2024版新教材高中物理 第十章 静电场中的能量 核心素养综合评价 新人教版必修第三册.docx

1、第十章核心素养综合评价一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是()A由E知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比B由C知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C由Ek知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D由UAB知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为1V2空中有两块乌云，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差为3109V且保持不变已知空气的电场强度达到3106V/m时将被

2、击穿放电，若可把乌云间的电场近似看作匀强电场，则形成闪电时两块乌云至少相距()A10mB100mC1000mD10000m3如图甲所示直线是一条电场线，A、B是该线上的两点一正电荷由A点以一定初速度沿电场线从A运动到B，运动过程中的vt图线如图乙所示则下列说法中正确的是()AA、B两点的加速度相比一定是aAaBBA、B两点的电势相比一定是ABC.A、B两点的场强大小相比一定是EAEpB4.如图所示为一带电粒子在竖直向下的匀强电场中运动的一段轨迹，A、B为轨迹上的两点已知该粒子质量为m、电荷量为q，其在A点的速度大小为v0，方向水平向右，到B点时速度方向与竖直方向的夹角为30，粒子重力不计则A、

3、B两点间的电势差为()ABCD5如图所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等差等势线A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则下列说法正确的是()AA点和B点的电势相同B正电荷从A点移至B点，静电力做正功CC点和D点的电场强度相同D负电荷从C点移至D点，电势能增大6如图甲所示，间距为d的平行板电容器，在B板上方某位置有一个带电微粒P静止不动，图乙是在图甲中插入某物体(不影响P点，且厚度小于板间距d)，那么下列说法正确的是()A保持开关K闭合，如插入的是云母片，电容器上极板电荷量增加B.保持开关K闭合，如插入的是云

4、母片，电容器上极板电荷量减少C开关K先闭合再断开，如插入的是金属板，则微粒向上运动D开关K先闭合再断开，如插入的是金属板，则微粒向下运动7如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，经过t时间后恰好沿下板的边缘飞出则()A在前时间内，电场力对粒子做的功为qUB在后时间内，电场力对粒子做的功为qUC在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为11D在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为12二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不

5、全的得3分，有选错的得0分)8x轴与电场中的某条电场线重合，x轴正方向上各点电势随x坐标变化的关系如图所示，0x2段为曲线，x2x4段为直线一带负电粒子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至x4位置，则()Ax1处电场强度最大Bx2x4段是匀强电场C.粒子在0x2段做匀变速运动，x2x4段做匀速直线运动Dx1处粒子电势能最小，x2x4段粒子的动能随x均匀减小9如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L(不考虑边界效应).t0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为v0，平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射

6、出不计重力和粒子间的相互作用，则()AM板电势高于N板电势B两个粒子的电势能都减小C粒子在两板间的加速度为aD粒子从N板下端射出的时间t10如图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两板间产生一个水平向右的匀强电场，电场强度为E.一质量为m、电荷量为q的微粒以初速度v0沿竖直向上方向从与两板等距的A点射入匀强电场中，在静电力的作用下垂直打到N板上的C点，已知ABBC.不计空气阻力，g为重力加速度，则可知()A微粒在电场中做曲线运动B微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等CM、N板间的电势差为DM、N板间的电势差为三、非选择题(本题共5小题，共54分按题目要求作答计算题要

7、有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(6分)如图甲是观察用干电池对电容器充电过程中电容器两端电压随时间变化的图像，图乙是其对应的充电电流随时间变化的图像在充电的开始阶段，充电电流较大，电容器两端电压U增加_(选填“较快”或“较慢”)，随着电容器两端电压的增加，充电电流_(选填“逐渐减小”或“逐渐增加”)，充电开始的瞬间电容器两端电压_(选填“能突变”或“不能突变”).12(8分)如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连(1)使电容器带电后与电源断开上移左极板，可观察到静电计指针偏转角_(选填

