2019-2020年高二物理上學(xué)期 獨立作業(yè)（2）.doc

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2019-2020年高二物理上學(xué)期 獨立作業(yè)（2） 一、選擇題：（每小題４分，共40分，請將每小題正確答案的字母填入答卷的表格內(nèi)） P 1、一平行板電容器中存在勻強電場，電場沿豎直方向。兩個比荷（即粒子的電荷量與質(zhì)量之比）不同的帶正電的粒子a和b，從電容器邊緣的P點（如圖）以相同的水平速度射入兩平行板之間。測得a和b與電容器的撞擊點到入射點之間的水平距離之比為1∶2。若不計重力，則a和b的比荷之比是 （ ） A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．4∶1 2、如圖所示，實線是一簇未標(biāo)明方向的由點電荷Q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子q（|Q|>>|q|）由a運動到b，電場力做正功。已知在a、b兩點粒子所受電場力分別為Fa、Fb，則下列判斷正確的是 （ ） A．若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＞Fb B．若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＜Fb C．若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＞Fb D．若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＜Fb 3、電容器是一種常用的電子元件。對電容器認(rèn)識正確的是 （ ） A．電容器的電容表示其儲存電荷能力 B．電容器的電容與它所帶的電量成正比 C．電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比 D．電容的常用單位有μF和pF，1 ΜF(xiàn)＝103 pF A D B C 4、勻強電場中的三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，AB的長度為1 m，D為AB的中點，如圖所示。已知電場線的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三點的電勢分別為14 V、6 V和2 V。設(shè)場強大小為E，一電量為110－6 C的正電荷從D點移到C點電場力所做的功為W，則 （ ） A．W＝810－6 J，E＞8 V/m B．W＝610－6 J，E＞6 V/m C．W＝810－6 J，E≤8 V/m D．W＝610－6 J，E≤6 V/m E 球1 球2 5、兩個質(zhì)量相同的小球用不可伸長的細(xì)線連結(jié)，置于場強為E的勻強電場中，小球1和小球2均帶正電，電量分別為q1和q2（q1＞q2）。將細(xì)線拉直并使之與電 場方向平行，如圖所示。若將兩小球同時從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則釋放 后細(xì)線中的張力T為（不計重力及兩小球間的庫侖力） （ ） A． B． a b c d 20 V 24 V 4 V C． D． 6、a、b、c、d是勻強電場中的四個點，它們正好是一個矩形的四個頂點.電場線與矩形所在平面平行。已知a點的電勢為20 V，b點的電勢為24 V，d點的電勢為4 V，如圖，由此可知c點的電勢為 A．4 V B．8 V C．12 V D．24 V 7、如圖所示，固定在Q點的正點電荷的電場中有M、N兩點，已知＜。下列敘述正確的 是 （ ） ＋ Q M N A．若把一正的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做功， 電勢能減少 B．若把一正的點電荷從M點沿直線移到N點，則該電 荷克服電場力做功，電勢能增加 C．若把一負(fù)的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做功， 電勢能減少 D．若把一負(fù)的點電荷從M點沿直線移到N點，再從N點沿不同路徑移回到M點，則該電荷克服電場力做的功等于電場力對該電荷所做的動，電勢能不變 8、如圖所示的勻強電場E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作為頂點構(gòu)成一正方體空間，電場方向與面ABCD垂直。下列說法正確的是 （ ） A B C D E A/ B/ C/ D/ A．AD兩點間電勢差UAD與A A＇兩點間電勢差UAA＇ B．帶正電的粒子從A點沿路徑A→D→D＇移到D＇點，電場力做正功 C．帶負(fù)電的粒子從A點沿路徑A→D→D＇移到D＇點，電勢能減小 D．帶電的粒子從A點移到C＇點，沿對角線A C＇與沿路徑A→B→B＇→C＇電場力做功相同 9、一點電荷僅受電場力作用，由A點無初速釋放，先后經(jīng)過電場中的B點和C點。點電荷在A、B、C三點的電勢能分別用EA、EB、EC表示，則EA、EB和EC間的關(guān)系可能是 （ ） A．EA＞EB＞EC B．EA＜EB＜EC C．EA＜EC＜EB D．EA＞EC＞EB 10、如圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布，M、N為對稱線上兩點。下列說法正確的是（ ） A．M點電勢一定高于N點電勢 B．M點場強一定大于N點場強 C．