《2017-2018學(xué)年高中物理 第1章 靜電場章末檢測(cè)（B）教科版選修3-1.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第1章 靜電場章末檢測(cè)（B）教科版選修3-1.doc（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第1章 靜電場 章末檢測(cè)(B) (時(shí)間：90分鐘　滿分：100分) 一、 選擇題（本題共10個(gè)小題，每小題5分，共5分） 1．如圖1所示，在真空中，把一個(gè)絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的球P慢慢靠近．關(guān)于絕緣導(dǎo)體兩端的電荷，下列說法中正確的是(　　) 圖1 A．兩端的感應(yīng)電荷越來越多B．兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷 C．兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷D．兩端的感應(yīng)電荷電荷量相等 答案　ACD 解析　由于導(dǎo)體內(nèi)有大量可以自由移動(dòng)的電子，當(dāng)帶負(fù)電的球P慢慢靠近它時(shí)，由于同種電荷相互排斥，導(dǎo)體上靠近P的一端的電子被排斥到遠(yuǎn)端，從而顯出正電荷，遠(yuǎn)離P的一端帶上了等量的負(fù)電荷．導(dǎo)體離P球距離越近，電子被排斥得越多，感應(yīng)電荷越多． 2．同一直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3，恰好都處在平衡狀態(tài)，除相互作用的靜電力外不受其他外力作用．已知q1、q2間的距離是q2、q3間的距離的2倍．下列說法可能正確的是(　　) A．q1、q3為正電荷，q2為負(fù)電荷B．q1、q3為負(fù)電荷，q2為正電荷 C．q1∶q2∶q3＝36∶4∶9D．q1∶q2∶q3＝9∶4∶36 答案　ABC 3．電場強(qiáng)度的定義式為E＝，點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式為E＝，下列說法中正確的是(　　) A．E＝中的場強(qiáng)E是電荷q產(chǎn)生的 B．E＝中的場強(qiáng)E是電荷Q產(chǎn)生的 C．E＝中的F表示單位正電荷的受力 D．E＝和E＝都只對(duì)點(diǎn)電荷適用 答案　B 解析　公式E＝是電場強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場，q為試探電荷的電荷量，E＝k僅適用于計(jì)算點(diǎn)電荷的場強(qiáng)，Q為場源點(diǎn)電荷的電荷量． 4．下列說法中正確的是(　　) A．在電場中，電場強(qiáng)度大的點(diǎn)，電勢(shì)必定高 B．電荷置于電勢(shì)越高的點(diǎn)，其所具有的電勢(shì)能也越大 C．電場中電場強(qiáng)度大的地方，沿電場線方向電勢(shì)降落快 D．一帶電粒子只受電場力作用在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能一定變化 答案　C 解析　電場中電勢(shì)的高低具有相對(duì)意義，與零勢(shì)能點(diǎn)的選擇有關(guān)，因此電勢(shì)與場強(qiáng)沒有直接的聯(lián)系，場強(qiáng)大的地方電勢(shì)可能低，反之亦然，A錯(cuò)；負(fù)電荷置于電勢(shì)越高的地方，其具有的電勢(shì)能反而越小，B錯(cuò)；由U＝Ed可知，距離相同時(shí)，場強(qiáng)大的地方電勢(shì)差大，沿電場線方向電勢(shì)降落快，C正確；帶電粒子只受電場力作用，可以在一個(gè)等勢(shì)面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電場力不做功，帶電粒子的電勢(shì)能不變，D錯(cuò)． 5.如圖2所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場中，粒子通過電場中B點(diǎn)時(shí)，速率vB＝2v0，方向與電場的方向一致，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為(　　) 圖2 A.B. C.D. 答案　C 解析　粒子在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則有2gh＝v. 電場力做正功，重力做負(fù)功，使粒子的動(dòng)能由mv變?yōu)?mv，則根據(jù)動(dòng)能定理，有 Uq－mgh＝2mv－mv， 解得，A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差應(yīng)為. 6．一帶電粒子沿著圖3中曲線JK穿過一勻強(qiáng)電場，a、b、c、d為該電場的電勢(shì)面，其中φa<φb<φc<φd，若不計(jì)粒子受的重力，可以確定(　　) 　　　圖3 A．該粒子帶正電 B．該粒子帶負(fù)電 C．從J到K粒子的電勢(shì)能增加 D．粒子從J到K運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變 答案　BD 解析　此題已知電場中的一簇等勢(shì)面，并且知道各等勢(shì)面電勢(shì)的高低，可知電場線與等勢(shì)面垂直，且指向左．由粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡知，粒子所受電場力的方向與電場線方向相反，所以粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)，B正確；粒子從J到K運(yùn)動(dòng)過程中，電場力做正功，所以電勢(shì)能減小，C錯(cuò)；只有電場力做功，動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變，D對(duì)． 7.如圖4所示，導(dǎo)體球A與導(dǎo)體球殼B同心，原來都不帶電，也不接地，設(shè)M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小為EM和EN，下列說法中正確的是(　　) 圖4 A．若使A帶電，則EM≠0，EN＝0 B．若使B帶電，則EM＝0，EN≠0 C．若使A、B兩球分別帶上等量異種電荷，則EM≠0，EN＝0 D．若使A球帶電，B球接地，則EM＝0，EN＝0 答案　BC 解析　如果A帶電，則會(huì)感應(yīng)B內(nèi)部帶異種電荷，外部電性與A相同，那么EM≠0，EN≠0；如果B帶電，電荷只分布在外表面E內(nèi)＝0，因此B正確；如果A、B帶等量異種電荷，A與B的靜電感應(yīng)使B外表面恰好無電荷量，因此C正確；D是接地屏蔽，EM≠0，EN＝0. 8．如圖5所示，平行板電容器的兩個(gè)極板為A、B，B極板接地，A極板帶有電荷量＋Q，板間電場有一固定點(diǎn)P，若將B極板固定，A極板下移一些，或者將A極板固定，B極板上移一些，在這兩種情況下，以下說法正確的是(　　) 圖5 A．A極板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)不變 B．A極板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)升高 C．B極板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)降低 D．B極板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度減小，P點(diǎn)電勢(shì)降低 答案　AC 解析　本題屬于平行板電容器充電后與電源斷開這一典型問題，該類問題的特點(diǎn)是：(1)Q為常數(shù)；(2)C∝；(3)U∝；(4)E∝. 設(shè)電容器兩極板A和B間的距離為d，P點(diǎn)與B極板間的距離為d1. 無論A極板下移，還是B極板上移，產(chǎn)生的結(jié)果都是電容器兩極板A和B間距離d減?。捎贓∝，與d無關(guān)，所以當(dāng)兩極板間d減小時(shí)，電場強(qiáng)度E的大小和方向都保持不變． 因?yàn)镻點(diǎn)固定不動(dòng)，當(dāng)A極板下移時(shí)，P點(diǎn)與B極板間的距離d1保持不變，由UPB＝Ed1可知，P點(diǎn)與B極板間的電勢(shì)差UPB保持不變，P點(diǎn)的電勢(shì)也不變．但當(dāng)B板上移時(shí)，P點(diǎn)與B板間的距離d1減小，雖然E保持不變，由UPB＝Ed1可知，P點(diǎn)與B板間的電勢(shì)差UPB將減小，所以P點(diǎn)的電勢(shì)也降低．則正確答案為A、C. 9.如圖6所示，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場強(qiáng)方向射入，當(dāng)入射速度為v時(shí)，恰好穿過電場而不碰金屬板．要使粒子的入射速度變?yōu)槿阅芮『么┻^電場，則必須再使(　　) 圖6 A．粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼腂．兩板間電壓減為原來的 C．兩板間距離變?yōu)樵瓉淼?倍D．兩板間距離變?yōu)樵瓉淼?倍 答案　AD 解析　帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，即粒子做沿平行板方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)與垂直板方向上的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．粒子恰好穿過電場時(shí)，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用的時(shí)間與垂直板方向上發(fā)生位移所用的時(shí)間相等，設(shè)兩板電壓為U，則有＝.當(dāng)入射速度變?yōu)椋仄叫邪宓姆较虬l(fā)生位移L所用的時(shí)間變?yōu)樵瓉淼?倍，由上式可知，粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼幕騼砂彘g距離增為原來的2倍時(shí)，均可使粒子在與垂直板方向上發(fā)生位移所用的時(shí)間變?yōu)樵瓉淼?倍，從而保證粒子仍恰好穿過電場． 10.如圖7所示，兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電源E相連，在距離兩板等距離的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將b板向上平移一小段距離，但仍在M點(diǎn)下方，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是(　　) 圖7 ①液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)　②M點(diǎn)電勢(shì)升高?