高中物理教科版选修31：章末综合测评2电场与示波器

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1、章末综合测评 (二)电场与示波器(时间： 90 分钟满分： 100 分 )一、选择题 (本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第 8 12 题有多项符合题目要求，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分)1如图 1 所示，在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷Q、L Q，虚线是以 Q 所在点为圆心、 2为半径的圆， a、b、c、d 是圆上的四个点，其中 a、c 两点在 x 轴上， b、d 两点关于 x 轴对称下列判断错误的是 ( ) 【导学号： 69682127】图 1Ab、d 两点处的

2、电势相同B四个点中 c 点处的电势最低Cb、d 两点处的电场强度相同D将一试探电荷 q 沿圆周由 a 点移至 c 点， q 的电势能减小C 由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知， A 、B 正确，C 错误四点中 a 点电势大于 c 点电势，正电荷在电势越低处电势能越小，故D 正确 2.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()图 2AA 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C 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

3、 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 第 1页3.如图 3 所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是()【导学号： 69682128】图 3A竖直向下， E100 V/mB水平向左， E 100 V/mC水平向左， E 200 V/mD水平向右， E200 V/mB 由电势降低最快的方向就是电场强度的方向以及电场线与等势面垂直的特点可知，电场强度方向水平向左，又由E U得 E2 V 100

4、V/m ，d2102m故 B 正确 4一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质， 其电容 C 和两极板间的电势差U 的变化情况是 ()AC 和 U 均增大BC 增大， U 减小CC 减小， U 增大DC 和 U 均减小SB 由 C 4kd知， S 和 d 不变，插入电介质时， 增大，电容增大，由CQ U可知： Q 不变时， C 增大，则两板间的电势差U 一定减小，故选B.5.如图 4 所示，质量相等的两个带电液滴 1 和 2 从水平方向的匀强电场中 O 点自由释放后，分别抵达 B、C 两点，若 ABBC，则它们带电荷量之比 q1 q2等于 ()【导学

5、号： 69682129】图 4A12B21C1 2D. 211 2qE2mglq1B 竖直方向有 h2gt ，水平方向有 l 2mt，联立可得 q Eh，所以有 q2第 2页21， B 对 6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 R5 m 的圆，圆上有一个电荷量为q 110 8C的试探电荷，半径OPP与 x 轴正方向的夹角为 ，P 沿圆周移动时，其电势能Ep2.5 10 5 ，则sin(J)()图 5Ax 轴位于零势面上B电场强度大小为500 V/m，方向沿 y 轴正方向Cy 轴位于零势面上D电场强度大小为500 V/m，方向沿 x 轴正方向A 由

6、Ep 2.5 105sin (J)知，x 轴上的电势能为 0，是零势面，电场线沿y 轴方向， A 对，C 错；当 90时，Ep2.5105 JEqR，解得 E500 V/m ，方向沿 y 轴负方向， B 、D 错 7如图 6 所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为 d，在板右端 L 处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为 m 的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M 屏上，则下列结论正确的是()图 6A板间电场强度大小为mg/qB板间电场强度大小为mg/2qC质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间C

7、根据质点垂直打在 M 屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转， mga 乙 a 丙D三个质点到达负极板的动能E 丙 E 乙 E 甲AC 三个质点均做类平抛运动，它们在水平方向上的分运动相同，都是以初速度 v0 做匀速直线运动，在竖直方向上均做初速度的匀加速直线运动，但它们下落的加速度不同，不带电的质点的加速度大小等于g，带正电质点的加速度大于 g，带负电质点的加速度小于g，下落高度相同，下落时间与加速度大小有122h关，根据公式h 2at 可得 ta ，可见，加速度越小，下落时间越长，所以t 负t 不带电 t 正，又因为它们的水平位移s v0t，所以 s 负s 不带电

