2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計物理粵教版選修3-1練習(xí)：第一章 第八節(jié)　靜電與新技術(shù)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第八節(jié)靜電與新技術(shù)1．靜電技術(shù)的應(yīng)用主要有激光打印、噴墨打印、靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復(fù)印等．2．在靜電除塵裝置中，高壓電源的正極接到金屬圓筒上，負(fù)極接到懸掛在管心的金屬線上，它們之間有很強(qiáng)的電場，且距管心的金屬線越近，場強(qiáng)越大．3．形成靜電災(zāi)害的必要條件是積累足夠多的靜電荷，所以防止靜電災(zāi)害的基本原則是：控制靜電的產(chǎn)生，把產(chǎn)生的靜電迅速引走以避免靜電的積累．【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一靜電的產(chǎn)生1．人們在晚上脫衣服時,有時會看到火花四濺，并伴有“劈啪”聲，這是因?yàn)椋?A．衣服由于摩擦而產(chǎn)生了靜電B．人體本身是帶電體C．空氣帶電，在衣服上放電所致D．以上說法均不正確答案A解析若我們身穿含有化纖成分的衣服,且始終在運(yùn)動，使衣服與衣服之間、衣服和皮膚之間不停地摩擦，在摩擦中會使衣服上帶有異種電荷．在脫衣服時正電荷和負(fù)電荷碰到一起就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，于是我們聽到“劈啪"的放電聲，若是在晚上還可以看見火花四濺的現(xiàn)象．2．在工廠里,靠近傳送帶的工人經(jīng)常受到電擊．經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),這是由于傳送帶在傳送過程中帶上了電．(1）解釋為什么靠近傳送帶的物體會帶電;（2）你可以用什么方法來解決這個問題．答案見解析解析(1)因?yàn)閭魉蛶c被傳送物體間發(fā)生摩擦而帶電，靠近傳送帶的物體(如人體）因?yàn)楦袘?yīng)也帶上了電．(2)要避免這種電擊,可以把導(dǎo)體材料如金屬絲等摻到傳送帶材料中，讓傳送帶變成導(dǎo)體，或者干脆用導(dǎo)體制造傳送帶，再用適當(dāng)方法把傳送帶接地,靜電便不會積累，工人也不會再遭電擊．知識點(diǎn)二靜電危害的防止3．下列哪些做法不屬于防止靜電危害的措施（)A．復(fù)印機(jī)外殼用導(dǎo)線接地B．靜電植絨在紡織業(yè)得到很廣泛的應(yīng)用C．在地毯中夾雜細(xì)鋼絲導(dǎo)電纖維D．做靜電實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)室要通氣,以避免空氣中有過多的二氧化碳、水蒸氣或各種離子答案B解析靜電放電的措施是多樣的，可以控制靜電不產(chǎn)生或少產(chǎn)生，若不可回避地產(chǎn)生了靜電還可以采取導(dǎo)電的方式防止聚集，B屬于靜電的利用，A、C、D都是防止靜電危害的措施，故選B項．4．下列措施中,不屬于防止靜電危害的是(）A．油罐車后有一條拖在地面上的鐵鏈條B．小汽車上有一根露在外面的小天線C．在印染廠中保持適當(dāng)?shù)臐穸菵．在地毯中夾雜0.05～0。07mm的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維答案B解析油罐車后裝一條拖在地面上的鐵鏈條，可以及時導(dǎo)走油罐車上產(chǎn)生的靜電荷，避免了因電荷越積越多產(chǎn)生高壓放電,而使油罐車起火爆炸；在地毯中夾雜導(dǎo)電纖維,同樣是為了導(dǎo)走摩擦產(chǎn)生的靜電荷;保持印染廠空氣濕度適當(dāng)，是為了使靜電荷及時散失，避免干擾印染的質(zhì)量;而在小汽車外露出一根小天線，是為了接收電磁波,如果小天線不露在汽車外，車內(nèi)處于被金屬包圍的環(huán)境中，車內(nèi)被靜電屏蔽，無法收到無線電波，所以選B.5．請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法正確的是（)A．電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C．小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死D．打雷時，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU答案B解析由靜電屏蔽的知識可知，A、D選項均錯；金屬可以消除多余的靜電，B項正確；單根高壓輸電線上相距較近的兩點(diǎn)之間電阻很小,因而電壓較小，小鳥不會被電死，C選項錯誤．知識點(diǎn)三靜電的應(yīng)用6．油罐車上常拖有一根鐵鏈，它一端與油罐相連，一端拖在地上,這根鐵鏈的作用是(）A．無任何作用B．方便上下車C．測量地面溫度D．導(dǎo)走靜電答案D解析油罐車在行駛中由于摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，若靜電荷積累過多易引起火災(zāi),車上的鐵鏈可以將靜電荷導(dǎo)入大地，避免靜電荷的積累．