2024-2025學年高二上學期期末考試復習物理試題（6）（含答案）

高二年級物理期末考試復習限時練習題(6)必修三帶電粒子在電場中的運動（時間：45分鐘）一、單項選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．如圖所示，一價氫離子(H＋)和二價氦離子(He2＋)的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉電場中，偏轉后，打在同一熒光屏上，則它們()A．同時到達屏上同一點B．先后到達屏上同一點C．同時到達屏上不同點D．先后到達屏上不同點2．兩個較大的平行金屬板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正、負極上，這時質量為m、帶電荷量為－q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖所示．在其他條件不變的情況下，如果將兩板非常緩慢地水平錯開一些，那么在錯開的過程中()A．油滴將向上加速運動，電流計中的電流從b流向aB．油滴將向下加速運動，電流計中的電流從a流向bC．油滴靜止不動，電流計中的電流從b流向aD．油滴靜止不動，電流計中的電流從a流向b3．空間中有水平方向上的勻強電場，一質量為m、帶電量為q的微粒在某豎直平面內運動，其電勢能和重力勢能隨時間變化如圖所示，則該微粒（）A．一定帶正電 B．0—3s電場力做功為9JC．運動過程中動能減小 D．0—3s內除電場力和重力外所受到的其他力對微粒做功為12J4．如圖所示某同學采用平行板電容器測量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖，電容器上極板固定，下極板可隨材料尺度的變化上下移動，兩極板間電壓不變，若材料溫度降低時，極板上所帶電荷量變少，則（）A．材料豎直方向尺度減小 B．極板間電場強度不變C．極板間電場強度變大D．電容器電容變大5．如圖所示，空間存在著豎直向下的勻強電場，一個質量為m、電荷量為q（q＞0）的帶電粒子以水平方向的初速度v0由O點射入，剛好通過豎直平面內的P點，已知連線OP與初速度方向的夾角為θ＝45°，不計粒子的重力，則O、P兩點間的電勢差UOP為（）A．mv02/2qB．mv02/qC．2mv02/qD．5mv02/2q6.靜電火箭的工作過程簡化圖如圖所示，離子源發(fā)射的離子經(jīng)過加速區(qū)加速，進入中和區(qū)與該區(qū)域里面的電子中和，最后形成中性高速射流噴射而產(chǎn)生推力，根據(jù)題目信息可知（）A．M板電勢低于N板電勢B．進入中和區(qū)的離子速度與離子帶電荷量無關C．增大加速區(qū)MN極板間的距離，可以增大射流速度而獲得更大的推力D．增大MN極板間的電壓，可以增大射流速度而獲得更大的推力7．如圖所示，一質量為m、電荷量為q的小球在電場強度為E、區(qū)域足夠大的勻強電場中，以初速度v0沿ON在豎直面內做勻變速直線運動。ON與水平面的夾角為30°，重力加速度為g，且mg＝qE，則（）A．電場方向豎直向上B．小球運動的加速度大小為g/2C．小球上升的最大高度為v02/4gD．若小球在初始位置的電勢能為0，則小球電勢能的最大值為?mv028.直線ab是電場中的一條電場線，從a點無初速度釋放一電子，電子僅在電場力作用下，沿直線從a點運動到b點，其電勢能Ep隨位移x變化的規(guī)律如圖乙所示．設a、b兩點的電場強度分別為Ea和Eb，電勢分別為φa和φb.則()A．Ea＝Eb B．Ea＜EbC．φa＜φb D．φa＞φb二、多項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得4分，有選錯的得0分)9．(多選)如圖所示，平行板電容器與電動勢為E′的直流電源(內阻不計)連接，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可被忽略．一帶負電油滴被固定于電容器中的P點．現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則()A．平行板電容器的電容將變小B．靜電計指針張角變小C．帶電油滴的電勢能將減少D．若先將上極板與電源正極的導線斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則帶電油滴所受電場力不變10．(多選)如圖所示，光滑絕緣的水平面上方存在一個水平方向的電場，電場線與x軸平行，電勢φ與坐標值x的關系式為：φ＝106x(φ的單位為V，x單位為m)．一帶正電小滑塊P，從x＝0處以初速度v0沿x軸正方向運動，則()A．電場的場強大小為106V/mB．電場方向沿x軸正方向C．小滑塊的電勢能一直增大D．