人教版高中物理選修3-1：第一章-章末檢測卷

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章末檢測卷 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分) 1.下面是某同學(xué)對電場中的一些概念及公式的理解，其中正確的是(　　) A.根據(jù)電場強度的定義式E＝可知，電場中某點的電場強度與試探電荷所帶的電荷量成反比 B.根據(jù)電容的定義式C＝可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比 C.根據(jù)真空中點電荷的電場強度公式E＝k可知，電場中某點的電場強度與場源電荷所帶的電荷量無關(guān) D.根據(jù)電勢差的定義式UAB＝可知，帶電荷量為1 C的正電荷，從A點移動到B點克服電場力做功為1 J，則A、B兩點間的電勢差為－1 V 答案　D 解析　電場強度E與F、q無關(guān)，由電場本身決定，A錯誤；電容C與Q、U無關(guān)，由電容器本身決定，B錯誤；E＝k是決定式，C錯誤；在電場中，克服電場力做功，電勢能增大，D正確. 2.A、B、C三點在同一直線上，AB∶BC＝1∶2，B點位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點電荷.當(dāng)在A處放一電荷量為＋q的點電荷時，它所受到的電場力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為－2q的點電荷，其所受電場力為(　　) A.－ B. C.－F D.F 答案　B 解析　如圖所示，設(shè)B處的點電荷帶電荷量為正，AB＝r，則BC＝2r，根據(jù)庫侖定律F＝，F(xiàn)′＝，可得F′＝，故選項B正確. 3.如圖1所示，在粗糙的水平面上固定一個點電荷Q，在M點無初速度釋放一個帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Q的電場中運動到N點停止，則從M到N的過程中，下列說法錯誤的是(　　) 圖1 A.小物塊所受的靜電力逐漸減小 B.小物塊具有的電勢能逐漸減小 C.M點的電勢一定高于N點的電勢 D.小物塊電勢能的減少量一定等于克服摩擦力做的功 答案　C 解析　小物塊在從M運動到N的過程中，一定受到向右的摩擦力，所以庫侖力一定向左.隨著由M運動到N， 離電荷Q距離越來越大，所以小物塊受到的靜電力即庫侖力一定減小，A正確；由動能定理可得μmgx－WE＝0，即WE＝μmgx，靜電力做正功，小物塊具有的電勢能減小，其減少量等于克服滑動摩擦力做的功值，B、D正確；因點電荷Q的電性未知，不能判斷M、N兩點電勢的高低，C錯誤. 4.如圖2所示，真空中有兩個等量的正電荷q1和q2，分別固定于A、B兩點，DC為AB連線的中垂線，C為A、B兩點連線的中點，將一正電荷q3由C點沿著中垂線移至無窮遠(yuǎn)處的過程中，下列結(jié)論正確的有(　　) 圖2 A.電勢能逐漸減小 B.電勢能逐漸增大 C.q3受到的電場力逐漸減小 D.q3受到的電場力逐漸增大 答案　A 解析　中垂線CD段上的電場強度方向處處都是豎直向上，故正電荷q3由C點沿著中垂線移至無窮遠(yuǎn)處的過程中，電場力做正功，電勢能減小，A對，B錯；中垂線上由C到無窮遠(yuǎn)，電場強度先變大后變小，q3受到的電場力先變大后變小，C、D錯. 5.如圖3所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個頂點.現(xiàn)在在A、B兩點分別固定兩個點電荷Q1和Q2，則關(guān)于C、D兩點的場強和電勢，下列說法正確的是(　　) 圖3 A.若Q1和Q2是等量異種電荷，則C、D兩點的電場強度不同，電勢相同 B.若Q1和Q2是等量異種電荷，則C、D兩點電場強度和電勢均相同 C.若Q1和Q2是等量同種電荷，則C、D兩點電場強度和電勢均不相同 D.