7．下列哪些現(xiàn)象利用了靜電（)A．常用的復(fù)印機(jī)復(fù)印文稿等B．常用的家用照相機(jī)成像在底片上C．針式打印機(jī)打印文字圖象D．?dāng)?shù)碼照相機(jī)照相答案A解析根據(jù)課本內(nèi)容可知復(fù)印機(jī)是利用電場力控制點(diǎn)電荷的運(yùn)動，屬于靜電的應(yīng)用，所以選項A正確；照相機(jī)成像是利用光的原理工作的,針式打印機(jī)打印文字和圖象是利用振針和墨帶打印的,數(shù)碼照相是將光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所以選項B、C、D都是錯誤的．8．下列說法不正確的是(）A．靜電除塵的原理是讓灰塵帶上電荷,然后在電場力的作用下，奔向并吸附到異性電極上B．靜電復(fù)印的原理是讓油墨帶上電荷，然后在電場力的作用下，奔向并吸附到帶異種電荷的白紙上C．靜電噴墨的原理是讓油漆帶上電荷，然后在電場力的作用下，奔向并吸附到吸引油漆的工件上D．靜電復(fù)印中的硒鼓上字跡的像實(shí)際是曝光的地方答案D解析灰塵很容易吸附電子,這些吸附負(fù)電荷的灰塵在電場力作用下,被吸附到帶正電的圓筒上;靜電復(fù)印和靜電噴墨是分別使油墨和油漆帶電，在電場力作用下吸附到帶異種電荷的預(yù)期部位；靜電復(fù)印曝光時，在光學(xué)系統(tǒng)作用下，將原稿圖象投射到感光板上,并使其形成靜電潛像的過程,硒鼓上字跡的像是未曝光的地方．9．（雙選)如圖1所示為靜電除塵示意圖,在M、N兩點(diǎn)間加高壓電源，金屬管內(nèi)空氣電離,電離的電子在電場力的作用下運(yùn)動，遇到煙氣中的煤粉,使煤粉帶負(fù)電,因而煤粉被吸附到管上，排出的煙就清潔了，就此示意圖，下列說法正確的是（）圖1A．N接電源的正極B．M接電源的正極C．電場強(qiáng)度Em〉EnD．電場強(qiáng)度Em<En答案AC解析電子附在煤粉上，使煤粉帶上負(fù)電荷，煤粉若能吸附在管壁上,說明管壁帶正電，N接電源正極，將金屬棒與金屬管壁看作電容器,則其內(nèi)電場線分布情況如右圖所示．由圖可知金屬棒附近的m點(diǎn)處電場線較密，而靠近金屬管壁的n點(diǎn)處電場線較疏，故m處場強(qiáng)比n處場強(qiáng)大，即Em>En.10．（雙選）滾筒式靜電分選器由料斗A、導(dǎo)板B、導(dǎo)體滾筒C、刮板D、料槽E、F和放電針G等部件組成．C與G分別接于直流高壓電源的正、負(fù)極，并令C接地．如圖2所示,電源電壓很高，足以使放電針G附近的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生大量離子．現(xiàn)有導(dǎo)電性能不同的兩種物質(zhì)粉粒a、b的混合物從料斗A下落,沿導(dǎo)板B到達(dá)轉(zhuǎn)動的滾筒C上,粉粒a具有良好的導(dǎo)電性，粉粒b具有良好的絕緣性．下列說法正確的是（)圖2A．粉粒a落入料槽F,粉粒b落入料槽EB．粉粒b落入料槽F，粉粒a落入料槽EC．若滾筒C不接地而放電針G接地，從工作原理上看，這是允許的D．若滾筒C不接地而放電針G接地,從工業(yè)實(shí)用角度看，這也是允許的答案AC解析因?yàn)镃和G分別接在高壓電源的正、負(fù)極上,放電針G附近形成很強(qiáng)的電場，使放電針G附近的空氣電離而產(chǎn)生大量離子，其中的負(fù)離子在奔向正極C的過程中被吸附到粉粒a、b上，a、b因吸附負(fù)離子而帶負(fù)電，被吸引到帶正電的滾筒C上，因a具有良好的導(dǎo)電性，a所帶電荷被C上的正電荷中和并最終帶上和C相同的電荷而被C排斥，落入料槽F,粉粒b因具有良好的絕緣性，所帶負(fù)電荷不會被中和，和C相互吸引，被吸引到滾筒C上，直到D處被刮板刮落而落入料槽E中，故A對，B錯．若滾筒C不接地而放電針G接地，同樣能使放電針附近空氣電離,從工作原理上看是允許的，但滾筒C不接地具有高壓，不安全，從工業(yè)實(shí)用角度看，不允許，故C對，D錯．第一章電場（A）(時間：90分鐘，滿分：100分)一、單項選擇題(本題共6個小題,每小題4分，共24分）1．電荷從靜止開始只在電場力作用下的運(yùn)動（最初階段的運(yùn)動），則電荷（)A．總是從電勢高的地方移到電勢低的地方B．總是從電場強(qiáng)度大的地方移到電場強(qiáng)度小的地方C．總是從電勢能大的地方移到電勢能小的地方D．總是從電勢能小的地方移到電勢能大的地方答案C2．電場中有一點(diǎn)P，下列說法中正確的有(）A．若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半,則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半B．若P點(diǎn)沒有試探電荷，則P點(diǎn)場強(qiáng)為零C．P點(diǎn)的場強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場力越大D．P點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)榉旁谠擖c(diǎn)的電荷所受電場力的方向答案C3.