高中物理沪科版1第二章电场与示波器单元测试 2023版章末综合测评2

章末综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中第1～7题只有一选项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，对但不全的得3分，有选错的得零分)图11．两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场的电场线(方向未画出)如图1所示，一电子在A、B两点所受的电场力分别为FA和FB，则它们的大小关系为()A．FA＝FB B．FA<FBC．FA>FB D．无法确定【解析】因A处电场线比较密，电场强度大，由F＝qE知，电子受到的电场力大，选项C正确．【答案】C2．电场中等势面如图2所示，下列关于该电场的描述正确的是()【导学号：29682105】图2A．A点的电场强度比C点的小B．负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大C．电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功D．正电荷由A移动到C，电场力做负功【解析】由等势面与电场线密集程度的关系可知，等势面越密集的地方电场强度越大，故A点的电场强度比C点的大，A错误；负电荷在电势越高的位置电势能越小，故B错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，故C正确；正电荷由A移动到C，电场力做正功，故D错误．【答案】C3.如图3所示，表示某静电场等势面的分布，电量为×10－9C的正点电荷从A点经B点、C点到达D点，从A点至D点，电场力对电荷做的功为()图3A．×10－8JB．－×10－8JC．×10－8JD．－×10－8J【解析】由于UAD＝φA－φD＝－40V－(－10)V＝－30V，所以从A点至D点，电场力对电荷做的功：WAD＝qUAD＝×10－9×(－30)J＝－×10－8J，B正确．【答案】B4．如图4所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关S闭合．一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是()【导学号：29682106】图4A．带电液滴可能带正电B．增大两极板距离的过程中，电阻R中有从a到b的电流，电容器中负电荷从B直接到AC．断开S，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速上升D．断开S，减小两极板距离过程中，液滴向上运动【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态，电场力方向向上，电场方向向下，故液滴带负电，选项A错误．由C＝eq\f(εrS,4kπd)和Q＝CU可知，当两极板间距离增大的过程中，C变小，所以Q变小，因此电容器放电，放电电流的方向从a到b，负电荷由B板经电源和电阻R流向A板，选项B错误．断开S，由C＝eq\f(εrS,4kπd)，Q＝CU和U＝Ed知E＝eq\f(4kπQ,εrS)，Q不变，S减小，所以E增大，电场力大于重力，液滴加速上升，选项C正确．由E＝eq\f(4kπQ,εrS)知，Q不变，d减小，E不变，液滴静止不动，选项D错误．【答案】C5．如图5所示，匀强电场方向平行于xOy平面，在xOy平面内有一个半径为R＝5m的圆，圆上有一个电荷量为q＝＋1×10－8C的试探电荷P，半径OP与x轴正方向的夹角为θ，P沿圆周移动时，其电势能Ep＝×10－5sinθ(J)，则()图5A．x轴位于零势面上B．电场强度大小为500V/m，方向沿y轴正方向C．y轴位于零势面上D．电场强度大小为500V/m，方向沿x轴正方向【解析】由Ep＝×10－5sinθ(J)知，x轴上的势能为0，是零势面，电场线沿y轴方向，A对，C错；当θ＝90°时，Ep＝×10－5J＝EqR，解得E＝500V/m，方向沿y轴负方向，B、D错．【答案】A6．如图6所示，从炽热的金属丝漂出的电子(速度可视为零)，经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场．电子的重力不计，在满足电子能射出偏转电场的条件下．下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是()图6A．仅将偏转电场极性对调B．仅增大偏转电极间的距离C．仅增大偏转电极间的电压D．仅减小偏转电极间的电压【解析】设加速电场电压为U0，偏转电压为U，极板长度为L，间距为d，电子加速过程中，由U0q＝eq\f(mv\o\al(2,0),2)，得v0＝eq\r(\f(2U0q,m))，电子进入极板后做类平抛运动，时间t＝eq\f(L,v0)，a＝eq\f(Uq,dm)，vy＝at，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(UL,2U0d)，由此可判断C正确．【答案】C7．如图7所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在的直线平行于两电荷的连线，且a点与c点关于MN对称、b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是()图7A．b点场强大于d点场强B．b点场强小于d点场强C．a、b两点间的电势差大于b、c两点间的电势差D．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能【解析】两点电荷连线上的中点是连线上场强最小的点同时也是中垂线上场强最大的点，所以d点场强大于b点场强，B正确，A错误；根据电场分布的对称性可知，C错误；正试探电荷在电势高的地方电势能大，D错误．【答案】B8．(多选)如图8所示，竖直向下的匀强电场里，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动，以下四种说法中正确的是()【导学号：29682107】图8A．带电小球可能做匀速圆周运动B．