2017-2018學(xué)年高中物理 第1章 靜電場章末檢測（B）教科版選修3-1.doc

《2017-2018學(xué)年高中物理 第1章 靜電場章末檢測（B）教科版選修3-1.doc》由會員分享，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（B）教科版選修3-1.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1章 靜電場 章末檢測(B) (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、 選擇題（本題共10個小題，每小題5分，共5分） 1．如圖1所示，在真空中，把一個絕緣導(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的電子，當(dāng)帶負(fù)電的球P慢慢靠近它時，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．同一直線上的三個點電荷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．電場強度的定義式為E＝，點電荷的場強公式為E＝，下列說法中正確的是(　　) A．E＝中的場強E是電荷q產(chǎn)生的 B．E＝中的場強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＝都只對點電荷適用 答案　B 解析　公式E＝是電場強度的定義式，適用于任何電場，q為試探電荷的電荷量，E＝k僅適用于計算點電荷的場強，Q為場源點電荷的電荷量． 4．下列說法中正確的是(　　) A．在電場中，電場強度大的點，電勢必定高 B．電荷置于電勢越高的點，其所具有的電勢能也越大 C．電場中電場強度大的地方，沿電場線方向電勢降落快 D．一帶電粒子只受電場力作用在電場中運動時，電勢能一定變化 答案　C 解析　電場中電勢的高低具有相對意義，與零勢能點的選擇有關(guān)，因此電勢與場強沒有直接的聯(lián)系，場強大的地方電勢可能低，反之亦然，A錯；負(fù)電荷置于電勢越高的地方，其具有的電勢能反而越小，B錯；由U＝Ed可知，距離相同時，場強大的地方電勢差大，沿電場線方向電勢降落快，C正確；帶電粒子只受電場力作用，可以在一個等勢面上做勻速圓周運動，如電子繞原子核的運動，此時電場力不做功，帶電粒子的電勢能不變，D錯． 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點豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強電場中，粒子通過電場中B點時，速率vB＝2v0，方向與電場的方向一致，則A、B兩點的電勢差為(　　) 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動，則有2gh＝v. 電場力做正功，重力做負(fù)功，使粒子的動能由mv變?yōu)?mv，則根據(jù)動能定理，有 Uq－mgh＝2mv－mv， 解得，A、B兩點電勢差應(yīng)為. 6．一帶電粒子沿著圖3中曲線JK穿過一勻強電場，a、b、c、d為該電場的電勢面，其中φa<φb<φc<φd，若不計粒子受的重力，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粒子的電勢能增加 D．粒子從J到K運動過程中的動能與電勢能之和不變 答案　BD 解析　此題已知電場中的一簇等勢面，并且知道各等勢面電勢的高低，可知電場線與等勢面垂直，且指向左．由粒子運動的軌跡知，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，B正確；粒子從J到K運動過程中，電場力做正功，所以電勢能減小，C錯；只有電場力做功，動能與電勢能之和保持不變，D對． 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兩點的場強大小為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，P點的電場強度不變，P點電勢不變 B．A極板下移時，P點的電場強度不變，P點電勢升高 C．B極板上移時，P點的電場強度不變，P點電勢降低 D．B極板上移時，P點的電場強度減小，P點電勢降低 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，電場強度E的大小和方向都保持不變． 因為P點固定不動，當(dāng)A極板下移時，P點與B極板間的距離d1保持不變，由UPB＝Ed1可知，P點與B極板間的電勢差UPB保持不變，P點的電勢也不變．但當(dāng)B板上移時，P點與B板間的距離d1減小，雖然E保持不變，由UPB＝Ed1可知，P點與B板間的電勢差UPB將減小，所以P點的電勢也降低．則正確答案為A、C. 9.如圖6所示，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點沿垂直場強方向射入，當(dāng)入射速度為v時，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動，即粒子做沿平行板方向上的勻速直線運動與垂直板方向上的初速度為零的勻加速直線運動的合運動．粒子恰好穿過電場時，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用的時間與垂直板方向上發(fā)生位移所用的時間相等，設(shè)兩板電壓為U，則有＝.當(dāng)入射速度變?yōu)?，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用的時間變?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，均可使粒子在與垂直板方向上發(fā)生位移所用的時間變?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的金屬板a、b與電源E相連，在距離兩板等距離的M點有一個帶電液滴處于靜止?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液滴將加速向下運動?