如圖1所示是兩個等量異種點(diǎn)電荷，周圍有1、2、3、4、5、6各點(diǎn)，其中1、2之間距離與2、3之間距離相等，2、5之間距離與2、6之間距離相等．兩條虛線互相垂直且平分，那么關(guān)于各點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢的敘述錯誤的是(）圖1A．1、3兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B．5、6兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同C．4、5兩點(diǎn)電勢相同D．1、3兩點(diǎn)電勢相同答案D解析兩個等量異種點(diǎn)電荷的中垂線是等勢線，所以2、4、5、6的電勢相等,C正確；順著電場線的方向電勢降低,1、3電勢不相等,D錯誤；1、2之間距離與2、3之間距離相等，由場強(qiáng)的矢量合成可以知道1、3兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同，A正確;2、5之間距離與2、6之間距離相等，由場強(qiáng)的矢量合成得5、6兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同，B正確．4.如圖2所示,真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30°角．關(guān)于a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)Ea、Eb及電勢φa、φb的關(guān)系,正確的是(）圖2A．Ea＝3Eb,φa〉φbB．Ea＝3Eb，φa〈φbC．Ea＝eq\f（Eb，3），φa<φbD．Ea＝eq\r(3)Eb，φa<φb答案B解析點(diǎn)電荷所形成的電場強(qiáng)度為E＝keq\f(Q,r2），又由題圖可知ratan60°＝rb，所以Ea＝3Eb。點(diǎn)電荷所形成的等勢面是以點(diǎn)電荷為球心的球面，從a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向可知此點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，所以φa〈φb.5。如圖3所示,在水平放置的已經(jīng)充電的平行板電容器之間，而處于靜止?fàn)顟B(tài)，若某時刻油滴的電荷量開始減小,為維持該油滴原來的靜止?fàn)顟B(tài)，應(yīng)（）圖3A．給平行板電容器充電，補(bǔ)充電荷量B．給平行板電容器放電,減小電荷量C．使兩金屬板相互靠近些D．使兩金屬板相互遠(yuǎn)離些答案A解析為維持油滴靜止?fàn)顟B(tài)，應(yīng)增大兩板間場強(qiáng),由Q＝CU，U＝Ed可知增大Q，E也增大，故A項對，B項錯；Q不變,改變d，E不變，C、D項錯．6。如圖4所示，帶等量異號電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場線上的兩點(diǎn)，一帶電粒子（不計重力)以速度vM經(jīng)過M點(diǎn)在電場線上向下運(yùn)動，且未與下板接觸，一段時間后，粒子以速度vN折回N點(diǎn)，則(）圖4A．粒子受電場力的方向一定由M指向NB．粒子在M點(diǎn)的速度一定比在N點(diǎn)的大C．粒子在M點(diǎn)的電勢能一定比在N點(diǎn)的大D．電場中M點(diǎn)的電勢一定高于N點(diǎn)的電勢答案B解析由題意可知，帶電粒子受到的電場力方向向上，從M到N帶電粒子做減速運(yùn)動,A錯誤，B正確；帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增加，所以粒子在M點(diǎn)電勢能小于在N點(diǎn)的電勢能，C項錯誤;由于不知道帶電粒子的電性，所以也就不知道M、N點(diǎn)電勢的高低，D項錯誤．二、雙項選擇題(本題共6個小題，每小題6分，共36分）7．如圖5所示，實(shí)線為方向未知的三條電場線，a、b兩帶電粒子從電場中的O點(diǎn)以相同的初速度飛出．僅在電場力作用下，兩粒子的運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，則（)圖5A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．a(chǎn)加速度減小，b加速度增大C．a(chǎn)電勢能減小，b電勢能增大D．a(chǎn)和b的動能一定都增大答案BD解析由于不知道電場線的方向，故無法判斷粒子帶電性質(zhì)，A項錯誤；但可以判斷左方場強(qiáng)大于右方的場強(qiáng),故a加速度減小，b加速度增大，B項正確;電場力對兩粒子均做正功,故電勢能均減小,動能都增大，C項錯誤,D項正確．8.如圖6所示,MN是一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線．一個帶正電的粒子（不計重力）從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示．