新課標(biāo)人教版高中物理選修3-1 第一章:靜電場 單元測試題【青苗教育】
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1、 第一章 單元測試題 一、選擇題 1.下面說法中正確的是( ) A.庫侖定律適用于點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷就是很小的帶電體 B.庫侖定律是通過實(shí)驗總結(jié)出來的關(guān)于點(diǎn)電荷相互作用力跟它們間的距離和電荷量關(guān)系的一條物理規(guī)律 C.庫侖定律和萬有引力定律很相似,它們都是平方反比規(guī)律 D.當(dāng)兩個點(diǎn)電荷距離趨近于零時,庫侖力則趨向無窮 2.有A、B、C三個點(diǎn)電荷,若將A、B放在距離為12 cm的位置上,B受到A的庫侖力大小為F.若將B、C放在距離為12 cm的位置上,B受到C的庫侖力大小為2F.那么C與A所帶電荷量之比是( ) A.1:2 B.1:4 C.2:1 D.4
2、:1
A
B
3.如圖所示,完全相同的金屬小球A和B帶有等量異種電荷,中間連有一輕質(zhì)絕緣彈簧,放在光滑的水平面上,平衡時彈簧的壓縮量為x0,現(xiàn)將不帶電的與A、B完全相同的小球與A 接觸一下,然后拿走,重新平衡后彈簧的壓縮量為x,則( )
A.x=x0/2 B.x>x0/2
C.x 3、的場強(qiáng)方向為放在該點(diǎn)的電荷的受力方向
5.右圖甲中,AB是一個點(diǎn)電荷電場中的電場線,圖乙中是放在a、b處檢驗電荷的電荷量與所受電場力數(shù)量間的函數(shù)圖線,由此可以判定( )
甲
乙
A.場源電荷是正電荷,位于A點(diǎn)
B.場源電荷是正電荷,位于B點(diǎn)
C.場源電荷是負(fù)電荷,位于A點(diǎn)
D.場源電荷是負(fù)電荷,位于B點(diǎn)
6.如圖所示,位于同一直線上的兩點(diǎn)電荷+ql和-q2將直線劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域,另有一正的點(diǎn)電荷q3,q3對ql、q2的電場的影響不計,則( )
A.q3在I區(qū)域,可能受力向左,也可能受力向右
B.q3在Ⅱ區(qū)域,可能受力向左,也可能受力向右
C.q3在 4、Ⅲ區(qū)域,可能受力向左,也可能受力向右
D.q3在I、Ⅲ區(qū)域受力必定向左,在Ⅱ區(qū)域受力必定向右
7.關(guān)于電勢和電勢能的說法正確的是( )
A.在電場中電勢高的地方,電荷在那一點(diǎn)具有的電勢能也越大
B.在電場中電勢高的地方,放在那一點(diǎn)的電荷的電量越大,它所具有的電勢能越大
C.在正的點(diǎn)電荷電場中任意一點(diǎn),正電荷所具有的電勢能一定大于負(fù)電荷所具有的電勢能
D.在負(fù)的點(diǎn)電荷電場中任意一點(diǎn),正電荷所具有的電勢能一定小于負(fù)電荷所具有的電勢能
8.如圖所示,在紙面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場,一帶負(fù)電的小球(重力不計)在一恒力F的作用下沿圖中虛線由A至B做勻速運(yùn)動.已知力F和AB間夾角為θ,AB間 5、距離為d,小球帶電量為q.則( ?。?
