（四川版）2013-2014学年高中物理 第一章 阶段质量检测（含解析）教科版选修3-1

1 四川版 四川版 2013 20142013 2014 学年高中物理学年高中物理 第一章第一章 阶段质量检测 含解阶段质量检测 含解 析 教科版选修析 教科版选修 3 13 1 一 选择题 本题共 9 小题 每小题 6 分 共 54 分 在每小题给出的四个选项中至少 有一项是正确的 选对得 6 分 有错选或不选不得分 1 冬天脱毛衫时 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 当手接近金属门把手时 由于手与门把手间空气电离 会造成对人体轻微的电击 解析 根据电荷守恒知 A 错 由C 和C 知 当内外衣之间的距离d增大时 两 Q U S d 衣间的电势差增大 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 电场力做负功 电荷的电势能增大 C 对 由于人体带上正电荷 当 手靠近金属门把手时 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 D 正确 答案 CD 2 如图 1 所示 B为线段AC的中点 如果在A处放一个 Q的点电 荷 测得B处的场强为EB 48 N C 则 图 1 A EC 24 N C B EC 12 N C C 若要使EB 0 可在C处放一个 Q的点电荷 D 把q 10 9 C 的点电荷放在C处 则其受到的静电力大小为 6 10 9 N 解析 根据点电荷的场强公式E 场强大小与距离的平方成反比 因为 kQ r2 rB rC 1 2 所以EB EC 4 1 即EC 12 N C 所以把q 10 9 C 的点电荷放在C点 则 其所受到的静电力的大小为 12 10 9 N 在C处放一个 Q的点电荷 则EB 96 N C 故 只有 B 正确 答案 B 3 如图 2 中虚线所示为静电场中的等势面 1 2 3 4 相邻的等 2 势面之间的电势差相等 其中等势面 3 的电势为 0 一带正电的点 电荷在静电力的作用下运动 经过a b点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV 当这一点电荷运动到某一位置 其电势能变为 8 eV 时 它 的动能应为 图 2 A 8 eV B 13 eV C 20 eV D 34 eV 解析 由图可判断b点电势高于a点电势 设各等势面间电势差为U 则由能量守恒 2Uq 26 eV Uq 5 eV 所以Uq 7 eV 所以 点电荷能量为 7 eV 5 eV 12 eV 所以 当电势能为 8 eV 时 动能为 12 eV 8 eV 20 eV 答案 C 4 2012 达州质检 如图 3 所示 两个等量异种点电荷在其连线 的中 垂线上有与连线中点O等距离的两点a b 在连线上有距中点O 等距离的两点c d 则下列场强大小关系式正确的是 图 3 A Ea Eb B Ea EO Eb C Ec Ed D Ec EO Ed 解析 由电场的叠加原理可知 等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场 强相同 所以 A C 正确 D 错误 由点电荷的场强计算公式和电场叠加原理可知 O点和 a b点或c d点的电场强度大小不相等 故 B 错 答案 AC 5 如图 4 所示 在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电 另一带 正电的点电荷B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的上方 经过 若此过程中A始终保持静止 A B两物体可视为质点且只考 虑它们之间的库仑力作用 则下列说法正确的是 图 4 A 物体A受到地面的支持力先增大后减小 B 物体A受到地面的支持力保持不变 C 物体A受到地面的摩擦力先减小后增大 D 库仑力对点电荷B先做正功后做负功 解析 因点电荷B与A的间距不变 故其间库仑力大小F不变 设F与竖直方向间夹 角为 则N mg Fcos 因为 先减小到 0 后增大 可知 N先增大后减小 A 正确 B 错误 物体A受到的摩擦力f Fsin 先减小后反向增大 C 正确 因A B间距不变 3 故库仑力做功为零 D 错误 答案 AC 6 2012 哈尔滨高二检测 如图 5 所示 一带电粒子在电场中沿 曲线 AB运动 从B点穿出电场 a b c d为该电场中的等差等势面 这些等势面都是互相平行的等间距竖直平面 不计粒子所受重力 则 A 该粒子一定带负电 图 5 B 此电场不一定是匀强电场 C 该电场的电场线方向一定水平向左 D 粒子在电场中运动过程动能不断减少 解析 