Контрольная работа по теме «Электрическое поле» для 10 класса с углубленным изучением физики

Пояснительная записка

Данный тест составлен для учащихся 10 класса физико-математического профиля. Он предлагается в качестве итоговой контрольной работы после изучения темы «Электрическое поле» Его цель – проверить усвоение темы «Электрическое поле».

На выполнение теста отводится 90 минут (два урока).

Он состоит из трех частей: часть1содержит 12 заданий с выбором ответа, среди них есть как задания базового уровня, так и задания повышенного уровня сложности; часть 2 состоит из четырех заданий и предполагает запись краткого ответа, кроме задания В1 (задания на установления соответствия), в котором необходимо получить последовательность цифр; часть 3 состоит из трех задач, для которых должно быть представлено полное правильное решение и, при необходимости, сделан рисунок.

При проверке теста за каждое правильно выполненное задание части 1 выставляется 1 балл.

За задание В1 выставляется 2 балла, если получена правильная последовательность из трех цифр, и 1 балл, если допущена одна ошибка, в противном случае выставляется 0 баллов.

За задания В 2 – В 4 выставляется по 1 баллу.

Максимальный возможный балл за задания части 3- 3 балла. После проверки все баллы суммируются.

Для перевода результатов проверки знаний в оценку по пятибалльной шкале рекомендуется следующая шкала перевода:

Вариант I

Часть 1

При выполнении заданий части 1 в бланке ответов под номером выполняемого вами задания (1-12) поставьте номер, который соответствует выбранному ответу.

1. Два точечных заряда притягиваются друг к другу только в том случае, если заряды по модулю

1. одинаковы по знаку и по модулю

2. одинаковы по знаку, но обязательно различны по модулю

3. различны по знаку, модули зарядов произвольны

4. различны по знаку, но обязательно одинаковы по модулю [pic]

2. К середине массивного проводника, соединяющего два незаряженных электрометра, поднесли положительно заряженную палочку. Как распределится заряд на электрометрах?

1. На электрометре 1 будет избыточный положительный заряд, на электрометре 2 и массивном проводнике - избыточный отрицательный заряд;

2. На электрометре 1 будет избыточный отрицательный заряд, на электрометре 2 и массивном проводнике – избыточный положительный заряд;

3. Оба электрометра будут заряжены положительно, а массивный проводник – отрицательно;

4. Оба электрометра будут заряжены отрицательно, а массивный проводник – положительно.

3. От водяной капли, обладающей электрическим зарядом +2e, отделилась маленькая капля с зарядом -3e. Каким стал электрический заряд оставшейся части капли?

1. - e; 2) – 5e; 3) +5e; 4) +e.

4. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 3 раза, и один из зарядов увеличили в 3 раза. Сила электрического взаимодействия между ними

1. не изменилась 3) увеличилась в 27 раз

2. уменьшилась в 3 раза 4) уменьшилась в 27 раз

5. На электрический заряд, внесенный в однородное электрической поле напряженностью 100 В/м, действует сила 5^.10^-5Н. Каков модуль заряда?

1. 0,5 ^.10^-7Кл 2) 5 ^.10^-7Кл 3) 5^.10^-9Кл 4) 5^.10⁷Кл

6. Три точечных заряда q 1, q 2 и q 3 расположены так, как показано на рисунке, при этом q1= q0, q2 = 3q0, [pic]

q3 = q0. Если сила взаимодействия между зарядами q1 и q3 равна F13 = 4Н, то сумма сил, действующих на заряд q3, равна

1. 8,7 Н 2) 9,9 Н 3) 11,7 Н 4) 13,5 Н

7. Незаряженное металлическое тело внесено в электрическое поле положительного заряда +q, а затем разделено на части М и N. какими электрическими зарядами обладают части тела M и N после разделения? [pic]

1. М и N – положительными;

2) М и N – отрицательными;

3) М – положительным, N- отрицательным;

4) М – отрицательным, N- положительным

8. Металлическому полому телу, сечение которого представлено на рисунке, сообщен положительный заряд. Каково соотношение между потенциалами точек 1,2,3? [pic]