若Q1和Q2是等量同種電荷，則C、D兩點電場強度和電勢均相同 答案　B 解析　若Q1和Q2是等量異種電荷，通過AB的中垂面是一等勢面，C、D在同一等勢面上，電勢相等.C、D兩點的場強都與等勢面垂直，方向相同，根據(jù)對稱性可知，場強大小相等，故C、D兩點的場強、電勢均相同，故A錯誤，B正確.若Q1和Q2是等量同種電荷，由電場的分布情況和對稱性可知，C、D兩點電場強度大小相等，方向不同，則電場強度不同，電勢相等，故C、D錯誤. 6.如圖4所示，電源A兩端的電壓恒為6 V，電源B兩端的電壓恒為8 V，當(dāng)開關(guān)S從A扳到B時，通過電流計的電荷量為1.210－5 C，則電容器的電容約為(　　) 圖4 A.210－5 F B.1.510－6 F C.610－6 F D.8.610－7 F 答案　D 解析　當(dāng)開關(guān)S接A時，電容器上極板帶正電，所帶電荷量Q＝CUA，當(dāng)開關(guān)S扳到B時，電容器上極板帶負(fù)電，所帶電荷量Q′＝CUB，該過程中通過電流計的電荷量ΔQ＝Q＋Q′＝C(UA＋UB)＝1.210－5 C，解得電容C≈8.610－7 F，選項D正確. 7.如圖5所示，A、B、C、D、E、F為勻強電場中一個邊長為10 cm的正六邊形的六個頂點，A、C、D三點電勢分別為1.0 V、2.0 V、3.0 V，正六邊形所在平面與電場線平行.則(　　) 圖5 A.E點的電勢與C點的電勢相等 B.UEF與UBC相同 C.電場強度的大小為 V/m D.電場強度的大小為20 V/m 答案　C 解析　A、D兩點電勢分別為1.0 V和3.0 V，則AD中點O的電勢為2.0 V，C點與O點等勢，C與E不等勢，A錯誤；UEF和UBC大小相同，但正負(fù)不同，B錯誤；電場強度E＝＝ V/m，C正確，D錯誤. 二、多項選擇題(本題共5小題，每小題4分，共20分.) 8.如圖6所示，長為L＝0.5 m、傾角為θ＝37的光滑絕緣斜面處于水平向右的勻強電場中，一帶電荷量為＋q，質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)，以初速度v0＝2 m/s恰能沿斜面勻速上滑，g取10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，則下列說法中正確的是(　　) 圖6 A.小球在B點的電勢能大于在A點的電勢能 B.水平勻強電場的電場強度為 C.若電場強度加倍，小球運動的加速度大小為3 m/s2 D.若電場強度減半，小球運動到B點時的速度為初速度v0的一半 答案　BD 解析　在小球由A運動到B的過程中，重力做負(fù)功，電場力做正功，小球電勢能減少，A錯；由動能定理知qELcos θ－mgLsin θ＝0，所以水平勻強電場的電場強度為，B對；電場強度加倍后，則有q2Ecos θ－mgsin θ＝ma，所以a＝6 m/s2，C錯；電場強度減半后，則有mgsin θ－qcos θ＝ma1，a1＝3 m/s2，由v－v2＝2a1L代入數(shù)值得v＝1 m/s，D對. 9.如圖7所示，在xOy坐標(biāo)系中以O(shè)為中心的橢圓上有a、b、c、d、e五個點，在焦點f處固定一正點電荷，則下列判斷正確的是(　　) 圖7 A.c、e兩點的電場強度相同 B.a點的電勢比b點的電勢低 C.一負(fù)電荷在d點時的電勢能大于在a點時的電勢能 D.將一正電荷由e點沿eabc移到c點，所受電場力先做正功再做負(fù)功，但總功為零 答案　BD 解析　c、e兩點的電場強度大小相等，方向不同，分別沿fc、fe方向，選項A錯誤；離正點電荷越近的點電勢越高，a點離f遠(yuǎn)，故選項B正確；負(fù)電荷在電勢越高的位置其電勢能越小，a點電勢低于d點電勢，故負(fù)電荷在d點時的電勢能小于在a點時的電勢能，選項C錯誤；將一正電荷由e點沿ea移到a點的過程中，所受電場力做正功，由a點沿abc移到c點的過程中，所受電場力做負(fù)功，由于c、e兩點等電勢，故整個過程中電場力做功為零. 10.如圖8所示為一空腔導(dǎo)體周圍的電場線分布圖，電場方向如圖中箭頭所示，M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個圓周上的四點，其中M、N在一條直電場線上，P、Q在一條曲電場線上，下列說法正確的有(　　) 圖8 A.M點的電場強度比N點的電場強度小 B.P點的電勢比Q點的電勢低 C.