2014年《》高中物理人教選修3-1配套章末檢測(cè)卷：第一章靜電場(chǎng)含解析

1、章末檢測(cè)卷(一)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1下列各物理量中，與試探電荷有關(guān)的量是()A電場(chǎng)強(qiáng)度E B電勢(shì)C電勢(shì)差U D電場(chǎng)做的功W答案 D2下面是某同學(xué)對(duì)電場(chǎng)中的一些概念及公式的理解，其中正確的是()A根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式Eeq f(F,q)可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷所帶的電荷量成反比B根據(jù)電容的定義式Ceq f(Q,U)可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比C根據(jù)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式Ekeq f(Q,r2)可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與場(chǎng)源電荷所帶的電荷量無(wú)關(guān)D根據(jù)電勢(shì)差的定義式UABeq f(W

2、AB,q)可知，帶電荷量為1 C的正電荷，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為1 J，則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為1 V答案D解析電場(chǎng)強(qiáng)度E與F、q無(wú)關(guān)，由電場(chǎng)本身決定，A錯(cuò)誤；電容C與Q、U無(wú)關(guān)，由電容器本身決定，B錯(cuò)誤；Ekeq f(Q,r2)是決定式，C錯(cuò)誤；在電場(chǎng)中，克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，D正確3A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，ABBC12，B點(diǎn)位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷當(dāng)在A處放一電荷量為q的點(diǎn)電荷時(shí)，它所受到的靜電力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為2q的點(diǎn)電荷，其所受靜電力為()AF/2BF/2CFDF答案B4.如圖1所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個(gè)

3、頂點(diǎn)現(xiàn)在在A、B兩點(diǎn)分別固定電荷量為q、q的兩個(gè)點(diǎn)電荷，則關(guān)于C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是()圖1AC、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)均相同BC、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)均不同CC、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同，電勢(shì)不同DC、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不同，電勢(shì)相同答案A解析A、B兩點(diǎn)固定q、q兩個(gè)點(diǎn)電荷，可知空間電場(chǎng)分布關(guān)于兩個(gè)電荷連線的垂直平分面對(duì)稱，該垂直平分面上的電場(chǎng)方向均與該面垂直，并指向低電勢(shì)一側(cè)，所以該面是一個(gè)等勢(shì)面，可知A正確5兩異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的部分等勢(shì)面如圖2所示，已知A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)若位于a、b處點(diǎn)電荷的電荷量大小分別為qa和qb，則()圖2Aa處為正電荷，qaqb Ba處為正電荷，qaqbCa處為

4、負(fù)電荷，qaqb Da處為負(fù)電荷，qaqb答案B解析根據(jù)A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)可知，a處為正電荷，qaqb，選項(xiàng)B正確6.一帶正電的粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖3所示，t1、t2時(shí)刻分別經(jīng)過(guò)M、N兩點(diǎn)，已知在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子僅受電場(chǎng)力作用，則下列判斷正確的是()圖3A該電場(chǎng)可能是由某正點(diǎn)電荷形成的BM點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)C在從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能逐漸增大D帶電粒子在M點(diǎn)所受電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力答案C解析由vt圖象可知：該粒子做的是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則粒子所處電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、D錯(cuò)誤；由于粒子帶正電，正電荷受力方向跟該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，如圖所示，因沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，故M點(diǎn)的

5、電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)，B錯(cuò)誤；從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，C正確二、不定項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)7如圖4所示，Q是真空中固定的點(diǎn)電荷，a、b、c是以Q所在位置為圓心、半徑分別為r和2r的球面上的三點(diǎn)將電荷量為q1、q2的檢驗(yàn)正電荷分別從a、c兩點(diǎn)移至無(wú)窮遠(yuǎn)處，已知兩電荷的電勢(shì)能均增大且增量相同不計(jì)q1、q2的相互作用，下列判斷正確的是()圖4AQ帶負(fù)電Bb、c兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同Ca、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小之比為14Dq1q2答案A8如圖5所示，平行板電容器

6、的兩極板A、B接在電池的兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開(kāi)關(guān)S，給電容器充電，穩(wěn)定后懸線偏離豎直方向的夾角為，則()圖5A若保持開(kāi)關(guān)S閉合，A極板向B極板靠近，則增大B若保持開(kāi)關(guān)S閉合，A極板向B極板靠近，則不變C若開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，A極板向B極板靠近，則不變D若開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，A極板向B極板靠近，則增大答案AC解析若保持開(kāi)關(guān)S閉合，則電容器兩端的電壓U恒定，A極板向B極板靠近時(shí)，兩極板間的距離d減小，由Eeq f(U,d)可知兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶正電的小球受到的電場(chǎng)力增大，則增大，A正確，B錯(cuò)誤；若開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，則電容器所帶的電荷量恒定，A極板向B極板靠近時(shí)，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，帶正

