2020高中物理 第1章 章末綜合知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版選修3-1

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1、2020高中物理(人教版)選修3-1 (時(shí)間：90分鐘，滿分：100分) 一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．一個(gè)帶電的金屬球，當(dāng)它帶的電荷量增加到一定數(shù)值后(穩(wěn)定)與增加前比較，其內(nèi)部的場強(qiáng)將(　　) A．一定增強(qiáng)　　　　　　　　 B．不變 C．一定減弱 D．可能增強(qiáng)也可能減弱 解析：選B.處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為0，故B對． 2．帶負(fù)電的粒子在某電場中僅受靜電力作用，能分別完成以下兩種運(yùn)動(dòng)：①在電場線上運(yùn)動(dòng)

2、，②在等勢面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．該電場可能由(　　) A．一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷形成 B．一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷形成 C．兩個(gè)分立的帶等量負(fù)電的點(diǎn)電荷形成 D．一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷與帶正電的無限大平板形成 解析：選A.帶負(fù)電的粒子在由一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷形成的電場中，可以由靜電力提供向心力，圍繞正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也可以沿電場線做變速直線運(yùn)動(dòng)，A對、B錯(cuò)．C、D兩個(gè)選項(xiàng)中的電場線均是曲線，粒子只受到靜電力作用時(shí)不會(huì)沿電場線運(yùn)動(dòng)，C、D均錯(cuò)． 3．如圖1－6所示 ，把一個(gè)架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場中．導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，下列說法正確的是(　　) 圖1－6 A．A、B兩

3、點(diǎn)場強(qiáng)相等，且都為零 B．A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)不相等 C．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場EAEB，C錯(cuò)誤；當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，電子從大地沿導(dǎo)線移向?qū)w中和枕形導(dǎo)體右端的正電荷，相當(dāng)于右端正電荷流向遠(yuǎn)端，故D正確． 4．(2020年高考北京理綜卷)某靜電場的電場線分布如圖1－7所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢分別為φP和φQ，則(　　) 圖1－7 A．EP

4、>EQ，φP>φQ B．EP>EQ，φP<φQ C．EPφQ D．EPφQ；根據(jù)電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，可以判斷出EP>EQ，故選A. 圖1－8 5．(2020年連云港高二檢測)A、B是一條電場線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在電場力作用下以一定初速度從A點(diǎn)沿電場線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度—時(shí)間圖象如圖1－8所示．則這一電場可能是圖1－9中的(　　) 圖1－9 解析：選A.由v－t圖象知，微粒做加速度變大的減速運(yùn)動(dòng)． 6．(2020年高考福建卷)如圖1－10所示，平行板電容

5、器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離(　　) 圖1－10 A．帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng) B．P點(diǎn)的電勢將降低 C．帶電油滴的電勢能將減小 D．若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大 解析：選B.上極板向上移動(dòng)一小段距離后，板間電壓不變，仍為U，故電場強(qiáng)度將減小，油滴所受電場力減小，故油滴將向下運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；P點(diǎn)的電勢大于0，且P點(diǎn)與下極板間的電勢差減小，所以P點(diǎn)的油滴向下運(yùn)動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢降低，B對；油滴向下運(yùn)動(dòng)時(shí)電場力做負(fù)功，油滴的電勢能應(yīng)增加，C錯(cuò)；電

6、容器的電容C＝，由于d增大，電容C應(yīng)減小，極板帶電量Q＝CU將減小，D錯(cuò)． 7．(2020年太原市高三診斷考試)帶電粒子射入一固定的帶正電的點(diǎn)電荷Q的電場中，沿圖1－11中實(shí)線軌跡從a運(yùn)動(dòng)到b，a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離分別為ra、rb(ra＞rb)，b為運(yùn)動(dòng)軌跡上到Q的最近點(diǎn)，不計(jì)粒子的重力，則可知(　　) 圖1－11 A．運(yùn)動(dòng)粒子帶負(fù)電 B．b點(diǎn)的場強(qiáng)大于a點(diǎn)的場強(qiáng) C．a(chǎn)到b的過程中，電場力對粒子不做功 D．a(chǎn)到b的過程中，粒子動(dòng)能和電勢能之和保持不變 解析：選BD.由帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子帶正電；由點(diǎn)電荷所形成電場的場強(qiáng)公式E＝k知，Eb＞Ea；粒子從a到

