(浙江專用)2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場章末檢測卷 新人教版選修3-1.doc
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第一章 靜電場 章末檢測卷(一) (時(shí)間:90分鐘 分?jǐn)?shù):100分) 一、選擇題(共13小題,每小題4分,共52分。在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合題目要求的。) 1.(20164月浙江選考,7)關(guān)于電容器,下列說法正確的是( ) A.在充電過程中電流恒定 B.在放電過程中電容減小 C.能儲(chǔ)存電荷,但不能儲(chǔ)存電能 D.兩個(gè)彼此絕緣又靠近的導(dǎo)體可視為電容器 解析 電容器的充放電曲線可知,充電過程中,電流不會(huì)恒定,A錯(cuò);電容不隨充放電過程變化,B錯(cuò);電容器中的電場具有能的性質(zhì),所以C錯(cuò);由電容器的定義知D正確。 答案 D 2.關(guān)于電場強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系,下面各種說法中正確的是( ) A.電場強(qiáng)度大的地方,電勢(shì)一定高 B.電場強(qiáng)度不變,電勢(shì)也不變 C.電場強(qiáng)度為零時(shí),電勢(shì)一定為零 D.電場強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向 解析 電場強(qiáng)度是描述靜電力的性質(zhì)的物理量,電勢(shì)是描述電場能的性質(zhì)的物理量,電場強(qiáng)度的大小和電勢(shì)高低沒有必然關(guān)系;電場線的方向,即電場強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。 答案 D 3.電子不計(jì)重力,只要給電子一個(gè)適當(dāng)?shù)某跛俣人湍苎匾恢本€運(yùn)動(dòng),給電子另一個(gè)適當(dāng)?shù)某跛俣人湍茏鰣A周運(yùn)動(dòng),滿足這兩個(gè)條件的電場為( ) A.等量異種點(diǎn)電荷形成的電場 B.等量負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場 C.等量正點(diǎn)電荷形成的電場 D.以上選項(xiàng)均錯(cuò) 解析 在正點(diǎn)電荷形成的電場中,若電子初速度的方向與電場線共線,電子就能做直線運(yùn)動(dòng);若電子初速度的方向與電場線垂直,電子就能以正點(diǎn)電荷為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確。 答案 C 4.點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場中只受電場力作用做直線運(yùn)動(dòng),則( ) A.做勻變速運(yùn)動(dòng) .電勢(shì)能減少 C.速度增加 .速度可能不變 解析 在勻強(qiáng)電場中點(diǎn)電荷受到的電場力恒定,加速度恒定,A正確;若點(diǎn)電荷初速度方向與電場力方向相反,電場力先做負(fù)功后做正功,電勢(shì)能先增后減,速度先減小后增大。B、C錯(cuò)誤;點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場中只受電場力作用并做直線運(yùn)動(dòng),速度一定要變化,D錯(cuò)誤。 答案 A 5.(2017磐安中學(xué)模擬)如圖1所示,均勻帶電圓盤所帶電荷量為+Q,半徑為R、圓心為O,P為過O點(diǎn)且垂直圓盤面的直線上的一點(diǎn),OP長度為L,則OP線上各處場強(qiáng)隨L增大( ) 圖1 A.一直增大 B.一直減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 解析 根據(jù)對(duì)稱性可知O點(diǎn)處場強(qiáng)為0、OP延長線上無限遠(yuǎn)處場強(qiáng)也為0,則從O點(diǎn)沿OP方向場強(qiáng)先增大后減小,C對(duì)。 答案 C 6.如圖2所示,開關(guān)S由1擲向2,下列說法正確的是( ) 圖2 A.開關(guān)接1時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶負(fù)電 B.開關(guān)接2時(shí),平行板電容器放電,且上極板帶正電 C.開關(guān)由1擲向2的瞬間,電阻R中有從a到b的瞬時(shí)電流 D.開關(guān)由1擲向2的瞬間,電阻R中有從b到a的瞬時(shí)電流 解析 開關(guān)接1時(shí),平行板電容器充電,上極板接電源正極,所以帶正電,故A錯(cuò);開關(guān)由1擲向2,電容器放電,瞬間極板上電荷中和,有從a到b的瞬時(shí)電流,放電完畢兩板均不帶電,故B、D錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。 答案 C 7.如圖3,在光滑絕緣水平面上,三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上;a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小為( ) 圖3 A. B. C. D. 