2015_2016学年高中物理第一章静电场测评B新人教版选修3_1+2015_2016学年高中物理第七章机械能守恒定律综合微评新人教版必修2

1、2015_2016学年高中物理第一章静电场测评B新人教版选修3_1【优化设计】2015-2016学年高中物理 第一章 静电场测评B 新人教版选修3-1 (高考体验卷)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。其中第15题为单选题;第68题为多选题,全部选对得6分,选不全得3分,有选错或不答的得0分)1.(2014·北京理综)如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是()A.1、2两点的电场强度相等B.1、3两点的电场强度相等C.1、2两点的电势相等D.2、3两点的电势相等解析:根据电场线密处电场强度大、电场线稀处电场强度小的特点,1点的电场强度

2、大于2、3点的电场强度,A、B错误;根据沿着电场线方向电势逐渐降低的原理,1点的电势大于2点的电势,C错误;同一等势面上电势相等,故2、3两点电势相等,D正确。答案:D2.(2014·山东理综)如图,半径为R的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A。已知壳内的电场强度处处为零;壳外空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线,可能正确的是()解析:球壳内部即rR的区域E=0,粒子不受力,动能不变。球壳外部即r>R的区域,由E=k可知,离球壳越

3、远,电场强度E越小,粒子沿电场线方向移动相同的位移静电力做功越小,因此,随着r的增大,Ek-r图线斜率越来越小。本题只有选项A正确。答案:A3.(2014·重庆理综)如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点。设静电力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则()A.Wa=Wb,Ea>EbB.WaWb,Ea>EbC.Wa=Wb,Ea<EbD.WaWb,Ea<Eb解析:根据题图可知a处的电场线比b处密,所以a处电场强度较大,即Ea>Eb。又a、b位于同一等势线上,它们与

4、c点的电势差相等,故两电子分别从a、b两点移动到c点过程中静电力做功相等,即Wa=Wb,A项正确。答案:A4.(2014·江苏单科)如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是()A.O点的电场强度为零,电势最低B.O点的电场强度为零,电势最高C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低解析:由对称性可知,O点的电场强度为零,又无穷远处的电场强度也为零,故从O点沿x正方向,电场强度先增大后减小,选项C、D错误。x轴上O点左侧,电场强度方向沿x轴负向,x轴上O点右侧,电场强度

5、方向沿x轴正向,所以O点电势最高,选项B正确。答案:B5.(2014·天津理综)如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间,在重力和静电力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么()A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加C.微粒从M点运动到N点动能一定增加D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加解析:由于不知道重力和静电力大小关系,所以不能确定静电力方向,不能确定微粒电性,也不能确定静电力对微粒做功的正负,则选项A、B、D错误;根据微粒偏转方向可知微粒所受合外力一定是竖直向下,则合外力对微粒做正功,由动能定理

6、知微粒的动能一定增加,选项C正确。答案:C6.(2014·课标全国)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A.电场强度的方向处处与等电势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向解析:由等势面的特点可知,电场强度的方向处处与等势面垂直,选项A正确;电场强度为零,但电势不一定为零,如等量同号电荷连线的中点处,选项B错误;电场强度减小,电势不一定降低,如负点电荷的电场,选项C错误;电场强度的方向是电势降落最快的方向,选项D正确。答案:AD7.(2014·广东理综)如图所示,光

7、滑绝缘的水平桌面上,固定着一个所带电荷量为+Q的小球P。电荷量分别为-q和+2q的小球M和N由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P与M相距L,P、M和N视为点电荷。下列说法正确的是()A.M与N的距离大于LB.P、M和N在同一直线上C.在P产生的电场中,M、N处的电势相同D.M、N及细杆组成的系统所受合外力为零解析:若P、M和N不在同一直线上,则M或N受的合力不可能为零,就不会静止,B项正确;设M和N间距为x,杆产生的拉力大小为F,对M有+F,对N有+F,联立解得x=(-1)L<L,A项错误;沿电场方向电势逐渐降低,有M>N,C项错误;M、N及杆组成的系统处于静止状态,系统所受合力为零,

8、D项正确。答案:BD8.(2014·浙江理综)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球A的质量为m、电荷量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上,则()A.小球A与B之间库仑力的大小为B.当时,细线上的拉力为0C.当时,细线上的拉力为0D.当时,斜面对小球A的支持力为0解析:由库仑定律知A与B之间库仑力大小为F=,选项A正确;如果细线上的拉力为0,则小球所受重力mg

