高中物理 阶段水平测试1 新人教版选修31.doc

阶段水平测试(一)对应学生用书p167(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分)1. 带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线，关于这种电场，以下说法正确的是 ( )a. 这种电场的电场线虽然是曲线，但是电场线的分布却是左右对称的，很有规律性，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场b. 电场内部a点的电场强度小于b点的电场强度c. 电场内部a点的电场强度等于b点的电场强度d. 若将一正电荷从电场中的a点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板答案：d解析：由电场线疏密可看出eaeb，不是匀强电场故a、b、c错误。d选项，正电荷静止释放，则沿电场力方向向下运动，d正确。2. 2014浙江高考(多选)如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球a，细线与斜面平行。小球a的质量为m、电量为q。小球a的右侧固定放置带等量同种电荷的小球b，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球a静止在斜面上，则()a. 小球a与b之间库仑力的大小为b. 当时，细线上的拉力为0c. 当时，细线上的拉力为0d. 当时，斜面对小球a的支持力为0答案：ac解析：根据库仑定律得a、b间的库仑力f库k，则a项正确。当细线上的拉力为0时满足kmgtan，得到，则b错c正确。斜面对小球a的支持力始终不为零，则d错误。3. 2014上海高考(多选)静电场在x轴上的场强e随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()a. 在x2和x4处电势能相等b. 由x1运动到x3的过程中电势能增大c. 由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小d. 由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大答案：bc解析：由题图可知，x1到x4场强先变大，再变小，则点电荷受到的电场力先增大后减小，c正确，d错误。由x1到x3及由x2到x4过程中，电场力做负功，电势能增大，知a错误，b正确。4. (多选)如图甲所示，在x轴上有一个点电荷q(图中未画出)，o、a、b为轴上三点，放在a、b两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如下图乙所示。以x轴的正方向为电场力的正方向，则 ( )a. 点电荷q一定为正电荷b. 点电荷q在ab之间c. a点的电场强度大小为2103 n/cd. 同一电荷在a点所受的电场力比b点的大答案：bcd解析：因正电荷和负电荷所受电场力方向都为正，则电荷一定为负电荷位于ab之间，由图象斜率可知ea2103 n/c，eb500 n/c，故bcd正确。5. (多选)如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是 ( )a. a对b的静电力一定是引力b. a对b的静电力可能是斥力c. a的电量可能比b少d. a的电量一定比b多答案：ad解析：由三个电荷平衡的规律“三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大”可知，a和c一定带同种电荷，a和b一定带异种电荷，并且a的带电量一定比b的带电量要多，这样c才可能平衡。因此a、d对，b、c错。6. 2015金华一中第一次学段考试(多选)空间某区域内存在着电场，电场线的分布如图所示，一个质量为m、电荷量为q的微粒只在电场力作用下运动，微粒经过a点时的速度大小为v1，方向水平向右，运动至b点时的速度大小为v2，运动方向与水平方向之间的夹角为，则以下判断中正确的是()a. 微粒带正电b. a、b两点的电场强度和电势关系为eaeb、aea，沿电场线方向电势降落，abb，b错误；由ab：qumvmv，c正确；由ab：电场力做正功，电势能减小a点电势能比b点大，d正确。7. 2014德州高三检测(多选)冬天当脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑。下列一些相关的说法中正确的是()a. 在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷b. 如果内外两件衣服可看做电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小c. 在将外衣脱下的过程中，内外两衣间隔增大，衣物上电荷的电势能将增大(若不计放电中和)d. 脱衣时如果人体带上了正电，当手接近金属门把时，由于手与门把间空气电离会造成对人体轻微的电击答案：cd解析：根据电荷守恒知，选项a错；由c和c知，当内外衣之间的距离d增大时，两衣间的电势差增大，选项b错；因为内外衣所带的是异种电荷，产生静电引力作用，故当两衣之间的距离增大时，静电力做负功，电荷的电势能增大，选项c对；由于人体带上正电荷，当手靠近金属门把时，产生静电感应现象，当两者之间的电压足以使空气电离时，产生放电现象，故人感觉到有轻微的电击，选项d也正确。8. 匀强电场的电场强度随时间变化的图象如图所示，匀强电场中有一带电粒子，在t0时由静止释放，若带电粒子只受电场力的作用，则在开始运动的4 s时间内，下列说法正确的是 ( )a. 在t2 s时，带电粒子离出发点最远b. 在t1.5 s时，带电粒子离出发点最远c. 带电粒子将向一个方向运动d. 4 s末带电粒子回到原出发点答案：b解析：画出vt图象可知，1.5 s末最远，3 s末回出发点，粒子做往复运动，故b正确。