内容正文:
蚌埠二中2025-2026学年度第一学期第4次周回顾练习
高二物理
· 练习范围:必修三第9章 第10章
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· 时间:60分钟
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A. 体积小的带电体就是点电荷
B. 电场强度的方向就是放入电场中的电荷所受电场力的方向
C. 由公式可知,在离带电体很近时, 趋近于零,电场强度无穷大
D. 匀强电场中电场强度处处相同,电场线是一组等间距的平行线
2.如图,为两相距的固定正点电荷,是以为中心、边长为的正方形四条边的中点,在连线上。已知点场强为零,则下列判断错误的是( )
A. 两点的场强相同
B. 两点的电势相等
C. 的电荷量大于的电荷量
D. 间的电势差大于间的电势差
3.某同学用如下图甲所示的电路研究电容器的充电放电。电路图中定值电阻的阻值为,电源内阻不计,先将开关合向,待电路稳定后再合向,用电流传感器得到电容器放电电流随时间变化规律如下图乙所示,测得图线与坐标轴所围面积为,则电容器的电容为( )
A. B. C. D.
4.两个较大的平行金属板、相距为,分别接在电压为的电源正、负极上,这时质量为,带电油滴恰好静止在两极板之间,如上图所示,在其它条件不变的情况下,那么在下列的过程中( )
A. 如果保持连接电源,只将板上移,油滴将向上加速运动
B. 如果保持连接电源,只将两极板非常缓慢地错开一些,电流计中电流从流向
C. 如果断开电源,板接地,只将板上移,油滴静止不动,油滴处电势不变
D. 如果断开电源,将两极板与静电计相连,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针张角变大
5.将一质量为的带正电小球,在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出,小球运动的加速度大小为,方向竖直向下,不计空气阻力,小球在下落的过程中,下列计算结果正确的是( )
A. 动能增加 B. 重力势能减少
C. 机械能减少 D. 电场力大小为
6.在某个电场中,轴上各点的电场强度随坐标变化的图线如下图所示,图线关于原点中心对称,一质量为、电荷量为的粒子只在电场力作用下沿轴做直线运动,轴上和是粒子运动轨迹上的两点,下列说法中正确的是 ( )
A. 轴上和两点电场强度和电势都相同
B. 粒子运动过程中,经过和两点时速度一定相同
C. 粒子运动过程中,经过点的加速度与经过点的加速度相同
D. 粒子从,点到点的运动过程中电势能先增大后减小
7.如上图所示,实线表示某电场中的四个等势面,它们的电势分别为、、和,相邻等势面间的电势差相等,一带负电的粒子重力不计在该电场中运动的轨迹如虚线所示,、、、是其运动轨迹与等势面的四个交点,下列说法正确的是( )
A. 等势面上各点电场强度处处相同
B. 四个等势面的电势关系是
C. 粒子在四点的动能大小关系是
D. 粒子从运动到的过程中静电力先做正功后做负功
8.如图所示,在竖直向上的匀强电场中,电场强度为,一根长为的绝缘轻质细绳,一端系着一个带电小球,所带电荷量为,但电性未知,另一端固定于,小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最高点为,最低点为。不计空气阻力,则( )
A. 小球带负电
B. 电场力与重力相同
C. 小球从点运动到点的过程中,电场力做功为
D. 运动过程中小球的机械能守恒
9.一种可用于卫星上的带电粒子探测装置,由两个同轴的半圆柱形带电导体极板半径分别为和和探测器组成,其横截面如图所示,点为圆心。在截面内,极板间各点的电场强度大小与其到点的距离成反比,方向指向点。个带正电的同种粒子从极板间通过,到达探测器。不计重力。粒子、做圆周运动,圆的圆心为、半径分别为、;粒子从距点的位置入射并从距点的位置出射;粒子从距点的位置入射并从距点的位置出射,轨迹如图中虚线所示。则
