高二上学期物理人教版（2019）必修第三册：导学案10章末水平测评

第十章 章末水平测评 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分 100 分，考试时 间 90 分钟。 第Ⅰ卷(选择题，共 48 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个 选项中，第 1～8 题只有一项符合题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。 全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分) 1．关于静电场，下列说法正确的是( ) A．电势等于零处的物体一定不带电 B．电场强度为零的点，电势一定为零 C．同一电场线上的各点，电势一定相等 D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 2．(2016·全国卷Ⅱ)如图，P 是固定的点电荷，虚线是以 P 为圆心的两个 圆。带电粒子 Q 在 P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c 为 轨迹上的三个点。若 Q 仅受 P 的静电力作用，其在 a、b、c 点的加速度大小分别 为 aa、ab、ac，速度大小分别为 va、vb、vc。则( ) A．aa>ab>ac，va>vc>vb B．aa>ab>ac，vb>vc>va C．ab>ac>aa，vb>vc>va D．ab>ac>aa，va>vc>vb 3．如图所示，直线 a、b 和 c、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、 Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由 M 点分别运 动到 N 点和 P 点的过程中，静电力所做的负功相等，则( ) A．直线 a 位于某一等势面内，φM>φQ B．直线 c 位于某一等势面内，φM>φN C．若电子由 M 点运动到 Q 点，静电力做正功 D．若电子由 P 点运动到 Q 点，静电力做负功 4.如图所示，AC、BD 为圆的两条互相垂直的直径，圆心为 O，半径为 R。电 荷量均为 Q 的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于 AC 对称，＋Q 与 O 点 的连线和 OC 间夹角为 30°。下列说法正确的是( ) A．O 点的场强大小为kQ R2 B．O 点的场强大小为 3kQ R2 C．B、D 两点的电势关系是：φB＝φD D．电荷量为 q 的正电荷在 A 点的电势能小于在 C 点的电势能 5．用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)。设两 极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所 带电荷量不变，若( ) A．保持 S 不变，增大 d，则θ变大 B．保持 S 不变，增大 d，则θ变小 C．保持 d 不变，减小 S，则θ变小 D．保持 d 不变，减小 S，则θ不变 6.如图所示，在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异号点电荷＋Q、－Q， 虚线是以＋Q 所在点为圆心、L 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( ) A．b、d 两点处的电势相同 B．四个点中 c 点处的电势最低 C．b、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 7. M、N 是某电场中一条电场线上的两点，若在 M 点释放一个初速度为零的 电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线由 M 点运动到 N 点，其电势能随位移变 化的关系如图所示，则下列说法正确的是( ) A．电子在 N 点的动能小于在 M 点的动能 B．该电场有可能是匀强电场 C．该电子运动的加速度越来越小 D．电子运动的轨迹为曲线 8.如图所示，质子、氘核和α粒子都沿平行板电容器两板中线 OO′方向垂 直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个与 OO′垂直的荧光屏上， 使荧光屏上出现亮点。若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的， 关于在荧光屏上将出现亮点的个数，下列说法中正确的是( ) A．3 个 B．1 个 C．2 个 D．以上三种都有可能 9．如图甲所示，电子静止在两平行金属板 A、B 间的 a 点，从 t＝0 时刻开 始 A 板电势按如图乙所示规律变化，t1 时刻电子还未到达小孔 P。则下列说法中 正确的是( ) A．电子可能在极板间做往复运动 B．t1 时刻电子的动能最大 C．电子能从小孔 P 飞出，且飞出时的动能不大于 eU0 D．