下列結(jié)論正確的是（）圖6A．帶電粒子從a到b過程中動能逐漸減小B．負(fù)點(diǎn)電荷一定位于M點(diǎn)左側(cè)C．帶電粒子在a點(diǎn)時具有的電勢能大于在b點(diǎn)時具有的電勢能D．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度答案CD解析本題考查電場力、電勢能．由粒子運(yùn)動的軌跡可知，帶電粒子受到的電場力向右，電場力對帶電粒子做正功，帶電粒子的電勢能減小，動能逐漸增大，負(fù)電荷一定在N側(cè)，帶電粒子在a點(diǎn)受到的電場力小于在b點(diǎn)的電場力，所以在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度，C、D項正確．9.如圖7中虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場中運(yùn)動的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢．若不計重力，則（)圖7A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動至a點(diǎn)的過程中克服電場力做功D．M在從O點(diǎn)運(yùn)動至b點(diǎn)的過程中，電場力對它做的功等于零答案BD解析由O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢知,場強(qiáng)方向垂直虛線向下，由兩粒子運(yùn)動軌跡的彎曲方向知N粒子所受電場力方向向上，M粒子所受電場力方向向下，故M粒子帶正電、N粒子帶負(fù)電，A錯誤．N粒子從O點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn),電場力做正功．M粒子從O點(diǎn)運(yùn)動至c點(diǎn)電場力也做正功．因?yàn)閁aO＝UOc，且M、N粒子質(zhì)量相等,電荷的絕對值相等，由動能定理易知B正確．因O點(diǎn)電勢低于a點(diǎn)電勢，且N粒子帶負(fù)電，故N粒子運(yùn)動中電勢能減少，電場力做正功，C錯誤．O、b兩點(diǎn)位于同一等勢線上，D正確．10.如圖8甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，電子原來靜止在左極板小孔處，不計電子的重力，下列說法正確的是（)圖8A．從t＝0時刻釋放電子，電子始終向右運(yùn)動，直到打到右極板上B．從t＝0時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動C．從t＝T/4時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動，也可能打到右極板上D．從t＝3T/8時刻釋放電子,電子必然打到左極板上答案AC解析若t＝0時刻釋放電子,電子將重復(fù)先加速后減速，直到打到右極板,不會在兩板間振動，所以A正確,B錯誤；若從t＝T/4時刻釋放電子，電子先加速T/4,再減速T/4,有可能電子已到達(dá)右極板，若此時未到達(dá)右極板,則電子將在兩極板間振動,所以C正確；同理，若從t＝3T/8時刻釋放電子，電子有可能到達(dá)右極板，也有可能從左極板射出,這取決于兩板間的距離，所以D項錯誤；此題考查帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動．11。空間某一靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖11所示，x軸上兩點(diǎn)B、C的電場強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說法中正確的有（）圖11A．EBx的大小大于ECx的大小B．EBx的方向沿x軸正方向C．電荷在O點(diǎn)受到的電場力在x方向上的分量最大D．負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中,電場力先做正功，后做負(fù)功答案AD解析在φ—x圖中，圖象斜率表示場強(qiáng)大?。Y(jié)合題中圖象特點(diǎn)可知EBx〉ECx,EOx＝0，故A對，C錯．根據(jù)電場中沿著電場線的方向電勢逐漸降低可知EBx沿x軸負(fù)方向，B項錯．負(fù)電荷在正x軸上受電場力沿x軸負(fù)向，在負(fù)x軸上受電場力沿x軸正向，故可判斷負(fù)電荷從B移到C的過程中，電場力先做正功后做負(fù)功，D項正確．12.如圖10所示，三個質(zhì)量相同，帶電荷量分別為＋q、－q和0的小液滴a、b、c,從豎直放置的兩板中間上方由靜止釋放，最后從兩板間穿過，軌跡如圖所示，則在穿過極板的過程中（）圖10A．電場力對液滴a、b做的功相同B．三者動能的增量相同C．液滴a電勢能的增加量等于液滴b電勢能的減小量D．重力對三者做的功相同答案AD解析此題考查帶電粒子在電場中的受力運(yùn)動及能量變化規(guī)律,因a、b帶電荷量相等,所以穿過兩板時電場力做功相同，電勢能增加量相同，A對，C錯；c不帶電，不受電場力作用,由動能定理，三者動能增量不同，B錯；a、b、c三者穿出電場時，由WG＝mgh知，重力對三者做功相同，D對．