2023年高考物理总复习质量评估 九 电场 教师解析版

发布 2021-12-22 16:53:28 阅读 4184

章末质量检测(九) 电场。

时间:90分钟满分:100分)

第ⅰ卷选择题。

一、选择题(本题包括10小题,共40分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)

1.如图9-1所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压u ,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,导致话筒所在的电路中的其他量发生变化,使声音信号被话筒转化为电信号。其中导致电容变化的原因可能是电容器两极板间的( )

图9-1a.距离变化 b.正对面积变化 c.介质变化 d.电压变化。

解析:振动膜前后振动,引起电容器极板间的距离变化。

答案:a2.一负电荷从电场中a点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到b点,它运动的vt图象如图9-2甲所示,则a、b两点所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的( )

图9-2解析:从题图甲可以看出负电荷在运动的过程中是变加速运动,因此所受到的电场力也不断变大,且和电荷运动方向相同,电场强度也不断变大,故选项c正确。

答案:c3.如图9-3所示,电场中某条电场线上a、b两点相距为d,电势差为u,同一点电荷在a、b两点所受的电场力大小分别为f1和f2,则下列说法中正确的是( )

图9-3点的场强等于u/d

点的场强大于b点场强。

c.若f1=f2,则a点场强等于u/d

d.若f1<f2,则a点场强小于b点场强。

解析:电场中某条电场线上a、b两点相距为d,电势差为u,但电场线的分布情况未知,所以a、b两点的电场强度大小也无法判断,若f1<f2,则a点场强小于b点场强,故选项d是正确的。

答案:d4.如图9-4所示,在真空中的a、b两点分别放置等量异种点电荷,在a、b两点间取一正五角星形路径abcdefghija,五角星的中点与a、b的中点重合,现将一电子沿该路径逆时针移动一周,下列判断正确的是( )

图9-4点和g点的电场强度相同。

点和f点的电势相等。

c.电子从g点到f点再到e点过程中,电势能先减小再增大。

d.电子从f点到e点再到d点过程中,电场力先做负功后做正功。

解析:e点与g点的场强方向不同,据等量异种电荷等势线分布图可知,过af的连线为零伏特的等势面,该面左侧电势高,右侧电势低。对选项c,电势能一直增大,故c错。

答案:bd是某电场中一条电场线上的两点,一正电荷仅在电场力作用下,沿电场线从a点运动到b点,速度图象如图9-5所示。下列关于a、b两点电场强度e的大小和电势φ的高低的判断,正确的是( )

图9-5解析:由题图可知,正电荷速度越来越小,变化越来越慢即加速度越来越小,所受电场力越来越小,故ea>eb,a对;受电场力方向与运动方向相反,可知场强方向由b向a,电势φa<φb,c对。

答案:ac图9-6

6.带正电的小球用绝缘线悬挂在o点(o点放置一带正电的点电荷)做单摆摆动,如图9-6所示。与o点不放电荷时比较,下列判断正确的是( )

a.振动周期将变大b.振动周期将变小。

c.振动周期将不变d.小球的振动仍是简谐运动。

解析:o点放不放电荷只对绳子拉小球的张力有一定影响,如果o点放置一正电荷,小球到达最下端时绳子的张力将变大,但对小球振动的周期没有影响,我们可以将绳子对小球的拉力与小球所受的库仑力等效成一个力(此二力始终与速度方向垂直),然后和o点不放正电荷时比较就很容易得出结论了,所以答案为cd.

答案:cd7.(2010四川绵阳高三第二次诊断考试,18)如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即uab=ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,p、r、q是这条轨迹上的三点,r同时在等势面b上,据此可知( )

图9-7a.三个等势面中,c的电势最低。

b.带电质点在p点的电势能比在q点的小。

c.带电质点在p点的动能与电势能之和比在q点的小。

d.带电质点在r点的加速度方向垂直于等势面b

解析:根据题意画出电场线、粒子在p处的速度方向和受力方向如图所示,可知电场线应垂直等势线由c经b至a,所以a点电势最低,选项a错误;粒子由p经r至q的过程中,电场力对其做正功,带电质点的电势能降低,b选项错误;由于质点运动过程中只有电场力做功,所以质点的电势能与动能之和保持不变,c选项错误;根据电场线与电场强度的几何关系可知,d选项正确。

答案:d8.如图9-8所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由a→o→b匀速飞过,不计电子的重力,则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是( )

图9-8a.先变大后变小,方向水平向左。

b.先变大后变小,方向水平向右。

c.先变小后变大,方向水平向左。

d.先变小后变大,方向水平向右。

解析:由a→o→b场强先增大再减小,在o点电场强度最大,电场强度的方向与异种电荷的连线平行并指向负电荷,即电场力先增大再减小,由受力平衡,电子所受另一个力先增大再减小,方向与异种电荷的连线平行并指向负电荷,选项b正确。

答案:b9.如图9-9所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷m、n分别固定在a、b两点,o为ab连线的中点,cd为ab的垂直平分线。

在co之间的f点由静止释放一个带负电的小球p(设不改变原来的电场分布),在以后的一段时间内,p在cd连线上做往复运动。若( )

