北京市各區(qū)2009年高三上學(xué)期期末試題分類精編
電 場
一.單項(xiàng)選擇題
(崇文區(qū))1.在如圖所示的四種電場中,分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)。其中a、b兩點(diǎn)的電勢相等,電場強(qiáng)度大小相等、方向也相同的是( )
A.甲圖:與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)
B.乙圖:兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)
C.丙圖:點(diǎn)電荷與帶電平板形成的電場中平板上表面的a、b兩點(diǎn)
D.丁圖:勻強(qiáng)電場中的a、b兩點(diǎn)
(崇文區(qū))2.如圖所示為勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E隨時間t變化的圖象。當(dāng)t=0時,在此勻強(qiáng)電場中由靜止釋放一個帶電粒子,設(shè)帶電粒子只受電場力的作用,則下列說法中正確的是
A.帶電粒子將始終向同一個方向運(yùn)動
B.2s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)
C.帶電粒子在0-3s內(nèi)的初、末位置間的電勢差為零
D.0-3s內(nèi),電場力的總沖量為零,電場力的總功不為零
(東城區(qū))3.M、N是一條電場線上的兩點(diǎn)。在M點(diǎn)由靜止釋放一個α粒子,粒子僅在電場力的作用,沿著電場線從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn),粒子的速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。以下判斷正確的是 ( )
A. 該電場可能是勻強(qiáng)電場
B. M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)的電勢
C. M點(diǎn)到N點(diǎn),α粒子的電勢能逐漸增大
D. α粒子在M點(diǎn)所受電場力大于在N點(diǎn)所受電場力
(豐臺區(qū))4.某電場的分布如圖所示,帶箭頭的實(shí)線為電場線,虛線為等勢面。A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為EA、EB、EC,電勢分別為φA、φB、φC,關(guān)于這三點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢的關(guān)系,下列判斷中正確的是 ( )
A.EA< EB, φB=φC B.EA> EB, φA>φB
C.EA> EB, φA<φB D.EA= EC, φB=φC
(豐臺區(qū))5.如圖所示,在水平放置的已經(jīng)充電的平行板電容器之間,有一帶負(fù)電的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài).若某時刻油滴的電荷量開始減。ㄙ|(zhì)量不變),為維持該油滴原來的靜止?fàn)顟B(tài)應(yīng) ( )
A.給平行板電容器繼續(xù)充電,補(bǔ)充電荷量
B.讓平行板電容器放電,減少電荷量
C.使兩極板相互靠近些
D.使兩極板相互遠(yuǎn)離些
(海淀區(qū))6.如圖9甲所示,一條電場線與Ox軸重合,取O點(diǎn)電勢為零,Ox方向上各點(diǎn)的電勢φ隨x變化的規(guī)律如圖9乙所示。若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子僅受電場力的作用,則( )
A.該電場線的方向?qū)⒀豋x的正方向
B.該電場線可能是孤立正電荷產(chǎn)生的
C.該電場線可能是孤立負(fù)電荷產(chǎn)生的
D.該電場線可能是等量異種電荷產(chǎn)生的
(海淀區(qū))7.如圖10甲所示,一條電場線上a、b、c三點(diǎn)間距相等。一電子僅在電場力的作用下由a運(yùn)動到c過程中其動量隨時間變化的規(guī)律如圖10乙所示,則( )
A.由a到c電勢依次降落
B.由a到c場強(qiáng)依次減小
C.電子的電勢能逐漸增大
D.a(chǎn)b間電壓等于ac間電壓
(海淀區(qū))8. 如圖15所示,BD是豎直平面上圓的一條豎直直徑,AC是該圓的任意一條直徑,已知AC和BD不重合,且該圓處于勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)大小為E,方向在圓周平面內(nèi)。將一帶負(fù)電的粒子Q從O點(diǎn)以相同的動能射出,射出方向不同時,粒子會經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn),在這些所有的點(diǎn)中,到達(dá)A點(diǎn)時粒子的動量總是最小。如果不考慮重力作用的影響,則關(guān)于電場強(qiáng)度的下列說法中正確的是 ( )
A.一定由C點(diǎn)指向A點(diǎn) B.一定由A點(diǎn)指向C點(diǎn)
C.可能由B點(diǎn)指向D點(diǎn)? D.可能由D點(diǎn)指向B點(diǎn)
(石景山區(qū))9.如圖所示,在豎直放置的光滑半圓形絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷.現(xiàn)將質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從半圓形管的水平直徑端點(diǎn)A靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時,對管壁恰好無壓力.若小球所帶電量很小,不影響O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電場,則置于圓心處的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的大小為:
