人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用综合与测试单元测试当堂检测题

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用综合与测试单元测试当堂检测题，共5页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
电场单元测试卷一、选择题（本题包括10小题,共40分.在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一项符合题目的要求,第7~10小题有多项符合题目的要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分）1．关于点电荷的下列法中错误的是（    ）A．真正的点电荷是不存在的    B．点电荷是一种理想模型  C．足够小（如体积小于1mm3）的电荷，就是点电荷D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小 ，而是看它的形状和大小对所研究问题的影响是否可忽略不计2．下列说法中，正确的是（     ）A．电场中，电势高的地方，电场强度一定大B．电场中，电场强度大的地方，电势一定高C．电场中任意两点的电势差与零势能点选取有关    D．电荷在电场中某点的电势能与零势能点选取有关3．穿过半圆形的两个金属板，板间存在着辐向均匀分布的电场（电场线背离圆心），有一束负离子由a沿半圆弧虚线运动到b，如右图所示，则这些粒子可能具有:              A．相同的电量和质量B．相同的电量和动能C．相同的电量和速度D．相同的质量和速度4．把一个正电荷由电场中A点移到无限远处，电荷克服电场力做功3×10-4J，把一个等量的负电荷由电场中B点移到无限远处，电场力做功5×10-4J。以无限远处为零电势，则A、B两点电势关系是                           （     ）A．φA>φB>0    B．φA<φB<0     C．φB>φA>0     D．φB<φA<05．如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上方固定着电荷量大小相等的两个点电荷q1、q2，一个带电小球（可视为点电荷）恰好围绕O点在桌面上做匀速圆周运动。已知O、q1、q2在同一竖直线上，下列判断不正确的是（    ）A．圆轨道上的电势处处相等B．圆轨道上的电场强度处处相等C．点电荷q1对小球的库仑力是吸引力D．q1、q2可能为异种电荷6．竖直绝缘墙壁上Q点固定一质点A，在Q的正上方P点用丝线悬挂另一质点B．A、B两质点因带电而互相排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，如图所示。由于漏电，使A、B两质点带电量逐渐减少，在电荷漏完之前，悬线对质点B的拉力大小将（假设两小球始终可以看成质点）（   ）A.逐渐变大       B.逐渐变小    C.大小不变       D.先变大后变小7．如图，在粗糙的绝缘水平面上，彼此靠近地放置两个带正电荷的小物块（动摩擦因数相同）．由静止释放后，向相反方向运动，最终都静止．在小物块的运动过程中，表述正确的是（     ）A．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 B．物体之间的库仑力都做正功，作用在质量较小物体上的库仑力做功多一些C．因摩擦力始终做负功，故两物块组成的系统的机械能一直减少D．整个过程中，物块受到的库仑力做的功等于电势能的减少8．如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使指针张角增大的是(   )A．使A、B两板靠近一些B．使A、B两板正对面积错开一些C．断开S后，使A板向左平移拉开一些D．断开S后，使A、B正对面积错开一些9．在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8J，在M点的动能为6J，不计空气的阻力。则（    ） A．小球水平位移x1与x2的比值1:3B．小球水平位移x1与x2的比值1:4C．小球落到B点时的动能为32JD．小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6J10.水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么A.偏转电场对三种粒子做功一样多B.三种粒子打到屏上时速度一样大C.三种粒子运动到屏上所用时间相同D.三种粒子一定打到屏上的同一位置，三、实验题11．美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有__________。A．油滴质量m        B．两板间的电压UC．两板间的距离d    D．两板的长度L（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________（已知重力加速度为g）（3）在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷，其值为e=__________C。12.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。(1)．如图所示.如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(   )A.