正電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能 D．將電子從M點移動到N點，電場力做正功 二．實驗與探究：（11小題5分、12小題15分共20分把答案填在相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答.） 11、由絕緣介質(zhì)隔開的兩個同軸的金屬圓筒構(gòu)成圓柱形電容器，如圖所示。試根據(jù)你學(xué)到的有關(guān)平行板電容器的知識，推測影響圓柱形電容器電容的因素有 。 12、帶電粒子的比荷是一個重要的物理量。某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計了一個實驗，探究電場和磁場對電子運動軌跡的影響，以求得電子的比荷，實驗裝置如圖所示。 ①他們的主要實驗步驟如下： A．首先在兩極板M1M2之間不加任何電場、磁場，開啟陰極射線管電源，發(fā)射的電子從兩極板中央通過，在熒幕的正中心處觀察到一個亮點； B．在M1M2兩極板間加合適的電場：加極性如圖所示的電壓，并逐步調(diào)節(jié)增大，使熒幕上的亮點逐漸向熒幕下方偏移，直到熒幕上恰好看不見亮點為止，記下此時外加電壓為U。請問本步驟目的是什么？ C．保持步驟B中的電壓U不變，對M1M2區(qū)域加一個大小、方向合適的磁場B，使熒幕正中心重現(xiàn)亮點，試問外加磁場的方向如何？ ②根據(jù)上述實驗步驟，同學(xué)們正確推算處電子的比荷與外加電場、磁場及其他相關(guān)量的關(guān)系為。一位同學(xué)說，這表明電子的比荷將由外加電壓決定，外加電壓越大則電子的比荷越大，你認(rèn)為他的說法正確嗎？為什么？ b a c d E 13、如圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強電場。電量為q、動能為Ek的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場，不計重力。 ⑴若粒子從c點離開電場，求電場強度的大小和粒子離 開電場時的動能； ⑵若粒子離開電場時動能為Ek／，則電場強度為多大？ 14、（16分）兩個半徑均為R的圓形平板電極，平行正對放置，相距為d，極板間的電勢差為U，板間電場可以認(rèn)為是均勻的。一個α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時恰好落在極板中心。已知質(zhì)子電荷為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求： ⑴極板間的電場強度E； ⑵α粒子在極板間運動的加速度a； ⑶α粒子的初速度v0。 4q －q A B d 15、如圖所示，帶電量分別為4q和－q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣細(xì)桿上，相距為d。若桿上套一帶電小環(huán)C，帶電體A、B和C均可視為點電荷。求小環(huán)C的平衡位置。 16、飛行時間質(zhì)譜儀可通過測量離子飛行時間得到離子的荷質(zhì)比q/m，如圖1。帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場加速后進入長度為L的真空管AB，可測得離子飛越AB所用時間t1。改進以上方法，如圖2，讓離子飛越AB后進入場強為E（方向如圖）的勻強電場區(qū)域BC，在電場的作用下離子返回B端，此時，測得離子從A出發(fā)后飛行的總時間t2，（不計離子重力） ⑴忽略離子源中離子的初速度，①用t1計算荷質(zhì)比；②用t2計算荷質(zhì)比。 ⑵離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同，設(shè)兩個荷質(zhì)比都為q/m的離子在A端的速度分別為v和v/（v≠v/），在改進后的方法中，它們飛行的總時間通常不同，存在時間差Δt，可通過調(diào)節(jié)電場E使Δt＝0。求此時E的大小。 L B A U O 真空管 離子源 圖1 L B A U 真空管 離子源 圖2 C E 獨立作業(yè)（二）參考答案 一、選擇題： 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A A A B AD BD AD AC 二．實驗與探究： 11、S、R1、R2、ε（正對面積、板間距離、極板間的介質(zhì)） 12、①B．使電子剛好落在正極板的近熒光屏端邊緣，利用已知量表達(dá)q/m. C．垂直電場方向向外（垂直紙面向外） ②說法不正確，電子的比荷是電子的固有參數(shù) 三．計算與簡答： 13、 ⑴由L＝v0t得 所以： qEL＝Ekt－Ek 所以：Ekt＝qEL＋Ek＝5Ek， ⑵若粒子由bc邊離開電場，則： L＝v0t Ek／－Ek＝ 所以： 若粒子由cd邊離開電場，則： qEL＝Ek/－Ek 所以： 14、⑴極間場強； ⑵α粒子在極板間運動的加速度 ⑶由，得： 15、設(shè)C在AB連線的延長線上距離B為l處達(dá)到平衡，帶電量為Q 由庫侖定律得： 有平衡條件得： 解得：（舍去）； 所以平衡位置為：l＝d 16、⑴ ①設(shè)離子帶電量為q，質(zhì)量為m，經(jīng)電場加速后的速度為v，則 2 離子飛越真空管，在AB做勻速直線運動，則 L＝vt1 解得離子荷質(zhì)比： ②離子在勻強電場區(qū)域BC中做往返運動，設(shè)加速度為a，則： qE＝ma L2＝ 解得離子荷質(zhì)比：或 (2)兩離子初速度分別為v、v/，則 l′＝＋ Δt＝t－t′＝ 要使Δt＝0，則須 所以：E＝