A. B. C. D.
(石景山區(qū))10.在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計(jì)相接,極板B接地.若極板B稍向上移動一點(diǎn),由觀察到靜電計(jì)指針的變化,作出電容器電容變小的依據(jù)是:( )
A.兩極間的電壓不變,極板上電荷量變小
B.兩極間的電壓不變,極板上電荷量變大
C.極板上的電荷量幾乎不變,兩極間的電壓變小
D.極板上的電荷量幾乎不變,兩極間的電壓變大
(西城區(qū))11.如圖所示,a、b是兩個電荷量都為Q的正點(diǎn)電荷。O是它們連線的中點(diǎn),P、P′是它們連線中垂線上的兩個點(diǎn)。從P點(diǎn)由靜止釋放一個質(zhì)子,質(zhì)子將向P′運(yùn)動。不計(jì)質(zhì)子重力。則質(zhì)子由P向P′運(yùn)動的情況是 。 )
A.一直做加速運(yùn)動,加速度一定是逐漸減小
B. 一直做加速運(yùn)動,加速度一定是逐漸增大
C. 一直做加速運(yùn)動,加速度可能是先增大后減小
D.先做加速運(yùn)動,后做減速運(yùn)動
(宣武區(qū))12.A、B是某電場中一條電場線上的兩點(diǎn),一正電荷僅在電場力作用下,沿電場線從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),速度圖象如右圖所示,下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度E的大小和電勢的高低的判斷,正確的是( )
A.EA>EB B.EA<EB C.φA<φB D.φA>φB
二.多項(xiàng)選擇題
(海淀區(qū))1.圖4所示為研究平行板電容器電容決定因素的實(shí)驗(yàn)裝置。兩塊相互靠近的等大正對(用S表示兩極板正對面積)平行金屬板M、N組成電容器,板N固定在絕緣座上并與靜電計(jì)中心桿相接,板M和靜電計(jì)的金屬殼都接地,板M上裝有絕緣手柄,可以執(zhí)手柄控制板M的位置。在兩板相距一定距離d時,給電容器充電,靜電計(jì)指針張開一定角度。在整個實(shí)驗(yàn)過程中,保持電容器所帶電量Q不變,對此實(shí)驗(yàn)過程的描述正確的是 ( )
A.當(dāng)Q保持不變,M板向上移,S減小,靜電計(jì)指針偏角減小,表示電容C變大
B.當(dāng)Q保持不變,M板向右移,d減小,靜電計(jì)指針偏角減小,表示電容C變大
C.保持Q、d、S都不變,在M、N之間插入云母板(介電常數(shù)ε>1),靜電計(jì)指針偏角變大,表示電容C越大
D.此實(shí)驗(yàn)表明,平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε、正對面積S、極板間距離d有關(guān)
(海淀區(qū))2.如圖5所示,由兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器的極板N與靜電計(jì)相接,極板M接地。用靜電計(jì)測量平行板電容器兩極板間的電勢差U。在兩板相距一定距離d時,給電容器充電,靜電計(jì)指針張開一定角度。在整個實(shí)驗(yàn)過程中,保持電容器所帶電量Q不變,下面哪些操作將使靜電計(jì)指針張角變。 )
A.將M板向下平移
B.將M板沿水平向左方向遠(yuǎn)離N板
C.在M、N之間插入云母板(介電常數(shù)ε>1)
D.在M、N之間插入金屬板,且不和M、N接觸
三.填空題
(海淀區(qū))1.湯姆生用如29所示的裝置(陰極射線管)發(fā)現(xiàn)了電子。電子由陰極C射出,在CA間電場加速,A'上有一小孔,所以只有一細(xì)束的電子可以通過P與P'兩平行板間的區(qū)域,電子通過這兩極板區(qū)域后打到管的末端,使末端S處的熒光屏發(fā)光(熒光屏可以近似看成平面。)。水平放置的平行板相距為d,長度為L,它的右端與熒光屏的距離為D。當(dāng)平行板間不加電場和磁場時,電子水平打到熒光屏的O點(diǎn);當(dāng)兩平行板間電壓為U時,在熒光屏上S點(diǎn)出現(xiàn)一亮點(diǎn),測出OS=H;當(dāng)偏轉(zhuǎn)板中又加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場時,發(fā)現(xiàn)電子又打到熒光屏的O點(diǎn)。若不考慮電子的重力,求
(1)CA間的加速電壓U______.