8、s 正，选项 A 、C正确， B 错误；因为三个质点到达负极板的过程中，电场力对带正电质做正功，机械能增大，对带负电质点做负功，机械能减小，对不带电质点不做功，机械能第 6页不变，所以它们的动能E 甲E 乙E 丙，选项 D 错误 二、非选择题 (本题共 4 小题，共 40 分，按题目要求作答 )13. (10 分)平行的带电金属板 A、B 间是匀强电场，如图 12 所示，两板间距离是 5 cm，两板间的电压是 60 V试问：图 12(1)两板间的电场强度是多大？(2)电场中有 P1 和 P2 两点， P1 点离 A 板 0.5 cm， P2 点离 B 板也是 0.5 cm，P1 和 P2 两点

9、间的电势差为多大？(3)若 B 板接地， P1 和 P2 两点的电势各是多少伏？【导学号： 69682132】U【解析】(1)根据公式 E d 代入数据得60E5102V/m 1 200 V/m.(2)P1 P2 沿电场方向的距离为：d12 5 cm (0.50.5) cm4 cm根据公式 U12 Ed121 200 4 102 V 48 V.(3)由公式 1B Ed1B 1 200 (4.5102) V 54 V得 154 V.同理 2BEd2B 1 2000.5102 V 6 V得 26 V.【答案】(1)1 200 V/m(2)48 V(3)54 V6 V14. (10 分 )如图 13

10、 所示，质量为 m、电荷量为 e 的粒子从 A 点以 v0 的速度垂直电场线沿直线 AO 方向射入匀强电场， 由 B 点飞出电场时速度方向与 AO 方向成 45角，已知 AO 的水平距离为 d，不计重力，求：图 13(1)从 A 点到 B 点所用的时间；第 7页(2)粒子在 B 点的速度大小；(3)匀强电场的电场强度大小【解析】(1)粒子从 A 点以 v0 的速度沿垂直电场线方向射入电场，水平方向做匀速直线运动，则有：dt v0.(2)由 B 点飞出电场时速度方向与AO 方向成 45角，则粒子在 B 点的速度大小 v 2v0.(3)根据牛顿第二定律得：eEa m将粒子射出电场的速度v 进行分解

11、，则有eE deEdvyat m v0mv0又 vyv0tan 45 2mv0联立解得 E ed .d2mv0【答案】 (1)v0(2) 2v0(3) ed15 (10 分)如图 14 所示，一个带正电的粒子以平行于x 轴正方向的初速度v0 从 y 轴上 a 点射入第一象限内，为了使这个粒子能经过x 轴上定点 b，可在第一象限的某区域内加一方向沿y 轴负方向的匀强电场 已知所加电场的场强大小为 E，电场区域沿 x 方向的宽度为 s，OaL，Ob2s，粒子的质量为 m，带电量为 q，重力不计，试讨论电场的左边界与 b 的可能距离【导学号： 69682133】图 14【解析】设电场左边界到 b 点

12、的距离为x，已知电场宽度为s，Ob 2s，分以下两种情况讨论：第 8页(1)若粒子在离开电场前已到达b 点，如图甲所示，即xs，则x v0tqE 2y L 2mt2mv20L联立解得xqE .(2)若粒子离开电场后做匀速直线运动到达b 点，如图乙所示，即 s x2s，则 sv0t，y qEt2 2mqEm tLy由几何关系知 tan v0xs2smv L0联立解得x qEs 2.【答案】见解析16 (10 分)如图 15 所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为d.当两板间加电压 U 时，一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，以水平速度v0 从 A 点射入电场， 经过一段时间后从

13、B 点射出电场， A、B 间的水平距离为 L，不计重力影响求：图 15(1)带电粒子从 A 点运动到 B 点经历的时间；(2)带电粒子经过B 点时速度的大小；(3)A、 B 间的电势差【解析】(1)带电粒子在水平方向做匀速直线运动，从A 点到 B 点经历时L间 t v0.U(2)带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动，板间场强大小E dqEqU加速度大小 a m md经过 B 点时粒子沿竖直方向的速度大小qU Lvyatmd v0第 9页带电粒子在 B 点速度的大小 v2q2U2L2v m dv0.0222(3)粒子从 A 点运动到 B 点过程中，据动能定理得：1212qUAB2mv2mv01212qU2L2A、B 间的电势差 UAB2mv 2mv0.2q22md v0L2q2U2 L2qU2L2【答案】(1)v0(2)v0 m2d2v02(3)2md2v02第 10 页