、蹘щ娨旱卧贛點(diǎn)的電勢(shì)能增大?、茉赽板移動(dòng)前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場力做功相同 A．①②B．③④C．①③D．②④ 答案　B 解析　電容器與電源相連，電容器板間的電壓不變，b板向上平移一小段距離，由E＝可知場強(qiáng)變大，液滴所受的電場力變大，液滴將加速向上運(yùn)動(dòng)；a、M間的電勢(shì)差增大，a點(diǎn)電勢(shì)為零，M點(diǎn)電勢(shì)降低；由于液滴帶負(fù)電，帶電液滴在M點(diǎn)的電勢(shì)能增大；在b板移動(dòng)前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，兩板間的電勢(shì)差不變，電場力做功相同． 二、填空題（本題共2個(gè)小題，滿分12分） 11.（6分）如圖8所示，電場中某一電場線為一直線，線上有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，電荷q1＝10－8C，從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí)靜電力做了10－7J的功；電荷q2＝－10－8C，在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)時(shí)大10－7J，那么： 圖8 (1)比較A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)高低，由高到低的排序是__________； (2)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是________V； (3)若設(shè)B點(diǎn)的電勢(shì)為零，電荷q2在A點(diǎn)的電勢(shì)能是________J. 答案　(1)φC＞φB＞φA　(2)－20　(3)10－7 12.（6分）如圖9所示，E板上發(fā)射的電子初速度為零，兩電源的電壓分別為45V、30V，A、B兩板上有小孔OA、OB，則電子經(jīng)過OA、OB孔以及到達(dá)C板的動(dòng)能分別為：EkA＝________eV，EkB＝________eV，EkC＝________eV. 圖9 答案　45　45　15 解析　在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電子經(jīng)歷了兩個(gè)電場作用，一個(gè)是E、A之間的電場，使電子向右加速，另一個(gè)是B、C之間的電場，使電子向右運(yùn)動(dòng)時(shí)減速；而A、B之間是等勢(shì)區(qū)域，沒有靜電力做功． 根據(jù)題目給出的條件，分析出電子在EA、AB、BC各段的運(yùn)動(dòng)情況，由于已知各段的電壓，所以可以利用動(dòng)能定理求出動(dòng)能．因A點(diǎn)電勢(shì)高于E點(diǎn)，所以電子在E、A間加速，靜電力做正功，動(dòng)能增加，由eU＝EkA－0得EkA＝45eV. 因?yàn)锳、B間電勢(shì)差為零，即A、B間無電場，所以電子在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故EkB＝EkA＝45eV. 因?yàn)镃點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)，所以電子在B、C間做減速運(yùn)動(dòng)，即克服靜電力做功，動(dòng)能減少，由eU′＝EkB－EkC得EkC＝EkB－eU′＝(45－30) eV＝15eV. 三、計(jì)算題（本題共4個(gè)小題，滿分38分） 13．（8分）半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移開． (1)若A、B兩球帶同種電荷時(shí)，接觸后兩球的電荷量之比為多大？ (2)若A、B兩球帶異種電荷時(shí)，接觸后兩球的電荷量之比為多大？ 答案　(1)2∶3　(2)2∶1 解析　(1)A、B帶同種電荷時(shí)，設(shè)電荷量為Q，C與A接觸后，由于形狀相同，二者平分電荷量，A、C所帶的電荷量均為Q.C與B接觸后平分二者電荷量，則B、C的電荷量均為(Q＋Q)＝Q，A、B最終的電荷量之比為(Q)∶(Q)＝2∶3. (2)A、B帶異種電荷時(shí)，設(shè)電荷量分別為Q、－Q，A、C接觸后，平分電荷量Q，A、C的電荷量均變?yōu)镼；C再與B接觸，平分二者的總電荷量，C、B的電荷量均為(Q－Q)＝－Q.則A、B最終的電荷量之比為(Q)∶|－Q|＝2∶1. 14．（8分）有一個(gè)帶電荷量q＝－310－6C的點(diǎn)電荷，從某電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電荷克服靜電力做610－4J的功，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力對(duì)電荷做910－4J的功，問： (1)AB、BC、CA間電勢(shì)差各為多少？ (2)如以B點(diǎn)電勢(shì)為零，則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少？電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少？ 