、贛點電勢升高　③帶電液滴在M點的電勢能增大?、茉赽板移動前后兩種情況下，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＝可知場強變大，液滴所受的電場力變大，液滴將加速向上運動；a、M間的電勢差增大，a點電勢為零，M點電勢降低；由于液滴帶負(fù)電，帶電液滴在M點的電勢能增大；在b板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，兩板間的電勢差不變，電場力做功相同． 二、填空題（本題共2個小題，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三個點，電荷q1＝10－8C，從B點移到A點時靜電力做了10－7J的功；電荷q2＝－10－8C，在B點的電勢能比在C點時大10－7J，那么： 圖8 (1)比較A、B、C三點的電勢高低，由高到低的排序是__________； (2)A、C兩點間的電勢差是________V； (3)若設(shè)B點的電勢為零，電荷q2在A點的電勢能是________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板的動能分別為：EkA＝________eV，EkB＝________eV，EkC＝________eV. 圖9 答案　45　45　15 解析　在整個運動過程中，電子經(jīng)歷了兩個電場作用，一個是E、A之間的電場，使電子向右加速，另一個是B、C之間的電場，使電子向右運動時減速；而A、B之間是等勢區(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各段的運動情況，由于已知各段的電壓，所以可以利用動能定理求出動能．因A點電勢高于E點，所以電子在E、A間加速，靜電力做正功，動能增加，由eU＝EkA－0得EkA＝45eV. 因為A、B間電勢差為零，即A、B間無電場，所以電子在A、B間做勻速直線運動，故EkB＝EkA＝45eV. 因為C點電勢低于B點電勢，所以電子在B、C間做減速運動，即克服靜電力做功，動能減少，由eU′＝EkB－EkC得EkC＝EkB－eU′＝(45－30) eV＝15eV. 三、計算題（本題共4個小題，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，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，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，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，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）有一個帶電荷量q＝－310－6C的點電荷，從某電場中的A點移到B點，電荷克服靜電力做610－4J的功，從B點移到C點，靜電力對電荷做910－4J的功，問： (1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？ (2)如以B點電勢為零，則A、C兩點的電勢各為多少？電荷在A、C兩點的電勢能各為多少？ 答案　(1)200V?。?00V　100V　(2)200V　300V?。?10－4J?。?10－4J 解析　(1)方法一：先求電勢差的絕對值，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，必是從高電勢點移到低電勢點，即φA＞φB，UAB＝200V. |UBC|＝＝V＝300V 因負(fù)電荷從B移到C靜電力做正功，必是從低電勢點移到高電勢點，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點的電勢能 EpA＝qφA＝－310－6200J＝－610－4J 電荷在C點的電勢能 EpC＝qφC＝－310－6300J＝－910－4J. 15.（10分）如圖10所示，勻強電場的電場線與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)場強方向； (2)設(shè)B處電勢為1V，則A處電勢為多少； (3)A處的場強大?。? (4)電子在A點的電勢能． 答案　(1)場強方向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，又因為是負(fù)電荷，場強方向與負(fù)電荷的受力方向相反，所以場強方向應(yīng)為C至A方向． (2)由W＝qU得：U＝＝＝6V，即A、B兩點間電勢差為6V．沿電場線方向電勢降低，B點電勢高于A點電勢．U＝φB－φA，φB＝1V，φA＝φB－U＝1V－6V＝－5V，即A點的電勢為－5V. (3)如圖所示，由B向AC作垂線交AC于D，D與B在同一等勢面上．UDA＝UBA＝U＝6V，沿場強方向A、B兩點間距離為ABcos60＝6cm＝3cm＝0.03m，所以E＝＝200V/m. (4)電子在A點的電勢能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帶電量相等的正電荷，a、b是AB連線上的兩點，其中Aa＝Bb＝L/4，O為AB連線的中點，一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小滑塊(可以看作質(zhì)點)以初動能E0從a點出發(fā)，沿直線AB向b點運動，其中小滑塊第一次經(jīng)過O點的動能為初動能的n倍(n＞1)，到達(dá)b點時動能恰好為零，小滑塊最終停在O點，求： 圖11 (1)小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)； (2)O、b兩點間的電勢差UOb； (3) 小滑塊運動的總路程． 答案　(1)　(2)　(3) 解析　(1)因為＋qA＝＋qB，a、b以中點O對稱，所以Uab＝0.滑塊由a到b的過程，根據(jù)動能定理：qUab－μmg＝－E0，所以μ＝. (2)對小滑塊由O到b的過程，根據(jù)動能定理： qUOb－μmg＝－nE0，UOb＝＝. (3)UaO＝－UOb＝，小滑塊從a點開始，最終停在O點，根據(jù)動能定理qUaO－μmgs＝－E0，s＝＝.