人教版高二物理选修3-1第一章　静电场 单元检测2

1、人教版选修3-1 第一章静电场 单元检测 (满分:100分;时间:60分钟)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。第15小题只有一个选项正确,第68小题有多个选项正确,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分) 1.一平行板电容器充电后,把电源断开,再用绝缘工具将两板距离拉开一些,则()A.电容器的带电荷量增大B.电容增大C.电容器电压增大D.两板间电场强度增大2.如图所示,虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值,一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从A点飞到C点,则下列判断正确的是()A.粒子带负电B.粒子在A点的电势能大于在

2、C点的电势能C.A点的加速度大于C点的加速度D.粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B点到C点电场力所做的功3.如图所示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,以Q点为焦点做椭圆运动。M、N、P为椭圆上的三点,P点离Q点最远。电子在从M点经P点到达N点的过程中()A.速率先增大后减小B.动能先减小后增大C.电势能先减小后增大D.库仑力先做正功后做负功4.如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势随x变化的规律如图乙所示,若在O点由静止释放一电子,电子仅受静电力的作用,则()A.电子将沿x轴负方向运动B.电子的电势能将增加C.电子运动的加速度先减小后增大D.

3、电子运动的加速度恒定5.如图所示,有一带电粒子(不计重力)紧贴A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿轨迹从两板中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒子沿轨迹落到B板正中间;设带电粒子两次射入电场的水平速度相同,则电压U1、U2之比为() A.41B.12C.14D.186. x轴上有两点电荷Q1和Q2,Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示,从图中可看出()A.Q1带的电荷量一定大于Q2带的电荷量B.Q1和Q2一定是同种电荷,但不一定是正电荷C.电势最低处P点的电场强度为0D.Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点7.如图所示,A、B均为半个绝缘正方体,质量为m,在A

4、、B内部各嵌入一个带电小球,A带电荷量为+q,B带电荷量为-q,且两个小球的球心连线垂直于AB接触面。A、B最初靠在竖直的粗糙墙上。空间有水平向右的匀强电场,场强大小为E,重力加速度为g。现将A、B无初速度释放,下落过程中始终相对静止,忽略空气阻力,则下列说法中正确的是()A.A、B下落的加速度大小均为gB.A、B下落的加速度大小应小于gC.A、B之间接触面上的弹力为零D.B受到A的摩擦力作用,方向沿接触面向上8.如图所示,一质量为m、电荷量为q的微粒,从两平行板正中央沿与匀强电场垂直的方向射入,不计重力,当入射速度为v时,它恰好穿过电场而不碰金属板。现使微粒入射速度变为v2,仍恰好穿越电场,

5、保持其他量不变时,可行的方法是()A.使粒子电荷量变为原来的14B.使两板间电压减为原来的12C.使两板间距离增为原来的2倍D.使两板间距离增为原来的4倍二、填空题(本题共2小题,共16分)9.(8分)如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的一个正方形的四个顶点。已知A、B、C三点电势分别为A=15 V、B=3 V、C=-3 V,则由此可得D点电势D=。 10.(8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,则N板向下移动的距离为。 三、计算题(本题共

6、2小题,共36分)11.(16分)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。求:(1)小球到达小孔处的速度。(2)极板间电场强度大小和电容器带的电荷量。(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。12.(20分)如图甲所示,水平面被竖直线PQ分为左右两部分,左部分光滑,范围足够大,上方存在水平向右的匀强电场。右部分粗糙,一质量为m=2 kg,长为L的绝缘体制成的均匀带电的直棒AB置于水平面上,A端距

7、PQ的距离为s=3 m,给棒一个水平向左的初速度v0,并以此时作为时间的起点,棒在最初2秒的运动图象如图乙所示。2秒末棒的B端刚好进入电场,已知直棒单位长度带电荷量为=0.1 C/m,取重力加速度g=10 m/s2。求:(1)直棒的长度;(2)匀强电场的场强E的大小;(3)直棒最终停在何处?答案全解全析第一章静电场本章达标检测一、选择题1.C由C=rS4kd可知,当d增大时,C变小,故B选项错误;电容器充电后与电源断开,所带电荷量Q不变,故A选项错误;由C=QU,当C减小,Q不变时,U增大,故C选项正确;两板间电场强度E=Ud=QCd=4kdQrSd=4kQrS不变,故D选项错误。2.C电场线

