第1章_靜電場_單元測試C5（人教版選修3-1）

1、第1章 靜電場 單元測試C5I卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分滿分100分，時間90分鐘第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1 在國際單位制中，庫侖定律寫成Fk，式中靜電力常量k8.98110Nm2C2，電荷量q1和q2的單位都是庫侖，距離r的單位是米，作用力F的單位是牛(頓)，若把寫成F，式中r的單位是米，F(xiàn)的單位是牛(頓)，由此可以定義q的一個新單位，用米、千克、秒表示時為()Akgms1 Bkg2m3sCk

2、gms Dkg2ms答案：A2如圖所示，一個驗(yàn)電器放在絕緣平臺上，它的金屬外殼用一根金屬線接地，把一根用絲綢摩擦過的玻璃棒與驗(yàn)電器的金屬小球接觸，看到它的指針張開，說明已經(jīng)帶上電，如圖所示現(xiàn)進(jìn)行下述三項(xiàng)操作：(1)首先把驗(yàn)電器外殼的接地線撤去；(2)用手指摸一下驗(yàn)電器的金屬小球；(3)把手指從金屬小球上移開下面關(guān)于最后結(jié)果的說法正確的是()A驗(yàn)電器指針合攏，說明驗(yàn)電器的金屬桿沒有帶電B驗(yàn)電器指針張開一定角度，金屬桿帶正電C驗(yàn)電器指針張開一定角度，金屬桿帶有負(fù)電D驗(yàn)電器指針合攏，但不能說明金屬桿不帶電答案：B解析：用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，與驗(yàn)電器的金屬小球接觸指針帶正電從而張開；由于靜電感應(yīng)

3、，金屬殼內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷，外殼正電荷導(dǎo)入大地；當(dāng)接地線撤去后，由于正負(fù)電荷的相互作用，用手指摸驗(yàn)電器的金屬小球再移開，并不能把金屬球和指針上的正電荷導(dǎo)走3在靜電場中a、b、c、d四點(diǎn)分別放一檢驗(yàn)電荷，其電量可變，但很小，結(jié)果測出檢驗(yàn)電荷所受電場力與電荷電量的關(guān)系如圖所示，由圖線可知()Aa、b、c、d四點(diǎn)不可能在同一電場線上B四點(diǎn)場強(qiáng)關(guān)系是EcEaEbEdC四點(diǎn)場強(qiáng)方向可能不相同D以上答案都不對答案：B解析：場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷電量的大小無關(guān)4 如圖所示勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷Q.a、b、c、d、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn)，aecf平面與電場平行，bedf平面與電場垂直，則下列說

4、法中正確的是()Ab、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同Ba點(diǎn)的電勢等于f點(diǎn)的電勢C點(diǎn)電荷q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動時，電場力一定做功D將點(diǎn)電荷q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動，從a點(diǎn)移動到c點(diǎn)電勢能的變化量一定最大答案：D解析：b、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)為Q產(chǎn)生的場與勻強(qiáng)電場E的合場強(qiáng)，由對稱可知，其大小相等，方向不同，A錯誤；a、f兩點(diǎn)雖在Q的同一等勢面上，但在勻強(qiáng)電場E中此兩點(diǎn)不等勢，故B錯誤；在bedf面上各點(diǎn)電勢相同，點(diǎn)電荷q在bedf面上移動時，電場力不做功，C錯誤；從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，Q對它的電場力不做功，但勻強(qiáng)電場對q做功最多，電勢能變化量一定最大，故D正確5如圖所示，在水平放置的光滑接地金屬板中點(diǎn)的正上方，有

5、帶正電的點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣帶正電的金屬球(可視為質(zhì)點(diǎn)，且不影響原電場)自左以速度v0開始在金屬板上向右運(yùn)動，在運(yùn)動過程中()A小球做先減速后加速運(yùn)動B小球做勻速直線運(yùn)動C小球受的電場力不做功D電場力對小球先做正功后做負(fù)功答案：BC解析：金屬板在點(diǎn)電荷的電場中達(dá)到靜電平衡狀態(tài)后，其表面是一個等勢面，根據(jù)電場線與等勢面垂直，則帶電小球沿金屬板表面移動時所受電場力的方向豎直向下，所以帶電小球所受的重力、支持力和電場力均在豎直方向上，合力為零故帶電小球做勻速直線運(yùn)動，B正確；又由于電場力與表面垂直，對小球不做功，故C正確，D錯誤6如圖所示，一個帶正電的粒子以一定的初速度垂直進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場若不

