【名师同步导学】2013-2014学年高中物理 第一章 静电场单元综合测评 新人教版选修3-1

1 第一章第一章 静电场静电场 时间 90 分钟 满分 100 分 温馨提示 1 第 卷答案写在答题卡上 第 卷书写在试卷上 交卷前请核对班级 姓名 考号 2 本场考试时间为 90 分钟 注意把握好答题时间 3 认真审题 仔细作答 永 远不要以粗心为借口原谅自己 第 卷 选择题 共 52 分 一 选择题 本大题共 13 小题 每小题 4 分 共 52 分 每小题至少有一个选项是正确 的 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 错选或不答的得 0 分 1 2013 湖南师大附中高二期中 下列各量中 与检验电荷无关的物理量是 A 电场力F B 电场强度E C 电势差U D 电场力做的功W 解析 电场力F qE 与检验电荷有关 故 A 项错 电场强度E 电势差U与检验电荷 无关 故 BC 对 电场力做功W qU 与检验电荷有关 故 D 项错 答案 BC 2 如图所示 空间有一电场 电场中有两个点a和b 下列表述正 确的是 A 该电场是匀强电场 B a点的电场强度比b点的大 C b点的电场强度比a点的大 D 正电荷在a b两点受力方向相同 解析 由电场线的分布可以看出 此电场不是匀强电场 选项 A 错误 a点电场线比 b点电场线密 故a点的电场强度比b点的大 选项 B 正确 正电荷在a b两点受力方向 分别沿a b两点的切线方向 选项 D 错误 答案 B 3 关于电场强度与电势的关系 下面各种说法中正确的是 A 电场强度大的地方 电势一定高 B 电场强度不变 电势也不变 C 电场强度为零处 电势一定为零 D 电场强度的方向是电势降低最快的方向 解析 电场强度是描述静电力的性质的物理量 电势是描述电场能的性质的物理量 电场强度的大小和电势高低没有必然关系 电场线的方向 即电场强度的方向是电势降低 最快的方向 选项 A B C 错误 选项 D 正确 答案 D 4 在静电场中 将一正电荷从a点移到b点 电场力做了负功 则 A 该电荷电势能一定减少B 该电荷电势能一定增加 C b点的电势一定比a点高D b点的电势一定比a点低 2 解析 正电荷从a点移到b点 电场力做负功 正电荷电势能增加 电势升高 b a 故选项 B C 正确 A D 项错误 答案 BC 5 2013 焦作市高二期末 如图所示 某区域电场线左右对称分布 M N为对称线 上两点 下列说法正确的是 A M点电势一定高于N点电势 B M点场强一定大于N点场强 C 正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D 将电子从M点移动到N点 电场力做正功 解析 沿电场线方向 电势降低 所以M点电势比N点电势高 A 项对 N点电场线密 则场强大 故 B 项错 M点电势高 正电荷在M点的电势能大 故 C 项对 电子在N点电 势能大 将电子从M点移到N点 电场力做负功 故 D 项错 答案 AC 6 如图所示 平行板电容器经开关 S 与电池连接 a处有一电荷量非常小的点电荷 S 是闭合的 a表示a点的电势 F表示点电荷受到的静电力 现将电容器的B板向下稍微 移动 使两板间的距离增大 则 A a变大 F变大 B a变大 F变小 C a不变 F不变 D a不变 F变小 解析 从题意可知在使B板下移的过程中 电容器两端的电压不变 当板间距离增大 时 由E 可知板间场强E减小 故电荷受到的静电力减小 又因为UaA EdaA 所以UaA U d 减小则UaB增大 由UaB a 0 可知 a增大 故选项 B 正确 答案 B 7 中子内有一个电荷量为 e的上夸克和两个电荷量为 e的下夸克 一简单模型 2 3 1 3 是三个夸克都在半径为r的同一圆周上 如图所示 在下图给出的四幅图中 能正确表示 出各夸克所受静电作用力的是 3 解析 电荷量为 e的上夸克受另两个下夸克的吸引力 合力的方向一定竖直向 2 3 下 对其中一个下夸克 受力如右图所示 由于F1的水平分力与F2大小相等 方向相反 故F1与F2的合力竖直向上 答案 B 8 2013 临汾高二检测 一带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图所 示 如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动 下列说法正确的是 A 粒子带正电 B 粒子带负电 C 粒子所受电场力是恒定的 D 带电粒子做匀变速运动 解析 由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲 可判断它受力方向为竖直向上 所以粒子 应带负电 故 A 错 B 对 又由于该电场是匀强电场 粒子仅受电场力作用 则粒子所受电 场力恒定 做匀变速曲线运动 故 C D 均对 答案 BCD 9 静电场中 带电粒子在电场力作用下从电势为 a的a点运动至电势为 b的b 点 若带电粒子在a b两点的速率分别为va vb 不计重力 则带电粒子的比荷 为 q m A B v2a v2b b a v2b v2a b a C D v2a v2b 2 b a v2b v2a 2 b a 解析 由电势差公式以及动能定理 W qUab q a b m v v 可得比荷为 1 22b2a q m v2b v2a 2 a b 答案 C 4 10 2013 遵义高二检测 在静电场中 下列说法正确的是 A 沿着电场线方向 电势一定越来越低 B 电场强度为零的点 电势一定为零 C 电场强度处处相同的区域内 电势也一定处处相同 D 只在电场力作用下 正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动 解析 