8、与等势线垂直,且从高电势到低电势,所以电场线的大体方向向左。由运动轨迹可知带电粒子所受电场力方向大体向左,故粒子带正电,A错。由于电荷的电势能Ep=q、AC,故EpAEC,带电粒子在两点所受的电场力FAFC,在两点的加速度aAaC,C对。由于A点与B点、B点与C点间的电势差相等,故WAB=WBC,D错。3.B电子所做的椭圆运动遵循开普勒的行星运动规律,所以电子在从M点经P点到达N点的过程中,速度先减小后增大,故A选项错,B选项对;而库仑力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,故C、D选项错。4.C由题图乙可知,Ox轴上电场线方向一定沿x轴负方向,电子由静止开始运动,一定逆着电场线方向运动,A项

9、错;电子由静止开始运动,静电力对电子做正功,其电势能一定减小,B项错;由题图乙可知该电场并非匀强电场,故加速度一定发生变化,D项错;题图乙中电势随x变化曲线的斜率即电场强度,故电子运动的加速度先减小后增大,C项正确。5.D设板长为L,板间距离为d,水平初速度为v0,带电粒子的质量为m,电荷量为q;两次运动的时间分别为t1和t2。第一次射入时:L=v0t1,d2=12qU1mdt12,联立两式解得:U1=md2v02qL2。第二次射入时:L2=v0t2,d=12qU2mdt22,联立两式解得:U2=8md2v02qL2。所以U1U2=18,故D选项正确。6.ACD从图象看到,从Q1到Q2电势是先

10、减小后增大,可以判断Q1和Q2为同种正电荷,若P点位于中点,则两点电荷的电荷量相同,但是P点离Q2近,说明Q1带的电荷量一定大于Q2带的电荷量,A、D项正确,B项错误;根据电场的叠加原理可以判断P点的电场强度为0,C选项正确。7.ADA、B始终相对静止,可将A、B看做一个整体,整体只受重力作用,故下落加速度一定等于g,A项正确, B项错;再对B作受力分析,B受重力,水平向左的电场力,垂直于A、B接触面的电荷吸引力,若A、B之间无弹力,更不可能有摩擦力,则以上三个力的合力不可能竖直向下,故C项错;A对B有垂直于接触面向下的压力,因为B的加速度大小为g,故B所受的电场力、A中电荷对B的吸引力、A对

11、B的压力以及A对B的摩擦力合力应为零,故A对B的摩擦力方向一定沿接触面向上,D项正确。8.AC微粒恰好穿过电场而不碰金属板,说明其偏转距离为d2=12Uql2dmv02。现若使入射速度变为原来的一半,则U、q、l、d变化均可。二、填空题9.答案9 V解析如图所示,连接A、C,则UAC=18 V,将AC三等分,AE=EF=FC,则E、F点的电势分别为E=9 V、F=3 V,F点与B点等势,作出等势线如图所示,则D点电势D=9 V。10.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,d=a1l2v022dx=a2lv022则ddx=a14a2a=qEm=qUdm即ddx=dx4d,dx

12、=2d故N板下移的距离为h=dx-d=d。三、计算题11.答案(1)2gh(2)mg(h+d)qdCmg(h+d)q(3)h+dh2hg解析(1)由v2=2gh得v=2gh。(2)在极板间带电小球受重力和电场力,有mg-qE=ma0-v2=2ad得E=mg(h+d)qdU=Ed、Q=CU得Q=Cmg(h+d)q。(3)由h=12gt12,0=v+at2t=t1+t2综合可得t=h+dh2hg。12.答案(1)1 m(2)10 N/C(3)停在A端离PQ 2.25 m处解析(1)有图信息可知棒加速度a=0.5 m/s2,初速度v0=2.5 m/s,设棒2秒内位移为L1,则L1=v0t- 12at2=4 m而棒B端恰进电场,则棒长L2=L1-s=1 m。(2)由图可知棒进入电场后加速度不变,棒受到向右的电场力和减少的摩擦力应该相等。设棒进入电场x,则有xE=