2. φ1 > φ2 > φ3 2) φ1 = φ2 > φ3

3. φ3 > φ2 > φ1 4) φ1 = φ2 = φ3

9. В электрическом поле точечного заряда Q переносят малый заряд q из точки М в точку N по траекториям 1,2 и 3. Точки М и N находятся на одинаковом расстоянии от заряда Q. В каком случае работа сил электрического поля будет наибольшей? [pic]

1. по траектории 1; 2) по траектории 2;

3) по траектории 3;

4. по всем траекториям работа одинакова и равна нулю

10. Зависимость емкости С плоского воздушного конденсатора от площади обкладок S изображается графиком

[pic]

11. Плоский воздушный конденсатор емкостью С заряжен зарядом q. Расстояние между обкладками равно d. Сила, с которой одна обкладка притягивает другую, равна

1) 2) 3) 4)

12. К незаряженному конденсатору емкостью С подключили заряженный до заряда q конденсатор той же емкости. Каким выражением определяется энергия системы из двух конденсаторов после их соединения?

1. 2) 3) 4)

Часть 2

В 1. Плоский воздушный конденсатор подключен к источнику тока. После того как конденсатор зарядился, расстояние между его пластинами увеличили, не отключая его от источника тока. Что произойдет при этом с электроемкостью конденсатора, его энергией и напряженностью поля между его обкладками?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ИЗМЕНЕНИЕ

А) Электроемкость конденсатора 1) увеличится

Б) Энергия конденсатора 2) уменьшится

В) Напряженность поля между обкладками 3) не изменится

Ответом в каждом задании части В должно быть целое число или число, выраженное десятичной дробью. Это число надо записать в бланк ответов справа от номера задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ (цифру, запятую, знак минус) пишите в отдельной клеточке. Единицы физических величин писать не нужно.

В 2. Песчинка, имеющая положительный заряд 10^-11 Кл и массу 10^-6 кг, влетела в однородное электрическое поле вдоль его силовых линий с начальной скоростью 0,1 м/с и переместилась на расстояние 4 см. Чему равна конечная скорость песчинки, если напряженность поля 10⁵ В/м?

В 3. Небольшое заряженное тело находится у основания наклонной плоскости. Масса тела m = 40г, его заряд q1 = 2 мкКл, угол α=30⁰ .

На наклонной плоскости, на высоте Н=20 см над горизонтом закреплен точечный отрицательный заряд q2 = - 6 мкКл.

Считать, что взаимодействие зарядов происходит в вакууме. Тело начинает скользить без трения вверх по наклонной плоскости. Чему будет равна кинетическая энергия тела в тот момент, когда оно окажется на расстоянии L =30 cм от заряда q2? Ответ выразите в джоулях и округлите до сотых. [pic]

В 4. Проводящая сфера радиуса R = 6 см имеет заряд q. Потенциал поля в центре сферы равен φ2= 240В, а потенциал поля в некоторой точке, находящейся вне сферы, равен φ1=80 В. Найдите расстояние от этой точки до центра сферы. Ответ выразите в сантиметрах.

Часть 3

Задания С1-С3 представляют собой задачи, полное правильное решение которых необходимо записать в бланк ответов №2. Полное правильное решение каждой задачи должно включать в себя законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.

С 1. В однородное поле с напряженностью 10 кВ/м, направленной вверх, внесли заряд 25 нКл. В какой точке напряженность поля станет равной нулю?

С 2. В плоский конденсатор длиной L=5см влетает электрон под углом α=15⁰ к пластинам. Энергия электрона W=2,4^.10^-16Дж. Расстояние между пластинами d=1 см. Определите напряжение на пластинах конденсатора U, при котором электрон при выходе из пластин будет двигаться параллельно им.

С 3. Конденсатор неизвестной емкости, заряженный до напряжения 800В, подключили параллельно конденсатору емкостью 4 мкФ, заряженному до напряжения 200В. Чему равна емкость первого конденсатора, если после соединения напряжение на батарее конденсаторов равно 400 В?

Вариант II

Часть 1

При выполнении заданий части 1 в бланке ответов под номером выполняемого вами задания (1-12) поставьте номер, который соответствует выбранному ответу.

