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1、2020屆高考物理第一輪復習考點模擬檢測:電場
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。共100分考試用時90分鐘
第Ⅰ卷(選擇題共40分)
一、本題共10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分.
1.[2020·課標全國卷T20] 一帶負電荷的質點在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c,已知質點的速率是遞減的.關于b點電場強度E的方向,如圖1-5所示中可能正確的是(虛線是曲線在b點的切線)( )
圖1-5
2.[2020·海南物理卷T1] 關
2、于靜電場,下列說法正確的是( )
A.電勢等于零的物體一定不帶電
B.電場強度為零的點,電勢一定為零
C.同一電場線上的各點,電勢一定相等
D.負電荷沿電場線方向移動時,電勢能一定增加
a
b
c
d
20 V
25V
圖2
3. a、b、c、d是勻強電場中的四個點,它們正好是一個矩形的四個頂點。電場線與矩形所在平面平行。已知a點的電勢為20V,b點的電勢為2V,d點的電勢、c點的電勢可能為為 ( )
A.4V、9V
B.8V、12V
C.12V、15V
D.24V、29V
E
A
B
3、
圖3
4. 如圖3所示,疊放在一起的A、B兩絕緣小物塊放在水平向右的勻強電場中,其中B帶正電q而A不帶電.它們一起沿絕緣水平面以某一速度勻速運動.現突然使B帶電量消失,同時A帶上正電q,則A、B的運動狀態(tài)可能為 ( )
A.一起勻速運動
B.一起加速運動
C.A勻加速,B勻減速
D.A勻加速,B勻速
5.(2020年高考浙江卷)空間存在勻強電場,有一電荷量、質量的粒子從O點以速率射入電場,運動到點時速率為。現有另一電荷量、質量的粒子以速率仍從O點射入該電場,運動到B點時速率為。若忽略重力的影響,則( )
A.在O、A、B三點中,點電勢最高
B.在O、A、B
4、三點中,A點電勢最高
C.OA間的電勢差比BO間的電勢差大
D.OA間的電勢差比間的電勢差小
6.如圖4所示,中子內有一個電荷量為 + e的上夸克和兩個電荷量為 - e的下夸克,3個夸克都分布在半徑為 r 的同一圓周上,則上夸克所在處的電場強度為 ( )
圖4
A.
B.
C.
D.
圖5
7.如圖5所示的直線是真空中的某電場的一條電場線,AB是這條電場線上的兩點。一個帶負電的粒子在只受電場力的情況下,以速度經過A點向B點運動,經一段時間后,該帶電粒子以速度經過B點,且與的方向相反,則 ( )
A.A點的電勢一定低于B點的電勢
B.A點的場強一定
5、大于B點的場強
C.該帶電粒子在A點的電勢能一定小于它在B點的電勢能
D.該帶電粒子在A點的動能和電勢能之和一定等于它在B
點的動能和電勢能之和
圖6
8.(2020全國卷1理科綜合)如圖6所示,一電場的電場
線分布關于y軸(沿豎直方向)對稱,O、M、N是y
軸上的三個點,且OM=MN。P點在y軸右側,MP⊥
ON。則 ( )
A.M點的電勢比P點的電勢高
B.將負電荷由O點移動到P點,電場力做正功
C.M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差
D.在O點靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y軸做直線運動
A
B
6、
N
圖7
9.如圖7所示,平行板電容器AB兩極板水平放置,A在上方,B在下方,現將其和二極管串聯接在電源上,已知A和電源正極相連,二極管具有單向導電性,一帶電小球沿AB 中心水平射入,打在B極板上的N點,小球的重力不能忽略,現通過上下移動A板來改變兩極板AB間距(兩極板仍平行),則下列說法正確的是 ( )
A.若小球帶正電,當A B間距增大時,小球打在N的右側
B.若小球帶正電,當A B間距減小時,小球打在N的左側
C.若小球帶負電,當A B間距減小時,小球可能打在N的右側
D.若小球帶負電,當A B間距增大時,小球可能打在N的左側
圖8
10:
7、如圖8所示,把質量為、帶電量為的物塊放在傾角的固定光滑絕緣斜面的頂端,整個裝置處在范圍足夠大的勻強電場中。已知電場強度大小,電場方向水平向左,斜面高為,則釋放物塊后,物塊落地時的速度大小為 ( )
A.
B.
C.
D.
第Ⅱ卷(非選擇題 共60分)
二、本題共2小題,共12分.把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答.