A.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E = F/q
B.A、B兩點(diǎn)的電勢差為Fdcosθ/q
C.帶電小球由A運(yùn)動至B過程中電勢能增加了Fdsinθ
D.若帶電小球由B向A做勻速直線運(yùn)動,則F必須反向
a、b、c
E
9.如圖所示,a、b、c是一條電場線上的三點(diǎn),電場線的方向由a到c,a、b間的距離等于b、c間的距離,用和分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度,以下判定正確的是( )
A.>> B.>>
C. D.==
10.如圖所示,在足夠大的粗糙水平絕緣面上固定著一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷Q,將一個質(zhì)量 6、為m、帶電量為q的小金屬塊(金屬塊可視為質(zhì)點(diǎn))在水平面上由靜止釋放,金屬塊將在水平面上沿遠(yuǎn)離Q的方向開始運(yùn)動.則在金屬塊從開始運(yùn)動到停下的整個過程中( )
A.金屬塊的加速度一直減小
B.金屬塊的電勢能先減小后增大
C.電場力對金屬塊做的功的值等于金屬塊增加的機(jī)械能
D.電場力對金屬塊所做功的數(shù)值一定等于摩擦產(chǎn)生的熱
11.如圖所示,a、b、c、d、e五點(diǎn)在一條直線上,b、c兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)間的距離.在a點(diǎn)固定一個點(diǎn)電荷,帶電荷量為+Q,已知在+Q形成的電場中,d、e兩點(diǎn)間的電勢差為U.將一個試探電荷+q從b點(diǎn)移動到c點(diǎn)的過程中( )
7、
A.電場力做功qU B.克服電場力做功qU
C.電場力做功大于qU D.電場力做功小于qU
12.如圖所示,一彈簧振子 A 帶負(fù)電,其大小可視為一質(zhì)點(diǎn),振子與彈簧及光滑的水平面彼此絕緣,當(dāng)整個裝置處于水平向左的勻強(qiáng)電場中時,振子在O點(diǎn)處于平衡狀態(tài),振子振動后 B、C 是振子的最大位移處,則( )
A.振子在由 C 到 B 的運(yùn)動過程中,彈簧彈力對振子作用力方向始終向左
B.振子在由 O 到 B 的運(yùn)動過程中,彈簧彈力對振子一定做正功
C.振子在由O到 B 8、的運(yùn)動過程中,電場力對振子做的功一定小于振子克服彈簧的彈力做的功
D.振子在由O到 B 的運(yùn)動過程中,振子動能的減少量一定小于彈性勢能的增加量
13.水平放置的平行板電容器與一電池相連,在電容器的兩板間有一帶正電的質(zhì)點(diǎn)處于靜止平衡狀態(tài),現(xiàn)將電容器兩板間的距離增大,則(?。?
A.電容變大,質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動 B.電容變大,質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動
C.電容變小,質(zhì)點(diǎn)保持靜止 D.電容變小,質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動
14.傳感器是一種采集信息的重要器件,如圖是一種測定壓力的
電容式傳感器,當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片電極上時,可使膜片
產(chǎn)生形變,引起電容的變化,將電容器、靈敏電流計和電源串 9、聯(lián)成
閉合回路,那么:( )
A.當(dāng)F向上壓膜片電極時,電容將增大
B.當(dāng)F向上壓膜片電極時,電容將減小
C.若電流計有示數(shù),則壓力F變化
D.若電流計有示數(shù),則壓力F不變化
15.如圖所示,是測量液面高度h的電容式傳感器,在金屬線芯的外表面涂上一層絕緣物質(zhì),放入導(dǎo)電液體中,連在計算機(jī)上就可以知道h的變化情況,并實(shí)現(xiàn)自動控制,則下列說法中正確的是( )
A.液面高度h變大,電容變大
B.液面高度h變小,電容變大
C.金屬線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個電極
D.金屬線芯的兩側(cè)構(gòu)成電容器的兩個電極
16.如圖所示,為一做周期性變化的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)隨時間變化的圖象. 10、一帶電粒子(不計重力)在t = 0時在電場中無初速釋放,則( )
A.粒子在電場中總是沿某個方向運(yùn)動,位移越來越大
B.粒子在電場中來回運(yùn)動,每隔,速度方向改變一次
C.粒子的速度和加速度的方向都不隨時間變化,但速度和加速度的大小隨時間做周期性變化
D.每隔,加速度方向變化,而速度方向始終不變化,速度大小不斷變化
17.如圖所示,一帶電粒子沿與電場線垂直的方向從電場中央進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場.已知粒子的帶電量為q,兩板間的電勢差為U,則粒子運(yùn)動過程中( )
A.若粒子從電場中射出,則粒子動能增加了qU
B.若粒子從電場中射出,則靜電力一定對粒子做了qU/2的功
11、C.若粒子打在極板上,則靜電力一定對粒子做了qU/2的功
D.若粒子打在極板上,則粒子的動能一定增加了qU
18.如圖所示,水平放置的充電平行金屬板,相距d,一帶正電油滴從下板邊緣射入并沿直線從上板邊緣射出,油滴質(zhì)量m、電量q,則( )
A.電場強(qiáng)度方向豎直向上
B.電場強(qiáng)度方向豎直向下
C.兩極板電勢差
D.油滴電勢能增加mgd
19.在絕緣光滑水平面上相隔一定距離放置兩個帶同種電荷的小球,今同時釋放
兩小球,則兩小球加速度之比隨時間變化的情況是( )
A.不變 B.變大
C.變小 D.條件不足,無法判定
20.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器,驗電器 12、的箔片張開.圖1中表示驗電
器上感應(yīng)電荷的分布情況,正確的是(?。?
