2017_2018学年高中物理第1章静电场章末检测A教科版选修3_120180619385.doc

第1章 静电场章末检测(A)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题（本题共12个小题，每小题5分，共60分）1电荷从静止开始只在电场力作用下的运动(最初阶段的运动)，则电荷()A总是从电势高的地方移到电势低的地方B总是从电场强度大的地方移到电场强度小的地方C总是从电势能大的地方移到电势能小的地方D总是从电势能小的地方移到电势能大的地方答案C2如图1所示，实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则()图1Aa一定带正电，b一定带负电Ba加速度减小，b加速度增大Ca电势能减小，b电势能增大Da和b的动能一定都增大答案BD解析由于不知道电场线的方向，故无法判断粒子带电性质，A项错误；但可以判断左方场强大于右方的场强，故a加速度减小，b加速度增大，B项正确；电场力对两粒子均做正功，故电势能均减小，动能都增大，C项错误，D项正确3电场中有一点P，下列说法中正确的有()A若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B若P点没有试探电荷，则P点场强为零CP点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大DP点的场强方向为放在该点的电荷所受电场力的方向答案C4.如图2所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示下列结论正确的是()图2A带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B负点电荷一定位于M点左侧C带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能D带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度答案CD解析本题考查电场力、电势能由粒子运动的轨迹可知，带电粒子受到的电场力向右，电场力对带电粒子做正功，带电粒子的电势能减小，动能逐渐增大，负电荷一定在N侧，带电粒子在a点受到的电场力小于b点的电场力，所以在a点的加速度小于在b点的加速度，C、D项正确5.如图3中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点电势若不计重力，则()图3AM带负电荷，N带正电荷BN在a点的速度与M在c点的速度大小相同CN在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功DM在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零答案BD解析由O点电势高于c点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N粒子所受电场力方向向上，M粒子所受电场力方向向下，故M粒子带正电、N粒子带负电，A错误N粒子从O点运动到a点，电场力做正功M粒子从O点运动至c点电场力也做正功因为UaOUOc，且M、N粒子质量相等，电荷的绝对值相等，由动能定理易知B正确因O点电势低于a点电势，且N粒子带负电，故N粒子运动中电势能减少，电场力做正功，C错误O、b两点位于同一等势线上，D正确6.如图4所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是()图4A1、3两点电场强度相同B5、6两点电场强度相同C4、5两点电势相同D1、3两点电势相同答案ABC解析两个等量异种点电荷的中垂线是等势线，所以2、4、5、6的电势相等，C正确；顺着电场线的方向电势降低，1、3电势不相等，D错误；1、2之间距离与2、3之间距离相等，由场强的矢量合成可以知道1、3两点电场强度相同，A正确；2、5之间距离与2、6之间距离相等，由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同，B正确7.如图5所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角关于a、b两点场强Ea、Eb及电势a、b的关系，正确的是 ()图5AEa3Eb，a>bBEa3Eb，a<bCEa，a<bDEaEb，a<b答案B解析点电荷所形成的电场强度为Ek，又由题图可知ratan60°rb，所以Ea3Eb.点电荷所形成的等势面是以点电荷为球心的球面，从a、b两点的场强方向可知此点电荷为负电荷，所以a<b.8如图6甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是()图6A从t0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上B从t0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C从tT/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D从t3T/8时刻释放电子，电子必然打到左极板上答案AC解析若t0时刻释放电子，电子将重复先加速后减速，直到打到右极板，不会在两板间振动，所以A正确，B错误；若从tT/4时刻释放电子，电子先加速T/4，再减速T/4，有可能电子已到达右极板，若此时未到达右极板，则电子将在两极板间振动，所以C正确；同理，若从t3T/8时刻释放电子，电子有可能到达右极板，也有可能从左极板射出，这取决于两板间的距离，所以D项错误；此题考查带电粒子在交变电场中的运动9.