(2)電子的比荷e/m_______.
四.實(shí)驗(yàn)題
(海淀區(qū))1.為完成電場中等勢線的描繪實(shí)驗(yàn),某同學(xué)準(zhǔn)備使用如圖16所示的實(shí)驗(yàn)器材:
電源E(電動勢為12V,內(nèi)阻不計(jì));
木板N(板上從下往上依次疊放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙各一張);
兩個金屬條A、B(平行放置在導(dǎo)電紙上,與導(dǎo)電紙接觸良好,用作電極);
滑線變阻器R(其總阻值大于兩平行電極間導(dǎo)電紙的電阻);
直流電壓表V(量程為6V,內(nèi)阻很大,其負(fù)接線柱與金屬條A相連,正接線柱與探針P相連);
開關(guān)K,以及導(dǎo)線若干。
現(xiàn)要用圖中儀器描繪兩平行金屬條AB間電場中的等勢線。AB間的電壓要求取為6V。
(1)在圖中連線,畫成實(shí)驗(yàn)電路原理圖。
(2)下面是主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟,將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上方。
a.接好實(shí)驗(yàn)電路,變阻器的滑動觸頭移到阻值最大處。
b.合上K,并將探針P與B相接觸。
c.
d.用探針壓印的方法把A、B的位置標(biāo)記在白紙上。畫一線段連接A、B兩極,在連線上選取間距大致相等的5個點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn),用探針把它們的位置壓印在白紙上。
e.將探針P與某一基準(zhǔn)點(diǎn)相接觸, 用相同的方法找出此基準(zhǔn)點(diǎn)的一系列等勢點(diǎn)。
f.重復(fù)步驟e找出其它4個基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢點(diǎn)。取出白紙畫出各條等勢線。
(海淀區(qū))2.在“電場中等勢線的描繪”實(shí)驗(yàn)中,用在導(dǎo)電紙上形成的電流場模擬靜電場,描繪一個平面上的等勢線,F(xiàn)有一位同學(xué)想模擬帶負(fù)電的點(diǎn)電荷附近電場在一個平面上的等勢線,他在木板上依次鋪上白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙,并用圖釘固定,然后在導(dǎo)電紙中央平放上一個小圓柱形電極A,如圖17所示。
(1)還需要怎樣一個電極?答: 。在圖17畫出該電極,并用連線完成實(shí)驗(yàn)電路的連接。
(2)通電后,要描繪出過C點(diǎn)的等勢線,還需要的儀器是: 。
(3)在圖17俯視圖中,通電后,當(dāng)將靈敏電流表一個探針接觸C點(diǎn),將另一個探針由C點(diǎn)附近,沿C→B滑動的過程中,靈敏電流表指針與零刻度夾角的變化情況是( )
A.逐漸增大 B.逐漸減小
C.先變大后變小 D.先變小后變大
五.計(jì)算題
(崇文區(qū))1.如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10
⑴帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v1;
⑵偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2;
⑶為使帶電微粒不會由磁場右邊射出,該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大?
