2022年高考物理第一轮随堂巩固练习题40阶段检测评估(六)

2022年高考物理第一轮随堂巩固练习题40阶段检测
评估(六)
(时刻:90分钟满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、本题10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正
确,有的小题有多个选项正确,全选对的得4分,选对但不全的得2分.有选错或不答的得0分.
1.如图所示的实验装置为库仑扭秤,细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属
小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平稳.当把另一个带电的金属球C插于容器并使它靠近A时,A和C之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度能够比较力的大小,便可找到力F与距离r和电荷量q的关系.这一实验中用到了下列哪些方法
( )
A.微小量放大法
B.极限法
C.操纵变量法
D.逐差法
【答案】A
2.如图所示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,以Q点为焦点做椭圆运动.M、N、
P为椭圆上的三点,P点离Q点最远.电子在从M点经P点到达N点的过程中( )
A.速领先增大后减小
B.动能先减小后增大
C.电势能先减小后增大
D.库仑力先做正功后做负功
【答案】B
3.如图所示,在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q,x轴上的P点位
于-Q的右侧.下列判定正确的是( )
A.在x 轴上还有一点与P 点电场强度相同
B.在x 轴上还有两点与P 点电场强度相同
C.若将一试探电荷+q 从P 点移至O 点,电势能增大
D.若将一试探电荷+q 从P 点移至O 点,电势能减小
【解析】
依照等量正负点电荷的电场分布可知,在x 轴上还有一点与P 点电场强度相同,即和P 点关于O 点对称,A 正确.若将一试探电荷+q 从P 点移至O 点,电场力先做正功后做负功,因此电势能先减小后增大.一样规定无穷远电势为零,过O 点的中垂线电势也为零,因此试探电荷+q 在P 点时电势能为负值,移至O 点时电势能为零,因此电势能增大,C 正确. 【答案】 AC 4.阴极射线示波管的聚焦电场是由电极1
A
,A 形成,实线为电场线,虚线为等势线,Z 轴为该电场的
中心轴线,P 、Q 、R 为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则（ ）
A.电极1
A 的电势高于电极2
A
的电势
B.电场中Q 点的电场强度小于R 点的电场强度
C.电子在P 点处的动能大于在Q 点处的动能
D.电子从P 至R 的运动过程中,电场力对它一直做正功
【解析】 沿电场线方向电势降低,结合题图可知2A 的电势高于1A 的电势,选项A 错误;电场线密
的地点场强大,结合题图可知,Q 点的场强较大,选项B 错误;电子从P 至R 的过程中,速度和电
场力的夹角为锐角,电场力做正功,动能增大,选项C 错D 对. 【答案】 D
5.(2011北京西城区高三二模,18)一个电子只在电场力作用下从a 点运动到b 点的轨迹如图中虚线所示,图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面,下列说法中正确的是( )
A.假如实线是电场线,则a 点的电势比b 点的电势高
B.假如实线是等势面,则a 点的电势比b 点的电势低
C.假如实线是电场线,则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大
D.假如实线是等势面,则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大
【解析】
若实线是电场线,依照”运动轨迹向合力指的那一侧弯曲”可知,电子所受的电场力水平向右,则场强方向向左,a 点的电势比b 点的电势低,电子在a 点的电势能较大,选项C 正确;若实线是等势面,则电子所受的电场力竖直向下,场强方向竖直向上,a 点的电势比b 点的电势
高,电子在b 点的电势能较大,选项B 、D 错误. 【答案】 C
6.如图所示,电子从负极板边缘垂直射入匀强电场,恰好从正极板边缘飞出.现在若使两极板间的距离变为原先的2倍,两极板的电压保持不变,电子入射的方向和位置不变,且电子仍恰从正极板边缘飞出,则电子入射速度大小应为原先的( )
A.2/2
B.1/2
C.2倍
D.2倍
【解析】 电子做类平抛运动:
2
20
12qU L dm v d =
得
2
0v =
2
212qUL d m
,因此1d v ∝,
B 正确. 【答案】 B
7.半径为R 的平均带电圆盘水平放置,圆盘中心有一小孔,P 、Q 是过圆孔中心的直线,如图所示,一质量为m 的带电小球,从P 、Q 连线上的H 点由静止开释,当小球下落到圆盘上方h 处的M 点时,小球的加速度为零,则下列判定正确的是( )
A.小球运动到圆盘下方h 处的N 点时的加速度大小为2g
B.小球运动到圆盘下方h 处的N 点时的电势能与在M 点时相等
C.小球从M 点运动到N 点的过程中,小球的机械能与电势能之和保持不变
D.小球从M 点运动到N 点的过程中,小球的机械能保持不变
【解析】
在M 点,小球受到的静电力等于重力.在对称的N 点,球受到的静电力仍旧等于重力,方向与重力方向相同,因此在N 点加速度大小为2g,A 对;小球在N 点和M 点的电势相同,依照
P E q ϕ=,小球在这两点的电势能相同,B 对;小球从M 点运动到N 点的过程中,只有重力和静
电力对小球做功,小球的机械能与电势能之和不变,C 对;因为有静电力对小球做功,因此小球的机械能要发生变化,D 错. 【答案】 ABC
8.宇航员在探测某星球时发觉该星球带电,且带-Q 电荷量,星球表面无大气,在一次实验中宇航员将一个电荷量为q 的小球置于离星球表面h 高处()q Q <<,该小球恰好悬浮,宇航员又将该小
球带到离星球表面2h 高处,无初速度开释,则此带电小球将( ) A.沿星球球心方向下落 B.背向球心方向飞向太空 C.仍处于悬浮状态
D.沿星球自转的线速度方向飞向太空 【解析】 原先库仑力与万有引力相等:
2
Qq
r k 2Mm r G =,能够看出r 改变后方程仍成立,因此带电小
球仍处于悬浮状态,选C.