电子不可能在 t2～t3 时间内飞出电场 10．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，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域 时的运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点。据此可知( ) A．三个等势面中，c 的电势最高 B．带电质点通过 P 点时的电势能较 Q 点大 C．带电质点通过 P 点时的动能较 Q 点大 D．带电质点通过 P 点时的加速度较 Q 点大 11.(2017·天津高考)如图所示，在点电荷 Q 产生的电场中，实线 MN 是一条 方向未标出的电场线，虚线 AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电 子在 A、B 两点的加速度大小分别为 aA、aB，电势能分别为 EpA、EpB。下列说法正 确的是( ) A．电子一定从 A 向 B 运动 B．若 aA>aB，则 Q 靠近 M 端且为正电荷 C．无论 Q 为正电荷还是负电荷一定有 EpAab>ac，va>vc>vb B．aa>ab>ac，vb>vc>va C．ab>ac>aa，vb>vc>va D．ab>ac>aa，va>vc>vb 答案 D 解析 带电粒子在电场中仅受静电力作用，由牛顿第二定律知加速度 a＝F m ＝qQE m ，E＝kqP r2，因为 rbaa； 由动能定理有 Wab＝qQUab＝1 2 mv2 b－1 2 mv2 a Wbc＝qQUbc＝1 2 mv2 c－1 2 mv2 b 因为 Wabvb 因为 Wbc>0，所以 vc>vb 因为|Uab|>|Ubc|，所以 va>vc 故有 va>vc>vb，D 项正确。 3．如图所示，直线 a、b 和 c、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、 Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由 M 点分别运 动到 N 点和 P 点的过程中，静电力所做的负功相等，则( ) A．直线 a 位于某一等势面内，φM>φQ B．直线 c 位于某一等势面内，φM>φN C．若电子由 M 点运动到 Q 点，静电力做正功 D．若电子由 P 点运动到 Q 点，静电力做负功 答案 B 解析 由电子从 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程中，静电力所做的负功相 等可知，φM＞φN＝φP，故过 N、P 点的直线 d 位于某一等势面内，则与直线 d 平行的直线 c 也位于某一等势面内，A 错误，B 正确；φM＝φQ，则电子由 M 点运 动到 Q 点，静电力不做功，C 错误；由于φP＜φM＝φQ，电子由 P 点运动到 Q 点， 电势能减小，静电力做正功，D 错误。 4.如图所示，AC、BD 为圆的两条互相垂直的直径，圆心为 O，半径为 R。电 荷量均为 Q 的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于 AC 对称，＋Q 与 O 点 的连线和 OC 间夹角为 30°。下列说法正确的是( ) A．O 点的场强大小为kQ R2 B．O 点的场强大小为 3kQ R2 C．B、D 两点的电势关系是：φB＝φD D．电荷量为 q 的正电荷在 A 点的电势能小于在 C 点的电势能 答案 A 解析 O 点的场强是圆周上正、负点电荷在 O 点产生的电场场强的叠加，大 小为 2kQ R2 cos60°＝kQ R2 ，A 正确，B 错误；B、D 两点的电势关系是φB>φD，C 错误； A、C 处于同一等势面上，电荷量为 q 的正电荷在 A 点的电势能等于在 C 点的电 势能，D 错误。 5．用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)。设两 极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所 带电荷量不变，若( ) A．保持 S 不变，增大 d，则θ变大 B．保持 S 不变，增大 d，则θ变小 C．保持 d 不变，减小 S，则θ变小 D．保持 d 不变，减小 S，则θ不变 答案 A 解析 静电计是测量两个导体间电势差的仪器，指针偏角θ∝U，根据 C＝ εrS 4πkd 和 C＝Q U 得 A 正确，B、C、D 错误。 6.如图所示，在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异号点电荷＋Q、－Q， 虚线是以＋Q 所在点为圆心、L 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( ) A．b、d 两点处的电势相同 B．四个点中 c 点处的电势最低 C．b、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 答案 C 解析 根据等量异号点电荷电场线及等势线的分布可知 b、d 两点电势相同， 电场强度大小相等、方向不同，故 A 正确，C 错误；由电势叠加，求代数和可知， 由 a 经 b 或 d 到 c，电势越来越低，正电荷由 a 经 b 或 d 到 c 电势能减小，故 B、 D 正确。 