(東城區(qū))2.在甲圖中,帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后,從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場。該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達(dá)照相底片上的H點(diǎn).測得G、H間的距離為 d,粒子的重力可忽略不計(jì)。
(1)設(shè)粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,試證明該粒子的比荷為:;
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場的區(qū)域?yàn)閳A形,且與MN相切于G點(diǎn),如圖乙所示,其它條件不變。要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場后不能打到MN邊界上(MN足夠長),求磁場區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件。
(東城區(qū))3.右下圖為一真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計(jì)),經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場),電子進(jìn)入M、N間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點(diǎn)。 已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力。
(1)求電子穿過A板時速度的大小;
(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量;
(3)若要使電子打在熒光屏上P點(diǎn)的上方,可采取哪些措施?
(石景山區(qū))4.質(zhì)量m=2.0×10
(1)原來電場強(qiáng)度E1的大。
(2)t=0.20s時刻帶電微粒的速度大?
(3)帶電微粒運(yùn)動速度水平向右時刻的動能?
(宣武區(qū))5.如圖所示,在平行金屬板AB間和BC間分別由電源提供恒定的電壓U1和U2,且U2>U1。在A板附近有一電子,質(zhì)量為m,電荷量為-e,由靜止開始向右運(yùn)動,穿過B板的小孔進(jìn)人BC之間,若AB間距為d1,BC間距為d2。求:
(1)電子通過B板小孔后向右運(yùn)動距B板的最大距離;
(2)電子在AC間往返運(yùn)動的周期。
(宣武區(qū))6.宇宙飛船是人類進(jìn)行空間探索的重要設(shè)備,當(dāng)飛船升空進(jìn)入軌道后,由于各種原因經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的偏離軌道現(xiàn)象。離子推進(jìn)器是新一代航天動力裝置,也可用于飛船姿態(tài)調(diào)整和軌道修正,其原理如圖1所示,首先推進(jìn)劑從圖中的P處被注入,在A處被電離出正離子,金屬環(huán)B、C之間加有恒定電壓,正離子被B、C間的電場加速后從C端口噴出,從而使飛船獲得推進(jìn)或姿態(tài)調(diào)整的反沖動力。
假設(shè)總質(zhì)量為M的衛(wèi)星,正在以速度V沿MP方向運(yùn)動,已知現(xiàn)在的運(yùn)動方向與預(yù)定方向MN成θ角,如圖2所示。為了使飛船回到預(yù)定的飛行方向MN,飛船啟用推進(jìn)器進(jìn)行調(diào)整。
已知推進(jìn)器B、C間的電壓大小為U,帶電離子進(jìn)入B時的速度忽略不計(jì),經(jīng)加速后形成電流強(qiáng)度為I的離子束從C端口噴出, 圖1
若單個離子的質(zhì)量為m,電量為q,忽略離子間的相互作用力,忽略空間其他外力的影響,忽略離子噴射對衛(wèi)星質(zhì)量的影響。請完成下列計(jì)算任務(wù):
(1)正離子經(jīng)電場加速后,從C端口噴出的速度v是多大?
(2)推進(jìn)器開啟后飛船受到的平均推力F是多大?
(3)如果沿垂直于飛船速度V的方向進(jìn)行推進(jìn),且推進(jìn)器工作時
間極短,為了使飛船回到預(yù)定的飛行方向,離子推進(jìn)器噴射
出的粒子數(shù)N為多少?
圖2
北京市各區(qū)2009年高三上學(xué)期期末試題分類精編
靜電場
一.單項(xiàng)選擇題
1. B 2. C 3. B 4. B 5. A
6. D 7. B 8. A 9. C 10. D
11. C 12. D
二.多項(xiàng)選擇題
1. BD 2. CD
三.填空題
1. (1);(2)
四.實(shí)驗(yàn)題
1.(1)
(2)c.調(diào)節(jié)R ,使電壓表示數(shù)為6V
e.在導(dǎo)電紙上移動探針,找此基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢點(diǎn)。并壓印在白紙上
2.(1)圓環(huán)形電極;如答圖
(2)靈敏檢流計(jì)
(3)C
五.計(jì)算題
1.