負(fù)電荷在P點的電勢能小于其在Q點的電勢能 D.M、O間的電勢差等于O、N間的電勢差 答案　AC 解析　用電場線的疏密程度表示電場的強弱，故N點的場強比M點的場強大，故A正確.沿著電場線的方向電勢越來越低，所以Q點的電勢比P點的電勢低，故B錯誤.P點電勢高于Q點，根據(jù)Ep＝φq可知，負(fù)電荷在P點的電勢能小于在Q點的電勢能，故C正確.根據(jù)電場分布可知，MO間的平均電場強度比ON間的平均電場強度小，故由公式UAB＝Ed可知，MO間的電勢差小于ON間的電勢差，故D錯誤. 11.圖9甲中直線PQ表示電場中的一條電場線，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子僅在電場力作用下沿電場線向右運動，經(jīng)過P點時速度為v0，到達(dá)Q點時速度減為零，粒子運動的v－t圖象如圖乙所示.下列判斷正確的是(　　) 圖9 A.P點電勢高于Q點電勢 B.P點場強大于Q點場強 C.P、Q兩點間的電勢差為 D.帶負(fù)電的粒子在P點的電勢能大于在Q點的電勢能 答案　ABC 解析　由題圖乙知帶電粒子的速度減小，受到向左的電場力，故電場線方向向右，P點電勢一定高于Q點電勢，故A正確；由題圖乙可知，P處的加速度大于Q處的加速度，故P處的場強大于Q處的場強，故B正確；由動能定理知qU＝mv，可求出PQ兩點的電勢差為，故C正確；負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大，故帶負(fù)電的粒子在P點的電勢能一定小于在Q點的電勢能，故D錯誤. 12.如圖10甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔.右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示.電子原來靜止在左極板小孔處.(不計重力作用)下列說法中正確的是(　　) 圖10 A.從t＝0時刻釋放電子，電子將始終向右運動，直到打到右極板上 B.從t＝0時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動 C.從t＝時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動，也可能打到右極板上 D.從t＝時刻釋放電子，電子必將打到左極板上 答案　AC 解析　從t＝0時刻釋放電子，如果兩板間距離足夠大，電子將向右先勻加速，接著勻減速，速度減小到零后，又開始向右勻加速，接著勻減速……直到打在右極板上.電子不可能向左運動；如果兩板間距離不夠大，電子也始終向右運動，直到打到右極板上.從t＝時刻釋放電子，如果兩板間距離足夠大，電子將向右先勻加速，接著勻減速，速度減小到零后，改為向左再勻加速，接著勻減速.即在兩板間振動；如果兩板間距離不夠大，則電子在第一次向右運動過程中就有可能打在右極板上.從t＝時刻釋放電子，如果兩板間距離不夠大，電子將在第一次向右運動過程中就打在右極板上；如果第一次向右運動沒有打在右極板上，那就一定會在向左運動過程中打在左極板上.選A、C. 三、計算題(本題共4小題，共52分) 13.(12分)如圖11所示平行金屬板A、B之間有勻強電場，A、B間電壓為600 V，A板帶正電并接地，A、B兩板間距為12 cm，C點離A板4 cm.求： 圖11 (1)C點的電勢； (2)若將一電子從場外移到C點，電場力做多少功？做正功還是做負(fù)功？ 答案　(1)－200 V　(2)－200 eV　做負(fù)功 解析　(1)板間場強為 E＝＝ V/m＝5103 V/m， 已知A板與C點間的距離為d′＝0.04 m 則UAC＝Ed′＝51030.04 V＝200 V. 因為A板接地，φA＝0，且沿電場方向電勢降低，所以可得φC＝－200 V. (2)“場外”可理解為離電場無窮遠(yuǎn)，此處電勢也為零. 