11.(6分)某一研究性學習小組的同學們設計了以下實驗方案來驗證電荷守恒定律:
實驗操作
步驟一:手持起電板柄,用力將兩塊起電板快速摩擦后分開
步驟二:將其中一塊板插入箔片驗電器上端的空心金屬球(不要接觸金屬球)
步驟三:將兩塊板同時插入空心金屬球
8、
實驗圖解
實驗現象
箔片張開
箔片閉合
根據以上實驗過程和觀察到的現象,回答下列問題:
(1)步驟二的實驗現象,說明_____________________________________________
(2)步驟三的實驗現象,說明_____________________________________________
(3)該研究性實驗_________(填“能”或“不能”)驗證電荷守恒定律。
12.(6分)示波管是示波器的核心部件,它由電子槍、________和________三部分組成,如圖9所示.如果在熒光屏上P點出現亮斑,可知示波管中的極板X的
9、電勢______(填“高于”或“低于”)極板X ′;極板Y的電勢______(填“高于”或“低于”)極板Y ′
圖9
三、本題共4小題,滿分48分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。
13.(12分).如圖10所示,長L=1.6m,質量M=3kg的木板靜放在光滑水平面上,質量m=1kg、
帶電量q=+2.5×10-4C的小滑塊放在木板的右端,木板和物塊間的動摩擦因數μ=0.1,所在
空間加有一個方向豎直向下強度為E=4.0×104N/C的勻強電場,如圖所示,現對木板施加一水平向右的拉力F.取g=10
10、m/s2,求:
(1)使物塊不掉下去的最大拉力F;
(2)如果拉力F=11N恒定不變,小物塊所能獲得的最大動能.
圖10
14.(12分)兩個半徑均為R的圓形平板電極,平行正對放置,相距為d,極板間的電勢差為U,板間電場可以認為是均勻的。一個α粒子(氦原子核)從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間,到達負極板時恰好落在極板中心。
已知質子電荷為e,質子和中子的質量均視為m,忽略重力和空氣阻力的影響,求
(1)極板間的電場強度E;
(2)α粒子在極板間運動的加速度a;
(3)α粒子的初速度v0。
15.(12分)如圖11所示,在長為2L、寬為L的區(qū)域內有正好一
11、半空間有場強為E、方向平行于短邊的勻強電場,有一個質量為m,電量為e的電子,以平行于長邊的速度v0從區(qū)域的左上角A點射入該區(qū)域,不計電子所受重力,要使這個電子能從區(qū)域的右下角的B點射出,求:
(1)無電場區(qū)域位于區(qū)域左側一半內時,如圖甲所示,電子的初速應滿足什么條件;
(2)無電場區(qū)域的左邊界離區(qū)域左邊的距離為x時,如圖乙所示,電子的初速又應滿足什么條件;
圖11
16.如圖12所示在豎直平面內建立直角坐標系XOY,OY表示豎直向上的方向。已知該平面內存在沿OX軸負方向的區(qū)域足夠大的勻強電場,現有一個帶電量為、質量為的小球從坐標原點O沿Y軸正方向以某一初速度豎直向上拋出,它到達的最
12、高點位置為圖中的Q點,其坐標為(1.6,3.2),不計空氣阻力,g取10m/s2。
1.6
3.2
X/m
1.6 3.2 4.8 6.4
Y/m
Q
圖12
O
(1)指出小球帶何種電荷;
(2)求小球的初速度和勻強電場的場強大??;
(3)求小球從O點拋出到落回X軸的過程中電勢能的改變量.
參考答案
1.D【解析】 負電荷所受電場力的方向與電場強度的方向相反,且電荷受力方向指向運動軌跡的凹側,A、C錯誤;B選項中負電荷所受電場力具有沿速度方向的分力,質點的速率是遞增的,B錯誤;D選項中質點所受電場力具
13、有沿速度反方向的分力,質點的速率是遞減的,D正確.
2.D【解析】 負電荷受電場力方向與電場方向相反,當負電荷沿電場線方向移動時,電場力對電荷做負功,電勢能一定增加,故D選項正確;電場中某點電勢是否為零與電場強度的大小及物體是否帶電無關,與選取的零電勢點有關,故AB選項錯誤;沿電場線的方向電勢降低,所以同一電場線上的各點,電勢不會相等,選項C錯誤.