带电小球可能做变速圆周运动C．带电小球通过最高点时，细线的拉力一定最小D．带电小球通过最低点时，细线的拉力有可能最小【解析】合外力充当向心力是小球做圆周运动的条件，如果小球带负电，且qE＝mg，则小球受到的合外力就是细线的拉力，始终沿半径指向圆心，小球做竖直面内的匀速圆周运动，选项A正确；如果电场力qE与重力不平衡，则合外力不沿半径指向圆心，做变速圆周运动，选项B正确；如果电场力与重力的合力竖直向下，根据功能关系可知，小球在最低点时速度最大，细线的拉力最大，小球在最高点时速度最小，细线拉力最小．反之，若电场力与重力的合力竖直向上，则最高点时的速度最大，细线拉力最大，最低点时速度最小，细线拉力最小．因此，选项C错误，选项D正确．【答案】ABD9．如图9所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧光屏的中央形成亮斑．如果只逐渐增大M1M2之间的电势差，则()图9A．在荧光屏上的亮斑向上移动B．在荧光屏上的亮斑向下移动C．偏转电场中静电力对电子做的功增大D．偏转电场的电场强度减小【解析】由E＝eq\f(U,d)知，增大U，则偏转电场的电场强度增大，选项D错误；偏转电场的方向向下，带负电的电子向上偏转，亮斑向上移动，选项A正确；电子束在平行于极板的方向上做匀速直线运动，故其在板间运动的时间t不变，由y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(Uqt2,2md)知，增大偏转电压时，竖直偏移量y增大，静电力对电子做的功W＝qEy＝eq\f(U2q2t2,2md2)随U的增大而增大，选项C正确．【答案】AC10.如图10所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a()图10A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量【解析】小球a从N点释放一直到达Q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90°一直减小，故合力变大，选项A错误；小球a从N到P的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90°到大于90°，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项B正确；小球a由N到Q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项C正确；小球a从P到Q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，则选项D错误．【答案】BC二、计算题(本题共3小题，共40分，按题目要求作答)11．(12分)如图11，一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A、B两点间的电势差.【导学号：29682108】图11【解析】设带电粒子在B点的速度大小为vB.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vBsin30°＝v0sin60° ①由此得vB＝eq\r(3)v0 ②设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理有qUAB＝eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,0)) ③联立②③式得UAB＝eq\f(mv\o\al(2,0),q) ④【答案】eq\f(mv\o\al(2,0),q)12．(14分)如图12所示，一根长L＝m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E＝×105N/C、与水平方向成θ＝30°角的倾斜向上的匀强电场中．杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋×10－6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋×10－6C，质量m＝×10－2kg.现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动．(静电力常量k＝×109N·m2/C2，取g＝10m/s2)【导学号：29682109】图12(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？【解析】(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得mg－keq\f(Qq,L2)－qEsinθ＝ma代入数据解得a＝m/s2.(2)小球B向下运动，受A的斥力增大，加速度减小，速度增大，当小球B速度最大时合力减为零，即keq\f(Qq,h\o\al(2,1))＋qEsinθ＝mg代入数据解得：h1＝m.【答案】(1)m/s2(2)m13.(14分)如图13所示，在水平向右的匀强电场中，有一质量为m、带正电的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ.现给小球一个初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：图13(1)小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值为多少？(2)小球的初速度应为多大？【解析】(1)如图所示，小球在复合场中静止时，所受重力与电场力的合力为一定值，其大小为F＝eq\f(mg,cosθ)，方向与竖直方向为θ角．我们不妨把重力场和电场的叠加场叫做等效重力场，合力F就是等效重力，等效重力加速度g等＝eq\f(g,cosθ).当小球从A点沿圆周运动时，这一等效重力一直对小球做负功，绳子拉力不做功．可知，动能和等效重力势能相互转化，且总和保持不变．当小球运动至位于与A点对应的同一直径上的另一端点B时，等效重力势能最大，动能最小，速度也最小，此时由等