【答案】 C
9.空间某区域内存在着电场,电场线在竖直平面上的分布如图所示,一个质量为m 、电荷量为q 的小球在该电场中运动,小球通过A 点时的速度大小为1v ,方向水平向右:运动至B 点时的速
度大小为2v ,运动方向与水平方向之间的夹角为A α,、B 两点之间的高度差为h 、水平距离
为s ,则以下判定中正确的是( )
A.A 、B 两点的电场强度和电势关系为
A B E E <、A B ϕϕ< B.假如
21v v >,则说明电场力一定做正功 C.A 、B 两点间的电势差为
22212()
m q
v v -
D.小球从A 运动到B 点的过程中电场力做的功为22
1
1212
2mv mv mgh
-- 【解析】 依照题图可知,B 点处的电场线密,场强较大;沿着电场线电势降低,有A B ϕϕ>,选项
A 错误;假如
21v v >,则说明合力即重力和电场力的功的代数和为正,又重力做正功,电场力不一定做正功,选项B 错误;依照动能定理有
22121212
Uq mgh mv mv ,+=-,
得
22112122()U mv mv mgh =--/q,电场力做功2211
2122Uq mv mv mgh =--,选项C 错D 对. 【答案】 D
10.(2020湖北黄冈中学高三期中测试,6)在竖直向下的匀强电场中,有a 、b 、c 、d 四个带电质点,各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动,不计质点间的相互作用力,则有( )
A.c 、d 带异种电荷
B.a 、b 带同种电荷且电势能均不变
C.d 的电势能减小,重力势能增大
D.c 的电势能增大,机械能减小
【解析】 带电质点做匀速直线运动,其合力为零,必受重力和竖直向上的电场力,因此,四个质点
带同种电荷(负电荷).电场力对a 、
b 不做功,因此它们的电势能不变,选项A 错B 对;电场力对d 做正功,其电势能减小,;对
c 做负功,其电势能增大,机械能减小,选项C 、D 正确. 【答案】 BCD
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、本题共包括2个小题,共16分,把答案填到题中横线上或按要求作答.
11.(6分)如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A 和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.初始时轻杆与电场线垂直(如图中实线位置),将杆向右平移的同时顺时针转过90︒如图中虚线位置),发觉A 、B 两球电势能之和不变.依照图中给出的位置关系,可判定A 、B 两球带电荷量的绝对值之比
A q ∶
B q = .
【解析】
规定杆的初始位置为零电势能处,则两球的电势能之和为零.杆到末位置的过程,两球的电势能必是一个增大,另一个减小相同的量,或者说电场力对其一做正功,对另一个做负功,结合题图有2A B Eq L Eq L ,=,得A
q ∶
B q =
1∶2.
【答案】 1∶2
12.(10分)如图所示,AB 、CD 为一圆的两条直径,且相互垂直,O 点为圆心.空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行.现有一电子,在电场力作用下(重力不计),先从A 点运动到C 点,动能减少了W;又从C 点运动到B 点,动能增加了W,那么:(1)如果未知电场是匀强电场,其方向应是 ;(2)假如未知电场是放在圆周上的点电荷激发的电场,则该点电荷的位置在圆周上 点.
【解析】 减小的动能转化为电子的电势能,由A 到C 减小的动能与由C 到B 增加的动能相等,因此A 和B 的电势相等,场强方向由O 指向C,若是匀强电场,其方向应是垂直于AB 并由O 指向C;若是点电荷激发的电场,则该点电荷的位置应在D 点. 【答案】 (1)垂直于AB 并由O 指向C(5分) (2)D (5分)
三、本题包括4小题,共44分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
13.(10分)如图所示,两个平行金属板AB 中间为一匀强电场,AB 相距10 cm,CD 为电场中的两点,CD=8 cm,CD 连线和电场方向成60circ 角,C 点到A 板的距离为2 cm,已知质子从C 点移到D 点,电场力做功为3.17210-⨯ J.求:
(1)匀强电场的电场强度. (2)AB 两点间的电势差.