⑴帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速度為v,根據(jù)動能定理
=1.0×
⑵帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場中只受電場力作用,做類平拋運(yùn)動。在水平方向微粒做勻速直線運(yùn)動
水平方向:
帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動,加速度為a,出電場時豎直方向速度為v2
豎直方向:
由幾何關(guān)系
得U2 =100V
⑶帶電微粒進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動,洛倫茲力提供向心力,設(shè)微粒軌道半徑為R,由幾何關(guān)系知
設(shè)微粒進(jìn)入磁場時的速度為v/
由牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)規(guī)律
得 ,
B=0.1T
若帶電粒子不射出磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為0.1T。
2.
分析和解:(1)帶電粒子經(jīng)過電場加速,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場時速度為v,由動能定理
…………………①(1分)
進(jìn)入磁場后帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動,軌道半徑為r
………………②(2分)
打到H點(diǎn)有 ………………………③(1分)
由①②③得 …………(1分)
(2)要保證所有帶電粒子都不能打到MN邊界上,帶電粒子在磁場中運(yùn)動偏角小于90°,臨界狀態(tài)為90°,如圖所示,磁場區(qū)半徑
。2分)
所以磁場區(qū)域半徑滿足 。1分)
3.
分析和解:(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0,由動能定理
e U1=-0…………………………………………(2分)
解得 ………………………………..………(1分)
(2)電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動,沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度為E,電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間為t,加速度為a,電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)移量為y。由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式
t=……………………………………………..……….(1分)
F=ma F=eE E=
a =……………………………………………(2分)
y=……………………………………………(1分)
解得 y=…………………………………………(1分)
(3)減小加速電壓U1;增大偏轉(zhuǎn)電壓U2;……
4.
解:(1)當(dāng)場強(qiáng)為E1的時候,帶正電微粒靜止,所以mg=E1q……………………(2分)
所以 ……………………………………………………(1分)
(2)當(dāng)場強(qiáng)為E2的時候,帶正電微粒由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動,設(shè)0.20s后的速度為v,由動量定理有 (E2q-mg)t =
mv , 解得:v=
(3)把電場E2改為水平向右后,帶電微粒在豎直方向做勻減速運(yùn)動,設(shè)帶電微粒速度達(dá)到水平向右所用時間為t1,則 0-v1=-gt1, 解得:t1=0.20s ……………………… (1分)
設(shè)帶電微粒在水平方向電場中的加速度為a2,
根據(jù)牛頓第二定律 q E2=ma2 , 解得:a2=
設(shè)此時帶電微粒的水平速度為v2, v2=a2t1,解得:v2=
設(shè)帶電微粒的動能為Ek, Ek==1.6×10-3J……………………… (1分)
5.
(1)(共3分)設(shè)這個最大距離為xm,則由功能關(guān)系,有:
q?d1 = q?xm (1分) ∴xm=(2分)
(2)(共5分)eU1 =mv(1分) d1 =t1 (1分) xm=t2(1分)
∴T=2t1+2t2=………… =( +)(2分)
6.?
(1)qU =mv2 v= ……………………………………(1分)
(2)(共4分)以t秒內(nèi)噴射的離子(nm)為研究對象,應(yīng)用動量定理有:
?t=nmv……………………………………………………(1分)
又∵ I=nq/t …………………………………………………………(1分)
∴=I(為nm受到的平均沖力)………………………………(1分)
∴由牛頓第三定律知,飛船受到的平均反沖力大小也為I………(1分)
(3)(共7分)
飛船方向調(diào)整前后,其速度合成矢量如圖所示(2分):
∴ ΔV=Vtanθ……………………………………………(1分)
∵ 系統(tǒng)總動量守恒 (而且:M >>N m)
∴ MΔV=N m v ……………………………………………(1分)
∴ N=MΔV/mv =………………………………(3分)
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