A B C D
二、填空題
21.真空中A、B兩個點(diǎn)電荷,相距L,質(zhì)量分別為m和2m,它們由靜止開始運(yùn)動(不計重力)開始時,A的加速度為a,經(jīng)過一段時間B的加速度為a,速率為v,那么這時兩點(diǎn)電荷相距 ,A點(diǎn)電荷的速率為
22.如圖所示,帶箭頭的線段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)過A點(diǎn)飛向B點(diǎn),徑跡如圖中虛線所示,試判斷:
(1)粒子帶 電.(2 13、)粒子在 點(diǎn)加速度大
23.如圖所示,在點(diǎn)電荷+Q電場中,以+Q為球心的同一球面上有A、B、C三點(diǎn),把正檢驗電荷從球內(nèi)P點(diǎn)移到A、B、C各點(diǎn)時電場力作功WPA、WPB、WPC的大小關(guān)系為________.
24.如圖所示在電場中將一個電量為2×10-8C的電荷緩慢地從A點(diǎn)移到B點(diǎn),外力做功4×10-6J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做功4×10-6J,則AC兩點(diǎn)電勢差為_______.
25.有一個電容器,帶電荷量為1×10-5 C,兩極板間電壓為200 V,電容器電容為______F.如果使它帶電荷量再增加1×10-6 C,此時它的電容為______F,兩極板間的電壓為______ 14、V.
26.有一個電容器,如果使它所帶的電荷量增加5×10-8 C,兩極板間的電勢差
就增大30 V.這個電容器的電容是___________F.
27.兩個初速度均為零的帶電粒子A和B在同一勻強(qiáng)電場中同時釋放.已知qA = 2qB,mA = mB,不計重力和兩粒子間的靜電力作用,經(jīng)過相同的時間后,兩粒子的速率之比vA∶vB=_________,動能之比EkA∶EkB=______.
28.一個重力不計、動能為Ek的帶電粒子,垂直電場線射入偏轉(zhuǎn)電場,穿過電
場時動能為2Ek,若此帶電粒子的初動能為4Ek,則穿過同一偏轉(zhuǎn)電場后動能變?yōu)?
________.
e
29.如圖所示, 15、一束高速電子流自下而上進(jìn)入一水平方向的勻
強(qiáng)電場后發(fā)生偏轉(zhuǎn),則電場方向向______,進(jìn)入電場后,該高速
電子流的動能將______(填“增加”、“減少”或“不變”).
30.甲、乙兩金屬球材料、形狀完全相同,甲球帶有4.8×10-16 C的正電荷,乙球帶有3.2×10-16 C的負(fù)電荷,放在真空中相距為10 cm的地方,甲、乙兩球的半徑遠(yuǎn)小于10 cm.現(xiàn)將兩球相互接觸一會兒,再放回原處,其作用力應(yīng)為__________N.
三、計算題
31.如圖所示,在光滑絕緣水平面上固定質(zhì)量相等的三個帶電小球(可視為點(diǎn)電荷)A、B、C三球共線,若釋放A球,其初始加速度為1m/s2,方向向左 16、;若釋放C球,其初始加速度為3m/s2,方向向右;若釋放B球,則B球的初始加速度的大小是多少?方向如何?
32.光滑絕緣水平面上的帶電小球A和B,質(zhì)量分別為m1=2 g、m2=1g,帶電荷量相等,q1=q2=10-7C,A球帶正電,B球帶負(fù)電.現(xiàn)有水平恒力F向右作用于A球,這時A、B一起向右運(yùn)動,且保持距離d=0.1 m不變(如圖所示).試問F多大?它們?nèi)绾芜\(yùn)動?
33. 如圖所示,空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場.長L=0.5m的絕緣細(xì)線一端固定于電場中的O點(diǎn),另一端系一帶電荷量q=+4×10-5C、質(zhì)量m=0.1kg的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動.已知當(dāng)小球以速率v = 17、4 m/s通過最高點(diǎn)A時,絕緣細(xì)線中的張力為2 N,求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小(取g=10 m/s2)
圖4
34.如圖所示,A和B是兩個同種點(diǎn)電荷,電量均為q,A固定在絕緣架上,B放在它的正上方很遠(yuǎn)距離的一塊絕緣板上,現(xiàn)手持絕緣板使B從靜止起以加速度a(a 18、面夾角為α.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電液滴由兩極板的中央P點(diǎn)從靜止開始沿與極板平行的直線運(yùn)動到達(dá)Q點(diǎn)(P、Q兩點(diǎn)為電容器的邊緣,忽略邊緣效應(yīng)).求:
(1)液滴的電荷量;
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
q
x
O
x0
(2)液滴到達(dá)Q點(diǎn)的速度和所用時間.