三、計算題（本題共4個小題,滿分40分)13。（10分)如圖11所示，P、Q兩金屬板間的電勢差為50V，板間存在勻強(qiáng)電場,方向水平向左，板間的距離d＝10cm，其中Q板接地，兩板間的A點(diǎn)距P板4cm，求：圖11（1）P板及A點(diǎn)的電勢．（2)保持兩板間的電勢差不變，將Q板向左平移5cm，則A點(diǎn)的電勢將變?yōu)槎嗌?？答案?）－50V－30V（2）－10V解析(1)UPQ＝φP－φQ＝－50V，UAQ＝eq\f（UPQ,d）·d1＝eq\f（－50,0.1）×0.06V＝－30V．因Q板接地,故P點(diǎn)電勢φP＝－50V，φA＝－30V。(2)φA′＝eq\f(UPQ,d′)·d2＝eq\f（－50,0。05）×0.01V＝－10V。14.（10分）在一個點(diǎn)電荷Q的電場中，Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場線重合，坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5。0m．已知放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同，電場力的大小跟試探電荷所帶電荷量大小的關(guān)系如圖12中的直線A、B所示,放在A點(diǎn)的電荷帶正電，放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電．求:圖12（1)B點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向；（2）試判斷點(diǎn)電荷Q的電性，并確定點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)．答案(1)2.5N/C沿x軸的負(fù)方向（2）負(fù)電2.6m解析（1）由題圖可得B點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小EB＝eq\f（F,q)＝2。5N/C。因B點(diǎn)的試探電荷帶負(fù)電，而受力指向x軸的正方向，故B點(diǎn)場強(qiáng)的方向沿x軸的負(fù)方向．(2)因A點(diǎn)的正電荷受力和B點(diǎn)的負(fù)電荷受力均指向x軸的正方向,故點(diǎn)電荷Q位于A、B兩點(diǎn)之間，帶負(fù)電．設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為x，則EA＝keq\f(Q,x－22），EB＝keq\f(Q，5－x2）。由題圖可得EA＝40N/C，解得x＝2。6m.15.（10分）如圖13所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平位置的平行板電容器兩極板間，距下極板0。8cm,兩極板間的電勢差為300V．如果兩極板間電勢差減小到60V，則帶電小球運(yùn)動到極板上需多長時間？圖13答案4.5×10－2s解析取帶電小球?yàn)檠芯繉ο螅O(shè)它帶電荷量為q,則帶電小球受重力mg和電場力qE的作用．當(dāng)U1＝300V時，小球平衡：mg＝qeq\f（U1,d)①當(dāng)U2＝60V時，帶電小球向下極板做勻加速直線運(yùn)動：mg－qeq\f（U2,d）＝ma②又h＝eq\f（1,2）at2③由①②③得：t＝eq\r(\f（2U1h，U1－U2g))＝eq\r（\f(2×0。8×10－2×300，300－60×10)）s＝4.5×10－2s16.（10分）如圖14所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B,板間距d＝0.04m,兩板間的電壓U＝400V，板間有一勻強(qiáng)電場．在A、B兩板上端連線的中點(diǎn)Q的正上方，距Q為h＝1。25m的P點(diǎn)處有一帶正電的小球,已知小球的質(zhì)量m＝5×10－6kg,電荷量q＝5×10－8C．設(shè)A、B兩極板足夠長，g取10m/s2。圖14(1）帶正電的小球從P點(diǎn)開始由靜止下落，經(jīng)多長時間和金屬板相碰;（2）相碰時,離金屬板上端的距離多大．答案(1）0.52s(2）0。102m解析（1）設(shè)小球從P到Q需時間t1,由h＝eq\f（1，2)gteq\o\al（2,1）得t1＝eq\r（\f（2h，g））＝eq\r（\f（2×1。25,10））s＝0.5s,小球進(jìn)入電場后其飛行時間取決于電場力產(chǎn)生的加速度a，由力的獨(dú)立作用原理，可以求出小球在電場中的運(yùn)動時間t2。應(yīng)有qE＝ma,E＝eq\f(U，d），eq\f（d,2)＝eq\f（1,2)ateq\o\al(2，2),以上三式聯(lián)立，得t2＝deq\r（\f（m，qU）)＝0。04×eq\r（\f(5×10－6,5×10－8×400))s＝0.02s,運(yùn)動總時間t＝t1＋t2＝0。5s＋0.02s＝0。52s。(2)小球由P點(diǎn)開始在豎直方向上始終做自由落體運(yùn)動，在時間t內(nèi)的位移為y＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f（1,2)×10×(0。