(3)若将A 板接地,则C 、D 两点的电势各为多大? 【解析】 (1)质子的带电荷量为 q=1.6⨯1019- C W CD q
U ,==200 V (2分)
又CD
U
EL =cos60,因此匀强电场的电场强度cos605
CD
U L E ︒
=
= 000 V/m. (2分)
(2)AB 两点间的电势差AB U Ed ==500 V . (2分)
(3)若将A 板接地
0100A C AC EL ϕϕ,=,=-=- V;D 点电势比C 点电势低200 V,因此300D ϕ=-
V. (4分)
【答案】 (1)5 000 V/m (2)500 V (3)C 点-100 V D 点-300 V
14.(10分)(2020浙江台州四校联考,17)带正电的物体A 静止于绝缘水平面上,如图.现加一水平向
右的匀强电场后物体开始向右运动,已知物体A 与绝缘水平面间的摩擦力为电场力的一半,经一段时刻后,物体的动能为K
E ,现在突然使电场方向反向,大小不变,再通过一段时刻后,物体
回到原动身点.求:
(1)物体A 回到原动身点时的动能.
(2)上述前一段时刻1t 跟后一段时刻2
t 的比值.
【解析】 (1)设摩擦力大小为f,电场力为F,第一时期位移大小为1
x ,电场力反向后向右运动的位
移大小为2x ,向左运动的位移大小为3x , 由题意12
f F ,= (1分) 第一时期,由动能定理得K E ,1112()F f x F x =-=⋅ (1分)
电场力反向后有0K E ,-=2()F f x -+ (1分) 可得121
3x x = (1分)
又由题意432113x x x x =+= (1分)
向左运动时期
14
31
23k ()E F f x F x =-=⋅=末43K E . (1分) (2)设在后一段时刻里,用
2a t 的时刻使物体速度为零,然后用2b t 的时刻使物体加速回到原动身点;
用a 表示物体在前一段时刻里的加速度,分别用1a 、2a 表示物体在2a t 、2b t 时刻内的加速度,
则1
31
a F f
a
F f
+-=
= (1分)
因此21
13
a
t t = (1分)
而23
1
1
43
b
t x t x =
=
(1分) 112
22312
3
a b
t t t t t ++=
=. (1分)
【答案】 43
(1)K E 3
123
+
15.(12分)如图所示,一个带电荷量为-q 的油滴,从O 点以速度v 射入匀强电场中,v 的方向与电场方向成θ角.已知油滴的质量为m,测得油滴到达运动轨迹的最高点时,它的速度大小又为v,
求:
(1)最高点的位置可能在O 点上方的哪一侧? (2)最高点处(设为N)与O 点的电势差NO U .
(3)电场强度E.
【解析】 (1)因油滴到达最高点时速度大小为v,方向水平,对O N →过程用动能定理有
0G W W +=电 (2分)
因重力做负功,因此电场力一定做正功,油滴带负电,则最高位置一定在O 点的左上方. (2分) (2)由(1)的分析可知NO qU mgh =,在竖直方向上油滴做初速度为vsin θ的竖直上抛运动,则有
(vsin 2)2gh θ= (1分)
即
22sin 2mv NO q
U θ=
. (2分)
(3)油滴由O N →的运动时刻
sin v g
t θ=
(1分)
则在水平方向上由加速度定义得 at=v+vcos θ, (1分) 又qE=ma, (1分) 即
(1cos )sin mg q E θθ
+=
. (2分)
【答案】 (1)最高位置一定在O 点的左上方 2
2
sin 2(2)mv q
θ
(1cos )
sin (3)mg q θθ
+
16.(12分)如图所示,水平放置的平行板电容器,原先两板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1 m,
两板间距离d=0.4 cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,微粒所带电荷赶忙转移到下极板且平均分布在下极板上.设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间.已知微粒质量为6210m -=⨯ kg,电荷量8110q -=⨯ C,电容器电容为610C -= F,取g=10 m/s.求:
(1)为使第一个微粒的落点范畴能在下板中点O 到紧靠边缘的B 点之内,求微粒入射的初速度0
v 的取值范畴;
(2)若带电微粒以第一问中初速度
0v 的最小值入射,则最多能有多少个带电微粒落到下极板上?
【解析】 (1)若第1个粒子落到O 点,由0112
L v t = (1分)
2112
2
d
gt = 得012v =.5 m/s (1分) 若落到B 点,由
21
0212
22d L v t gt =,=得025v = m/s (2分) 故2.5 m/s 05v << m/s. (2分)
(2)由01L v t = 得2
410t -=⨯ s (1分)
由212
2d
at
= (1分) 得a=2.5 m/s (1分) 由mg
Q
dC
qE ma E -=,=
(1分)
得6610Q -=⨯ C (1分) 因此
600(
Q q n ==个). (2分)
【答案】 (1)2.5 m/s 05v << m/s
(2)600个。