（新教材適用）高中物理第一章靜電場測評（A）教科版

第一章測評(A)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.一個帶電導體與另一個不帶電導體接觸,下列說法正確的是()A.兩個導體一定帶異種電荷B.兩個導體一定帶同種電荷C.兩個導體一定帶不等量的同種電荷D.兩個導體一定帶等量的同種電荷答案:B解析:一個帶電物體與另一個不帶電物體接觸,電荷會轉(zhuǎn)移到不帶電物體上,所以一定帶同種電荷,故A錯誤,B正確;若兩個物體完全一樣會平分電荷,否則不平分,故C、D錯誤。2.下列做法中,屬于預防靜電危害的是()A.靜電噴漆B.在煙道的中央裝有靜電除塵器C.電視機上裝有一條戶外天線D.運輸汽油等易燃易爆物品的車輛拖一條鐵鏈在地上答案:D解析:用靜電噴涂油漆屬于靜電的應用,故A錯誤;在煙道的中央裝有靜電除塵器,用靜電吸附粉塵屬于靜電的應用,故B錯誤;在電視機上裝有一條戶外天線屬于電磁波的接收,與靜電現(xiàn)象無關(guān),故C錯誤;油罐中的汽油隨車的振動摩擦起電,如果不及時地將這些靜電導走,一旦出現(xiàn)放電現(xiàn)象,就會發(fā)生爆炸事故,拖地鐵鏈使油罐表面與大地相連,使油罐罐體中的電荷不斷地中和,不致造成放電產(chǎn)生火花引起油罐爆炸,這是預防靜電的危害,故D正確。3.下列說法正確的是()A.電場不是實物,因此不是物質(zhì)B.元電荷就是電子C.首次比較準確地測定電子電荷量的實驗是密立根油滴實驗,其實驗原理是微小帶電油滴在電場中受力平衡D.庫侖定律F=kq1q2答案:C解析:電場是客觀存在的物質(zhì),故A錯誤;元電荷是最小的電荷量,電子是實物粒子,故B錯誤;密立根通過研究微小的帶電油滴在勻強電場中受到的電場力與重力平衡,得出了電子的電荷量,故C正確;靜電力和萬有引力是兩種不同的相互作用,庫侖定律只適用于真空中兩靜止的點電荷之間的作用力,故D錯誤。4.如圖所示,真空中一條直線上有四點A、B、C、D,AB=BC=CD,只在A點放一電荷量為+Q的點電荷時,B點電場強度為E,若又將等量異種的點電荷Q放在D點,則()A.B點電場強度為34EB.B點電場強度為54EC.B點的電場強度大于C點的電場強度D.BC線段的中點電場強度為零答案:B解析:若只在A點放正電荷時,B點的電場強度為E=kQr2,又將等量異種的點電荷Q放在D點后,B點電場強度為EB=kQr2+kQ(2r)2=5kQ4r2=5.如圖所示裝置,從A板釋放的一個無初速電子向B板方向運動,下列對電子的描述錯誤的是()A.電子到達B板時的動能是eUB.電子從B板到C板時動能變化為零C.電子到達D板時動能是3eUD.電子在A板和D板之間往復運動答案:C解析:從A板釋放出一個無初速度電荷量為e的電子,在電壓為U的電場中被加速運動,當出電場時,所獲得的動能等于電場力做的功,即eU,故A正確;由圖可知,BC間沒有電壓,則沒有電場,所以電子在此處做勻速直線運動,則電子的動能不變,故B正確;電子以eU的動能進入CD電場中,在電場力的阻礙下,電子做減速運動,由于CD間的電壓為2U,所以電子的速度減為零后,還沒有到達D板,就開始反向運動,故C錯誤;由上可知,電子將會在A板和D板之間加速再減速,反向加速再減速,這樣往復運動,故D正確。6.如圖所示,帶箭頭的線表示某一電場的電場線。在電場力作用下,一帶電粒子(不計重力)經(jīng)A點飛向B點,徑跡如圖中虛線所示,下面說法正確的是()A.粒子帶負電,且在B點加速度大B.粒子帶正電,且在A點加速度大C.粒子在A點動能大,電勢能也大D.粒子在A點動能大,電勢能小答案:AD解析:根據(jù)曲線運動條件可得粒子所受合力應該指向曲線內(nèi)側(cè),所以電場力逆著電場線方向,即粒子受力方向與電場方向相反,所以粒子帶負電;由于B點的電場線密,所以B點的電場力大,則A點的加速度較小,故A正確,B錯誤;粒子從A到B,電場力對粒子運動做負功,電勢能增加,動能減小,帶電粒子在A點時的電勢能小,動能較大,故C錯誤,D正確。7.在一靜止點電荷產(chǎn)生的電場中,有四個點a、b、c、d,其電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec、Ed,電場中任一點電勢φ與該點到點電荷的距離x的關(guān)系如圖所示。現(xiàn)將一帶正電的檢驗電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點,在相鄰兩點間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項正確的是()A.Ea∶Eb=2∶1 B.Ec∶Ed=4∶1C.Wab∶Wbc=2∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶1答案:BD解析:由點電荷電場強度公式E=kQr2可得Ea∶Eb=kQ1.52∶kQ32=4∶1,Ec∶Ed=kQ4.52∶kQ92=4∶1,故A錯誤,B正確;從a到b電場力做功為Wab=qUab=q(φaφb)=q(15V7.5V)=7.5V·q,從b到c電場力做功為Wbc=qUbc=q(φbφc)=q(7.5V5V)=2.5V·q,所以有Wab∶Wbc=3∶1,故C錯誤;從c到d電場力做功為Wcd=qUcd=q(φcφd)=q(5V2.5V)=28.如圖所示,A、B、C、D是勻強電場中的四個點,D是BC的中點,A、B、C構(gòu)成一直角三角形,AB=0.1m,電場線與三角形所在的平面平行,已知A點的電勢為0V,B點的電勢為5V,C點的電勢為15V,據(jù)此可以判斷 ()A.電場強度方向由A指向CB.電場強度大小為100V/mC.將一電荷量為q=4×105C的正電荷從A點移到D點,電場力做功4×104JD.將一電荷量為q=4×105C的正電荷從A點移到D點,電勢能增大了2×104J答案:BD解析:由題意知,D點電勢為5V,根據(jù)對稱性,0V電勢應該在BD的中點,又因為∠B=60°,故電場線沿BC方向,且由C指向B,故A錯誤;由題意BC=0.2m,得E=Ud=20V0.2m=100V/m,故B正確;將一電荷量為q=4×105C的正電荷從A點移到D點,電場力做負功W=Uq=5V×4×105C=2×10二、實驗題(本題共2小題,共18分)9.(8分)為了研究電荷之間的相互作用力與什么因素有關(guān),小明同學做了如下實驗:把一帶正電的物體放在A處,然后用絕緣絲線將帶正電的小球先后懸掛在P1、P2和P3處(如圖所示),發(fā)現(xiàn)小球B均偏離了豎直方向且θ1>θ2>θ3。(1)小球偏離豎直方向的原因是。