3.AD 在勻強電場中,同一方向相同的距離上,電勢差相等。
4.AC
5.答案AD
【解析】正電荷由O到A,動能變大,電場力做正功,電勢能減小,電勢也減小,O點電勢較高;負電荷從O到B速度增大,電場力也做正功,電勢能減小,電勢升高,B點
14、電勢比O點高。所以B點最高,A對;
,故D對
6.C 兩個下夸克與上夸克的距離為,在上夸克處產生的電場強度均為,兩個分場強的夾角120°,合場強為。
7.答案:D
【解析】:由于該帶電粒子只在電場力的作用下由A點運動,最后能返回,說明由A到B的運動一定是減速運動,先向右減速,速度減為零后再向左加速運動至B點,可以肯定電子受到的電場力是向左的,則說明電場線是向右的,順著電場線方向電勢降低,所以A的電勢一定大于B的電勢;A錯。單憑一條電場線是無法判斷場強大小, B錯;負電荷順著電場線方向運動,電場力做負功,電勢能增加,選項C正確;但帶電粒子的動能和電勢能之和是守恒的,選項D正確。
15、8.AD
解析:作出過M點的等勢線,該等勢線與P點所在電場線的交點一定在P點下方,故可知M點的電勢比P點的電勢高,故A選項正確;O點電勢高于P點電勢,故負電荷從O移動到P點,電勢能增大,電場力做負功(也可根據電場力和位移方向間夾角總是鈍角判斷),故B選項錯誤;由于沿+y方向場強由大變小,故O、M兩點間電勢差大于M、N兩點間電勢差,故C選項錯;電場在y軸上方向一直沿+y方向,故釋放正電粒子會沿y軸做直線運動,D選項正確。
9.BC 當A B間距增大時,電容器電容減小,電容器要放電,二極管阻止放電。即電容器電量不變,極板間電場強度不變,所以不管小球帶正電還是帶負電,小球受力情況不變,仍打在N
16、點;反之,當A B間距減小時,電容器電容增大,電容器要充電,充電電流方向與二極管方向相同,即電容器電量增加,極板間電場強度增加,小球受的電場力變大,若小球帶正電,則小球受到的電場力方向向下,豎直方向加速度變大,將打在N點左側。若小球帶負電,則小球受到的電場力方向向上,豎直方向加速度變小,將打在N點右側。
10.D
對運動過程進行受力分析和做功分析,得到重力做正功,電場力也做正功,且電場力做功的有效位移應為。根據動能定理,代入題設條件,得到物塊落地時的速度大小為故選D。
11.(6分)(1)插入驗電器上端空心金屬球內的起電板帶上了電荷;(2)兩塊板帶有等量異號電荷,總電荷量為零;(3)能
17、 (每空2分)
12.偏轉電極,熒光屏(2分);高于(2分);高于(2分)
解析:電子落在P點,說明電子受到向X與Y方向的電場力,從而判斷出電場的方向,進而得知極板X和Y電勢高.選項AC正確.
13.解析:(1)F最大的時候物塊不掉下,必是物塊與木板具有共同的最大加速度a1,對物塊,最大加速度,a1 = ① 2分
對整體F =( M + m )a1 = 8N ② 2分
(2)木板的加速度
m/s2 = 3 m/s2 ③ 2分
由 ④ 2分
得物塊滑過木板所用時間t =s ⑤ 1分
物塊離開木板時的速度v1 = a1t =m/s ⑥ 1
18、分
⑦ 2分
14.(1)兩板間為勻強電場,則場強 2分
(2)α粒子電荷為2e,質量為4m,所受電場力 2分
α粒子在極板間運動的加速度 2分
(3)α粒子垂直進入勻強電場,做類平拋運動,1分
由, 2分 , 2分
得 1分
15.解析:⑴左側一半無場,電子勻速運動.右側一半類平拋運動的側向位移為L,在電場中由電場力作用產生的加速度為, 2分
又, 2分 得 1分
(2)無電場的一半區(qū)域位于距左側x處,則電子先做類平拋運動,接著做勻速直線運動,最后做類斜下拋運動.但水平方向上一直勻速運動,在豎直方向上勻加速
19、時間和勻速時間各為一半,即.設豎直方向上勻速運動的速度為V,則有 3分
又電子恰從區(qū)域的右下角射出,故, 3分
解得. 1分
16.解析(1)帶電小球所到的最高點Q在O點的右上方,說明小球有水平向右的分運動和豎直向上的分運動就豎直方向而言,初速度是豎直向上的而重力是豎直向下的,重力使豎直向上的初速度逐漸減小,而不會產生水平向右的運動.小球只受重力和電場力,只有電場力水平向右才會使小球有向右的分運動.由此可以判斷電場力是水平向右的,又因為電場水平向左,所以小球帶負電. 2分
(2)對小球的兩個分運動,豎直方向: 小球有豎直向上的初速度V0,受重力,所以小球做豎直上拋運動.Q點是最高點意味著Q點的豎直分速度為0.由豎直上拋運動的公式得: 2分
解得。1分
水平方向:小球的水平初速度為0,小球在水平方向的加速度 1分
水平位移 1分
得 1分
(3)小球從O點落回到X軸時,由于對稱性,水平位移為3.2m。 1分
電場力做正功, 2分
即電勢能減少了 1分