极板应带正电           B.极板应带正电C.极板应带正电            D.极板应带正电(2)．如果只在偏转电极XX/上加如图①所示的电压,试在图③中画出所观察到的波形图；(3)．如果只在偏转电极YY/上加如图②所示的电压,试在图④中画出所观察到的波形图；(4)．如果在偏转电极XX/上加如图①所示的电压同时在偏转电极YY/上加如图②所示的电压,试在图⑤中画出所观察到的波形图 四、计算题13．如图甲所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板，极板长L =0.2 m，两板间距d=0.1m，在M、N间加上如图乙所示的电压，一个带电粒子的电量q =+1.0×10-6C、质量m=1.0×10-8kg，粒子重力不计，求： （1）0~1×10-3s电容器内部场强的大小和方向；（2）若在t=0的时刻，将上述带电粒子从紧靠M板中心处无初速释放，求粒子从M板运动到N板所经历的时间t；（3）若在t=0的时刻，上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度v0水平射入两极板间,且粒子沿水平方向离开电场，求初速度v0的大小。             14．如图所示，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm，两板间距d=10cm。求：(1)微粒进入偏转电场时的速度v是多大？(2)若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30°，则两金属板间的电压U2是多大？             15．如图，竖直平行直线为匀强电场的电场线，电场方向未知，一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以初速度vo从A点垂直电场方向进入电场，该带电粒子经过电场中的B点和C点，不考虑带电粒子的重力。（1）试确定电场强度的方向；（2）若粒子过C点时速度方向与水平方向夹角为60°，试求从A点到C点过程中电场力做功；（3）若已知电场强度为E，AB两点连线与电场线夹角为60°，求粒子从A点到B点的运动时间。               16．如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm，有一束由相同微粒组成的带正电粒子流，以相同的初速度V0从两板中央依次水平射入（每隔0.1s射入一个微粒），由于重力作用微粒能落到下板，已知微粒质量m=2×10-6kg，电量q=l×10-8C，电容器电容C=l×10-6F。取g=10m/s2，整个装置处在真空中。求：（1）第一颗微粒落在下板离端点A距离为的O点，微粒射人的初速度V0应为多大？  （2）以上述速度V0射入的带电微粒最多能有多少个落在下极板上？                                     参考答案1．C【解析】试题分析：点电荷是物理学中一个重要的理想化模型，不是客观存在的，A答案正确。当带电体的体积等几何尺寸不影响电荷的分布，即可将其看作一个带电的点，也就是点电荷，因此B、D答案正确。即使在小的带电体，都有可能受其他带电体的影响导致电荷分布发生变化，所以C答案错误。考点：关于点电荷理想模型的理解点评：此类题型考察关于主要因素和次要因素的理解。在研究物理问题时常常需要将问题处理成理想模型已达到解决问题的目的。2．D【解析】略3．B【解析】4．D【解析】略5．ACD【解析】试题分析：由图知，圆周上各点到两电荷的距离相同，所以圆轨道上的电势处处相等，故A正确；圆轨道上的电场强度大小相等，但方向不同，所以B错误；根据库仑定律知，q1对小球的库仑力较大，若q1对小球为斥力，则其竖直向下的分力大于q2对小球吸引力向上的分力，小球不能在水平面内运抵，所以点电荷q1对小球的库仑力一定是吸引力，q2对小球的库仑力可以是吸引力也可以是排斥力，所以C正确； D正确。考点：本题考查电势、电场强度、库仑力6．C【解析】以小球为研究对象，在逐渐放电的过程中，处于动态平衡状态．小球受到重力G，A的斥力F1和线的拉力F2三个力作用，作出力图，根据△FBF1∽△PQB，得到线的拉力F2与线长的关系分析求解．以小球为研究对象，球受到重力G，A的斥力F1和线的拉力F2三个力作用，作出力图，如图．作出F1、F2的合力F，则由平衡条件得  F=G．  根据△FBF1∽△PQB得又FF1=F2，得  F2=在A、B两质点带电量逐渐减少的过程中，PB、PQ、G均不变，则线的拉力F2不变．故选C点评：本题是力学中动态变化分析问题，采用的是三角形相似法，也可以应用函数法求解．7．BD【解析】试题分析：由于是从静止开始运动的，所以开始一段时间内库仑力大于摩擦力，由于是滑动摩擦力，而运动过程中物块与接触面间的压力不变，所以摩擦力不变，根据库仑定律可得当两者远离时，库仑力减小，当做减速运动时，库仑力小于摩擦力，A错误；库仑力与各自位移方向相同，所以做正功，但是由于质量小的物体运动位移大，所以作用在 质量较小物体上的库仑力做功多一些，B正确；由于两物体先做加速运动，后做减速运动，所以机械能先增加后减小，C错误；电场力做多少功就有多少电势能发生转化，所以D正确考点：考查了摩擦力，库仑定律，电势能，机械能8．CD【解析】试题分析：使指针张角增大即两极板间的电势差增大，两极板与电源相连，则若开关不断开，则两极板间的电压恒等于电源电压，则静电计指针的夹角不变，所以AB错误；断开S后，两极板上的电荷量恒定不变，使A板向左平移拉开一些，则两极板间的距离增大，根据公式，则可得电容减小，根据公式，故两极板间的电势差增大，C正确；若断开S后，使A、B正对面积错开一些，则两极板正对面积减小，根据公式，可得电容减小，根据公式可得两极板间的电势差增大，D正确考点：考查了电容器的动态变化9．