《2017-2018學(xué)年度高中物理 第一章 靜電場(chǎng)檢測(cè)試題【含解析】教科版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年度高中物理 第一章 靜電場(chǎng)檢測(cè)試題【含解析】教科版選修3-1（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
靜電場(chǎng)
檢測(cè)試題
(時(shí)間:60分鐘 滿(mǎn)分:100分)
【測(cè)控導(dǎo)航】
知識(shí)點(diǎn)
題號(hào)
1.感應(yīng)起電
1(易)
2.電場(chǎng)的強(qiáng)弱及描述
2(易),5(易)
3.電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能
3(易),7(中),9(中)
4.平行板電容器
4(易),8(中)
5.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
6(易),10(中),11(中),12(難)
一、選擇題(共8小題,每小題6分,共48分.第1～4小題為單項(xiàng)選擇題,第5～8小題為多項(xiàng)選擇題,選對(duì)但不全的得3分)
1.(2016浙江卷,15)如圖所示,兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B,用一對(duì)絕緣柱支持使它們彼此接觸.把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在
2、A,B下部的金屬箔都張開(kāi),( C )
A.此時(shí)A帶正電,B帶負(fù)電
B.此時(shí)A電勢(shì)低,B電勢(shì)高
C.移去C,貼在A,B下部的金屬箔都閉合
D.先把A和B分開(kāi),然后移去C,貼在A,B下部的金屬箔都閉合
解析:由靜電感應(yīng)可知,A左端帶負(fù)電,B右端帶正電,A,B的電勢(shì)相等,選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;若移去C,則兩端的感應(yīng)電荷消失,則貼在A,B下部的金屬箔都閉合,選項(xiàng)C正確;先把A和B分開(kāi),然后移去C,則A,B帶的電荷仍然存在,故貼在A,B下部的金屬箔仍張開(kāi),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
2.如圖所示,空心絕緣球殼的表面均勻分布負(fù)電荷時(shí),球內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零.現(xiàn)移走半只球殼,余下部分電荷分布不變.此半球殼的對(duì)稱(chēng)
3、軸線(xiàn)上有一P點(diǎn),半球殼負(fù)電荷在P點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)的方向?yàn)? A )
A.水平向左 B.水平向右
C.豎直向上 D.豎直向下
解析:取半球殼截面直徑上的兩個(gè)點(diǎn)分析,如圖所示,EM,EN的合場(chǎng)強(qiáng)EP水平向右,由對(duì)稱(chēng)性知,半球殼右半部分在P處的合場(chǎng)強(qiáng)水平向右,根據(jù)EP=0知,半球殼左半部分在P處的場(chǎng)強(qiáng)水平向左,選項(xiàng)A正確.
3.如圖所示,三個(gè)同心圓是以點(diǎn)電荷Q為圓心的等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差相等,則下列說(shuō)法正確的是( D )
A.一個(gè)點(diǎn)電荷+q在B點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比在A點(diǎn)的大
B.一個(gè)點(diǎn)電荷+q在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在A點(diǎn)的小
C.將同一個(gè)電荷由B點(diǎn)移到D點(diǎn)電場(chǎng)力做的功比由C點(diǎn)移
4、到A點(diǎn)多
D.將電荷+q由B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
解析:點(diǎn)電荷電場(chǎng)中,離點(diǎn)電荷越近場(chǎng)強(qiáng)越大,所以EA>EB,點(diǎn)電荷+q在A點(diǎn)受的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)受的電場(chǎng)力大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從B向A移動(dòng)+q,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,即+q在B點(diǎn)電勢(shì)能比在A點(diǎn)大,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從B到D移動(dòng)電荷量為+q的電荷,電場(chǎng)力做功WBD=qUBD,從C到A所做的功是WCA=qUCA,因?yàn)閁BD=UCA,故WBD=WCA,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;從B到C移動(dòng)+q,電場(chǎng)力應(yīng)做正功,選項(xiàng)D正確.
4.(2016天津卷,4)如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地,在兩極板間有一固定在P
5、點(diǎn)的點(diǎn)電荷,以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,θ表示靜電計(jì)指針的偏角.若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線(xiàn)位置,則( D )
A.θ增大,E增大
B.θ增大,Ep不變
C.θ減小,Ep增大
D.θ減小,E不變
解析:若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離,則根據(jù)C=
εS4πkd可知,C變大,Q一定,則根據(jù)Q=CU可知,U減小,則靜電計(jì)指針偏角θ減小;根據(jù)E=Ud,Q=CU,C=εS4πkd聯(lián)立可得E=4πkQεS,可知E不變;根據(jù)U=Ed可知,P點(diǎn)離下極板的距離不變,且E不變,P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差不變,P點(diǎn)的電勢(shì)不變,則電勢(shì)能E
6、p也不變,選項(xiàng)A,B,C錯(cuò)誤,D正確.