(2)小明得出的結(jié)論是。

(3)如果將用絲線懸掛的小球換成帶負電荷的小球,其他不變,會出現(xiàn)的現(xiàn)象是

。

答案:(1)受同種電荷的排斥力而偏離豎直方向(2)電荷量不變時,電荷間的距離越大,作用力越小(3)小球全部偏向豎直方向的左側(cè),且偏離角度由大到小的順序是P1、P2和P3處解析:(1)物體帶正電,而懸掛小球也帶正電,同種電荷出現(xiàn)相互排斥,從而偏離豎直方向;(2)懸掛的小球離帶正電的A球越遠,受到的作用力越小,同種電荷距離越近排斥作用越強,所以,電荷之間的相互作用跟距離有關(guān),且電荷間的作用力大小隨電荷間距離的增大而減小,得出的結(jié)論是電荷量不變時,電荷間的距離越大,作用力越小;(3)如果將用絲線懸掛的小球換成帶負電荷的小球,其他不變,會出現(xiàn)的現(xiàn)象是小球全部偏向豎直方向的左側(cè),且偏離角度由大到小的順序是P1、P2和P3處。10.(10分)下圖為靜電除塵裝置的原理圖,該裝置由集塵極和懸在兩集塵極間的放電極組成,在集塵極和放電極間加有高壓電源,其間的空氣被電離成為電子和正離子,電離出的電子在靜電力的作用下運動。廢氣在經(jīng)過機械過濾裝置后進入靜電除塵區(qū)域,廢氣中的粉塵吸附電子后帶上負電,粉塵在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,實現(xiàn)除塵的目的。圖中虛線為電場線,不考慮粉塵重力的影響。(1)為了實現(xiàn)凈化廢氣的目的,靜電除塵裝置中的放電極,應接高壓電源的(選填“正極”或“負極”)。

(2)由電場的分布特點可知,圖中A點電勢(選填“高于”“低于”或“等于”)B點電勢,帶相同電荷量的粉塵在A點位置的電勢能(選填“高于”“低于”或“等于”)在B點位置的電勢能。

答案:(1)負極(2)低于高于解析:(1)分析題意可知,帶負電的塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移,則知集塵極帶正電荷,是正極,靜電除塵裝置中的放電極,應接高壓電源的負極。(2)沿電場線電勢逐漸降低,電場上下對稱分布,B點離集塵極近,集塵極帶正電,故B點電勢高,粉塵帶負電,負電荷在電勢高的地方電勢能小,故帶相同電荷量的粉塵在A點位置的電勢能高于在B點位置的電勢能。三、計算題(本題共3小題,共42分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(12分)如圖所示,兩個分別用長l=13cm的絕緣細線懸掛于同一點的相同球形導體(體積可以忽略),帶有等量同種電荷。由于靜電斥力,它們之間的距離d=10cm。已知每個球形導體的質(zhì)量是m=6.0g,重力加速度g取10m/s2,靜電力常量k=9.0×109N·m2/C。求:(1)細線上的拉力T;(2)球形導體的電荷量q。答案:(1)0.065N(2)53×107解析:(1)帶電金屬小球在重力、庫侖力和細線的拉力作用下,處于平衡狀態(tài),受力如圖所示。m=6g=0.006kg,d=10cm=0.1m,l=13cm=0.13m,根據(jù)幾何關(guān)系可知,sinθ=d2T=mgcosθ=13F=mgtanθ=5mg12=0(2)由庫侖定律得F=k代入可解得q=53×10712.(14分)將帶電荷量為6×106C的負電荷從電場中的A點移到B點,克服電場力做了3×105J的功,再從B移到C,電場力做了1.2×105J的功,則:(1)電荷從A移到B,再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少?(2)如果規(guī)定A點的電勢能為零,則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少?答案:(1)增加了1.8×105J(2)3×105J1.8×105J解析:(1)電荷從A移到B,再從B移到C的過程中電場力做功為WAC=WAB+WBC=(3×105+1.2×105)J=1.8×105J。可見電勢能增加了1.8×105J。(2)如果規(guī)定A點的電勢能為零,由公式得該電荷在B點的電勢能為EpB=EpAWAB=0WAB=3×105J。同理,電荷在C點的電勢能為EpC=EpAWAC=0WAC=1.8×105J。13.(16分)如圖所示,水平放置的平行板電容器兩板間距為d