點(diǎn)進(jìn)入電場的粒子沿電場方向的速度