1. Два точечных заряда будут отталкиваться друг от друга только в том случае, если заряды

1. одинаковы по знаку, модули зарядов произвольны

2. одинаковы по знаку и обязательно одинаковы по модулю

3. различны по знаку и по модулю

4. различны по знаку, но обязательно одинаковы по модулю

2. Металлический шарик 1, укрепленный на тонкой изолирующей ручке и имеющий заряд +q, приводят поочередно в соприкосновение с двумя такими же шариками 2и 3, расположенными на одинаковых изолирующих подставках и имеющих соответственно заряды +q и –q. Какой заряд в результате останется на шарике 2? [pic]

1. q; 2) q/2 ; 3) q/3; 4) 0.

3. От водяной капли, обладающей электрическим зарядом – 2e, отделилась маленькая капля с зарядом +3e. Каким стал электрический заряд оставшейся части капли?

1. - e; 2) – 5e; 3) +5e; 4) +e.

4. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 2 раза, а каждый из зарядов уменьшили в 2 раза. При этом сила взаимодействия между ними

1. не изменилась ; 3) уменьшилась в 16 раз;

2. уменьшилась в 2 раза; 4) уменьшилась в 64 раза

5. В электрическое поле напряженностью 2^.10² В/м внесли заряд 10^-7 Кл. Какая сила действует на этот заряд?

1. 2^.10^-5Н; 2) 0,5^.10^-5Н ; 3) 0,5^.10⁹Н; 4) 0,5^.10⁵Н

6. Три точечных заряда q 1, q 2 и q 3 расположены так, как показано на рисунке, при этом q1= 5q0, [pic]

q2 = q0, q3 = q0. Если сила взаимодействия между зарядами q1 и q3 равна F13 = 4Н, то сумма сил, действующих на заряд q3, равна

1) 8,7 Н ; 2) 15,2 Н; 3) 20,4 Н ; 4) 22,5 Н

7. Незаряженное тело из диэлектрика внесено в электрическое поле отрицательного заряда -q, а затем разделено на части М и N. Какими электрическими зарядами обладают части тела M и N после разделения?

1) М и N – отрицательными; [pic]

2) М – отрицательным, N – положительным;

3) М – положительным, N- отрицательным;

4) М и N нейтральны

8. Проводящий шар заряжен положительно. Обозначим I – объем внутри проводника, II – объем проводника, III – объем снаружи проводника. Напряженность электрического поля, созданного этим шаром, равна нулю [pic]

1. только в области I; 3) только в области II;

2. в областях I и II; 4) в областях II и III

9. Из точки М на поверхности заряженной металлической сферы электрический заряд может быть перемещен в точку N по трем различным траекториям: 1 – внутри сферы, 2 – вне сферы, 3 – по поверхности сферы. При перемещении по какой траектории силы электрического поля совершают наименьшую работу? [pic]

1. по траектории 1;

2. по траектории 2;

3. по траектории 3;

4. по всем траекториям работа одинакова

10. Зависимость емкости С плоского воздушного конденсатора от расстояния d между обкладками изображается графиком

[pic]

11. Пластины заряженного конденсатора притягиваются с силой F. Чему станет равна сила притяжения между его пластинами, если заполнить все пространство между пластинами конденсатора диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε =2?

1) F/2; 2) F; 3) 2F; 4) 4F.

12. К заряженному конденсатору подключили параллельно такой же, но незаряженный конденсатор. Энергия электрического поля первого конденсатора до соединения со вторым была равна 4 Дж. Какова энергия второго конденсатора после его соединения с первым?

1) 0 Дж; 2) 1 Дж; 3) 2 Дж; 4) 4Дж.

Часть 2

В 1. Плоский воздушный конденсатор отключили от источника тока, а затем заполнили пространство между его пластинами диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 3. Что произойдет при этом с зарядом на обкладках конденсатора, электроемкостью конденсатора и напряжением на его обкладках?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ИЗМЕНЕНИЕ

А) Заряд конденсатора 1) увеличится

Б) Электроемкость 2) уменьшится

В) Напряжение на обкладках 3) не изменится

Ответом в каждом задании части В должно быть целое число или число, выраженное десятичной дробью. Это число надо записать в бланк ответов справа от номера задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ (цифру, запятую, знак минус) пишите в отдельной клеточке. Единицы физических величин писать не нужно.

В 2. Песчинка, имеющая заряд 10^-11 Кл, влетела в однородное электрическое поле вдоль его силовых линий с начальной скоростью 0,1 м/с и переместилась на расстояние 4 см. чему равна масса песчинки, если ее скорость увеличилась на 0,2 м/с при напряженности поля 10⁵ В/м? Ответ выразите в миллиграммах (мг).