8、“变大”“变小”或“不变”); 将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角_(选填“变大”“变小”或“不变”); 两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角_(选填“变大”“变小”或“不变”).(2)下列关于实验中使用静电计的说法，正确的有_A使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况B使用静电计的目的是测量电容器所带电荷量的变化情况C静电计可以用电压表替代D静电计可以用电流表替代13(12分)如图所示，电子(重力可忽略)在电势差U04500V的加速电场中，从左极板由静止开始运动，经加速电场加速后从右板中央垂直射入电势差U45V的偏转电场中，经偏转电场偏转后打在竖直放置的荧光屏M上，整个装

9、置处在真空中，已知电子的质量m9.01031kg，电荷量e1.61019C，偏转电场的板长L110cm，板间距离d1cm，光屏M到偏转电场极板右端的距离L215cm.求：(1)电子从加速电场射入偏转电场的速度v0；(2)电子飞出偏转电场时的偏转距离(侧移距离)y；(3)电子飞出偏转电场时偏转角的正切tan；(4)电子打在荧光屏上时到中心O的距离Y.14(14分)如图甲所示，有小孔O和O的两金属板正对并水平放置，上下板分别与A、B接口连接，接上图乙所示电源零时刻开始一带负电小球从O孔以某一初速度v竖直射入两板间在0半个周期小球匀速下落，当在T时刻时，小球恰好从O孔离开已知板间距为3d，带电小球质

10、量为m，电荷量为q，重力加速度为g.求：(1)U0的大小；(2)在T时间内，小球的加速度大小；(3)小球射入O孔时的速度v.15(14分)如图，在xOy平面的第四象限内有平行于y轴的有界匀强电场E11.5104V/m，方向沿y轴正方向；第一象限有一个平行于x轴的有界匀强电场E2(方向未标出)，右边界过B点且平行于y轴一质量m1kg、电荷量q1103C的带正电小球从P点以初速度v01m/s，垂直y轴方向射入第四象限的电场E1中，yP0.1m，小球偏转后经过x轴上A点进入第一象限，沿直线运动且恰好未射出电场E2.g10m/s2.求：(1)小球在第四象限运动的加速度大小；(2)小球过A点的速度大小；

11、(3)E2电场的右边界坐标xB.第十章核心素养综合评价1解析：电场强度E与F、q无关，由电场本身决定，A错误；电容C与Q、U无关，由电容器本身决定，B错误；Ek是决定式，C错误；由UAB可知，D正确答案：D2解析：根据E可得两块乌云的最小距离dm1000m，C正确答案：C3解析：由vt图线的斜率表示加速度，则正电荷加速度逐渐减小aAaB，该电场的电场强度逐渐减小，EAEB，A正确，C错误；正电荷从A点运动到B点，速度减小，则电场力做负功，电势能增加，EpAEpB，场强方向由B点指向A点，根据沿电场线电势降低，故AB，B、D错误答案：A4解析：由题可知，粒子到达B点时的速度vB2v0，从A到B的

12、过程中，根据动能定理Uqmvmv，可得A、B两点间的电势差U，C正确答案：C5解析：A点和B点不在同一等势线上，所以它们的电势不同，A错误；从A点至B点，电势降低，所以正电荷从A点移至B点，静电力做正功，B正确；根据电场的对称性可知，C点和D点的电场强度的大小相等，方向不同，C错误；C点和D点在同一条等势线上，负电荷从C点移至D点，电势能不变，D错误.答案：B6解析：根据C分析，保持开关K闭合，U不变，插入云母片，则两极板间相对介电常数r增大，则C增大，所以Q增加，A正确，B错误；两极板间的电场强度大小为E，开关K先闭合再断开，插入金属板，相当于d减小，Q不变，则E不变，微粒所受电场力不变，则

13、微粒将保持不动，C、D错误答案：A7解析：粒子在两平行金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在前后两个的时间内沿竖直方向的位移之比为13，则在前时间内，电场力对粒子做的功为qU，在后时间内，电场力对粒子做的功为qU，A、B错误；由WqEx知，在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为11，C正确，D错误答案：C8解析：在x图像中，斜率表示电场强度，故x1处电场强度最小，为零，A错误；x2x4段斜率不变，电场强度不变，故是匀强电场，B正确；0x2段电场强度变化，粒子受到的静电力变化，故粒子在0x2段做变速运动，x2x4段电场强度不变，粒子受到的静电力