9. (多选)如图所示，a板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为u，电子最终打在光屏p上，关于电子的运动，下列说法中正确的是 ( )a. 滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升b. 滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升c. 电压u增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变d. 电压u增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变答案：bd解析：当滑动触头向右滑动时，加速电压增大，因此电子经偏转电场时侧移距离减小，电子打在荧光屏上的位置下降，滑动触头左移则上升，a错、b对；电压u增大时，电子打在荧光屏上的速度增大，但电子从出发到打在荧光屏上的时间不受侧向运动的影响保持不变，c错、d对。10. 2014山东高考如图，半径为r的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔a。已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心o时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能ek0沿oa方向射出。下列关于试探电荷的动能ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是()答案：a解析：由于带正电的试探电荷在球壳内运动时，不受电场力，没有力做功，动能不变，可知c、d项错误。在球壳外，电场力做正功，动能增大，且由f库k可知随r的增大，f库减小，体现为ekr图线的斜率减小，故选项a正确，b错误。二、填空题(本大题共2小题，共16分)11. (8分)如图所示，绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变两极板带的电荷量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，则电容器的电容将_，静电计指针的偏转角度将_。(填“增大”或者“减小”)答案：增大减小解析：由电容的决定式c知，随着d的减小，r的增大，电容将增大，由c知，电压u将减小，静电计指针偏转角度将减小。12. (8分)2015福建四地六校联考如图所示，一半径为r的光滑圆环，竖直放在水平向右的匀强电场中，匀强电场的电场强度大小为e。环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，由此可知小球所受重力_(选填“大于”“小于”或“等于”)带电小球所受的静电力。小球在_(选填“a”“b”“c”或“d”)点时的电势能最小。答案：等于b解析：依题意，小球带负电，由ad，由动能定理：f电rmgr00即mgf电。从a到b电场力做正功最多，所以b点电势能最小。三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13. (10分)2014福建高考如图，真空中xoy平面直角坐标系上的abc三点构成等边三角形，边长l2.0 m。若将电荷量均为q2.0106 c的两点电荷分别固定在a、b点，已知静电力常量k9.0109 nm2/c2，求： (1)两点电荷间的库仑力大小； (2)c点的电场强度的大小和方向。答案：(1)9.0103 n(2)7.8103 n/c方向：沿y轴正方向解析：(1)根据库仑定律，a、b两点电荷间的库仑力大小为fk代入数据得f9.0103 n(2)a、b点电荷在c点产生的场强大小相等，均为e1ka、b两点电荷形成的电场在c点的合场强大小为e2e1cos30由式并代入数据得e7.8103 n/c场强e的方向沿y轴正方向。14. (10分)如图所示，相距为d的两块平行金属板m、n与电源相连，开关s闭合后，m、n间有匀强电场，一个带电粒子以垂直电场方向从m板边缘射入电场，恰打在n板中点，若不计重力，为了使粒子恰好能飞出电场，n板应向下移动多少？答案：d解析：m、n两板间的距离为d，设板长为l，由题意可知，ddx由式可得a即有，得dx2d。故n板下移的距离为s1dxdd。15. (12分)2015石室中学月考如图所示，固定于同一条竖直线上的a、b是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为q和q，a、b相距为2d。mn是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为q(可视为点电荷，不影响电场的分布)，现将小球p从与点电荷a等高的c处由静止开始释放，小球p向下运动到距c点距离为d的o点时，速度为v。已知mn与ab之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g。求：(1)c、o间的电势差uco；(2)o点处的电场强度e的大小；(3)小球p经过o点时的加速度；(4)小球p经过与点电荷b等高的d点时的速度。答案：(1)(2)(3)g(4)v解析：(1)小球p由c运动到o的过程，由动能定理得mgdqucomv20所以uco(2)小球p经过o点时受力如图由库仑定律得f1f2k它们的合力为ff1cos45f2cos45所以o点处的电场强度e(3)由牛顿第二定律得：mgqema所以ag(4)小球p由o运动到d的过程，由动能定理得mgdquodmvmv2由电场特点可知ucouod联立解得vdv16. (12分)如图所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于o点，平衡时小球位于a点，此时绳与竖直方向的夹角53，绳长为l，b、c、d到o点的距离均为l，bd水平，oc竖直，bocodol。(1)将小球移到b点，给小球一竖直向下的初速度vb ，小球到达悬点正下方c点时绳中拉力恰等于小球重力，求vb的大小；(2)当小球移到d点后，让小球由静止自由释放，求：小球首次经过悬点o