5.(2014全國(guó)Ⅱ卷,19)關(guān)于靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì),下列說(shuō)法正確的是( AD )
A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向處處與等電勢(shì)面垂直
B.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方,電勢(shì)也為零
C.隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的大小逐漸減小,電勢(shì)也逐漸降低
D.任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢(shì)降落最快的地方
解析:因電場(chǎng)線(xiàn)方向處處與等勢(shì)面方向垂直,因此電場(chǎng)強(qiáng)度的方向處處與等勢(shì)面垂直,由此可知A項(xiàng)正確;電場(chǎng)強(qiáng)度大小與電勢(shì)的大小沒(méi)有必然的關(guān)系,因此B,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降落最快的方向,由此可知任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢(shì)降落最快的方向,D項(xiàng)正確.
6.(2017哈爾濱
7、市第六中月考)如圖所示,矩形虛線(xiàn)框的真空區(qū)域內(nèi)存在著沿紙面方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(方向未畫(huà)出),一質(zhì)子從bc邊上的P點(diǎn)以速度v0垂直于bc邊射入電場(chǎng),從cd邊上的Q點(diǎn)飛出電場(chǎng),不計(jì)重力.則下列說(shuō)法正確的是( AB )
A.質(zhì)子到Q點(diǎn)時(shí)的速度方向可能與cd邊垂直
B.不論電場(chǎng)方向如何,若已知a,b,c三點(diǎn)的電勢(shì),一定能確定d點(diǎn)的
電勢(shì)
C.靜電力一定對(duì)質(zhì)子做正功
D.P點(diǎn)電勢(shì)一定高于Q點(diǎn)電勢(shì)
解析:若靜電力斜向右下方,質(zhì)子豎直方向有向下的分力,水平方向有向右的分力,豎直方向上質(zhì)子做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)Q點(diǎn)時(shí),速度可能為零,則到Q點(diǎn)時(shí)的速度方向可能與cd邊垂直,故A正確;根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與
8、場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式U=Ed知,除等勢(shì)面上外,沿任何方向相等的距離,兩點(diǎn)間的電勢(shì)差都相等,故若知道a,b,c三點(diǎn)的電勢(shì),一定能確定出d點(diǎn)的電勢(shì),故B正確;由于靜電力方向未知,若靜電力方向與瞬時(shí)速度成鈍角,靜電力對(duì)質(zhì)子做負(fù)功,故C錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中,靜電力可能做正功,也可能做負(fù)功,也可能不做功,故電勢(shì)能可能變小、變大、不變,故電勢(shì)可能升高、降低或不變,故D錯(cuò)誤.
7.(2017濟(jì)南高二檢測(cè))帶電粒子射入一固定的帶正電的點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,沿圖中實(shí)線(xiàn)軌跡從a運(yùn)動(dòng)到b,a,b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離分別為ra,rb(ra>rb),b為運(yùn)動(dòng)軌跡上到Q的最近點(diǎn),不計(jì)粒子的重力,則可知( BD )
A.運(yùn)動(dòng)粒子帶
9、負(fù)電
B.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
C.a到b的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)粒子不做功
D.a到b的過(guò)程中,粒子動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變
解析:由帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子帶正電,由點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式E=kQr2知,Eb>Ea;粒子從a到b的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大,但總能量不變,故選項(xiàng)B,D正確.
8.如圖所示,兩極板水平放置的平行板電容器間形成勻強(qiáng)電場(chǎng).兩極板間相距為d.一帶負(fù)電的微粒從上極板M的邊緣以初速度v0射入,沿直線(xiàn)從下極板N的邊緣射出.已知微粒的電荷量為q,質(zhì)量為m.下列說(shuō)法正確的是( ACD )
A.微粒運(yùn)動(dòng)的加速度為0
B.微粒的電勢(shì)
10、能減小了mgd
C.兩極板間的電勢(shì)差為mgdq
D.M極板的電勢(shì)高于N極板的電勢(shì)
解析:帶電微粒在合外力為零的作用下沿斜線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以加速度為零.因?yàn)殡妶?chǎng)力向上,所以電場(chǎng)線(xiàn)豎直向下,選項(xiàng)A,D正確;負(fù)電荷由高電勢(shì)向低電勢(shì)移動(dòng),電勢(shì)能增加了mgd,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由mg=qUd,得U=mgdq,選項(xiàng)C正確.
二、非選擇題(共4小題,共52分)
9.(12分)(2017荊州中學(xué)月考)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中A,B,C三點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)直角三角形中,∠A=30,邊長(zhǎng)AC=323 cm.把電荷量q=-2
10-10 C 的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功4.810-8 J,再由B點(diǎn)移到C點(diǎn),電荷克服靜電力
11、做功4.810-8 J,取B點(diǎn)的電勢(shì)為零,求:
(1)A,C兩點(diǎn)的電勢(shì);
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng).