解析 因?yàn)樾∏騛、b對(duì)小球c的靜電力的合力方向垂直于a、b連線向上,又因c帶負(fù)電,所以勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向?yàn)榇怪庇赼、b連線向上。分析小球a受力情況:b對(duì)a的排斥力F1、c對(duì)a的吸引力F2和勻強(qiáng)電場對(duì)a的電場力F3=qE,如圖所示。根據(jù)a受力平衡可知,利用正交分解法:F2cos 60=F1=k F2sin 60=qE。解得E=。 答案 B 8.如圖4所示,在孤立的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中有a、b兩點(diǎn),a點(diǎn)的電勢(shì)為φa,場強(qiáng)大小為Ea,方向與連線ab垂直,b點(diǎn)的電勢(shì)為φb,場強(qiáng)大小為Eb,方向與連線ab的夾角為30。則a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小及電勢(shì)高低的關(guān)系是( ) 圖4 A.φa>φb,Ea= B.φa<φb,Ea= C.φa>φb,Ea=4Eb D.φa<φb,Ea=4Eb 解析 Ea、Eb的方向線相交,其交點(diǎn)為場源點(diǎn)電荷的位置,由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=,可得Ea=4Eb;分別過a、b作等勢(shì)面,電場線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面,則φb>φa。選項(xiàng)D正確。 答案 D 9.如圖5所示,平面直角坐標(biāo)系內(nèi),勻強(qiáng)電場沿x軸正方向,以O(shè)為圓心的圓周與坐標(biāo)軸交于abcd四點(diǎn),下列關(guān)于電勢(shì)關(guān)系的說法正確的是( ) 圖5 A.若在b和d兩點(diǎn)放置等量正電荷,則φa=φO=φc B.若在b和d兩點(diǎn)放置等量正電荷,則φa=φc<φO C.若在a和c兩點(diǎn)放置等量正電荷,則φd>φO>φb D.若在a和c兩點(diǎn)放置等量正電荷,則φd>φb>φO 解析 勻強(qiáng)電場沿x軸正方向,則勻強(qiáng)電場在a、c、O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)相等。若在b和d兩點(diǎn)放置等量正電荷,根據(jù)對(duì)稱性可知由于等量正電荷在a和c兩點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)相等、且由O向a電勢(shì)降低,則A錯(cuò),B對(duì);若在a和c兩點(diǎn)放置等量正電荷,等量正電荷產(chǎn)生的電勢(shì)在O點(diǎn)高于d,但不能判斷出勻強(qiáng)電場和等量正電荷在O、d兩點(diǎn)的電勢(shì)的大小關(guān)系,C、D均錯(cuò)。 答案 B 10.(2018溫州教學(xué)質(zhì)量檢測)用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶正電的小球,小球質(zhì)量為1.010-2 kg,所帶電荷量為7.510-8 C,現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場,平衡時(shí)絕緣輕繩與豎直方向成37 ,sin 37=0.6,cos 37=0.8,取g=10 m/s2。則( ) 圖6 A.輕繩受到的拉力大小為8.010-2 N B.電場強(qiáng)度大小為1.0105 N/C C.改變場強(qiáng)方向,仍使小球靜止在原位置,則電場強(qiáng)度的最小值為8.0105 N/C D.剪斷輕繩,帶電小球?qū)⒆鲱惼綊佭\(yùn)動(dòng) 解析 對(duì)小球受力分析如圖所示,由平衡條件知,Tsin 37 =Eq,Tcos 37=mg,解得T=0.125 N,E=106 N/C,故A、B錯(cuò)誤;改變電場方向,當(dāng)小球所受的電場力方向與輕繩垂直且指向右上方時(shí),電場強(qiáng)度最小,其大小為E==8105 N/C,C正確;剪斷輕繩,小球所受重力和電場力的合力恒定,做勻加速度直線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。 答案 C 11.空間存在甲、乙兩相鄰的金屬球,甲球帶正電,乙球原來不帶電,由于靜電感應(yīng),兩球在空間形成了如圖7所示穩(wěn)定的靜電場。實(shí)線為其電場線,虛線為其等勢(shì)線,A、B兩點(diǎn)與兩球球心連線位于同一直線上,C、D兩點(diǎn)關(guān)于直線AB對(duì)稱,則( ) 圖7 A.A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相同 B.C點(diǎn)和D點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同 C.正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn),靜電力做負(fù)功 D.負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線CD移至D點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增加 解析 由題圖可知φA>φB,所以正電荷從A移至B,電勢(shì)減小,靜電力做正功,故A、C錯(cuò)誤;C、D兩點(diǎn)場強(qiáng)方向不同,故B錯(cuò)誤;負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線CD移至D點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大,所以D正確。 