В 3. Небольшое тело с зарядом q1 = 4 мкКл и массой m закреплено на высоте Н1= 70см над неподвижным точечным зарядом q2 =1мкКл. Верхнее тело освобождают, и оно начинает падать вертикально вниз. Когда тело оказалось на высоте Н2 = 40см над точечным зарядом, его кинетическая энергия стала равной W = 80 мДж. Чему равна масса тела? Ответ выразите в килограммах и округлите до сотых. [pic]

В 4. Проводящая сфера радиуса R имеет заряд q. Потенциал поля в некоторой точке поля, находящейся на расстоянии 𝑎 = 8см от ее поверхности, равен φ1 = 300В, а потенциал на поверхности сферы равен φ2 = 600В. Чему равен радиус сферы? Ответ выразите в сантиметрах.

Часть 3

Задания С1-С3 представляют собой задачи, полное правильное решение которых необходимо записать в бланк ответов №2. Полное правильное решение каждой задачи должно включать в себя законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.

С 1. Трем бесконечным параллельным пластинам сообщены заряды, поверхностные плотности которых равны σ 1 = 4^.10 ^-10 Кл/м ² , σ2 = - 6 ^.10 ^-10 Кл/м², σ3 = 3 ^. 10^-10 Кл/м². Найти напряженность электрического поля Е в областях 1 – 4 и изобразить зависимость Е(x). [pic]

С 2. Пылинка взвешена в плоском конденсаторе. Ее масса m = 10^-11г, расстояние между пластинами конденсатора d = 0,5 см. Пылинка освещается ультрафиолетовым светом и, теряя заряд, выходит из равновесия. Какой заряд потеряла пылинка, если первоначально к конденсатору было приложено напряжение U =154В, а затем, чтобы опять вернуть пылинку в равновесие, пришлось прибавить 8В?

С 3. Два одинаковых по размерам плоских конденсатора соединены параллельно, заряжены до напряжения U = 200В и отключены от источника напряжения. Один из конденсаторов пуст, а другой содержит стеклянную пластину, целиком заполняющую зазор между его обкладками. Какую работу нужно совершить, чтобы медленно извлечь пластину из конденсатора, если емкость пустого конденсатора С1=6 мкФ? Диэлектрическая проницаемость стекла ε = 1,5.

Бланк ответов №1

Фамилия _______________________________

Имя ________________________________

Класс ________________________________

Часть 1

вопроса

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

№

ответа

Часть 2

Бланк ответа 2

Здесь должно быть записано полное правильное решение заданий С 1 – С 3. Запись можно продолжить на обратной стороне листа.

Ответы и решения.

Вариант I

Часть 1

вопроса

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

№

ответа

3

3

3

2

2

1

4

4

4

1

1

2

Часть 2

С 1 15с; С 2 150В; С3 2 мкФ.

Вариант II

Часть 1

вопроса

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

№

ответа

1

4

2

3

1

3

4

2

4

3

1

2

Часть 2

Часть 3

С1 -5,65 В/м; 39,55 В/м; -28,25 В/м; 5,65 В/м;

С 2 1,6^.10^-19Кл;

С 3 75 мДж.

Образец инструкции для проверки задания части 3.

Вариант I

Задача С1

Возможное решение.

По принципу суперпозиции полей напряженность результирующего поля

. По условию Е = 0 , это возможно, если . Следовательно, напряженность поля точечного заряда q должна быть направлена вертикально вниз и по модулю равна напряженности однородного поля. = = . [pic]

Это возможно в точке А, расположенной на одной прямой с зарядом q, под ним на расстоянии = 0,15 м.

Рисунок обязателен.

- правильно записаны формулы, выражающие физические законы (в данном случае - принцип суперпозиции полей, формула для напряженности поля точечного заряда), дан верный ответ;

- приведены рассуждения, приводящие к правильному ответу,

-проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ;

- правильно изображен рисунок

3

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких либо числовых расчетов.

ИЛИ

Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.

ИЛИ

Отсутствует поясняющий рисунок

2

В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях, и отсутствуют какие – либо числовые расчеты.

1

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1,2 и 3 балла.

0