小滑塊的電勢能先增大后減小11.(多選)如圖所示，在真空中A、B兩塊平行金屬板豎直放置并接入電路．調節(jié)滑動變阻器，使A、B兩板間的電壓為U時，一質量為m、電荷量為－q的帶電粒子，以初速度v0從A板上的中心小孔沿垂直兩板的方向射入電場中，恰從A、B兩板的中點處沿原路返回(不計重力)，則下列說法正確的是()A．使初速度變?yōu)?v0時，帶電粒子恰能到達B板B．使初速度變?yōu)?v0時，帶電粒子將從B板中心小孔射出C．使初速度v0和電壓U都增加為原來的2倍時，帶電粒子恰能到達B板D．使初速度v0和電壓U都增加為原來的2倍時，帶電粒子將從B板中心小孔射出12.（多選）如圖所示，在豎直向上的勻強電場中，A、B兩球質量相等，A球位于B球的正上方，兩個小球以相同的初速度水平拋出，它們最后落在水平面上同一點，其中只有一個小球帶電，不計空氣阻力，下列判斷正確的是（）A．如果A球帶電，則A球一定帶負電B．如果A球帶電，則A球的電勢能一定增加C．如果B球帶電，則B球一定帶負電D．如果B球帶電，則B球的電勢能一定增加13.（多選）如圖甲所示，真空中水平放置兩塊長度為d的平行金屬板P、Q，兩板間距為d，兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變化的電壓。在兩板左側緊靠P板處有一粒子源A，自t＝0時刻開始連續(xù)釋放初速度大小為v0、方向平行于金屬板的相同帶電粒子，t＝0時刻釋放的粒子恰好從Q板右側邊緣離開電場。已知電場變化周期T＝2d/v0，粒子質量為m，不計粒子重力及相互之間的作用力，則（）A．在t＝0時刻進入的粒子離開電場時速度大小仍為v0B．粒子的電荷量為mv02/2U0C．在t＝T/8時刻進入的粒子離開電場時，在豎直方向的位移大小為d/8D．在t＝T/4時刻進入的粒子剛好從P板右側邊緣離開電場三、應用題（本題3個小題，共38分）14、如圖所示，帶有等量異種電荷平行金屬板M、N豎直放置，M、N兩板間的距離d＝0.5m．現(xiàn)將一質量m＝1×10－2kg、電荷量q＝＋4×10－5C的帶電小球從兩極板上方的A點以v0＝4m/s的初速度水平拋出，A點距離兩板上端的高度h＝0.2m；之后小球恰好從靠近M板上端處進入兩板間，沿直線運動碰到N板上的C點，該直線與曲線的末端相切．設勻強電場只存在于M、N之間，不計空氣阻力，取g＝10m/s2.求：(1)小球到達M極板上邊緣B位置時速度的大小和方向；(2)M、N兩板間的電場強度的大小和方向；(3)小球到達C點時的動能．15、如圖所示，在xOy平面的第一象限，存在以x軸、y軸、直線x＝2L及直線y＝2L為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅰ，電場強度大小為E，方向水平向右；在第二象限存在以x軸、y軸、x＝-3L及y＝2L為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅱ，電場方向豎直向上。一電子（電荷量大小為e，質量為m，不計重力）從B點處靜止釋放，恰好從N點離開電場區(qū)域Ⅱ。（1）求電子通過C點時的速度大??；（2）求電場區(qū)域Ⅱ中的電場強度的大小；（3）電子由電場區(qū)域Ⅰ中某點靜止釋放，從電場區(qū)域Ⅱ的邊界NO離開，且出射速度的方向與x軸負方向成53°角，求釋放點的位置應滿足的條件（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。16、如圖所示，長為l的輕質細線固定在O點，細線的下端系住質量為m、電荷量為＋q的小球，小球的最低點距離水平面的高度為h，在小球最低點與水平面之間高為h的空間內分布著場強為E的水平向右的勻強電場．固定點O的正下方l/2處有一小障礙物P，現(xiàn)將小球從細線處于水平狀態(tài)由靜止釋放．(1)細線在剛要接觸障礙物P時，小球的速度是多大？(2)細線在剛要接觸障礙物P和細線剛接觸到障礙物P時，細線的拉力發(fā)生多大變化？(3)若細線在剛要接觸障礙物P時斷開，小球運動到水平面時的動能為多大？高二年級物理期末考試復習限時練習題(1)參考答案一、單項選擇題1．答案：B解析：一價氫離子(H＋)和二價氦離子(He2＋)的比荷不同，由qU＝eq\f(1,2)mv2可知經(jīng)過加速電場獲得的末速度不同，因此在加速電場及偏轉電場的時間均不同，但在偏轉電場中偏轉距離y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(U2L2,4U1d)相同，所以會打在同一點，B正確．2．答案：D解析：電容器與電源相連，兩極板間電壓不變．將兩極板非常緩慢地水平錯開一些，兩極板正對面積減小，而間距不變，由E＝eq\f(U,d)可知，電場強度不變，油滴受到的電場力不變，仍與重力平衡，因此油滴靜止不動．