7、電的小球受到的電場(chǎng)力不變，則不變，C正確，D錯(cuò)誤9如圖6甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示電子原來(lái)靜止在左極板小孔處(不計(jì)重力作用)下列說(shuō)法中正確的是()圖6A從t0時(shí)刻釋放電子，電子將始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上B從t0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)C從tT/4時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)，也可能打到右極板上D從t3T/8時(shí)刻釋放電子，電子必將打到左極板上答案AC解析從t0時(shí)刻釋放電子，如果兩板間距離足夠大，電子將向右先勻加速T/2，接著勻減速T/2，速度減小到零后，又開(kāi)始向右勻加速T/2，接著勻減速T/2直到打在右極板上電子

8、不可能向左運(yùn)動(dòng)；如果兩板間距離不夠大，電子也始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上從tT/4時(shí)刻釋放電子，如果兩板間距離足夠大，電子將向右先勻加速T/4，接著勻減速T/4，速度減小到零后，改為向左再勻加速T/4，接著勻減速T/4.即在兩板間振動(dòng)；如果兩板間距離不夠大，則電子在第一次向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中就有可能打在右極板上從t3T/8時(shí)刻釋放電子，如果兩板間距離不夠大，電子將在第一次向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中就打在右極板上；如果第一次向右運(yùn)動(dòng)沒(méi)有打在右極板上，那就一定會(huì)在向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中打在左極板上選A、C.10如圖7所示，實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線，虛線1和2為等勢(shì)線a、b 兩個(gè)帶電粒子以相同的速度從電場(chǎng)中M點(diǎn)沿等勢(shì)線1

9、的切線飛出，粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，則在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的一小段時(shí)間內(nèi)，以下說(shuō)法不正確的是()圖7Aa受到的電場(chǎng)力較小，b受到的電場(chǎng)力較大Ba的速度將減小，b的速度將增大Ca一定帶正電，b一定帶負(fù)電Da、b兩個(gè)粒子所帶電荷電性相反答案ABC三、填空題(本題共2小題，共8分)11(4分)密立根油滴實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性如圖8所示是密立根實(shí)驗(yàn)的原理示意圖，設(shè)小油滴質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩板間電勢(shì)差為U，當(dāng)小油滴懸浮不動(dòng)時(shí)，測(cè)出兩板間距離為d.可求出小油滴的電荷量q_.圖8答案eq f(mgd,U)解析受力平衡可得：qEmgqeq f(U,d)mg，qeq f(mgd

10、,U)12. (4分)如圖9所示，在豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，長(zhǎng)為l的絕緣輕桿可繞固定軸O在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)小球A、B固定于桿的兩端，A、B的質(zhì)量分別為m1和m2(m1m2)，A帶負(fù)電，電荷量為q1，B帶正電，電荷量為q2.桿從靜止開(kāi)始由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置，在此過(guò)程中電場(chǎng)力做功為_(kāi)，在豎直位置處兩球的總動(dòng)能為_(kāi)圖9答案(q1q2)El/2(m2m1)g(q1q2)El/2解析本題考查電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)和動(dòng)能定理，考查學(xué)生對(duì)功能關(guān)系的應(yīng)用A、B在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)A、B都做正功，即：Wq1Eeq f(l,2)q2Eeq f(l,2)，根據(jù)動(dòng)能定理：(m2m1)geq f(l,2)e

11、q f(q1q2El,2)Ek0可求解在豎直位置處兩球的總動(dòng)能四、計(jì)算題(本題共4小題，共52分)13(12分)如圖10所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，它們到點(diǎn)電荷Q的距離r1r2.求：圖10(1)a、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)的電勢(shì)高？(2)將一負(fù)電荷放在a、b兩點(diǎn)，哪點(diǎn)的電勢(shì)能大？(3)若a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為100 V，將二價(jià)負(fù)離子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功還是電荷克服電場(chǎng)力做功？做功多少？答案(1)a(2)b(3)克服電場(chǎng)力做功3.21017 J解析(1)由正點(diǎn)電荷的等勢(shì)面特點(diǎn)可判斷a點(diǎn)的電勢(shì)高(2)已知ab，Uab0，當(dāng)把負(fù)電荷從a點(diǎn)移往b點(diǎn)時(shí)，WabqUab0，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增