由W＝qU可得將電子從場外移到C點，電場力做的功為W＝e(0－φC)＝－1.610－19200 J＝－200 eV.負(fù)號說明電場力做的是負(fù)功. 14.(13分)如圖12所示，已知AC⊥BC，∠ABC＝60，BC＝20 cm，A、B、C三點都在勻強電場中，且A、B、C所在平面與電場線平行，把一個電荷量q＝10－5 C的正電荷從A移到B，電場力做功為零；從B移到C，電場力做功為－10－3 J. 圖12 (1)求A、C間的電勢差； (2)若規(guī)定B點電勢為零，求C點的電勢； (3)求勻強電場的場強大小及方向. 答案　(1)－102 V (2)102 V (3)1 000 V/m　方向與水平方向夾角為30指向右下方 解析　根據(jù)W＝Uq得，UAB＝0，即φA＝φB， UBC＝＝－102 V (1)UAC＝φA－φC＝φB－φC＝UBC＝－102 V (2)φB＝0，UBC＝φB－φC，所以φC＝φB－UBC＝102 V (3)AB為等勢面，場強方向垂直AB連線指向右下方，故E＝＝1 000 V/m. 15.(13分)如圖13所示，在E ＝ 103 V/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R ＝0.4 m，一帶正電荷q＝10－4 C的小滑塊質(zhì)量為m＝ 0.04 kg，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10 m/s2，求： 圖13 (1)要使小滑塊能運動到半圓軌道的最高點L，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點多遠(yuǎn)處釋放？ (2)這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大？(P為半圓軌道中點) 答案　(1)20 m　(2)1.5 N 解析　(1)滑塊剛能通過軌道最高點的條件是 mg＝m，v＝＝2 m/s 滑塊由釋放點到最高點過程，由動能定理得： qEx－μmgx－2mgR＝mv2 代入數(shù)據(jù)得：x＝20 m (2)滑塊過P點時，由動能定理： －mgR－qER＝mv2－mv 在P點由牛頓第二定律：FN－qE＝ 代入數(shù)據(jù)得：FN＝1.5 N. 16. (14分)如圖14甲所示，熱電子由陰極飛出時的初速度忽略不計，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0，電容器板長和板間距離為L＝10 cm，下極板接地，電容器右端到熒光屏的距離也是L＝10 cm，在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖乙所示.(每個電子穿過平行板的時間都極短，可以認(rèn)為電子穿過平行板的過程中電壓是不變的)求： (1)在t＝0.06 s時刻，電子打在熒光屏上的何處； (2)熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長？ 圖14 答案　(1)13.5 cm　(2)30 cm 解析　(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U0加速后的速度為v， 根據(jù)動能定理得：qU0＝mv2， 所以：v＝ 經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后偏移量y＝at2＝()2， 所以y＝，由題圖知t＝0.06 s時刻U偏＝1.8U0，代入數(shù)據(jù)解得y＝4.5 cm. 設(shè)打在屏上的點距O點的距離為Y，根據(jù)相似三角形得：＝ 代入數(shù)據(jù)解得：Y＝13.5 cm. (2)由題知電子偏移量y的最大值為， 當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓超過2U0時， 電子就打不到熒光屏上了， 根據(jù)＝得：Y′＝ 所以熒光屏上電子能打到的區(qū)間長為：2Y′＝3L＝30 cm.