AC【解析】试题分析：由M到P，根据动能定理和牛顿第二定律，无电场和磁场时满足：，在P点，可得，即MP之间的高度差为。若加竖直向上的电场，电场力向上，，即，重力与电场力的合力提供向心力，小球对轨道没有压力，恰好通过P点，故A正确。若加竖直向下的电场，电场力向下，，即重力与电场力的合力提供向心力，小球对轨道没有压力，恰好通过P点，故B错误。加磁场时，小球受洛伦兹力，洛仑兹力不做功，由M到P，。在P点对小球受力分析，取向下为正方向。若磁场向里，洛伦兹力f向下，为正值。假设小球能通过P点，有，解得轨道对小球的弹力，为负值，即轨道对小球的弹力竖直向上，与实际情况不符，也就是说小球不能通过P点，故C正确。若磁场向外，洛伦兹力f向上，为负值。假设小球能通过P点，有，解得轨道对小球的弹力，为负值，即轨道对小球的弹力竖直向向下，与实际情况相符，也就是说小球可以通过P点，故D错误。考点：动能定理的应用，圆周运动的规律，带电粒子在电场、磁场中的运动。10．AD【解析】设加速电场长度为d，偏转电场长度为L，在加速电场中有，在偏转电场中有，，与比荷无关，所以三种粒子一定打到屏上同一位置，故选项D正确的，偏转电场对粒子做功，与粒子质量无关，所以选项A正确； 三种粒子在进入偏转电场时速度不同，而在偏转电场中电场力做功相同，故最后离开电场时速度不同，所以选项C错误； 因加速位移相同，粒子质量越大加速度越小，故加速时间越长，大偏转电场中动动时间也越长，故选项B错误； 考点：带电粒子在电场中的加速和偏转11．（1）ABC（2）（3）【解析】试题分析：（1）（2）平行板电容器间的电场为匀强电场，液滴处于静止状态，所以电场力与重力平衡，故，可得，所以需要测出的物理量有油滴质量m，两板间的电压U，两板间的距离d。（3）这个最小电荷量是元电荷，其大小等于电子的电荷量．考点：考查了密立根油滴实验 12．AC13．14．15．【解析】12．示波管中电子向第一象限偏转，说明水平方向受力向右，竖直方向受力向上，所以极板应带正电；极板应带正电；故答案选AC;13．如果只在偏转电极XX/上加如图①所示的电压，电子只在水平方向发生偏转，竖直方向不会偏转，故图像为14．如果只在偏转电极YY/上加如图②所示的电压，电子只在竖直方向发生偏转，水平方向不会偏转，故图像为15．如果在偏转电极XX/上加如图①所示的电压同时在偏转电极YY/上加如图②所示的电压，x方向为偏转电压，y方向为扫描电压，因为周期相同，所以屏幕上出现一个完整的正弦波形。所以图像为：16．（1）V/m 方向：M→N（或向上）（2）  t=2T=4.0×10-3s（3）   【解析】（1）V/m （2分）方向：M→N（或向上）（1分）（2）粒子加速度  =5m/s2 （1分）     0～内的位移  （1分）一个周期内的位移  =粒子从M板运动到N板所经历的时间   t=2T=4.0×10-3s（2分）（3）要使粒子水平方向离开电场，则有   t=nT（1分）由（2）问可知：在竖直方向刚好到达N极板的时间为2T所以，粒子在两极板间运动的时间为   t1=T或t2=2T对应的速度  （2分）（2分）(说明：若仅给出，没有说明n=1或2，得1分) 17．(1) 1.0×104m/s (2) 【解析】试题分析：（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v，根据动能定理（2分）=1.0×104m/s  2分）（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。水平方向：  （1分）竖直方向：加速度为a，出电场时竖直方向速度为，则，联立解得,带入数据得考点：考查了带电粒子在电场中的偏转18．（1）竖直向上   （2）   （3）【解析】试题分析：（1）因粒子带负电且向下偏转，电场力方向向下，故电场方向竖直向上。          ①（2）设粒子到达C点的速度为v，电场力做功为W，则由合运动与分运动的关系有                                   ②由动能定理有                                            ③联立①②式解得                                                 ④（3）粒子在电场中做类平抛运动，设水平方向的位移为x，竖直方向的位移为y，则                                                            ⑤                                                            ⑥粒子的加速度为                                                ⑦而                                                        ⑧联立④⑤⑥⑦式解得                                ⑨考点：带电粒子在匀强电场中的运动、动能定理。19．（1）（2）750【解析】试题分析：（1）第一个粒子只受重力作用，落在O点，为平抛运动，竖直方向解得时间水平方向匀速直线运动解得初速度（2）粒子落在下极板后使得两极板带电，出现匀强电场，设极板所带电荷量为Q，在两板之间匀强电场的电场强度粒子进入匀强磁场做类平抛运动的加速度那么在电场中的类平抛运动，竖直方向要恰好落在下极板上，需要满足综上解得落在极板上面的粒子数目考点：平行板电容器  带电粒子在匀强电场中的运动