如图7所示，在水平放置的已经充电的平行板电容器之间，有一带负电的油滴处于静止状态，若某时刻油滴的电荷量开始减小，为维持该油滴原来的静止状态，应()图7A给平行板电容器充电，补充电荷量B给平行板电容器放电，减小电荷量C使两金属板相互靠近些D使两金属板相互远离些答案A解析为维持油滴静止状态，应增大两板间场强，由QCU，UEd可知增大Q，E也增大，故A项对，B项错；Q不变，改变d，E不变，C、D项错10.空间某一静电场的电势在x轴上分布如图8所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有()图8AEBx的大小大于ECx的大小BEBx的方向沿x轴正方向C电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功答案AD解析在x图中，图象斜率表示场强大小结合题中图象特点可知EBx>ECx，EOx0，故A对，C错根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知EBx沿x轴负方向，B项错负电荷在正x轴上受电场力沿x轴负向，在负x轴上受电场力沿x轴正向，故可判断负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功后做负功，D项正确11.如图9所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子(不计重力)以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点，则()图9A粒子受电场力的方向一定由M指向NB粒子在M点的速度一定比在N点的大C粒子在M点的电势能一定比在N点的大D电场中M点的电势一定高于N点的电势答案B解析两平行金属板间的电场为匀强电场带电粒子先向下运动又折回说明粒子先向下做匀减速运动，折回后向上做匀加速运动整个过程具有对称性，由此可知B项正确12.如图10所示，三个质量相同，带电荷量分别为q、q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中()图10A电场力对液滴a、b做的功相同B三者动能的增量相同C液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减小量D重力对三者做的功相同答案AD解析此题考查带电粒子在电场中的受力运动及能量变化规律，因a、b带电荷量相等，所以穿过两板时电场力做功相同，电势能增加量相同，A对，C错；c不带电，不受电场力作用，由动能定理，三者动能增量不同，B错；a、b、c三者穿出电场时，由WGmgh知，重力对三者做功相同，D对二、计算题（本题共4个小题，满分40分）13.（10分）如图11所示，P、Q两金属板间的电势差为50V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d10cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4cm，求：图11(1)P板及A点的电势(2)保持两板间的电势差不变，将Q板向左平移5cm，则A点的电势将变为多少？答案(1)50V30V(2)10V解析(1)UPQPQ50V，A·d1×0.06V30V因Q板接地，故P点电势P50V.(2)A·d2×0.01V10V.14.（10分）在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图12所示中的直线A、B所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电求：图12(1)B点的电场强度的大小和方向；(2)试判断点电荷Q的电性，并确定点电荷Q的位置坐标答案(1)2.5N/C沿x轴的负方向(2)负电2.6m解析(1)由题图可得B点电场强度的大小EB2.5N/C.因B点的试探电荷带负电，而受力指向x轴的正方向，故B点场强的方向沿x轴的负方向(2)因A点的正电荷受力和B点的负电荷受力均指向x轴的正方向，故点电荷Q位于A、B两点之间，带负电设点电荷Q的坐标为x，则EAk，EBk.由题图可得EA40N/C，解得x2.6m.15.（10分）如图13所示，带负电的小球静止在水平位置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm，两板间的电势差为300V如果两板间电势差减小到60V，则带电小球运动到极板上需多长时间？图13答案4.5×102s解析取带电小球为研究对象，设它带电荷量为q，则带电小球受重力mg和电场力qE的作用当U1300V时，小球平衡：mgq当U260V时，带电小球向下极板做匀加速直线运动：mgqma又hat2由得：ts4.5×102s16.（10分）如图14所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板距d0.04m，两板间的电压U400V，板间有一匀强电场在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h1.25m的P点处有一带正电的小球，已知小球的质量m5×106kg，电荷量q5×108C设A、B板足够长，g取10m/s2.试求：图14(1)带正电的小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰；(2)相碰时，离金属板上端的距离多大答案(1)0.52s(2)0.102m解析(1)设小球从P到Q需时间t1，由hgt得t1s0.5s，小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度a，由力的独立作用原理，可以求出小球在电场中的运动时间t2.应有qEma，E，at，以上三式联立，得t2d0.04×s0.02s，运动总时间tt1t20.5s0.02s0.52s.(2)小球由P点开始在竖直方向上始终做自由落体运动，在时间t内的位移为ygt2×10×(0.52)2m1.352m.相碰时，与金属板上端的距离为syh1.352m1.25m0.102m.7