52)2m＝1。352m。相碰時，與金屬板上端的距離為s＝y(tǒng)－h(huán)＝1.352m－1.25m＝0。102m.粵教版物理（選修3－1)第一章電場（B）(時間：90分鐘，滿分：100分）一、單項選擇題（本題共5個小題,每小題4分，共20分）1．同一直線上的三個點(diǎn)電荷q1、q2、q3，恰好都處在平衡狀態(tài)，除相互作用的靜電力外不受其他外力作用．已知q1、q2間的距離是q2、q3間的距離的2倍．下列說法錯誤的是(）A．q1、q3為正電荷，q2為負(fù)電荷B．q1、q3為負(fù)電荷，q2為正電荷C．q1∶q2∶q3＝36∶4∶9D．q1∶q2∶q3＝9∶4∶362．電場強(qiáng)度的定義式為E＝eq\f(F，q），點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式為E＝eq\f(kQ,r2），下列說法中正確的是(）A．E＝eq\f（F,q)中的場強(qiáng)E是電荷q產(chǎn)生的B．E＝eq\f（kQ，r2）中的場強(qiáng)E是電荷Q產(chǎn)生的C．E＝eq\f（F，q）中的F表示單位正電荷的受力D．E＝eq\f（F,q)和E＝eq\f(kQ，r2)都只對點(diǎn)電荷適用3．下列說法中正確的是(）A．在電場中，電場強(qiáng)度大的點(diǎn),電勢必定高B．電荷置于電勢越高的點(diǎn)，其所具有的電勢能也越大C．電場中電場強(qiáng)度大的地方，沿電場線方向電勢降落快D．一帶電粒子只受電場力作用在電場中運(yùn)動時，電勢能一定變化4．如圖1所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場中,粒子通過電場中B點(diǎn)時，速率vB＝2v0，方向與電場的方向一致，則A、B兩點(diǎn)的電勢差為（)圖1A。eq\f(mv\o\al(2，0)，2q)B。eq\f（3mv\o\al(2,0),q）C。eq\f(2mv\o\al（2,0），q)D.eq\f(3mv\o\al(2，0),2q)5．如圖2所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與電源E相連，在距離兩板等距離的M點(diǎn)有一個帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將b板向上平移一小段距離，但仍在M點(diǎn)下方，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是(）圖2①液滴將加速向下運(yùn)動②M點(diǎn)電勢升高③帶電液滴在M點(diǎn)的電勢能增大④在b板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場力做功相同A．①②B．③④C．①③D．②④二、雙項選擇題（本題共5個小題，每小題6分，共30分)6．如圖3所示，在真空中,把一個絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的球P慢慢靠近．關(guān)于絕緣導(dǎo)體兩端的電荷，下列說法中正確的是(）圖3A．兩端的感應(yīng)電荷越來越多B．兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷C．兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷D．兩端的感應(yīng)電荷電荷量不相等7。一帶電粒子沿著圖4中曲線JK穿過一勻強(qiáng)電場，a、b、c、d為該電場的電勢面，其中φa〈φb<φc〈φd，若不計粒子受的重力，可以確定()圖4A．該粒子帶正電B．該粒子帶負(fù)電C．從J到K粒子的電勢能增加D．粒子從J到K運(yùn)動過程中的動能與電勢能之和不變8．如圖5所示，導(dǎo)體球A與導(dǎo)體球殼B同心，原來都不帶電,也不接地，設(shè)M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小為EM和EN，下列說法中正確的是（）圖5A．若使A帶電,則EM≠0，EN＝0B．若使B帶電，則EM＝0，EN≠0C．若使A、B兩球分別帶上等量異種電荷，則EM≠0,EN＝0D．若使A球帶電，B球接地，則EM＝0，EN＝09．如圖6所示，平行板電容器的兩個極板為A、B，B極板接地，A極板帶有電荷量＋Q，板間電場有一固定點(diǎn)P，若將B極板固定,A極板下移一些，或者將A極板固定,B極板上移一些,在這兩種情況下，以下說法正確的是（)圖6A．A極板下移時，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢不變B．A極板下移時，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢升高C．B極板上移時,P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢降低D．B極板上移時，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度減小,P點(diǎn)電勢降低10.