由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容減小，Q＝CU，電荷量減小，電容器放電，因此可判斷電流計中的電流從a流向b，故D正確．3．答案：D4．答案：A5．答案：C6.答案：D7．答案：C8.答案：C解析：電子在電場中發(fā)生一段位移Δx，電場力做功eEΔx，由功能關系知ΔEp＝－eEΔx，即eq\f(ΔEp,Δx)＝－eE，Ep－x圖線斜率的絕對值表示電場力，由圖線知，斜率減小，故場強在減小，所以，Ea>Eb，故A錯誤，B錯誤；電子從靜止開始由a向b運動，故受電場力方向一定由a指向b，又因電子帶負電，所以場強方向一定從b指向a，沿電場線方向電勢降低，所以φa<φb，故C正確，D錯誤．二、多項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得4分，有選錯的得0分)9．答案：ACD解析：將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離時，兩極板的正對面積S不變，間距d變大，根據(jù)關系式C＝eq\f(εrS,4πkd)∝eq\f(S,d)可知，電容C減小，選項A正確；因為靜電計指針的變化表征了電容器兩極板電勢差的變化，題中電容器兩極板間的電勢差U不變，所以靜電計指針張角不變，選項B錯誤；U不變，極板間距d變大時，板間場強E＝U/d減小，帶電油滴所處位置的電勢φP＝EdP增大，其中dP為油滴到下極板的距離，又因為油滴帶負電，所以其電勢能將減少，選項C正確；若先將上極板與電源正極的導線斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則電容器帶電荷量Q不變，極板間距d變大，根據(jù)Q＝CU，E＝U/d和C＝eq\f(εrS,4πkd)可知E∝Q/S，可見，極板間場強E不變，所以帶電油滴所受電場力不變，選項D正確．10．答案：AD解析：根據(jù)E＝eq\f(U,d)，U＝φ2－φ1可知，E＝eq\f(ΔU,Δx)＝106V/m，選項A對；隨x值的增大，φ也增大，所以電場的方向應沿x軸負方向，選項B錯；電場力對滑塊P先做負功后做正功，所以滑塊的電勢能先增大后減小，選項D對，C錯．11.答案：BC解析：設帶電粒子進入電場中的位移為x，根據(jù)動能定理得：－qEx＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，又E＝eq\f(U,d)得x＝eq\f(mdv\o\al(2,0),2qU)，由此可知，要使帶電粒子進入電場后恰能到達B板處，x變?yōu)樵瓉淼?倍，采取的方法有：使帶電粒子的初速度變?yōu)閑q\r(2)v0；或使A、B兩板間的電壓變?yōu)閑q\f(1,2)U；或使初速度v0和電壓U都增加到原來的2倍，故B、C正確，A、D錯誤．12.答案：AD13.答案：AD三、應用題（本題2個小題，共38分）14、答案：(1)2eq\r(5)m/s，方向與水平方向的夾角為arctan0.5(2)5×103N/C，方向水平向右(3)0.225J解析：(1)小球平拋運動過程水平方向做勻速直線運動，vx＝v0＝4m/s豎直方向做勻加速直線運動，h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，vy＝gt1＝2m/s解得：vB＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝2eq\r(5)m/s方向tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(1,2)，θ＝arctan0.5(θ為速度方向與水平方向的夾角)(2)小球進入電場后，沿直線運動到C點，所以重力與電場力的合力即沿該直線方向，則tanθ＝eq\f(mg,qE)＝eq\f(1,2)解得：E＝eq\f(2mg,q)＝5×103N/C，方向水平向右．(3)進入電場后，小球受到的合外力F合＝eq\r(mg2＋qE2)＝eq\r(5)mgB、C兩點間的距離s＝eq\f(d,cosθ)，cosθ＝eq\f(qE,F合)＝eq\f(2,\r(5))從B到C由動能定理得：F合s＝EkC－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得：EkC＝0.225J15、答案：16、答案：(1)eq\r(2gl)(2)增大2mg(3)mgh＋mgl＋eq\f(q2E2h,mg)＋2qEeq\r(hl)解析：(1)由機械能守恒定律得mgl＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(2gl).(2)細線在剛