14、不变，故在x2x4段做匀变速直线运动，C错误；x1处电势最高，粒子带负电，故粒子的电势能最小，x2x4段粒子受到的静电力恒定，静电力做功WqEx随x均匀变化，故动能随x均匀减小，D正确答案：BD9解析：由于不知道两粒子的电性，故不能确定M板和N板的电势高低，故A错误；根据题意垂直M板向右的粒子到达N板时速度增加，动能增加，则电场力做正功，电势能减小，则平行M板向下的粒子到达N板时电场力也做正功，电势能同样减小，故B正确；设两板间距离为d，对于平行M板向下的粒子刚好从N板下端射出，在两板间做类平抛运动，有v0t，dat2，对于垂直M板向右的粒子，在板间做匀加速直线运动，因两粒子相同，则在电场中加

15、速度相同，有(v0)2v2ad，联立解得t，a，故C正确，D错误答案：BC10解析：由题意可知，微粒受水平向右的静电力qE和竖直向下的重力mg作用，合力与v0不共线，所以微粒做曲线运动，A正确；因ABBC，即tt，故vCv0，B正确；由W电WGEk0得qmg0，得U，C错误；由mgqE，得q，代入U，得U，D错误答案：AB11解析：由题图甲可知开始阶段，电容器两端的电压增加较快，且电容器两端的电压不能突变；由题图乙可知随着电容器两端电压的增加，充电电流逐渐减小答案：较快逐渐减小不能突变12解析：(1)根据电容的定义式C和电容的决定式C得，当上移左极板时，S减小，则U增大，静电计指针偏转角变大；

16、减小板间距离d时，则U减小，静电计指针偏转角变小；插入玻璃板后，相对介电常数r增大，则U减小，静电计指针偏转角变小(2)静电计是用来观察电容器两端电压变化情况的，不可以用电压表代替，也不可以用电流表代替，因为电流表和电压表只有在构成电流通路时才有示数答案：(1)变大变小变小(2)A13解析：(1)电子在加速电场中运动，由动能定理得eU0mv，解得v04107m/s.(2)电子在偏转电场中运动，沿初速度方向有L1v0t，可得t2.5109s.由ema，可得a.在垂直初速度方向有yat2t22.5103m0.25cm.(3)偏转角的正切tan0.05.(4)电子离开偏转电场后做匀速直线运动，若沿电

17、场方向的偏移距离为y，则tan，所以y0.75cm，所以Yyy1cm.答案：(1)4107m/s(2)0.25cm(3)0.05(4)1cm14解析：(1)在0半个周期小球匀速下落，所以mgqE，解得U0.(2)在T时间内，电压反向，电场力反向，根据牛顿第二定律得mgqEma解得a2g.(3)小球先匀速运动半个周期，又匀加速运动半个周期，根据位移关系有vva3d，解得v.答案：(1)(2)2g(3)15解析：(1)在沿电场线方向有qE1mgma，解得小球在第四象限运动的加速度大小a5m/s2.(2)在沿电场线方向，离开第四象限时，竖直分速度2ayPv，解得vy1m/s，小球过A点的速度大小vAm/s.(3)小球在第四象限运动的时间，根据vyat，解得t0.2s，小球垂直电场方向的位移xAv0t0.2m，因为小球进入第一象限时，水平方向v0与竖直方向vy大小相等，且沿直线运动，则qE2mg，因恰好未射出电场E2，故小球做匀减速直线运动，到达E2电场的右边界时水平速度为零，设水平方向的加速度为a，小球在E2电场向右方向的位移有，2axv，maqE2mg，解得x0.05m，E2电场的右边界坐标xBxAx0.25m.答案：(1)5m/s2(2)m/s(3)0.25m