9、、支持力FN、库仑力F三个力的合力为零而处于静止状态,三力可构成一封闭三角形,如图,由图中几何关系有F=mgtan ,解得,选项B错误,C正确;斜面对小球A的支持力不可能为零,选项D错误。答案:AC二、填空题(本题共2小题,共18分。把答案填在题中的横线上)9.如图所示,在A点固定一正电荷,电荷量为Q,在离A高度为H的C处由静止释放某带同号电荷的液滴,开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电常量为k,两电荷均可看作点电荷,不计空气阻力。则液滴的比荷为,液滴速度最大时离A点的距离为。 解析:设液滴的电荷量为q、质量为m,由题意,当液滴在C点时,根据牛顿第二定律得k-mg=m

10、g,解得;当液滴速度最大时,k=mg,解得h=H。答案:H10.一空间存在匀强电场,场中A、B、C、D四个点恰好构成正四面体,如图所示。已知电场强度大小为E,方向平行于正四面体的底面ABC,正四面体棱长为2 cm。已知UAC=6 V、UBC=6 V,则电场强度大小为 V/m,D、C两点的电势差为V。 解析:由题意可知,AB连线为等势面,过C点作底边AB的垂线,垂足为F,则FC即为匀强电场的电场线,由几何知识得FC=3 cm,则匀强电场电场强度E= V/m=200 V/m;过D点作FC的垂线,垂足为G,则CG=FC,所以UDC=UAC=4 V。答案:2004三、解答题(本题共3小题,共

11、34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(10分)(2014·安徽理综)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。求:(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。解析:(1)由v2=2gh得v=。(2)在极板间带电小球受重力和静电力,有mg-qE=m

12、a0-v2=2ad得E=U=EdQ=CU得Q=C。(3)由h=0=v+at2t=t1+t2综合可得t=。答案:(1)(2)C(3)12.(12分)(2014·福建理综)如图,真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形,边长L=2.0 m。若将电荷量均为q=+2.0×10-6 C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,求:(1)两点电荷间的库仑力大小;(2)C点的电场强度的大小和方向。解析:(1)根据库仑定律,A、B两点电荷间的库仑力大小为F=k代入数据得F=9.0×10-3 N。(2)A、B点

13、电荷在C点产生的电场强度大小相等,均为E1=kA、B两点电荷形成的电场在C点的合电场强度大小为E=2E1cos 30°由式并代入数据得E=7.8×103 N/C电场强度E的方向沿y轴正方向。答案:(1)9.0×10-3 N(2)7.8×103 N/C方向沿y轴正方向13.(12分)(2014·课标全国)如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,BOA=60°,OB=OA。将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电,电荷量为q(q>0),同时加一匀强电场,电场强度

14、方向与OAB所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球,该小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍,若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点,且到达B点时的动能为初动能的6倍。重力加速度大小为g。求:(1)无电场时,小球到达A点时的动能与初动能的比值;(2)电场强度的大小和方向。解析:(1)设小球的初速度为v0,初动能为Ek0,从O点运动到A点的时间为t,令OA=d,则OB=d,根据平抛运动的规律有dsin 60°=v0tdcos 60°=gt2又有Ek0=由式得Ek0=mgd设小球到达A点时的动能为EkA,则EkA=Ek0+mgd由

15、式得。(2)加电场后,小球从O点到A点和B点,高度分别降低了,设电势能分别减小EpA和EpB,由能量守恒及式得EpA=3Ek0-Ek0-mgd=Ek0EpB=6Ek0-Ek0-mgd=Ek0在匀强电场中,沿任一直线,电势的降落是均匀的。设直线OB上的M点与A点等电势,M与O点的距离为x,如图则有解得x=d。MA为等势线,电场必与其垂线OC方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为,由几何关系可得=30°即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°。设电场强度的大小为E,有qEdcos 30°=EpA由式得E=。答案:(1)(2),方向与竖直向下的方向夹角为30

16、76;2015_2016学年高中物理第七章机械能守恒定律综合微评新人教版必修2【名师伴你行】2015-2016学年高中物理 第七章 机械能守恒定律综合微评 新人教版必修2 (时间90分钟，满分100分)第卷(选择题共48分)一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1下列几种运动过程中物体的机械能守恒的是()A匀速下落的雨滴B在水中下沉的铁块C“神舟十号”飞船穿过大气层返回地面D用细线拴一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动答案D解析根据机械能守恒定律可知：在只

