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1、2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升:第六章 章未小結(jié)與達標檢驗
一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分,每小題至少有一個選項正確,選對但不全得3分,有選錯或不答的得0分)
1.如圖1所示,把一個不帶電的枕形導(dǎo)體靠近帶正電的小
球,由于靜電感應(yīng),在a、b兩端分別出現(xiàn)負、正電荷,則以下說法正確的是( )
A.閉合S1,有電子從枕形導(dǎo)體流向地 圖1
B.閉合S2,有電子從枕形導(dǎo)體流向地
C.閉合S1,有電子從地流向枕形導(dǎo)體
D.閉合S2,沒有電子通過S2
解析:在S1、S2都閉合前,對于枕形導(dǎo)體它的電荷
2、是守恒的,a、b出現(xiàn)的負、正電荷等量。當(dāng)閉合S1、S2中的任何一個以后,便把導(dǎo)體與大地連通,使大地也參與了電荷轉(zhuǎn)移。因此,導(dǎo)體本身的電荷不再守恒,而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)中電荷守恒。由于靜電感應(yīng),a端仍為負電荷,大地遠處感應(yīng)出等量正電荷,因此無論閉合S1還是S2,都是有電子從大地流向?qū)w。
答案:C
2.如圖2甲所示,A、B是某電場中一條電場線上的兩點。一個帶負電的點電荷僅受電場力作用,從A點沿電場線運動到B點。在此過程中,該點電荷的速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法中正確的是( )
圖2
A.A點的電場強度比B點的大
B.A、B兩點的電場強度相等
C.A點的電勢比
3、B點的電勢高
D.A點的電勢比B點的電勢低
解析:由點電荷的速度v隨時間t變化的規(guī)律可知,帶負電的點電荷是做加速度逐漸增大的減速運動,故A點的電場強度比B點的小,負電荷的動能減小,電勢能增加,對應(yīng)位置的電勢減小,因此C對。
答案:C
3.某電場的電場線分布如圖3所示,電場中有A、B兩點,則以下判斷正確的是( )
圖3
A.A點的電場強度大于B點的電場強度,B點的電勢高于A點的電勢
B.若將一個電荷由A點移到B點,電荷克服電場力做功,則該電荷一定為負電荷
C.一個負電荷處于A點的電勢能大于它處于B點的電勢能
D.若將一個正電荷由A點釋放,該電荷將在電場中做加速度減小的加速
4、運動
解析:電場線密集處電場強度大,沿電場線的方向電勢逐漸降低,所以A對;逆著電場線方向移動電荷,電場力對正電荷做負功,對負電荷做正功,B錯;負電荷在電勢高的地方的電勢能小,正電荷在電勢高的地方的電勢能大,故C對;正電荷由A點釋放,它將向圖中電場線密集處運動,加速度增大,D錯。
答案:AC
4.位于A、B處的兩個帶有不等量負電的點電荷在平面內(nèi)電勢分布如圖4所示,圖中實線表示等勢線,則( )
A.a(chǎn)點和b點的電場強度相同
B.正電荷從c點移到d點,電場力做正功
C.負電荷從a點移到c點,電場力做正功 圖4
D.正電荷
5、從e點沿圖中虛線移到f點電勢能先減小后增大
解析:同一檢驗電荷在a、b兩點受力方向不同,所以A錯誤;因為A、B兩處為負電荷,所以等勢線由外向內(nèi)表示的電勢越來越低。將正電荷從c點移到d點,正電荷的電勢能增加,電場力做負功,B錯誤;負電荷從a點移到c點,電勢能減少,電場力做正功,C正確;正電荷沿虛線從e點移到f點的過程中,電勢先降低再升高,電勢能先減小后增大,D正確。
答案:CD
5.如圖5所示,有的計算機鍵盤的每一個鍵下面是一小塊金屬片,與該金屬片隔有空氣間隙的是另一塊小的固定金屬片。這兩塊金屬片組成一個小電容器。該電容器的電容C可用公式C=E計算,式中常量E=9×10-12 F·m-1,
6、S表示金屬片的正對面積,d表示兩金屬片間的距離。當(dāng)鍵被按 圖5
下時,此小電容器的電容發(fā)生變化,與之相連的電子線路就能檢測出是哪個鍵被按下了,從而給出相應(yīng)的信號。設(shè)每個金屬片的正對面積為54 mm2,鍵未按下時兩金屬片的距離為0.6 mm。如果電容變化0.25 pF,電子線路恰能檢測出必要的信號,則鍵至少需要被按下( )
A.0.15 mm B.0.25 mm
C.0.35 mm D.0.45 mm
解析:由C=E得C1=ES/d1,①
C2=ES/d2②
又C2-C1=0.25×10-12F③
解①②③得
7、:d1-d2=Δd=0.15 mm。故A項正確。
答案:A
6. (2020·福州模擬)如圖6所示,在正點電荷Q形成的電場中,AD、BC是以Q為圓心的兩段圓弧,正點電荷q沿A→B→C→D→A移動,則該電荷q( )
A.沿BC運動時不受電場力作用 圖6
B.沿DA運動時電場力不做功
C.在B點時的電勢能比在D點時小
D.在A點時受到的電場力比在C點時小
解析:由F=qE得選項A錯誤;因為EA>EC,故正點電荷q在A點時受到的電場力比在C點時大,選項D錯誤;圓弧DA是等勢面,電荷沿等勢面運動,電場力不做功
8、,選項B正確;正電荷q從D點移到B點,電場力做正功,電勢能減少,選項C正確。
答案:BC
7.P、Q兩電荷的電場線分布如圖7所示,a、b、c、d為電場中的四點。一個離子從a運動到b(不計重力),軌跡如圖所示,則下列判斷正確的是( )