A. 粒子入射时的动能比它出射时的大
B. 粒子入射时的动能比它出射时的小
C. 粒子入射时的动能小于粒子入射时的动能
D. 粒子入射时的动能大于粒子入射时的动能
10.如上图所示,在竖直平面内有一固定的绝缘圆轨道,半径为,在其圆心处固定一带电量为的点电荷.有一质量为、带电量为的小球小球可视为质点且其所受重力小于其所受的库仑力沿着轨道内侧做圆周运动.,两点分别是轨道的最高点和最低点,不计一切摩擦和空气阻力,则
A. 小球通过点的最小速率为
B. 小球以速率通过点时,轨道对小球的作用力大小为
C. 若小球恰能沿轨道做完整的圆周运动,则小球在点时的速率为
D. 若小球恰能沿轨道做完整的圆周运动,则小球在点时的速率为
2、 多选题
11.反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于轴,其电势随的分布如下图所示。一质量,电荷量的带负电的粒子从点由静止开始,仅在电场力作用下在轴上往返运动。则( )
A. 轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比
B. 粒子在区间运动过程中的电势能减小
C. 该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为
D. 该粒子运动的周期
12.匀强电场的方向平行于平面,平面内、、三点的位置如图所示,三点的电势分别为、、,且平行于轴,平行于轴,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为 B. 坐标原点处的电势为
C. 电子在点的电势能比在点的电势能高
D. 电子从坐标原点运动到点,克服电场力做功为
13.如图所示,、是一对平行的金属板,在两板间加一周期为的交变电压,板的电势,板的电势随时间的变化规律如图所示,现有一电子从板的小孔进入两板间的电场内,设电子的初速度和重力的影响均可忽略,则( )
A. 若电子是在时刻进入,它将一直向板运动
B. 若电子是在时刻进入,它可能时而向板运动,时而向板运动,最后打在板上
C. 若电子是在时刻进入,它可能时而向板运动,时而向板运动,最后打在板上
D. 若电子是在时刻进入,它可能时而向板运动,时而向板运动,最后打在板上
三、计算题
14.如图所示,两平行极板、竖直放置,板间电压为,间距为的虚线、之间存在竖直向下的匀强电场,板与重合。一质量为、电荷量为的带电粒子,从靠近极板的点由静止释放,经极板上的小孔垂直进入电场,并从上的点离开电场,离开电场时的速度方向与水平方向夹角。不计粒子的重力,求:
粒子到达极板时的速率;
竖直匀强电场的场强大小;
、两点间的电势差。
15.如图所示,水平绝缘粗糙的轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接,半圆形轨道的半径,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度。现有一电荷量、质量的带电体可视为质点,在水平轨道上的点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点,然后落至水平轨道上的点图中未画出。取。试求:
带电体运动到圆形轨道点时的速度;
圆弧形轨道对带电体支持力的最大值;
答案和解析
1.【答案】
2.【答案】
【解析】【解答】电场的场强是矢量,根据矢量的合成法则可知两点电场方向不同,故A错误;
B.由于、两点关于、连线对称,所以两点电势相等,故B正确:
C.根据,结合电场的矢量叠加,由于点场强为零,可知的电荷量大于的电荷量,故C正确
