【优化方案】2013高考物理总复习第六章第三节知能演练强化闯关新人教版选修3-1

1、知能优化演练 I隨堂自測1 如图 6- 3-13 所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（）A.B带正电B. B 不带电C. B 的内外表面电势相等D. B 带负电解析：选 CD.由静电感应规律知，B内表面带负电，外表面由于接地而不带电，故A、B 错 D对；由静电平衡的特点知，B为等势体，故 C 对.2.（2010 高考北京卷）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图 6 314）.设两极板正对面积为 带电荷量不变，若（）A.保持S不变，增大d,则B.保持S不变，增大d,则C.保持d不变，减小S,则D.

2、保持d不变，减小S,则解析：选 A 静电计是测量电容器两端电压的仪器，指针偏角0-u,根据C=未和C=Q#A 正确.3. （2012 浙江师大附中考试）如图 6 3 15 所示，有一带电粒子（不计重力）紧贴A板沿水 平方向射入匀强电场，当偏转电压为U时，带电粒子沿轨迹从两板中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板正中间；设带电粒子两次射入电场的水平速度相同，则电压U、U2之比为（）I.- -g图 6 3 15D.4.（2012 厦门模拟）如图 6 3 16 所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的 两S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为0.实验中，极板所0变大0变小0变小

3、0不变A. 1 : 1C. 1 : 4解析：选 D.竖直方向上有B. 1 : 2D . 1 : 8y21 U tj_22，a2=U2，孑 1联立以上各式解得:UU2图 6-3 13图 6 3 14平行金属板间，金属板间所加的电压为U,电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（）DI-图 6-3 16A. 滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升B. 滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升C. 电压 U 增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变D. 电压 U 增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变解析：选 BD.此

4、题考查电子水平加速电场和竖直偏转电场两个运动过程.当滑动头向右移动 时，加速电场的电压增大，电子进入偏转电场的速度增大，在其中运动的时间较短，故电子 打在荧光屏上的位置下降，所以A 选项错，同理可知 B 选项正确；其他条件下，电压U增大时，电子在偏转电场中受的电场力增大，加速度变大，在水平方向上的速度不变，则在偏转电场中的运动时间不变， 离开此电场时，竖直方向上的速度增大，所以打在荧光屏上的速度变大，所以选项 C 错，D 正确.5.实验表明，炽热的金属丝可以发射电子.在图 6 317 中，从炽热金属丝射出的电子流，经电场加速后进入偏转电场.已知加速电极间的电压U= 2500 V,偏转电极间的电

5、压U= 2.0V,偏转电极长 6.0 cm，相距 0.2 cm.电子的质量是 0.91X103kg，电子重力不计.求：i=6.D cmJ-寸-十十f-十十十忏. .2500 V 图 6 3 17(1) 电子离开加速电场时的速度.(2) 电子离开偏转电场时的侧向速度.电子离开偏转电场时侧向移动的距离.12/2qll7解析：由qU= mv得v=、/-m= 3.0X10 m/s.亠F qU1如(2) 由v丄=at,a= =- ,t=得m md vqU2l5v=at=3.5X10 m/s.mdv,12lqU/耳由y= 2at，t=v，a=m得y-323.5X104m.2v md75答案：(1)3.0X

6、10 m/s (2)3.5X10 m/s4(3) 3.5X10 mS时作|业一、选择题1. (2012 广州测试)如图 6 3 18 所示的电容式键盘， 是通过改变电容器的哪个因素来改 变电容的()A.两板间的距离B.两板间的电压C.两板间的电介质D.两板的正对面积解析：选 A.计算机键盘上下运动时，改变了上、下两板间的距离，故2使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列各图表示验电器上感应 电荷的分布情况，正确的是（）UCD图 6-3 19解析：选 B.验电器处在带电金属球的电场中发生静电感应，结果使验电器靠近金属球的一 端带异种电荷，远离金属球的一端带同种电荷，故答案为B.3.

7、 （2012 镇江测试）如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀 强电场，若不计重力，下列四个选项中正确描述带电粒子在电场中运动轨迹的是（）图 6 3 20ABCD图 6 3 21解析：选 C.电荷在电场中做类平抛运动， 受力方向总是沿电场方向， 轨迹向右弯曲，C 正确.4.（2011 高考广东卷）如图 6 3 22为静电除尘器除尘机理的示意图. 尘埃在电场中通过 某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的.下列表述正确的是（）图 6 3 22A. 到达集尘极的尘埃带正电荷B. 电场方向由集尘极指向放电极C. 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D

8、. 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 解析：选 BD.本题考查电场、电场力的基本概念，考查考生对静电除尘器原理的理解及对电场知识的掌握.集尘极与电源的正极相连带正电，放电极带负电，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移，说明尘埃带负电荷， A 错误；电场方向由集尘极指向放电极，B 正确；带电尘埃带负电，因此所受电场力方向与电场方向相反，C 错误；同一位置电场强度一定，由F=qE可知，尘埃带电荷量越多，所受电场力越大，D 正确.5.如图 6 3 23,M N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m电荷量为一q的带电粒子，以初速度V。由小孔进入电场，当M N间电压为U时，粒子刚

9、 好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M N两板间距的 1/2处返回，则下述措施能满足要求的是（）A 正确.图 6 3 18M N图 6 3 23A.使初速度减为原来的 1/2B.使M N间电压提高到原来的2 倍C. 使M N间电压提高到原来的 4 倍D. 使初速度和M N间电压都减为原来的 1/212m6解析：选 BD.在粒子刚好到达N板的过程中，由动能定理得：一qEch0mV,所以d=萍,d令带电粒子离开M板的最远距离为X,则使初速度减为原来的1/2 ,使M N间电压提4高到原来的 2 倍，电场强度变为原来的 2 倍，x=号；使M N间电压提高到原来的 4 倍，电d场强度变为原来的 4