圖7
A.P帶負電
B.c、d兩點電勢相等
C.離子在運動過程中受到P的吸引力
D.離子從a到b,電場力做正功
解析:沿電場線方向電勢降低,則P是正電荷,Q是負電荷,且φc>φd,選項A、B均錯;離子受電場力的方向應(yīng)該指向曲線的凹側(cè),故可以判斷出離子在運動過程中受到P的吸引力,即離子帶負電,選項C正確;離子從a到b,電場力做負功,電勢能增加,
9、選項D錯誤。
答案:C
8.如圖8所示,M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的
三點,O點為半圓弧的圓心,∠MOP=60°。電荷量相等、
符號相反的兩個點電荷分別置于M、N兩點,這時O點電
場強度的大小為E1;若將N點處的點電荷移至P點,則O
點的電場強度大小變?yōu)镋2,E1與E2之比為( ) 圖8
A.1∶2 B.2∶1
C.2∶ D.4∶
解析:依題意,當(dāng)兩個等量異號點電荷分別在M、N兩點時,兩個點電荷在O點產(chǎn)生的電場強度之和E1=EM+EN,且EM=EN
10、,
故有EM=EN=;當(dāng)N點處的點電荷移至P點時,O點電場強度如圖所示,合電場強度大小為E2=,則=,B正確。
答案:B
9.如圖9所示,完全相同的兩個金屬小球A、B帶有電荷量大小相等的電荷,相隔一定的距離,兩球之間的相互吸引力大小為F,今用第三個完全相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩個球接觸后移開,這時, 圖9
A、B兩個球之間的相互作用力大小是 ( )
A.F B.F
C.F D.F
解析:由于A、B間有吸引力,則A
11、、B帶異種電荷。設(shè)電荷量都為Q,則
兩球之間的相互吸引力為:F=k即F=
當(dāng)C球與A球接觸后,A、C兩球的電荷量為:q1=
當(dāng)C球再與B球接觸后,B、C兩球的電荷量為:
q2==
所以此時A、B兩球之間的相互作用力的大小為
F′==k=,故選項A正確。
答案:A
10.某電場的電場線分布如圖10所示,下列說法正確的是( )
圖10
A.a(chǎn)點的電勢高于b點的電勢
B.c點的電場強度大于d點的電場強度
C.若將一正試探電荷由a點移到b點,電場力做負功
D.若將一負試探電荷由c點移到d點,電勢能增加
解析:沿電場線方向電勢降低,故A錯;電場線密集的地方電場強度大,故
12、B錯;若將一正試探電荷由a點移到b點,是逆著電場線移動,所以電場力做負功,C對;若將一負試探電荷由c點移到d點,電場力做正功,所以電勢能減少,D錯。
答案:C
二、計算題(本題共2小題,共40分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
11.(15分)質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意圖如圖11所示,M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板,板長為L,板右端到屏的距離為D,且D遠大于L,O′O為垂直于屏的中心軸線,不計離子重力和離子在板間偏離O′O的距離。以屏中心O為原點建立xOy直角坐標系,其中x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向。
圖11
13、
設(shè)一個質(zhì)量為m0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿O′O的方向從O′點射入,板間不加電場和磁場時,離子打在屏上O點。若在兩極板間加一沿+y方向電場強度為E的勻強電場,求離子射到屏上時偏離O點的距離y0。
解析:離子在電場中受到的電場力Fy=q0E
離子獲得的加速度ay=
離子在板間運動的時間t0=
到達極板右邊緣時,離子在+y方向的分速度vy=ayt0
離子從板右端到達屏上所需時間t0′=
離子射到屏上時偏離O點的距離y0=vyt0′
由上述各式,得y0=。
答案:
12.(25分)如圖12所示,在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿AC,其下端(
14、C端)距地面高度h=0.8 m。有一質(zhì)量為500 g的帶電小環(huán)套在直桿上,正以某一速度沿桿勻速下滑,小環(huán)離桿后正好通過C端的正下方P點處。(g取10 m/s2)求: 圖12
(1)小環(huán)離開直桿后運動的加速度大小和方向。
(2)小環(huán)從C運動到P過程中的動能增量。
(3)小環(huán)在直桿上勻速運動速度的大小v0。
解析:(1)小環(huán)沿AC桿勻速下滑,受力分析如圖所示,小環(huán)共受3個力,由圖可知qE=mg
小環(huán)離開直桿后,只受重力和電場力,F(xiàn)合=mg=ma
a=g=10 m/s2,方向垂直于桿向下。
(2)設(shè)小環(huán)從C運動到P的過程中動能的增量為ΔEk=W重+W電
其中W重=mgh=4 J,W電=0,所以ΔEk=4 J。
(3)環(huán)離開桿做類平拋運動:
平行桿方向勻速運動:h=v0t
垂直桿方向勻加速運動:h=at2
解得v0=2 m/s。
答案:(1)10 m/s2 垂直于桿向下 (2)4 J
(3)2 m/s