D.在的等势线上,所以、两点的电势决定于的电场,故点电势一定高于点电势,、间的电势差大于、间的电势差,故D正确;
本题选错误的,故选A。
3.【答案】
【解析】由图乙可知,电容器充电后的电量为,充电后电容器的电压为,则电容器的电容,故A正确,BCD错误。
4.【答案】
A.带电油滴恰好静止时有,
如果保持连接电源,则电容器极板间的电压不变,只将板上移,则根据可知,电容器极板间的电场强度减小,因此电场力将小于重力,带电油滴将向下加速运动,故A错误;
B.如果保持连接电源,则电容器极板间的电压不变;根据电容器电容的决定式可知,只将两极板非常缓慢地错开一些,板间正对面积减小,因此电容器的电容减小;根据可知,电容器所带电荷量减小,即电容器要放电,因此电流计中电流从流向,故B错误;
C.如果断开电源,则电容器所带电荷量不变;只将板上移,根据 , , 联立可得
由上式可知,电场强度与板间距无关,因此油滴静止不动;则电场力未对油滴做功,其电势能不变,则油滴处电势不变,故C正确;
D.静电计用来测定电势差大小,张角越大则表示电势差越大;如果断开电源,则电容器所带电荷量一定,将两极板与静电计相连,只在极板间插入有机玻璃板,根据可知, 增大,电容器电容增大,又根据可知减小,因此静电计指针张角变小,故D错误。
5.【答案】
【解析】根据动能定理:小球动能的变化量等于合力做功,故A正确
重力势能减小等于重力做的功,所以重力势能减小,故B错误
重力势能减小,动能增加,所以机械能减小了,故C错误
根据牛顿第二定律可知,小球所受电场力大小为,方向竖直向上,故D错误。
6.【答案】
A、由图像可知,和两点电场强度大小相等、方向相反,电场强度不相同C、带电粒子在这两点所受电场力大小相等、方向相反,由于带电粒子只在电场力作用下运动,根据牛顿第二定律可知,带电粒子在和这两点的加速度大小相等、方向相反,故选项C错误;
B、图像中图线与横轴所围的面积表示电势差,因此带电粒子由运动到的过程和由运动到的过程电场力分别做的功满足,根据动能定理可知,粒子经过和两点时速度一定相同,故选项B正确;
D、题中未能说明带电粒子的电性或运动状态,因此带电粒子从到的运动过程中电势能可能先增大后减小,也可能先减小后增大,故选项D错误。
7.【答案】
【解答】根据等势面的疏密表示场强的强弱,可知等势面上各点电场强度方向相同,但是大小不同,
B.根据曲线运动的特点:合外力总是指向轨迹弯曲的一面,所以带负电的粒子所受电场力的方向指向右边,则场强方向指向左边,根据沿着电场线方向电势逐渐降低,所以四个等势面的电势关系是,
C.由可得,电子在、、、处的电势能大小为,由能量守恒定律可得粒子在四点的动能大小关系是,则C错误;
D.带负电的粒子所受电场力的方向指向右边,则粒子从点运动到、点过程中,电场力做负功,由于、两点在同一等势面上则从到点电场力先做负功,再做正功,从到点做的总功为,所以粒子从运动到的过程中静电力先做负功再做正功,所以错误。
8.【答案】
【解析】小球受到重力、电场力和细绳的拉力在竖直平面内做匀速圆周运动,根据合外力提供向心力,电场力应与重力平衡,即小球所受电场力与重力等大反向,则小球带正电
C.小球从点运动到点的过程中,电场力做功,故C正确;
D.由于电场力做功,所以小球在运动过程中机械能不守恒,故D错误。
9.【答案】
【解析】解:在截面内,极板间各点的电场强度大小与其到点的距离成反比,可设为;
A.粒子从距点的位置入射并从距点的位置出射,做向心运动,电场力做正功,则动能增大,粒子入射时的动能比它出射时的小,故A错误;
B.粒子从距点的位置入射并从距点的位置出射,做离心运动,电场力做负功,则动能减小,粒子入射时的动能比它出射时的大;
C.带正电的同种粒子、在均匀辐向电场中做匀速圆周运动,则有
可得:
即粒子入射时的动能等于粒子入射时的动能,故C错误;
D.粒子做向心运动,则有
可得:
粒子入射时的动能大于粒子入射时的动能,故D正确;