10、 倍，x= 4；使初速度和M N间电压都减为原来的1/2，电场强度变为原来的一半，x= 2.6.如图 6 3 24 所示，在真空区域I、n中存在两个匀强电场，其电场线方向竖直向下， 在区域I中有一个带负电的粒子沿电场线以速度vo匀速下落，并进入区域H（电场范围足够大）下列能描述粒子在这两个电场中运动的速度一时间图象的是（以V。方向为正方向）解析：选 C.在区域I中，mg= Eq；在区域n中，mg Wq,合力向上，做匀减速运动，速度 减为 0 后，再反向加速，再次回到区域I,做匀速运动.7如图 6 3 26 所示，两块平行金属板正对着水平放置， 两板分别与电源正、负极相连.当图 6 3 26A.

11、 当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止B. 当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降C. 开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止D. 开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降解析：选 BC.当开关闭合时，电容器两端电压为定值，等于电源电压，设为U,两板间的距离为d,带电液滴处于平衡状态， 则mg= qU,当两板间的距离减小时， 所受电场力大于重力， 液滴将向上做匀加速运动，A 错误；两板间的距离增大时，所受电场力小于重力，液滴将向下做匀加速运动，B 正确；当开关断开后，电容器无法放电，两板间的电荷量不变，设为Q开关闭合时,带电液滴恰好静止在两板间的M点则（图 6 3 24ACD图 6 3

12、 25匀速直线运动水平向右的匀加速直线运动 斜向右下方的匀加速直线运动 曲线运动两金属板间的距离为d,带电液滴的质量为m带电荷量为q,则液滴P静止时，由平衡条件可得：q#=mg金属板转动后，P所受的电场力大小为：F=qdcOSr，方向与竖直方向成a角指向右上方，电场力大于重力，但电场力在竖直方向,._UU .-的分量F1=F cosa=q cosa=q=mg故电场力和重力的合力水平向右，即PF cosaF 匕做水平向右的匀加速直线运动.B 正确，A C、D 错误.9. （2012 江苏启东中学质检）将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已

13、知上板带负电，下板接地.三小球分别落在图中A、B C三点，则下列说法中错误的是（）, IC fl A图 6 3 28Q4nkdQ一U CrS4nkQ一 一一此时两板间的场强大小为：E=：=i=，可见场强大小与两板间距离无关,d d d场强大小保持不变，电场力不变，液滴保持静止， &如图 6 3 27 所示，水平放置的平行金属板 在金属板a、b间保持静止，现设法使 垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度rSC 正确，D 错误.a、b分别与电源的两极相连，带电液滴再使两金属板a、b分别绕过中心点O）P固定，a，然后释放P,则P在电场内将做（P0图 6-3 27A.B.C.D.解析：选 B.设电

14、源两端的电压为A.B.C.D.A带正电、B不带电、C带负电 三小球在电场中加速度大小关系是三小球在电场中运动时间相等 三小球到达下板时的动能关系是aAaBEkBEkA解析：选t=最长，C 错误.A的加速度aA=灵V0tC的加速度ac最大，aAaBEkBEkA, D 正确.10. （2011 高考安徽卷）图 6 3 29 甲为示波管的原理图.如果在电极YY之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（）解析：选 B.本题考查示波管的原理，意在考查考生对示波管原理的掌握在02ti时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当UY为

15、正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当UY 为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内荧光屏上的图像为 B.二、非选择题11. (2012 长沙模拟)如图 6 3 31 所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E=1.0X102V/m, 一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h=0.80 m 的a处有一粒子源，盒内粒子以V。= 2.0X102m/s 初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为 m= 2.0X1015kg、电荷量为q=+ 10%的带电粒子，粒子最终落在金属板b上若不计粒子重力，求：(结果保留两位有效数字)-.00乙丙图

16、6 3 31(1) 粒子源所在处a点的电势；(2) 带电粒子打在金属板上时的动能；(3) 从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积)；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？解析：(1)题中匀强电场竖直向下，b板接地；因此 a=Utb=Eh= 1.0X102X0.8 V = 80 V.(2)不计重力，只有电场力做功，对粒子由动能定理12qUb=Ekmv可得带电粒子打在金属板上时的动能为1210丘=qUb+2mV=1.2X1010J.(3)粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出落点为边界，设水平抛出后t时间落在板上：12x=vot,h=尹图 6-3

17、32(1) 每个电子从B板上的小孔O射出时的速度多大？(2) 电子打在荧光屏上的范围是多少？(3) 打在荧光屏上的电子的最大动能是多少？2X107m/s.当u= 22.5 V 时，电子经过MN板向下的偏移量最大，为1euL12yi= _ - 22mdV0a=空S= nx2m2nmVh2qE可以通过减小h或增大E来实现.一10答案：(1)80 V (2)1.2x10 J(3)面积 4.0 m2可以通过减小h或增大E来实现12.如图 6 3 32 甲所示，A B为两块平行金属板， 小孔O和O.现有足够多的电子源源不断地从小孔一2平行金属板M N长L1= 4x10 m,板间距离d= 4xLAB=1125 V,板中央有AB之间在B板右侧，一310 m,在距离M N右侧边缘L2= 0.1 m 打在荧光屏上的O点极板间电压为O由静止进入处有一荧光屏P,当M N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过,并发出荧光现给金属板M势低于N板.已知电子质量为N之间加一个如图乙所示的变化电压u,在t= 0 时刻，M板电m= 9.0 x10一31kg，电荷量为e= 1.6x1019C.? Mp22,3Ob6N0解析：(1)电子经A B两块金属板加速，有1eUB=_2mev2=2X10冷0.8L.2 L6 2