6、計(jì)重力，圖中的四個圖線中能描述粒子在電場中的運(yùn)動軌跡的是()答案：C7 圖中虛線是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場中的一簇等勢線，若不計(jì)重力的帶電粒子從a點(diǎn)射入電場后恰能沿圖中的實(shí)線運(yùn)動，b點(diǎn)是其運(yùn)動軌跡上的另一點(diǎn)，則下述判斷正確的是()Ab點(diǎn)的電勢一定高于a點(diǎn)Ba點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于b點(diǎn)C帶電粒子一定帶正電D帶電粒子在b點(diǎn)的速率一定小于在a點(diǎn)的速率答案：BD解析：由等勢線的分布畫出電場線的分布如圖所示，可知a點(diǎn)的場強(qiáng)大，B正確，根據(jù)軌跡可判斷電場力指向左方，電場力做負(fù)功，a點(diǎn)速率大于b點(diǎn)速率，D正確但不知粒子電性，也無法判斷場強(qiáng)的具體方向，故無法確定a、b兩點(diǎn)電勢的高低，A、C錯誤8如圖所示，在粗糙

7、水平面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無初速度釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Q的電場中運(yùn)動到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中 ()A小物塊所受電場力逐漸減小B小物塊具有的電勢能逐漸減小CM點(diǎn)的電勢一定高于N點(diǎn)的電勢D小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功答案：ABD解析：電場力做正功，摩擦力做負(fù)功，大小相等(始末速度為零)9如圖所示，A，B兩個帶有異種電荷的小球分別被兩根絕緣細(xì)線系在木盒內(nèi)，且在同一豎直線上，靜止時木盒對地面的壓力為FN，細(xì)線對B的拉力為F.若將系B的細(xì)線斷開，下列說法中正確的是()A剛斷開時木盒對地的壓力等于FNB剛斷開時木盒對地的壓力等于FNFC剛斷開時木盒對地

8、的壓力等于FNFD在B向上運(yùn)動的過程中，木盒對地的壓力逐漸變大答案：BD解析：剛斷開時，A，B間的庫侖力不變未斷開時，對A，B和木盒整體進(jìn)行受力分析，有：FNG木GAGB，對于B，F(xiàn)庫GBF.斷開時，對A與木箱整體進(jìn)行受力分析，有：FNG木GAF庫，因?yàn)镕庫不變所以B正確，在B向上運(yùn)動過程中F庫變大，所以D正確10如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一個小孔M、N，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上)，空氣阻力不計(jì)，到達(dá)N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩極板間的電壓不變，則()A把A板向上平移一小

9、段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回B把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落C把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回D把B板向下平移一小段距離后，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落答案：ACD解析：欲使帶電質(zhì)點(diǎn)不從N孔穿出，則臨界條件為vN0.由動能定理得：mg2dqUAB0，將A板向上或向下移動一小段距離，都不影響上式成立，即都能保證vN0.A對，B錯B板向上平移，重力做功小于電場力做功，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔前已開始返回，C正確若B板向下移動，重力做功大于電場力做功，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔時有向下的速度，將從N孔穿出，D正確第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共4

10、小題，每小題5分，共20分把答案直接填在橫線上)11 在兩塊平行豎直放置的帶等量異種電荷的金屬板M、N間的勻強(qiáng)電場中有A、B兩點(diǎn)，AB連線與水平方向成30角，AB長為0.2cm，如圖所示現(xiàn)有一帶電量為4108C的負(fù)電荷從A沿直線移到B點(diǎn)，電場力做正功2.4106J，則A、B兩點(diǎn)間的電勢差大小為_，_點(diǎn)電勢高若此電荷q沿任意路徑從B到A點(diǎn)，電荷電勢能變化情況是_，此勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為_，若兩金屬板相距0.3cm，則兩板電勢差為_答案：60V，B，增加，2104V/m,60V12如圖，帶電量為q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心若圖中a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零，根

11、據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為_，方向_(靜電力恒量為k)答案：，水平向左(或垂直薄板向左)13如圖所示，質(zhì)量相等的三個小球A、B、C，放在光滑的絕緣水平面上，若將A、B兩球固定，釋放C球，C球的加速度為1m/s2，方向水平向左若將B、C球固定，釋放A球，A球的加速度為2m/s2，方向水平向左現(xiàn)將A、C兩球固定，釋放B球，則B球加速度大小為_m/s2，方向?yàn)開答案：3向右解析：把A、B、C球作為一個系統(tǒng)，三個小球之間的相互作用力為系統(tǒng)內(nèi)力根據(jù)牛頓第三定律，每兩個小球之間存在一對作用力和反作用力，其大小相等、方向相反這樣系統(tǒng)的內(nèi)力之和為零系統(tǒng)的外力之和也為零設(shè)三個小球所受的合