12、加，所以負(fù)電荷在b點(diǎn)電勢(shì)能大(3)若Uab100 V，二價(jià)負(fù)離子帶電荷量q21.61019 C，將該離子從a點(diǎn)移往b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功WabqUab3.21017 J，即克服電場(chǎng)力做功3.21017 J.14.(13分)個(gè)帶正電的微粒，從A點(diǎn)射入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，微粒沿直線AB運(yùn)動(dòng)，如圖11所示，AB與電場(chǎng)線夾角30，已知帶電微粒的質(zhì)量m1.0107kg，電荷量q1.01010C，A、B相距L20 cm.(取g10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)求：圖11(1)說(shuō)明微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，要求說(shuō)明理由(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向？(3)要使微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，微粒射入電場(chǎng)時(shí)的最小速度是多少？

13、答案(1)見(jiàn)解析(2)1.73104 N/C水平向左(3)2.8 m/s解析(1)微粒只在重力和電場(chǎng)力作用下沿AB方向運(yùn)動(dòng)，在垂直于AB方向上的重力和電場(chǎng)力必等大反向，可知電場(chǎng)力的方向水平向左，微粒所受合力的方向由B指向A，與初速度vA方向相反，微粒做勻減速運(yùn)動(dòng)(2)在垂直于AB方向上，有qEsin mgcos 0所以電場(chǎng)強(qiáng)度E1.73104N/C電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向左(3)微粒由A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)的速度vB0時(shí)，微粒進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度最小，由動(dòng)能定理得，mgLsin qELcos eq f(mvoal(2,A),2)，代入數(shù)據(jù)，解得vA2.8 m/s.15(14分)如圖12所示，在E103V/m的水

14、平向左勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在平面與電場(chǎng)線平行，其半徑R40 cm，一帶正電荷q104C的小滑塊質(zhì)量為m40 g，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，取g10 m/s2，求： 圖12(1)要小滑塊能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)L，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點(diǎn)多遠(yuǎn)處釋放？(2)這樣釋放的小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？(P為半圓軌道中點(diǎn))答案(1)20 m(2)1.5 N解析(1)小滑塊剛能通過(guò)軌道最高點(diǎn)條件是mgmeq f(v2,R)，veq r(Rg)2 m/s，小滑塊由釋放點(diǎn)到最高點(diǎn)過(guò)程由動(dòng)能定理：Eqsmgsmg2Req f(1,2)mv

15、2所以seq f(mf(1,2)v22gR,Eqmg)，代入數(shù)據(jù)得：s20 m(2)小滑塊過(guò)P點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理：mgREqReq f(1,2)mv2eq f(1,2)mveq oal(2,P)所以veq oal(2,P)v22(geq f(Eq,m)R在P點(diǎn)由牛頓第二定律：FNEqeq f(mvoal(2,P),R)所以FN3(mgEq)代入數(shù)據(jù)得：FN1.5 N由牛頓第三定律知滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為1.5 N.16(13分)如圖13所示，EF與GH間為一無(wú)場(chǎng)區(qū)無(wú)場(chǎng)區(qū)左側(cè)A、B為相距為d、板長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平放置的平行金屬板，兩板上加某一電壓從而在板間形成一勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中A為正極板無(wú)場(chǎng)區(qū)右側(cè)為一點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)，點(diǎn)電荷的位置O為圓弧形細(xì)圓管CD的圓心，圓弧半徑為R，圓心角為120，O、C在兩板間的中心線上，D位于GH上一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以初速度v0沿兩板間的中心線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子出勻強(qiáng)電場(chǎng)經(jīng)無(wú)場(chǎng)區(qū)后恰能進(jìn)入細(xì)圓管，并做與管壁無(wú)相互擠壓的勻速圓周運(yùn)動(dòng)(不計(jì)粒子的重力、管的粗細(xì))求：圖13(1)O處點(diǎn)電荷Q的電性和電荷量；(2)兩金屬板間所加的電壓答案(1)負(fù)電eq f(4mvoal(2,0)R,3kq)(2)eq f(r(3)mdvoal(2,0),3qL)解析(1)由幾何關(guān)系知，粒子在D點(diǎn)速度方向與水平方向夾角