答案 D 12.(201610月浙江選考,8)如圖8為某一電場的電場線,M、N、P為電場線上的三個(gè)點(diǎn),M、N是同一電場線上兩點(diǎn)。下列判斷正確的是( ) 圖8 A.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)的場強(qiáng)最大 B.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)的電勢(shì)最高 C.負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能 D.正電荷從M點(diǎn)自由釋放,電荷將沿電場線運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn) 解析 電場中電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小,由題圖知N點(diǎn)場強(qiáng)最大,選項(xiàng)A正確;順著電場線方向電勢(shì)逐漸降低,N點(diǎn)的電勢(shì)最低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;負(fù)電荷由M到N,電場力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,所以EpM<EpN,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;正電荷從M點(diǎn)自由釋放,在電場力的作用下運(yùn)動(dòng),但是運(yùn)動(dòng)軌跡并不是電場線,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 A 13.(201610月浙江選考,13)如圖9所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),帶有電荷量也為q的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上。其中O點(diǎn)與小球A的間距為l,O點(diǎn)與小球B的間距為l,當(dāng)小球A平衡時(shí),懸線與豎直方向夾角θ=30。帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷,靜電力常量為k。則( ) 圖9 A.A、B間庫侖力大小F= B.A、B間庫侖力大小F= C.細(xì)線拉力大小FT= D.細(xì)線拉力大小FT=mg 解析 帶電小球A受力如圖所示,OC=l,即C點(diǎn)為OB中點(diǎn),根據(jù)對(duì)稱性AB=l。由庫侖定律知A、B間庫侖力大小F=,細(xì)線拉力FT=F=,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;根據(jù)平衡條件得Fcos 30=mg,得F=,繩子拉力FT=,選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤。 答案 B 二、非選擇題(共5小題,共48分。) 14.(8分)如圖10所示,一輕繩長為L,一端固定在O點(diǎn),另一端拴一個(gè)帶電荷量為+q的小球,整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)E=。要使小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則小球在圓周上最高點(diǎn)A的最小速度為多少? 圖10 解析 小球受重力mg、靜電力qE,其合力為2mg,方向向上,用此合力代替重力場中的重力,則小球做圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)(設(shè)為B點(diǎn))相當(dāng)于在重力場中做圓周運(yùn)動(dòng)的“最高點(diǎn)”,而A點(diǎn)相當(dāng)于“最低點(diǎn)”。小球恰好通過“最高點(diǎn)”B時(shí),有2mg=m,小球從“最高點(diǎn)”B到“最低點(diǎn)”A,由動(dòng)能定理得qE2L-mg2L=mv-mv,聯(lián)立解得vAmin=。 答案 15.(10分)如圖11所示是一組方向未知的勻強(qiáng)電場的電場線,把一電荷量為1.010-6 C的負(fù)電荷從A點(diǎn)沿水平線移到B點(diǎn),靜電力做了2.010-6 J的功。已知A、B兩點(diǎn)間的距離為2 cm,水平線與電場線之間的夾角為60。求: 圖11 (1)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差; (2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向。 解析 (1)根據(jù)電場力做功與電勢(shì)差的關(guān)系可知 UAB== V=-2 V (2)設(shè)A、B兩點(diǎn)沿電場線方向的距離為d,則 d=ABcos 60=20.5 cm=1 cm E== V/m=200 V/m 因?yàn)閁AB=φA-φB=-2 V<0 所以φA<φB,而電場線方向是由高電勢(shì)指向低電勢(shì),所以電場方向沿直線向上。 