离子在电场里在辐向电场力的作用下运动,、在均匀辐向电场中做匀速圆周运动,粒子射出时动能不发生变化;粒子、在非匀强电场中运动,主要看粒子是靠近点,电场力做正功,动能增大;粒子是远离点,电场力做负功,动能减小。
10.【答案】C
A.小球通过点时满足: ,小球所受重力小于其所受的库仑力,可知小球通过点的最小速率为零,故A错误;
B.若,由式可知,;
小球恰能沿轨道做完整的圆周运动需满足:在点速率为零,运动过程中库仑力始终不对小球做功,则由动能定理可得,可得小球在点时的速率为。
11.【答案】
A.由图可知:根据可知:
左侧电场强度:
右侧电场强度: 所以,故A正确;
B.负电荷再电势低的地方电势能大,从区间电势在降低,则电势能在增加,故B错误;
C.电荷只受电场力,电场力做功等于电势能的变化量,根据,故电势变化量的最大值为,故C正确;
D.设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为、,在原点时的速度为,根据动能定理:
由运动学公式有 同理可知:
而周期: 联立解得:,故D正确。
12.【答案】
根据匀强电场中相互平行的直线上相等距离的两点间电势差相等可知,,则算得原点处的电势,则电场沿轴方向的场强大小为,方向沿轴正方向,沿轴方向的场强大小为,方向沿轴正方向,所以电场强度的大小为,故A正确,B错误;
C.根据电势能公式可得电子在点、点的电势能分别为,,则电子在点的电势能比在点的电势能低,故C错误;
D.坐标原点与点的电势差为,则电子从坐标原点运动到点克服电场力做功为,故D正确。
13.【答案】
A.电子在时刻进入时,在一个周期内,前半个周期受到的电场力向上,向上做加速运动,后半个周期受到的电场力向下,继续向上做减速运动,时刻速度为零,接着周而复始,所以电子一直向板运动,一定会到达板,故A正确;B错误;
C.若电子是在时刻进入的,在一个周期内:在,电子受到的电场力向上,向上做加速运动,在内,受到的电场力向下,继续向上做减速运动,时刻速度为零,接着继续向板运动,周而复始,所以电子时而向板运动,时而向板运动,最后打在板上,故C正确;
D.若电子是在时刻进入的,在阶段是向上加速;在向上减速,末速度为零;在反向加速,反向减速,末速度为零,完成一个周期的运动,接着周而复始,所以电子时而向板运动,时而向板运动,以某一点为中心做往复运动,故D错误。
14.【答案】解:粒子从靠近极板的点由静止释放,到达极板的过程中,只有电场力做功,根据动能定理有 ,
解得粒子到达极板时的速率为 。
粒子在竖直电场中做类平抛运动,其水平方向做匀速直线运动,且 ,
设粒子在竖直电场中运动时间为 ,则有 ,解得 ,
在竖直方向做初速度为的匀加速直线运动,已知离开电场时的速度方向与水平方向夹角 ,则 ,所以 ,
粒子在竖直方向根据运动学公式有 ,代入数据解得 ,
又因为 ,解得 。
根据几何关系可得,粒子离开竖直电场时的速度为 ,
粒子从运动到过程只有电场力做功,对粒子列动能定理方程有 ,
代入数据解得 。
15.【答案】解:设带电体通过点时的速度为,由牛顿第二定律得,解得;
设带电体从最高点落至水平轨道上的点经历的时间为,
竖直方向,,
解得。
设带电体通过点时的速度为,带电体从运动到的过程中,由动能定理得,解得,
由到带电体做加速运动,由于电场力和重力的合力斜向右下方,所以带电体从到先加速后减速,最大速度一定出现在从到圆弧上与等高的位置之间,
在此过程中只有重力和电场力做功,电场力,,其合力与重力方向成夹角斜向右下方,故最大速度必出现在点右侧对应圆心角为处,
设小球的最大动能为,最大速度为,最大支持力为,
根据动能定理有,解得,
在动能最大位置,支持力也最大,因电场力与重力的合力大小为,
根据牛顿第二定律,有,
解得;
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