解析: (1)A,B間UAB=WABq=4.810-8-210-10 V=-240 V, (2分)
B,C間UBC=WBCq=-4.810-8-210-10 V=240 V (2分)
又UAB=A-B,UBC=B-C,B=0,
得到A=-240 V,C=-240 V. (2分)
(2)因A,C在同一等勢(shì)面上,場(chǎng)強(qiáng)方向垂直A,C連線(xiàn)指
12、向左上方.(2分)
A,B兩點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d=ACcos 30sin 30=0.24 m. (2分)
大小E=UABd=2400.24 V/m=103 V/m. (2分)
答案:(1)-240 V -240 V (2)103 V/m 方向垂直AC指向左上方
10.(12分)(2017西安高二質(zhì)檢)如圖所示,一帶負(fù)電小球質(zhì)量m=
1 kg,用長(zhǎng)度L=1 m絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,靜止時(shí)懸線(xiàn)與豎直方向成θ角,且θ=37,已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度g取10 m/s2.
(1)求
13、小球所受的電場(chǎng)力的大小F;
(2)若僅將電場(chǎng)強(qiáng)度大小突然減小為原來(lái)的13,求小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小v和細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力大小T.
解析:(1)小球靜止時(shí),根據(jù)平衡條件可得
F=Eq=mgtan θ (2分)
則電場(chǎng)力大小為F=34mg=7.5 N. (2分)
(2)小球從靜止擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得
mgL(1-cos θ)-F3Lsin θ=12mv2-0. (2分)
解得v=1 m/s.
14、 (2分)
又因T-mg=mv2L. (2分)
故T=11 N. (2分)
答案:(1)7.5 N (2)1 m/s 11 N
11.(14分)如圖所示,水平放置的平行板電容器,原來(lái)兩極板不帶電,上極板接地,極板長(zhǎng)L=0.1 m,兩板間距離d=0.4 cm,有一束由相同粒子組成的帶正電粒子流,以某一初速度v0從兩板中央平行于極板射入,由于重力的作
15、用,粒子恰能落到下板中點(diǎn)O處.已知粒子質(zhì)量為m=
210-6 kg,電荷量q=110-8 C,電容器的電容C=110-6 F,g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力.
(1)求粒子入射速度v0的大小;
(2)若在兩極板間加上適當(dāng)?shù)暮愣妷?要讓以速度v0入射的上述帶電粒子,恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)從兩板間飛出,試確定下極板的帶電性質(zhì)和電荷量?
解析:(1)帶電粒子做平拋運(yùn)動(dòng)
水平方向:L2=v0t (2分)
豎直方向:d2=12gt2 (2分)
聯(lián)立解得v0=L2gd=2.5 m/s.
16、 (1分)
(2)下極板帶正電荷. (2分)
由平衡條件有qE=mg (2分)
又E=U/d (1分)
Q=CU (1分)
解得Q=mgCd/q,將數(shù)據(jù)代入,解得 (2分)
Q=810-6 C. (1分)
答案:(1)2.5 m/s (2)正電荷 810-6 C
12.(14分)(2017冀州高二檢測(cè))如圖所示,在真空中,沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系xOy,在x軸上方有一沿x軸正方向的勻強(qiáng)電
17、場(chǎng)E(電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小未知).有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開(kāi)始自由下落,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到P(0,-h)點(diǎn)時(shí),在x軸下方突然加一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度與x軸上方的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,且小球從P返回到O點(diǎn)與從O點(diǎn)下落到P點(diǎn)所用的時(shí)間相等.重力加速度為g.試求:
(1)小球返回O點(diǎn)時(shí)速度的大小;
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;
(3)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的位置坐標(biāo).
解析:(1)設(shè)小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間為t,在P點(diǎn)的速度為v1,返回O點(diǎn)時(shí)的速度為v2,則h=12gt2,
解得t=2hg
18、 (2分)
則v1=gt=2gh (1分)
加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,有
h=-v1+v22t (1分)
解得v2=22gh. (1分)
(2)加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,加速度
a=v2-(-v1)t=3g (2分)
Eq-mg=ma,
19、解得E=4mgq. (2分)
(3)豎直方向有y=v222g=4h (1分)
設(shè)小球進(jìn)入x軸上方運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t2,
則t2=0-v2-g=22hg (1分)
水平方向有ax=qEm=4g (1分)
則x=12axt22=16h (1分)
所以小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的位置坐標(biāo)為(16h,4h). (1分)
答案:(1)22gh (2)4mgq (3)(16h,4h)
7
2017-2018學(xué)年度高中物理 第一章 靜電場(chǎng)檢測(cè)試題【含解析】教科版選修3-1