答案 (1)-2 V (2)200 V/m 方向沿直線向上 16.(10分)如圖12,一半徑為r的圓環(huán)上均勻分布著電荷量為+Q的電荷,在垂直于圓環(huán)面且過圓心O的軸線上有A、B、C三個(gè)點(diǎn),C和O、O和A間的距離均為d,AB間距離為2d。在B點(diǎn)處有一電荷量為+q的固定點(diǎn)電荷。已知A點(diǎn)處的場強(qiáng)為零,k為靜電力常量,求: 圖12 (1)帶電圓環(huán)在O點(diǎn)處的場強(qiáng)大?。? (2)C點(diǎn)處場強(qiáng)。 解析 (1)圓環(huán)上關(guān)于圓心對(duì)稱的兩小段圓弧上的電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等、方向相反,其合場強(qiáng)為零,則帶電圓環(huán)在O點(diǎn)處的場強(qiáng)為EO=0 (2)A點(diǎn)處的場強(qiáng)為零,根據(jù)電場疊加原理知,帶電圓環(huán)和B點(diǎn)處點(diǎn)電荷在A點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小均為EBA=,兩者方向相反 根據(jù)對(duì)稱性可知帶電圓環(huán)在C點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為 EC1=,方向沿OC向外 B處點(diǎn)電荷在C點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為EC2=,方向沿OC向外 則C點(diǎn)處場強(qiáng)E=EC1+EC2 解得E=,方向沿OC向外 答案 (1)0 (2),方向沿OC向外 17.(10分)如圖13所示,在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強(qiáng)電場,現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=2.010-3 kg、電荷量q=2.010-6 C的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),從O點(diǎn)開始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動(dòng),其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=6.0t-10t2,式中x的單位為m,t的單位為s。不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s2。 圖13 (1)求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向; (2)求帶電物體在0~0.5 s內(nèi)電勢(shì)能的變化量。 解析 (1)由x=6.0t-10t2得加速度大小為a=20 m/s2 根據(jù)牛頓第二定律得:Eq=ma 解得場強(qiáng)大小為E=2.0104 N/C 電場強(qiáng)度方向水平向左 (2)由x=6.0t-10t2得初速度大小為v0=6.0 m/s 故減速時(shí)間:t1==0.3 s 0.3 s內(nèi)經(jīng)過的路程:x1=v0t1-at=0.9 m 后0.2 s物體做反向勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過的路程 x2=at=0.4 m 物體在0.5 s內(nèi)發(fā)生的位移為Δx=0.9 m-0.4 m=0.5 m,方向向右 故電場力做負(fù)功,電勢(shì)能增加:ΔEp=qEΔx=210-2 J。 答案 (1)2.0104 N/C,水平方向左 (2)210-2 J 18.(10分)如圖14所示,傾角為θ的斜面AB是粗糙且絕緣的,AB長為L,C為AB的中點(diǎn),在A、C之間加一方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)電場,與斜面垂直的虛線CD為電場的邊界?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)開始在B、C間以速度v0沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過C后沿斜面勻加速下滑,到達(dá)斜面底端A時(shí)的速度大小為v。試求: 圖14 (1)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ; (2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大小。 解析 (1)小物塊在BC上勻速運(yùn)動(dòng),由受力平衡得 FN=mgcos θ Ff=mgsin θ 而Ff=μFN 由以上幾式解得μ=tan θ (2)小物塊在CA上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),受力情況如圖所示,則 FN′=mgcos θ-qE Ff′=μFN′ 根據(jù)牛頓第二定律得 mgsin θ-Ff′=ma v2-v=2a 由以上幾式解得E= 答案 (1)tan θ (2)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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