图9-9a.小球p的带电荷量缓慢减小,则它往复运动过程中振幅不断减小。

b.小球p的带电荷量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过o点时的速率不断减小。

c.点电荷m、n的带电荷量同时等量地缓慢增大,则小球p往复运动过程中周期不断减小。

d.点电荷m、n的带电荷量同时等量地缓慢增大,则小球p往复运动过程中振幅不断减小。

解析:由对称性可知,m、n的带电荷量一定时,小球p的带电荷量的变化只影响其加速度的大小,影响其到达o点的速率的大小,而不会影响振幅的大小,因此,b正确,a错误;如果m、n的带电荷量等量缓慢增大,则小球p所受电场力产生的加速度在同一位置时将更大,速度变化将更快,即周期将变小,c对;同时,伴随m、n电荷量的增加,由于对p在同一位置的电场力变大,故振幅变小,d对。

答案:bcd

10.如图9-10所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。两个带有同种电荷的小球a、b分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力f作用于小球b,则两球静止于图示位置,如果将小球b向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,则两个小球的受力情况与原来相比( )

图9-10a.推力f将增大。

b.竖直墙面对小球a的弹力减小。

c.地面对小球b的弹力一定不变。

d.两个小球之间的距离增大。

解析:将a、b视为整体进行受力分析,在竖直方向只受重力和地面对整体的支持力n(也是对b的支持力n),将b向左推动少许后,竖直方向受力不变,所以n=(ma+mb)g为一定值,c正确。然后对b进行受力分析如图,由平衡条件可知n=mbg+f斥cosθ,向左推b,θ减小,所以f斥减小,由得:

a、b间距离r增大,d正确。而f=f斥sinθ,θ减小,f斥减小,所以推力f减小。将a、b视为整体时f=na,所以墙面对小球a的弹力na减小,b正确。

故选项b、c、d正确。

答案:bcd

第ⅱ卷非选择题。

二、填空计算题(共6题,每题10分,共60分)

11.“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中。

图9-111)如图9-11所用的电表指针偏转方向与流入电流的关系是:当电流从正接线柱流入电表时,指针偏向正接线柱一侧。一位学生用这个电表探测基准点2两侧的等势点时,把接电表正接线柱的探针e1接触基准点2,把接电表负接线柱的探针e2接触纸上某一点,发现表的指针发生了偏转,为了探测到等势点,则( )

a.若电表指针偏向正接线柱一侧,e2应右移。

b.若电表指针偏向正接线柱一侧,e2应左移。

c.若电表指针偏向负接线柱一侧,e2应右移。

d.若电表指针偏向负接线柱一侧,e2应左移。

图9-122)在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸。在导电纸上平放两个圆柱形电极a与b,分别与直流电源的正、负极接好,如图9-12所示。若以a、b连线为x轴,a、b连线的中垂线为y轴,将一个探针固定在y轴上的某一点,沿x轴移动另一个探针,发现无论怎样移动,灵敏电流表的指针都不偏转,若电源及连线都是完好的,可能的故障是___将实验故障排除后,探针从bo间某处沿x轴向电极a移动的过程中,电流表中指针偏转的情况是___

解析:(1)由题图可知a点电势高于b点电势,若电表指针偏向正接线柱一侧,说明探针e1的电势高于e2的电势,e2应向左移动,所以b项正确;若指针偏向负接线柱一侧,说明探针e2的电势高于e1的电势,e2应向右移动,c项正确,d项错。

2)导电纸涂导电物质的一面朝下了;偏角逐渐减小到零,再反向偏转,偏角逐渐变大。

答案:(1)bc (2)见解析。

12.如图9-13所示,在真空中的o点放一点电荷q=1.0×10-9 c,直线mn过o点,om=30 cm,m点放一点电荷q=-2×10-10 c,求:

图9-131)m点的场强大小;

2)若m点的电势比n点的电势高15 v,则电荷q从m点移到n点,它的电势能变化了多少?

解析:(1)根据得m点的场强。

2)电荷q从m点移到n点,电场力做功。

wmn=qumn=-2×10-10×15 j=-3×10-9 j.

这一过程中电场力做负功,电势能增加3×10-9 j

答案:(1)100 n/c (2)3×10-9 j

13.如图9-14所示,计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是其中ε=9.

0×10-12 f·m-1,s表示两金属片的正对面积,d表示两金属间的距离。当某一键被按下时,d发生改变,引起电容器的电容发生改变,从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50 mm2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.

60 mm.只要电容变化达0.25 pf,电子线路就能发出相应的信号,那么为使按键得到反应,至少需要按下多大距离?

图9-14解析:计算机键盘是一个电容传感器,由题意知是通过改变两极板间距来改变电容,得到相应的电信号。又因两极板间距减小,电容变大,设原间距为d0,至少要按下距离为d,电子线路恰能检测出必要的信号,则根据先求得未按下时的电容c1=0.

75 pf,再由得和c2=1.00 pf,得。

即d=0.15 mm.

答案:0.15 mm

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