7、b的過程中，電場力對粒子做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢能增大，但總能量不變，故選B、D. 8.如圖1－12所示，豎直絕緣墻壁上的Q處有一個(gè)固定的質(zhì)點(diǎn)A，在Q的上方P點(diǎn)用絲線懸掛著另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)B.A、B兩質(zhì)點(diǎn)因帶同種電荷而相斥，致使懸線與豎直方向成θ角，由于漏電使A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電荷量逐漸減少，在電荷漏完之前懸線對P點(diǎn)的拉力大小將(　　) 圖1－12 A．保持不變 B．先變小后變大 C．逐漸減小 D．逐漸增大 解析：選A.如圖所示，B球受到三個(gè)力平衡，三力構(gòu)成三角形與△PAB相似，對應(yīng)邊成比例：＝＝，故懸線拉力FT大小不變，答案是A. 9．(2020年高考全國卷Ⅱ)圖1－1

8、3中虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)．若不計(jì)重力，則(　　) 圖1－13 A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷 B．N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同 C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中克服電場力做功 D．M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過程中，電場力對它做的功等于零 解析：選BD.由O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢知，場強(qiáng)方向垂直虛線向下，由兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向知N粒子所受電場力方向向上，M粒子所受

9、電場力方向向下，故M粒子帶正電、N粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤．N粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，電場力做正功．M粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)電場力也做正功．因?yàn)閁aO＝UO c，且M、N粒子質(zhì)量相等，電荷的絕對值相等，由動(dòng)能定理易知B正確．因O點(diǎn)電勢低于a點(diǎn)電勢，且N粒子帶負(fù)電，故N粒子運(yùn)動(dòng)過程中電勢能減少，電場力做正功，C錯(cuò)誤．O、b兩點(diǎn)位于同一等勢線上，D正確． 10．(2020年石北中學(xué)高二檢測)帶電粒子以初速度v0垂直電場方向進(jìn)入平行金屬板形成的勻強(qiáng)電場中，它離開時(shí)偏離原方向y，偏角為φ，下列說法正確的是(　　) A．粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng) B．偏角φ與粒子的電荷量和質(zhì)量無關(guān) C．粒子飛過電場的時(shí)間，

10、決定于極板長和粒子進(jìn)入電場時(shí)的初速度 D．粒子的偏移距離y，可用加在兩極板上的電壓控制 解析：選ACD.粒子進(jìn)入電場中時(shí)，垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，即粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，故A正確； 由tanφ＝＝可知B錯(cuò)誤； 由t＝可知C正確； 由y＝ ＝，可見y與U成正比，D正確． 11．(2020年福建省三明高二月考)如圖1－14所示，一帶電液滴在重力和勻強(qiáng)電場對它的作用力作用下，從靜止開始由b沿直線運(yùn)動(dòng)到d，且bd與豎直方向所夾的銳角為45°，則下列結(jié)論正確的是(　　) 圖1－14 A．此液滴帶負(fù)電 B．液滴的加速度等于g C．

11、合外力對液滴做的總功等于零 D．液滴的電勢能減少 解析： 選ABD.帶電液滴由靜止沿bd方向運(yùn)動(dòng)，因此靜電力與重力的合力必定沿bd方向，如圖所示． 因此，液滴帶負(fù)電，由F合＝＝ma 可得：a＝g，故A、B正確； 合外力做正功，C錯(cuò)誤； 靜電力F電做正功，液滴的電勢能減少，D正確． 12．(2020年金溪一中高二月考)如圖1－15所示，A、B、C、D為勻強(qiáng)電場中相鄰的等勢面，一個(gè)電子垂直經(jīng)過等勢面D時(shí)的動(dòng)能為20 eV，經(jīng)過等勢面C時(shí)的電勢能為－10 eV，到達(dá)等勢面B時(shí)的速度恰好為零，已知相鄰等勢面間的距離為5 cm，不計(jì)電子的重力，下列說法中正確的是(　　) 圖1－