36.(06江蘇高考)如圖所示,平行板電容器兩極板間有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,且?guī)д姷臉O板接地.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(不計重力)從x軸上坐標(biāo)為x0處由靜止釋放.
(1)求該粒子在x0處的電勢能Epx0.
(2)試從牛頓第二定律出發(fā),證明該帶電粒子在極板間運(yùn)動過程中,其動能與電勢能 19、之和保持不變.
37.如圖所示,水平光滑絕緣軌道AB與半徑為R的光滑絕緣軌道BCD平滑連接.勻強(qiáng)電場為E,方向水平向右,一個質(zhì)量為m的帶正電滑塊所受電場力等于重力,在A點(diǎn)靜止釋放,它能沿圓軌道運(yùn)動到與圓心等高的D點(diǎn),則AB至少多長?
參考答案
1. BC 2. C 3. C 4.C 5. AC 6.AC 7.CD 8.AB 9.A 10.D 11.C 12.CD 13.D 14.AC 15.AC 16.AD 17.C 18.A 19.A 20.B
21.,2v
22. (1)正 (2)B 20、
23.WPA=WPB=WPC
24.0
25.5×10-8;5×10-8;220
26.1.67×10-9
27.8︰1;16︰1
28.4.25Ek
29.左;增加
30.5.76×10-21
31. 解析 依題意,分別釋放三球中的某一小球與同時釋放三球相比較,相應(yīng)球所產(chǎn)生的初始加速度是相同的.若同時釋放三球,對整個系統(tǒng)而言,所受的合外力為零,則在釋放的瞬間,以向右為正方向,由牛頓第二定律可知:
F=maA+maB+maC=0
即aB=-(aA+aC)=-[(-1)+3]m/s2=-2m/s2
這說明只釋放B球,其初始 21、加速度大小為2m/s2,方向向左.
32.解析: 因A、B二球間的距離保持不變,相互作用的庫侖吸引力為恒力,其大小為:
F庫==9×10-3 N
當(dāng)F作用于A時A、B一起向右做勻加速運(yùn)動,由B的受力情況可知,A、B一起向右做勻加速運(yùn)動的加速度為 =9 m/s2
以A、B整體為研究對象,由牛頓第二定律得:
F=(m1+m2)a=2.7×10-2N
33. 解析:帶電小球在最高點(diǎn)受到重力G,拉力T,電場力qE,
由牛頓運(yùn)動定律得: 帶入數(shù)值得E=5×103 N/C
34.解析 (1)B剛脫離板時 ①
得 22、 ②
(2)B電荷離板前向下做勻加速運(yùn)動,下降高度H=2h
由運(yùn)動學(xué)公式得: ③
所以B電荷離板前的動能 ④
對B電荷離板前的運(yùn)動應(yīng)用動能定理得: ⑤
而 ⑥
所以 ⑦
35. 解析(1)帶電液滴在運(yùn)動過程中受到重力G及電場力F作用(如圖),由牛頓第二定律得:qE = mgcosα
又E = 解得:q = .
(2)由動能定理得:mgsinα·L = ,解得:v = .
在運(yùn)動方向上 得 23、t = .
36.解析 (1), ,聯(lián)立以上兩式得
(2)解法一
在帶電粒子的運(yùn)動方向上任取一點(diǎn),設(shè)坐標(biāo)為x,由牛頓第二定律可得qE = ma
由運(yùn)動學(xué)公式得,聯(lián)立上兩式,進(jìn)而求得,.
解法二
在 x軸上任取兩點(diǎn) x1 、x2,速度分別為 v1 、v2 ,F(xiàn) = qE = ma,
聯(lián)立得,
37.解析 如圖所示,在軌道圓心作重力mg和電場力qE的合成示意圖,將對角線向上延長交軌道于F點(diǎn),此即重力場與電場共同存在時圓周運(yùn)動的“最高點(diǎn)”,在該點(diǎn)軌道壓力為零時,向心力由重力與電場力的合力提供.由向心力公式得
而由題意可知mg = qE
聯(lián)立上兩式可得
在物體由A到F過程中應(yīng)用動能定理有
可解得AB長度的最小值為
11
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