12、外力分別為F1、F2、F3，則F1ma1F2ma2F3ma3F1F2F3m(a1a2a3)0設(shè)向右為正a2a1a3123(m/s2)B球的加速度大小為3m/s2，方向向右14水平放置的平行板電容器的電容為C，板間距離為d，極板足夠長，當(dāng)其帶電荷量為Q時，沿兩板中央水平射入的帶電荷量為q的微粒恰好做勻速直線運(yùn)動，若使電容器帶電荷量為2Q，則帶電粒子落到某一極板上需時間_答案：解析：當(dāng)帶電荷量為Q時，Eqmg.當(dāng)帶電荷量為2Q時，由U和E 可知：E2EEq2mg.合力大小為mg，方向豎直向上，故帶電粒子向上做類平拋運(yùn)動，如圖所示gt2t三、論述計(jì)算題(共5小題，共40分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方

13、程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位15(7分)如圖，兩個同樣的氣球充滿氦氣，氣球帶有等量同種電荷兩根等長的細(xì)線下端系上5.0103kg的重物后，就如圖所示的那樣平衡地飄浮著，求每個氣球的帶電量為多少？答案：5.6104C解析：分別對重物和小球分析受力如圖所示，對重物2FTsinmg對氣球FTcos，F(xiàn)TFT，解得：QC5.6104C16(7分)如圖所示，有一電子(電量為e)經(jīng)電壓U0加速后，進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間若電子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿過電場，求：(1)金屬板AB的長度(2)電子穿出電場時的動能答案：

14、(1)d(2)ee(U0+)解析：(1)設(shè)電子飛離加速電場時速度為v0，由動能定理eU0m設(shè)金屬板AB的長度為L，電子偏轉(zhuǎn)時間t電子在偏轉(zhuǎn)電場中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)加速度a電子在電場中偏轉(zhuǎn)ydat2由得：Ld.(2)設(shè)電子穿過電場時的動能為Ek，根據(jù)動能定理EkeU0ee(U0+).17(8分)如圖所示，水平地面上方分布著水平向右的勻強(qiáng)電場，一“L”形的絕緣硬質(zhì)管豎直固定在勻強(qiáng)電場中管的水平部分長為l10.2m，離水平地面的距離為h5. 0m，豎直部分長為l20.1m.一帶正電的小球從管的上端口A由靜止釋放，小球與管間摩擦不計(jì)且小球通過管的彎曲部分(長度極短可不計(jì))時沒有能量損失，小球在電場中受到的電場力

15、大小為重力的一半求：(1)小球運(yùn)動到管口B時的速度大??；(2)小球著地點(diǎn)與管的下端口B的水平距離(g10m/s2)答案：(1)vB2.0m/s(2)s4.5m解析：(1)在小球從A運(yùn)動到B的過程中，對小球由動能定理有m0mgl2F電l1解得vB代入數(shù)據(jù)可得vB2.0m/s(2)小球離開B點(diǎn)后，設(shè)水平方向的加速度為a，位移為s，在空中運(yùn)動的時間為t，水平方向有asvBtat2豎直方向有hgt2由式，并代入數(shù)據(jù)可得s4.5m18(8分)如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與光滑絕緣水平面平滑連接，整個裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)電場E中一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從水平

16、面上的A點(diǎn)以初速度v0水平向左運(yùn)動，沿半圓形軌道恰好通過最高點(diǎn)C，場強(qiáng)大小為E(E小于)(1)試計(jì)算物塊在運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功(2)證明物塊離開軌道落回水平面過程的水平距離與場強(qiáng)大小E無關(guān)，且為一常量答案：(1)Wfm(Eqmg)R(2)s2R解析：(1)物塊恰能通過圓弧最高點(diǎn)C時，圓弧軌道與物塊間無彈力作用，物塊受到的重力和電場力提供向心力mgEqm物塊在由A運(yùn)動到C的過程中，設(shè)物塊克服摩擦力做的功為Wf，根據(jù)動能定理有Eq2RWfmg2Rmm由式解得Wfm(Eqmg)R(2)物塊離開半圓形軌道后做類平拋運(yùn)動，設(shè)水平位移為s，則水平方向有svCt豎直方向有2R(g)t2由式聯(lián)立解得s2R因此，物塊離開軌道落回水平面的水平距離與場強(qiáng)大小E無關(guān)，大小為2R.19(10分) 一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，從O點(diǎn)以和水平方向成角的初速度v0拋出，當(dāng)達(dá)到最高點(diǎn)A時，恰進(jìn)入一勻強(qiáng)電場中，如圖經(jīng)過一段時間后，小球從A點(diǎn)沿水平直線運(yùn)動到與A相距為S的A點(diǎn)后又折返