12、15 A．C等勢面的電勢為10 V B．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為200 V/m C．電子再次經(jīng)過D等勢面時(shí)，動(dòng)能為10 eV D．電子的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 解析：選AB.設(shè)相鄰兩等勢面間的電勢差大小為U，對電子由D到B的過程應(yīng)用動(dòng)能定理得：－2Ue＝0－20 eV，可得U＝10 V，由E＝可得：E＝V/m＝200 V/m，B正確；由EpC＝φC q 得：φC ＝＝10 V，A正確；當(dāng)電子再次經(jīng)過D等勢面時(shí)，電場力對電子做的總功為零，動(dòng)能仍為20 eV，C錯(cuò)誤；電場方向垂直于等勢面，沿豎直方向，故電子的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤． 二、計(jì)算題(本題包括4小題，共40分．解答應(yīng)寫出必要的文

13、字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(8分)(2020年濟(jì)南市高二質(zhì)檢)如圖1－16所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中的A點(diǎn)，有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的油滴以速度v豎直向上運(yùn)動(dòng)．已知當(dāng)油滴經(jīng)過最高點(diǎn)B時(shí)，速度大小也為v.求：場強(qiáng)E的大小及A、B兩點(diǎn)間的電勢差． 圖1－16 解析：根據(jù)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性以及勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度公式有：h＝，x＝，故h＝x. 由動(dòng)能定理得：qEx－mgh＝0，即E＝， 再由動(dòng)能定理得：qUAB－mgh＝0，mgh＝mv2， 所以UAB＝. 答案：見解析 14．

14、(10分)(2020年陜西西安一中高二月考)如圖1－17所示，兩帶電平行板A、B間的電場為勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E＝4.0×102 V/m，兩板相距d＝16 cm，板長L＝30 cm.一帶電荷量q＝1.0×10－16C、質(zhì)量m＝1.0×10－22 kg 的粒子沿平行于板方向從兩板的正中間射入電場后向著B板偏轉(zhuǎn)，不計(jì)帶電粒子所受重力，求： 圖1－17 (1)粒子帶何種電荷？ (2)要使粒子恰能飛出電場，粒子飛入電場時(shí)的速度v0為多大？ 解析：(1)因帶電粒子進(jìn)入兩板間后向B板偏轉(zhuǎn)，故所受到的電場力豎直向下，粒子帶正電． (2)粒子恰好飛出電場時(shí)，偏轉(zhuǎn)位移y＝， 又y＝ 以上兩式聯(lián)立可得

15、：v0＝1.5×104 m/s. 答案：(1)正電　(2)1.5×104 m/s 15．(10分)如圖1－18所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容器兩板間，距下板h＝0.8 cm，兩板間的電勢差為300 V，如果兩板間電勢差減小到60 V，則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長時(shí)間？(板間距為d，取g＝10 m/s2) 圖1－18 解析：取帶電小球?yàn)檠芯繉ο?，設(shè)它帶電荷量為q，則帶電小球受重力mg和向上的電場力qE的作用． 當(dāng)U1＝300 V時(shí)，小球平衡： mg＝q① 當(dāng)U2＝60 V時(shí)，重力大于電場力，帶電小球向下板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)： mg－q＝ma② 又h＝at2③

16、 由①②③得： t＝ ＝ s≈4.5×10－2s. 答案：4.5×10－2s 16．(12分)(2020年武漢高二檢測)如圖1－19，水平放置的平行板電容器，原來兩極板不帶電，上極板接地，它的極板長L＝0.1 m，兩極板間距離d＝0.4 cm.有一束相同微粒組成的帶電粒子流從兩板中央平行于極板射入，由于重力作用微粒落到下板上．已知微粒質(zhì)量為m＝2×10－6 kg，電荷量為q＝＋1×10－8 C，電容器電容為C＝10－6 F，g 取10 m/s2，求： 圖1－19 (1)為使第一個(gè)微粒的落點(diǎn)范圍在下極板中點(diǎn)到緊靠邊緣的B點(diǎn)之內(nèi)，則微粒入射速度v0應(yīng)為多少？ (2)若帶電粒子落到AB板上后電荷全部轉(zhuǎn)移到極板上，則以上述速度射入的帶電粒子最多能有多少個(gè)落到下極板上？ 解析：(1)若第一個(gè)粒子落到O點(diǎn)， 由＝v01t1， ＝ gt得v01＝2.5 m/s 若落到B點(diǎn)，由L＝v02t1，＝gt得v02＝5 m/s 故 2.5 m/s