如圖7所示，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場強(qiáng)方向射入,當(dāng)入射速度為v時，恰好穿過電場而不碰金屬板．要使粒子的入射速度變?yōu)閑q\f(v，2）仍能恰好穿過電場，則必須再使(）圖7A．粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1，4)B．兩板間電壓減為原來的eq\f(1，2)C．兩板間距離變?yōu)樵瓉淼?倍D．兩板間距離變?yōu)樵瓉淼?倍題號12345678910答案姓名：________班級：________學(xué)號：________得分:________三、填空題(本題共2個小題，滿分12分)11．(6分)如圖8所示,電場中某一電場線為一直線，線上有A、B、C三個點(diǎn)，電荷q1＝10－8C,從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時靜電力做了10－7J的功；電荷q2＝－10－8C,在B點(diǎn)的電勢能比在C點(diǎn)時大10－7J,圖8(1)比較A、B、C三點(diǎn)的電勢高低，由高到低的排序是__________；(2)A、C兩點(diǎn)間的電勢差是________V;（3）若設(shè)B點(diǎn)的電勢為零，電荷q2在A點(diǎn)的電勢能是________J.12．（6分）如圖9所示，E板上發(fā)射的電子初速度為零，兩電源的電壓分別為45V、30V，A、B兩板上有小孔OA、OB，則電子經(jīng)過OA、OB孔以及到達(dá)C板的動能分別為：EkA＝______eV,EkB＝______eV，EkC＝________eV。圖9四、計算題(本題共4個小題,滿分38分)13．（8分)半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個半徑相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移開．(1）若A、B兩球帶同種電荷時，接觸后兩球的電荷量之比為多大？（2)若A、B兩球帶異種電荷時，接觸后兩球的電荷量之比為多大？14．(8分)有一個帶電荷量q＝－3×10－6C的點(diǎn)電荷，從某電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電荷克服靜電力做6×10－4J的功,從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力對電荷做9×10－4J的功,問(1）AB、BC、CA間電勢差各為多少？(2）如以B點(diǎn)電勢為零，則A、C兩點(diǎn)的電勢各為多少？電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢能各為多少？15。(10分）如圖10所示，勻強(qiáng)電場的電場線與AC平行，把帶電荷量10－8C的負(fù)電荷從A移至B的過程中，電場力做功6×10－8J,AB長6cm,AB與AC的夾角為60°。求圖10(1)場強(qiáng)方向;(2）設(shè)B處電勢為1V，則A處電勢為多少;（3)A處的場強(qiáng)大??；(4)電子在A點(diǎn)的電勢能．16．(12分)如圖11所示,在絕緣水平面上，相距為L的A、B兩處分別固定著兩個帶電量相等的正電荷,a、b是AB連線上的兩點(diǎn)，其中Aa＝Bb＝L/4,O為AB連線的中點(diǎn),一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小滑塊（可以看作質(zhì)點(diǎn))以初動能E0從a點(diǎn)出發(fā)，沿直線AB向b點(diǎn)運(yùn)動,其中小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)的動能為初動能的n倍（n＞1),到達(dá)b點(diǎn)時動能恰好為零，小滑塊最終停在O點(diǎn)，求:圖11(1)小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；（2）O、b兩點(diǎn)間的電勢差UOb;(3）小滑塊運(yùn)動的總路程．第一章電場(B)1．D2．B［公式E＝eq\f（F，q）是電場強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場,q為試探電荷的電荷量,E＝keq\f（Q,r2)僅適用于計算點(diǎn)電荷的場強(qiáng)，Q為場源點(diǎn)電荷的電荷量．］3．C[電場中電勢的高低具有相對意義，與零勢能點(diǎn)的選擇有關(guān)，因此電勢與場強(qiáng)沒有直接的聯(lián)系，場強(qiáng)大的地方電勢可能低,反之亦然，A錯；負(fù)電荷置于電勢越高的地方，其具有的電勢能反而越小，B錯；由U＝Ed可知,距離相同時，場強(qiáng)大的地方電勢差大，沿電場線方向電勢降落快,C正確;帶電粒子只受電場力作用，可以在一個等勢面上做勻速圓周運(yùn)動,如電子繞原子核的運(yùn)動，此時電場力不做功，帶電粒子的電勢能不變，D錯．］4．