答案　(1)200V?。?00V　100V　(2)200V　300V　－610－4J?。?10－4J 解析　(1)方法一：先求電勢(shì)差的絕對(duì)值，再判斷正、負(fù)． |UAB|＝＝V＝200V 因負(fù)電荷從A移到B克服靜電力做功，必是從高電勢(shì)點(diǎn)移到低電勢(shì)點(diǎn)，即φA＞φB，UAB＝200V. |UBC|＝＝V＝300V 因負(fù)電荷從B移到C靜電力做正功，必是從低電勢(shì)點(diǎn)移到高電勢(shì)點(diǎn)，即φB＜φC. UBC＝－300V UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300V－200V＝100V. 方法二：直接代入數(shù)值求解． 電荷由A移向B克服靜電力做功即靜電力做負(fù)功，WAB＝－610－4J UAB＝＝V＝200V UBC＝＝V＝－300V UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300V－200V＝100V. (2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB得φA＝UAB＝200V，由UBC＝φB－φC，得φC＝φB－UBC＝0－(－300) V＝300V 電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能 EpA＝qφA＝－310－6200J＝－610－4J 電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能 EpC＝qφC＝－310－6300J＝－910－4J. 15.（10分）如圖10所示，勻強(qiáng)電場的電場線與AC平行，把帶電荷量10－8C的負(fù)電荷從A移至B的過程中，電場力做功610－8J，AB長6cm，AB與AC的夾角為60.求： 圖10 (1)場強(qiáng)方向； (2)設(shè)B處電勢(shì)為1V，則A處電勢(shì)為多少； (3)A處的場強(qiáng)大??； (4)電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能． 答案　(1)場強(qiáng)方向C至A　(2)?。?V　(3)200V/m　(4)5eV 解析　(1)將負(fù)電荷從A移至B，電場力做正功，所以電荷所受電場力方向沿A至C，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場強(qiáng)方向與負(fù)電荷的受力方向相反，所以場強(qiáng)方向應(yīng)為C至A方向． (2)由W＝qU得：U＝＝＝6V，即A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為6V．沿電場線方向電勢(shì)降低，B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)．U＝φB－φA，φB＝1V，φA＝φB－U＝1V－6V＝－5V，即A點(diǎn)的電勢(shì)為－5V. (3)如圖所示，由B向AC作垂線交AC于D，D與B在同一等勢(shì)面上．UDA＝UBA＝U＝6V，沿場強(qiáng)方向A、B兩點(diǎn)間距離為ABcos60＝6cm＝3cm＝0.03m，所以E＝＝200V/m. (4)電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能Ep＝qφA＝(－e)(－5V)＝5eV. 16.（12分）如圖11所示，在絕緣水平面上，相距為L的A、B兩處分別固定著兩個(gè)帶電量相等的正電荷，a、b是AB連線上的兩點(diǎn)，其中Aa＝Bb＝L/4，O為AB連線的中點(diǎn)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小滑塊(可以看作質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能E0從a點(diǎn)出發(fā)，沿直線AB向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，其中小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)的動(dòng)能為初動(dòng)能的n倍(n＞1)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能恰好為零，小滑塊最終停在O點(diǎn)，求： 圖11 (1)小滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)O、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UOb； (3) 小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程． 答案　(1)　(2)　(3) 解析　(1)因?yàn)椋玵A＝＋qB，a、b以中點(diǎn)O對(duì)稱，所以Uab＝0.滑塊由a到b的過程，根據(jù)動(dòng)能定理：qUab－μmg＝－E0，所以μ＝. (2)對(duì)小滑塊由O到b的過程，根據(jù)動(dòng)能定理： qUOb－μmg＝－nE0，UOb＝＝. (3)UaO＝－UOb＝，小滑塊從a點(diǎn)開始，最終停在O點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理qUaO－μmgs＝－E0，s＝＝.