7. M、N 是某电场中一条电场线上的两点，若在 M 点释放一个初速度为零的 电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线由 M 点运动到 N 点，其电势能随位移变 化的关系如图所示，则下列说法正确的是( ) A．电子在 N 点的动能小于在 M 点的动能 B．该电场有可能是匀强电场 C．该电子运动的加速度越来越小 D．电子运动的轨迹为曲线 答案 C 解析 电子仅受静电力的作用，电势能与动能之和恒定，由图像可知电子由 M 点运动到 N 点，电势能减小，则动能增加，A 错误；分析图像可得电子的电势 能随运动距离的增大，减小得越来越慢，即经过相等距离静电力做功越来越少， 由 W＝qEΔx 可得电场强度越来越小，B 错误；由于电子从 M 点运动到 N 点静电 力逐渐减小，所以加速度逐渐减小，C 正确；电子从静止开始沿电场线由 M 点运 动到 N 点，可得 MN 电场线为直线，由运动与力的关系可得其轨迹必为直线，D 错误。 8.如图所示，质子、氘核和α粒子都沿平行板电容器两板中线 OO′方向垂 直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个与 OO′垂直的荧光屏上， 使荧光屏上出现亮点。若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的， 关于在荧光屏上将出现亮点的个数，下列说法中正确的是( ) A．3 个 B．1 个 C．2 个 D．以上三种都有可能 答案 B 解析 三种粒子是由同一个电场从静止加速，对于带电粒子，由动能定理得： qU＝1 2 mv2，在偏转电场中，粒子在水平方向做匀速直线运动，运动时间为：t＝L v ， 粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向的位移为：y＝1 2 ·at2 ＝1 2 ·Eq m · L v 2＝EL2 4U ，设粒子离开偏转电场时的速度偏转角为θ，则 tanθ＝vy vx ＝ at v ＝Eq m · L v v ＝EL 2U，由此可见，粒子在竖直方向的偏转位移、速度偏转角都仅与电 场强度 E、极板长度 L、加速电压 U 有关，结合几何知识可知，三种粒子都打到 同一点上，即只有一个亮点，所以 B 正确，A、C、D 错误。 9．如图甲所示，电子静止在两平行金属板 A、B 间的 a 点，从 t＝0 时刻开 始 A 板电势按如图乙所示规律变化，t1 时刻电子还未到达小孔 P。则下列说法中 正确的是( ) A．电子可能在极板间做往复运动 B．t1 时刻电子的动能最大 C．电子能从小孔 P 飞出，且飞出时的动能不大于 eU0 D．电子不可能在 t2～t3 时间内飞出电场 答案 BC 解析 t＝0 时刻 B 板电势比 A 板高，电子在 0～t1 时间内向 B 板加速，t1 时 刻加速结束；在 t1～t2 时间内电子减速，由于对称，在 t2 时刻速度恰好为零，接 下来，电子重复上述运动，所以电子一直向 B 板运动，直到从小孔 P 穿出，A 错 误；无论电子在什么时刻穿出 P 孔，t1 时刻电子都具有最大动能，B 正确；电子 穿出小孔 P 的时刻不确定，但穿出时的动能不大于 eU0，C 正确，D 错误。 10．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，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域 时的运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点。据此可知( ) A．三个等势面中，c 的电势最高 B．带电质点通过 P 点时的电势能较 Q 点大 C．带电质点通过 P 点时的动能较 Q 点大 D．带电质点通过 P 点时的加速度较 Q 点大 答案 ABD 解析 等差等势面密集的地方电场强度大，稀疏的地方电场强度小，由图知 P 点的电场强度大，则质点通过 P 点时的加速度大，故 D 正确。根据电场线与等 势面垂直，定性画出过 P、Q 两点的电场线，根据轨迹偏转方向可判定质点在 Q 点所受静电力 F 的方向如图所示，可以得出等势面 c 的电势最高，A 正确。若质 点由 Q 向 P 运动，则静电力做负功，动能减少，电势能增加，若质点从 P 向 Q 运动，动能增大，电势能减小，B 正确，C 错误。 11.(2017·天津高考)如图所示，在点电荷 Q 产生的电场中，实线 MN 是一条 方向未标出的电场线，虚线 AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电 子在 A、B 两点的加速度大小分别为 aA、aB，电势能分别为 EpA、EpB。下列说法正 确的是( ) A．电子一定从 A 向 B 运动 B．若 aA>aB，则 Q 靠近 M 端且为正电荷 C．无论 Q 为正电荷还是负电荷一定有 EpAFB，aA>aB，φA>φB，EpArB，故φA>φB，EpAx1 处的电势大于零，x