17、有重力做功的条件下，质点和地球构成的系统机械能守恒雨滴匀速下落时，必受竖直向上的阻力，且阻力做功；在水中下沉的铁块，水的浮力做功；“神舟十号”飞船穿过大气层时，由于速度很大，空气阻力不可忽略，且克服阻力做功，所以A、B、C错误用细线拴一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动，虽然绳对小球有作用力，但作用力方向始终和小球速度垂直，故小球只有重力对它做功，所以D正确2NBA篮球赛非常精彩，吸引了众多观众经常有这样的场面：在临终场0.1 s的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜利如果运动员投篮过程中对篮球做功为W，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，篮球的质量为m，空气阻力不计，则篮球进筐时的

18、动能为()AWmgh1mgh2BWmgh2mgh1Cmgh1mgh2W Dmgh2mgh1W答案A解析对篮球在空中的运动过程运用机械能守恒：选地面为零势能面，Wmgh1mgh2Ek，解得：EkWmgh1mgh2，A正确3如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一高度，设碗口为零势能参考面现将质量相同的两个小球分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时，下列说法中正确的是()A两球的动能相等B两球的速度大小不相等C两球的机械能不相等D两球对碗底的压力大小不相等答案B解析根据机械能守恒，排除C；对其中一只小球分析：0mv2mgR，可见：小球通

19、过碗的最低点时动能与碗的半径有关，排除A；再由于两球质量相等，所以B正确；根据FNmgm2mg，可得两球对碗底的压力相等，排除D.4如图所示，物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s，那么()A力F对A做功较多，做功的平均功率也较大B力F对B做功较多，做功的平均功率也较大C力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同D力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大答案D解析两种情况下F、s相同，力F做的功相等，但B运动时间较长，其力F做功的平均功率较小，D对，A、B、C错5如图所示，小物体从某一高度自由下落，落到竖直在地面的

20、轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，则下列说法中正确的是()A物体经过A点时速度最大B物体从A下落到B的过程中，物体的机械能守恒C物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变大后变小D物体从A下落到B的过程中的动能和重力势能之和越来越大答案C解析对物体经过A点时进行受力分析知，此时物体只受重力，故此时加速度方向与速度方向相同，所以经过A点继续加速，排除A；物体从A下落到B的过程中，由于要克服弹簧弹力做功，物体机械能减少，排除B、D；在AB之间某位置满足kxmg，此时加速度为0，所以物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变大后变小，C正确

21、6在粗糙水平地面上，使一物体由静止开始运动，第一次用斜向上的拉力，第二次用斜向下的推力，两次的作用力大小相等、力与水平方向的夹角也相等、物体的位移也相等，则这两种情况下()A拉力和推力做功相等，物体末速度相等B拉力和推力做功相等，物体末速度不等C拉力和推力做功不等，物体末动能相等D拉力和推力做功不等，物体末动能不等答案B解析拉力和推力的水平分力相同，位移相同，所以它们做功相同，但两种情况摩擦力不同，合力做的总功不同，故末速度不同7质量为2 t的汽车，发动机的牵引功率为30 kW，在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，当汽车的速度为10 m/s时的加速度大小为()A0.5 m/s2 B1

22、m/s2C1.5 m/s2 D2 m/s2答案A解析当汽车达到最大速度时，即为牵引力等于阻力时，则有PFfvm，Ff N2×103 N；当v10 m/s时，F N3×103 N，所以a m/s20.5 m/s2.8质量m4 kg的物体以50 J的初动能在粗糙的水平面上滑行，其动能变化与位移关系如图所示，则下面判断正确的是()A物体所受滑动摩擦力的大小为5 NB物体5 s末的动能是25 JC物体前5 m克服摩擦力做功比后5 m多D物体在水平面上的滑行时间为2 s答案A解析由图可知，物体初动能为50 J，滑行10 m时的动能为零，根据动能定理f·l0Ek，所以f5 N

23、，A正确；物体初速度为5 m/s，加速度大小为1.25 m/s2，滑行时间为4 s,5 s末动能为零，B、C、D错误9如图所示，电梯质量为M，地板上放置一质量为m的物体钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，则()A地板对物体的支持力做的功等于mv2B地板对物体的支持力做的功等于mgHC钢索的拉力做的功等于Mv2MgHD合力对电梯M做的功等于Mv2答案D解析对物体和电梯组成的系统应用动能定理可得，W拉(Mm)gH(Mm)v2，拉力做功为W拉(Mm)v2(Mm)gH，所以C不正确；由动能定理得，合力对电梯做的功为Mv2，选项D正确；由功能关系得，地板对物体的支持力做的功为

