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

第1章 靜電場(chǎng)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1A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()Aq1、q3為正電荷，q2為負(fù)電荷Bq1、q3為負(fù)電荷，q2為正電荷Cq1q2q33649Dq1q2q39436答案ABC3電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為E，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式為E，下列說法中正確的是()AE中的場(chǎng)強(qiáng)E是電荷q產(chǎn)生的BE中的場(chǎng)強(qiáng)E是電荷Q產(chǎn)生的CE中的F表示單位正電荷的受力DE和E都只對(duì)點(diǎn)電荷適用答案B解析公式E是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)，q為試探電荷的電荷量，Ek僅適用于計(jì)算點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)，Q為場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電荷量4下列說法中正確的是()A在電場(chǎng)中，電場(chǎng)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(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落快D一帶電粒子只受電場(chǎng)力作用在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能一定變化答案C解析電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)沒有直接的聯(lián)系，場(chǎng)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UEd可知，距離相同時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)大的地方電勢(shì)差大，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落快，C正確；帶電粒子只受電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中，粒子通過電場(chǎng)中B點(diǎn)時(shí)，速率vB2v0，方向與電場(chǎng)的方向一致，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為()圖2A.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2ghv.電場(chǎng)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Uqmgh2mvmv，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(chǎng)，a、b、c、d為該電場(chǎng)的電勢(shì)面，其中a<b<c<d，若不計(jì)粒子受的重力，可以確定()圖3A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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)力的方向與電場(chǎng)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(chǎng)力做正功，所以電勢(shì)能減小，C錯(cuò)；只有電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)大小為EM和EN，下列說法中正確的是()圖4A若使A帶電，則EM0，EN0B若使B帶電，則EM0，EN0C若使A、B兩球分別帶上等量異種電荷，則EM0，EN0D若使A球帶電，B球接地，則EM0，EN0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EM0，EN0；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，EM0，EN0.8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(chǎng)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5AA極板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)不變BA極板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)升高CB極板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)降低DB極板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)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減小由于E，與d無關(guān)，所以當(dāng)兩極板間d減小時(shí)，電場(chǎng)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UPBEd1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UPBEd1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(chǎng)強(qiáng)方向射入，當(dāng)入射速度為v時(shí)，恰好穿過電場(chǎng)而不碰金屬板要使粒子的入射速度變?yōu)槿阅芮『么┻^電場(chǎng)，則必須再使()圖6A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(chǎng)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(chǎng)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)?，它沿平行板的方向發(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(chǎng)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液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)M點(diǎn)電勢(shì)升高帶電液滴在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，電場(chǎng)力做功相同ABCD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(chǎng)強(qiáng)變大，液滴所受的電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中某一電場(chǎng)線為一直線，線上有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，電荷q1108C，從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí)靜電力做了107J的功；電荷q2108C，在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)時(shí)大107J，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)CBA(2)20(3)10712.（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454515解析在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電子經(jīng)歷了兩個(gè)電場(chǎng)作用，一個(gè)是E、A之間的電場(chǎng)，使電子向右加速，另一個(gè)是B、C之間的電場(chǎng)，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eUEkA0得EkA45eV.因?yàn)锳、B間電勢(shì)差為零，即A、B間無電場(chǎng)，所以電子在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故EkBEkA45eV.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eUEkBEkC得EkCEkBeU(4530) eV15eV.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)23(2)21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(QQ)Q，A、B最終的電荷量之比為(Q)(Q)23.(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(QQ)Q.則A、B最終的電荷量之比為(Q)|Q|21.14（8分）有一個(gè)帶電荷量q3106C的點(diǎn)電荷，從某電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電荷克服靜電力做6104J的功，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力對(duì)電荷做9104J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)200V300V100V(2)200V300V6104J9104J解析(1)方法一：先求電勢(shì)差的絕對(duì)值，再判斷正、負(fù)|UAB|V200V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AB，UAB200V.|UBC|V300V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BC.UBC300VUCAUCBUBAUBC(UAB)300V200V100V.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，WAB6104JUABV200VUBCV300VUCAUCBUBAUBC(UAB)300V200V100V.(2)若B0，由UABAB得AUAB200V，由UBCBC，得CBUBC0(300) V300V電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能EpAqA3106200J6104J電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能EpCqC3106300J9104J.15.（10分）如圖10所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與AC平行，把帶電荷量108C的負(fù)電荷從A移至B的過程中，電場(chǎng)力做功6108J，AB長(zhǎng)6cm，AB與AC的夾角為60.求：圖10(1)場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)大??；(4)電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能答案(1)場(chǎng)強(qiáng)方向C至A(2)5V(3)200V/m(4)5eV解析(1)將負(fù)電荷從A移至B，電場(chǎng)力做正功，所以電荷所受電場(chǎng)力方向沿A至C，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷的受力方向相反，所以場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)為C至A方向(2)由WqU得：U6V，即A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為6V沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)UBA，B1V，ABU1V6V5V，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UDAUBAU6V，沿場(chǎng)強(qiáng)方向A、B兩點(diǎn)間距離為ABcos606cm3cm0.03m，所以E200V/m.(4)電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能EpqA(e)(5V)5eV.16.（12分）如圖11所示，在絕緣水平面上，相距為L(zhǎng)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AaBbL/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(n1)，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)閝AqB，a、b以中點(diǎn)O對(duì)稱，所以Uab0.滑塊由a到b的過程，根據(jù)動(dòng)能定理：qUabmgE0，所以.(2)對(duì)小滑塊由O到b的過程，根據(jù)動(dòng)能定理：qUObmgnE0，UOb.(3)UaOUOb，小滑塊從a點(diǎn)開始，最終停在O點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理qUaOmgsE0，s.