由粒子运动轨迹可知 粒子所受到的电场力一定水平向右 但是无法确定粒子 的电性和电场线的方向 A C 错误 由速度方向与电场力方向的夹角大于 90 故而可以 确定电场力一定对粒子做负功 动能不断减少 D 正确 等差等间距的等势面所表示的电 场为匀强电场 B 错误 答案 D 7 如图 6 所示是一个由电池 电阻R与平行板电容器组成的串联 电路 在减小电容器两极板间距离的过程中 A 电容器A板始终带正电荷 图 6 B 电容器的电容变小 C 电阻R中有从a流向b的电流 D A B板间的电场强度增大 解析 电容器A板始终和电源正极相连 所以A板电势高 带正电荷 A 项正确 板 间距离减小 由C 知 电容增大 B 项错 由Q CU可知电容器电荷量增大 则电 S 4 kd 源继续向电容器充电 所以电流方向为从b流向a C 项错 由U Ed可知场强E增大 D 项正确 答案 AD 8 如图 7 所示 静止的电子在加速电压为U1的电场的作用下从O 经P板的小孔射出 又垂直进入平行金属板间的电场 在偏转电压 U2的作用下偏转一段距离 现使U1加倍 要想使电子的运动轨迹 不发生变化 应该使 图 7 A U2加倍 B U2变为原来的 4 倍 4 C U2变为原来的倍 D U2变为原来的 1 2 倍 2 解析 要使电子的轨迹不变 则应使电子进入偏转电场任一水平位移x所对应的偏移 量y保持不变 由y at2 2 和qU1 mv得y 可见x y 1 2 1 2 qU2 md x v0 qU2x2 2mv02d 1 202 U2x2 4U1d 一定时 U2 U1 故选项 A 正确 答案 A 9 如图 8 所示 绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场 中 场强为E 在与环心等高处放有一质量为m 电荷量为 q的小 球 由静止开始沿轨道运动至最低点的过程中 下列说法正确的 是 图 8 A 小球在运动过程中机械能守恒 B 小球经过环的最低点时速度最大 C 小球电势能增加qER D 小球由静止释放到达最低点 动能的增加量等于mgR 解析 小球由静止释放到最低点 重力与电场力均做正功 重力势能与电势能减少 动能增加 小球在运动过程中除重力做功外 还有电场力做功 所以机械能不守恒 A 错 小球 运动到最低点的过程中 重力与电场力均做正功 重力势能减少mgR 电势能减少qER 而 动能增加mgR qER 到最低点时动能最大 所以速度最大 因此 B 正确 C D 错误 答案 B 二 计算题 本题共 3 小题 共 46 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演 算步骤 有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位 10 12 分 如图 9 所示 质量为m 带电荷量为q的粒子 以初速 度v0沿偏转电场的中心线射入极板间距为d 极板长为l 所加电压 图 9 为U的偏转电场 射出后打在距极板右端L远处的竖直荧光屏上 求打在荧光屏上的 亮斑距荧光屏中心 荧光屏中心与偏转电场两极板的中心线在同一水平直线上 的距离 y 解析 带电粒子射出电场时的偏转量为 y 2 1 2 qU md l v0 qUl2 2mdv02 5 粒子由电场射出后 沿直线做匀速运动 运动的方向就是其射出时的速度方向 射出 时沿速度方向的反向延长线交于极板中心 如图所示 由相似三角形关系有 y y L 1 2l l 2 得y y L l L 1 2l l 2 qlU mv02d 1 2 答案 L l qlU mv02d 1 2 11 16 分 如图 10 所示 在A点固定一正电荷 电荷量为Q 在离 点A高为H的C处静止释放某带正电荷的液珠 开始运动瞬间的加 速度大小恰好等于重力加速度g 已知静电力常量为k 两电荷均可 看成点电 荷 不计空气阻力 求 图 10 1 液珠的比荷 2 液珠速度最大时 离A点的距离h 解析 1 设液珠的电荷量为q 质量为m 由题意知 当液珠在C点时有 k mg mg Qq H2 解得比荷为 q m 2gH2 kQ 2 当液珠速度最大时 k mg Qq h2 联立 解得h H 2 答案 1 2 H 2gH2 kQ2 12 18 分 一个带正电的粒子 从A点射入水平方向的匀强电场 中 粒子沿直线AB运动 如图 11 所示 已知AB与电场线夹角 30 带电粒子的质量m 1 0 10 7 kg 电荷量q 1 0 10 10 C A B 相距L 20 cm 取g 10 m s2 结果保留两位有效数字 求 图 11 1 粒子在电场中运动的情况 要求说明理由 2 电场强度的大小和方向 3 要使粒子从A点运动到B点 粒子射入电场时的最小速度是多少 6 解析 1 粒子只在重力和电场力作用下沿直线AB运动 重力和 电