24、mv2mgH，所以A、B均不正确10关于弹性势能和重力势能，下列说法正确的是()A重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能是弹簧本身具有的能量B重力势能是相对的，弹性势能是绝对的C重力势能和弹性势能都是相对的D重力势能和弹性势能都是状态量答案ACD解析重力势能具有系统性，弹性势能是弹簧本身具有的能量，故A正确；重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故B错，C、D正确11某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以v的速率竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以

25、速率v抛出小球，如图所示则小球能够击中触发器的是()答案CD解析本题借助四种不同运动形式考查了机械能守恒定律若小球恰好击中触发器，由机械能守恒可知：mv2mgh.在选项A情况中，小球不可以静止在最高处，选项A错误；在选项B情况中，小球离开直轨道后，在重力作用下，做斜上抛运动其最高点的速度不为零，因此小球不可能击中比其轨迹最高点还高的触发器，选项B错误：在选项C中，小球不会脱离轨道，由机械能守恒可知，小球也恰好击中触发器，选项C正确；在选项D情况中，小球在圆管轨道的最高点的最小速度可以为零，由机械能守恒可知，小球也恰好击中触发器，选项D正确12如图所示，长为L4 m的传送带的速度是5 m/s，现

26、将m1 kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数0.2，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮的过程中，下列说法中正确的是()A小物体获得的动能为12.5 JB小物体获得的动能为8 JC摩擦产生的热量为8 JD摩擦产生的热量为12 J答案BD解析对小物体运用动能定理：mgxmv2，可得小物体速度增大到5 m/s时的对地位移x6.25 m>4 m，可见质点一直在加速，运动到右轮正上方时，速度还未达到5 m/s，再根据动能定理可得小物体获得的动能Ekmgx8 J，A错，B对；由Ekmgxmv28 J得：小物块到达最右端速度v4 m/s，根据得传送带对地位移x10 m，根据

27、Qmg(xx)得：Q12 J，C错，D对第卷(非选择题共52分)二、实验题(本大题共2小题，共14分将答案填写在题中横线上或按要求做答)13(8分)某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条、完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(填“交流”或“直流”)电源(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾

28、斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是()A放开小车，能够自由下滑即可B放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是()A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)答案(1)交流(2)D(3)B(4)GJ解析(1)打点计时器使用的是交流电源；(2

29、)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可，故D正确；(3)放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，B正确；(4)从纸带上看，纸带的GJ段打点比较均匀，所以应选用纸带的GJ段进行测量14(6分)某同学用如图甲所示的装置做验证机械能守恒定律的实验时，得到如图乙所示的一条纸带，A、B、C、D、E是连续的五个点迹且A点不是第一个点迹，打点计时器使用的交流电频率为f.(1)该同学在实验中有以下做法，则必要且正确的是_A安装打点计时器时让两限位孔位于同一竖直线上且固稳计时器B用串联的四节干电池作为打点

30、计时器的电源C先用手托着重锤，闭合打点计时器开关，打点稳定后释放重锤D用天平测出重锤的质量(2)选取B、D两点来验证机械能守恒，该同学用刻度尺测出BD的长度为s0，此时验证的关系式为_(3)若该同学计算出了A、B、C、D、E各点的速度，并作出了v2­h图线(h为B、C、D、E四点到A点的距离)，如图丙所示，则该同学接下来验证机械能守恒的方法是_.答案(1)AC(2)gs0(f)2(f)2(化简的表达式也对)(3)计算图线的斜率，如在误差允许的范围内等于2g，则表明机械能守恒解析(1)安装打点计时器时，一定要让两限位孔位于同一竖直线上且固稳计时器，A对；打点计时器应用交流电源，B错；使

31、用打点计时器时应先接通电源，打点稳定后再释放重锤，C对；因实验中比较物理量关系时m可以约去，故不需要用天平测量，D错(2)因选取B、D两点来验证机械能守恒，所以应知道B、D间距离和B、D两点速度大小，验证的关系式为gs0(f)2(f)2.(3)若重锤下落过程中机械能守恒，则mghmv2mv，即v22ghv，所以若图线的斜率在误差允许的范围内等于2g，则表明机械能守恒三、计算题(本大题共4小题，共38分解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，有数值计算的题目应写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分)15(6分)如图所示，物体沿一曲面从A点无初速下滑，当滑至曲面的最低点B时，下滑的竖直高度h5 m，此时物体的速度v6 m/s.若物体的质量m1 kg，取g10 m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功答案32 J解析物体在曲面上的受力情况为：重力、弹力、摩擦力，其中弹力不做功设摩擦力做功为Wf，由AB应用动能定理：mghWfm