沿着电场线方向 电势一定越来越低 且电势沿电场线方向降低得最快 A 对 电场强度的大小与电势的高低无必然关系 电场强度为零的点 电势不一定为零 电场强 度相同的地方 电势不一定相同 B C 错 电荷的运动方向除了与电场力方向有关外 还 与它的初速度方向有关 D 错 答案 A 11 2013 玉溪高二检测 在真空中有两个等量的正电荷q1和q2 分别固定于A B 两点 DC为AB连线的中垂线 C为A B两点连线的中点 将一正电荷q3由C点沿着中垂 线移至无穷远处的过程中 下列结论正确的有 A 电势能逐渐减小B 电势能逐渐增大 C q3受到的电场力逐渐减小D q3受到的电场力逐渐增大 解析 中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上 故正电荷q3由C点沿着中 垂线移至无穷远处的过程中 电场力做正功 电势能减小 A 对 B 错 中垂线上由C到 D 电场强度先变大后变小 q3受到的电场力先变大后变小 C D 错 答案 A 12 2012 高考福建理综 如图 在点电荷Q产生的电场中 将两个带正电的试探电 荷q1 q2分别置于A B两点 虚线为等势线 取无穷远处为零电势点 若将q1 q2移动 到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等 则下列说法正确的是 A A点电势大于B点电势B A B两点的电场强度相等 C q1的电荷量小于q2的电荷量D q1在A点的电势能小于q2在B点的电势 能 解析 q1 q2向无穷远运动过程克服电场力做功 故点电荷Q为负电荷 由负电荷的 电场线和等势面可判断 AB 错误 设两电荷移动到无穷远的过程中 克服电场力做功为W 则 W q1UA0 q2UB0 UA0 UB0为负值 且 UA0 UB0 故q1 q2 C 正确 无穷远电势为 零 电荷移动到无穷远的过程中克服电场力做的功即是两电荷的电势能 q1在A点的电势 能和q2在B点的电势能相等 D 错误 答案 C 13 2012 高考新课标全国卷 如图 平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度 5 两极板与一直流电源相连 若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器 则在此过 程中 该粒子 A 所受重力与电场力平衡 B 电势能逐渐增加 C 动能逐渐增加 D 做匀变速直线运动 解析 受力分析如图所示 重力与电场力的合力与速度方向相反 所以粒子做匀减速直线运动 动能减小 AC 错误 D 正确 因为电场 力与速度方向夹角为钝角 所以电场力做负功 电势能增加 B 正 确 答案 BD 第 卷 非选择题 共 48 分 二 计算题 本大题共 4 小题 共 48 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计 算的题要注明单位 14 如图所示 A B两个带电小球可以看成点电荷 用两等长绝缘细线悬挂起来 在 水平方向的匀强电场中 A B静止 且悬线都保持竖直 已知A B相距 3 cm A的带电 量为qA 2 0 10 9 C 求 1 匀强电场的场强大小和方向 2 小球B的电量和电性 3 A B连线中点处的场强大小和方向 解析 1 B所处位置合场强为零 设匀强电场的场强为E E EA 2 104 N C 方向向左 kqA r2 2 A B整体水平方向所受外力平衡 则B带负电 电量qB qA 2 0 10 9 C 3 在A B连线中点处 EA EB 8 104 N C kqA r 2 2 合场强E合 EA EB E 1 4 105 N C 方向向右 答案 1 2 104 N C 方向向左 2 2 0 10 9 C 带负电 3 1 4 105 N C 方向向右 6 15 如图所示 匀强电场中A B C三点构成一个直角三角形 把电荷量 q 2 10 10C 的点电荷由A点移到B点 电场力做功 4 8 10 8J 再由B点移到C点 电荷克服电场力做功 4 8 10 8J 取B点的电势为零 求A C两点的电势及场强的方 向 解析 把电荷从A点移到B点 由UAB 得 WAB q UAB V 240 V 4 8 10 8 2 10 10 即 A B A 240 V 把电荷从B点移到C点 UBC V 240 V WBC q 4 8 10 8 2 10 10 即 B C C 240 V 所以 C 240 V 由于 A C 所以A C在同一个等势面上 根据场强方向垂直于等势面并且由高电 势处指向低电势处 可得到该电场的场强方向垂直于AC 指向左上方 如图所示 答案 A C 240 V 方向垂直于AC连线指向左上方 16 如图所示 有一电子 电荷量为e 经电压U0加速后 进入两块间距为d 电压为U 的平行金属板间 若电子从两板正中间垂直电场方向射入 且正好能穿过电场 求 1 金属板AB的长度L 2 电子穿出电场时的动能 解析 1 电子在加速电场中加速 由动能定理可得eU0 mv 电子在偏转电场中做 1 22 0 类平抛运动 在垂直电场方向上有L v0t 在沿着电场方向上有 t2 d 2 1 2 eU md 解以上三式可得L d 2U0 U 2 对于电子运动的全过程 根据动能定理可得Ek eU0 eU 1 2 答案 1 d 2 e 2U0 U U0 U 2 17 2012 高考全国卷 如图 一平行板电容器的两个极板竖直放置 在两极板间有 一带电小球 小球用一绝缘轻线悬挂于O点 现给电容器缓慢充电 使两极板所带电荷量 分别为 Q和 Q 此时悬线与竖直方向的夹角为 6 再给电容器缓慢充电 直到悬线和 7 竖直方向的夹角增加到 3 且小球与两极板不接触 求第二次充电使电容器正极板增加 的电荷量 解析 设电容器电容为C 第一次充