C［粒子在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動,則有2gh＝veq\o\al（2,0)。電場力做正功，重力做負(fù)功,使粒子的動能由eq\f(1,2)mveq\o\al（2,0）變?yōu)?mveq\o\al(2，0），則根據(jù)動能定理，有Uq－mgh＝2mveq\o\al(2,0)－eq\f(1，2)mveq\o\al（2,0），解得，A、B兩點(diǎn)電勢差應(yīng)為eq\f（2mv\o\al（2，0）,q)。］5．B[電容器與電源相連，電容器板間的電壓不變，b板向上平移一小段距離，由E＝eq\f(U,d)可知場強(qiáng)變大,液滴所受的電場力變大，液滴將加速向上運(yùn)動；a、M間的電勢差增大，a點(diǎn)電勢為零，M點(diǎn)電勢降低；由于液滴帶負(fù)電，帶電液滴在M點(diǎn)的電勢能增大；在b板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，兩板間的電勢差不變，電場力做功相同．]6．AC[由于導(dǎo)體內(nèi)有大量可以自由移動的電子,當(dāng)帶負(fù)電的球P慢慢靠近它時，由于同種電荷相互排斥，導(dǎo)體上靠近P的一端的電子被排斥到遠(yuǎn)端，從而顯出正電荷，遠(yuǎn)離P的一端帶上了等量的負(fù)電荷．導(dǎo)體離P球距離越近,電子被排斥得越多,感應(yīng)電荷越多．]7．BD［此題已知電場中的一簇等勢面，并且知道各等勢面電勢的高低,可知電場線與等勢面垂直，且指向左．由粒子運(yùn)動的軌跡知,粒子所受電場力的方向與電場線方向相反，所以粒子帶負(fù)電，A錯，B正確;粒子從J到K運(yùn)動過程中，電場力做正功，所以電勢能減小，C錯；只有電場力做功，動能與電勢能之和保持不變，D對．]8．BC［如果A帶電，則會感應(yīng)B內(nèi)部帶異種電荷，外部電性與A相同，那么EM≠0，EN≠0；如果B帶電，電荷只分布在外表面E內(nèi)＝0，因此B正確；如果A、B帶等量異種電荷,A與B的靜電感應(yīng)使B外表面恰好無電荷量，因此C正確;D是接地屏蔽,EM≠0，EN＝0。]9．AC10．AD[帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，即粒子做沿平行板方向上的勻速直線運(yùn)動與垂直板方向上的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動．粒子恰好穿過電場時，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用的時間與垂直板方向上發(fā)生位移eq\f(d,2）所用的時間相等,設(shè)兩板電壓為U，則有eq\f（L，v)＝eq\r(\f（md2,Uq)).當(dāng)入射速度變?yōu)閑q\f（v，2）,它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用的時間變?yōu)樵瓉淼?倍，由上式可知,粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼膃q\f（1，4)或兩板間距離增為原來的2倍時,均可使粒子在與垂直板方向上發(fā)生位移eq\f(d，2）所用的時間變?yōu)樵瓉淼?倍,從而保證粒子仍恰好穿過電場．]11．（1)φC＞φB＞φA（2)－20（3)10－712．454515解析在整個運(yùn)動過程中,電子經(jīng)歷了兩個電場作用，一個是E、A之間的電場，使電子向右加速，另一個是B、C之間的電場,使電子向右運(yùn)動時減速；而A、B之間是等勢區(qū)域，沒有靜電力做功．根據(jù)題目給出的條件,分析出電子在EA、AB、BC各段的運(yùn)動情況，由于已知各段的電壓，所以可以利用動能定理求出動能．因A點(diǎn)電勢高于E點(diǎn),所以電子在E、A間加速,靜電力做正功,動能增加，由eU＝EkA－0得EkA＝45eV.因?yàn)锳、B間電勢差為零,即A、B間無電場,所以電子在A、B間做勻速直線運(yùn)動，故EkB＝EkA＝45eV.因?yàn)镃點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢，所以電子在B、C間做減速運(yùn)動，即克服靜電力做功，動能減少，由eU′＝EkB－EkC得EkC＝EkB－eU′＝（45－30）eV＝15eV。13．（1)2∶3(2）2∶1解析（1)A、B帶同種電荷時，設(shè)電荷量為Q，C與A接觸后，由于形狀相同，二者平分電荷量，A、C所帶的電荷量均為eq\f(1,2）Q.C與B接觸后平分二者電荷量，則B、C的電荷量均為eq\f（1，2)(eq\f(1，2)Q＋Q)＝eq\f（3，4）Q,A、B最終的電荷量之比為(eq\f（1，2）Q)∶(eq\f（3,4）Q）＝2∶3。(2）A、B帶異種電荷時，設(shè)電荷量分別為Q、－Q，A、C接觸后，平分電荷量Q，A、C的電荷量均變?yōu)閑q\f(1，2)Q；C再與B接觸,平分二者的總電荷量,C、B的電荷量均為eq\f(1,2)(eq\f(1，2）Q－Q)＝－eq\f(1,4)Q.則A、B最終的電荷量之比為(eq\f（1，2)Q）∶|－eq\f(1，4)Q|＝2∶1。14．(1)20