2022高中物理第12章靜電場電勢能與電勢差單元測試5魯科版選修3-1

第1、2章《靜電場》《電勢能與電勢差》單元測試本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。共120分考試用時90分鐘第Ⅰ卷（選擇題共50分）一此題共十小題；每題5分，共50分。在每題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)正確。1．設(shè)電子在運(yùn)動過程中只受電場力作用，則在下列哪個電場中，只需給電子一個適合的初速度它就能從頭至尾沿一條電場線運(yùn)動；而給電子一個適合的初速度它就能始終沿某個等勢面運(yùn)動（）A．勻強(qiáng)電場B．正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場C．負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場D．以上都不可能2．如圖，把一帶正電的小球a放在圓滑絕緣面上，欲使球a能靜止在斜面上，需在MN間放一帶電小球b，則b應(yīng)（）A．帶負(fù)電，放在A點(diǎn)B．帶正電，放在B點(diǎn)C．帶負(fù)電，放在C點(diǎn)D．帶正電，放在C點(diǎn)3．某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)電學(xué)知識后進(jìn)行對電工穿的高壓作業(yè)服進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，下列各同學(xué)的原因正確的選項(xiàng)是（）A．甲認(rèn)為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B．乙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內(nèi)電勢保持為零，對人體起保護(hù)作用C．丙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內(nèi)電場強(qiáng)度保持為零，對人體起保護(hù)作用D．丁認(rèn)為銅絲必須達(dá)到一定的厚度，才能對人體起到保護(hù)作用4．A、B兩個小球帶同種電荷，放在圓滑的絕緣水平面上，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2，它們相距為，同時由靜止釋放，在它們距離到2時，A的加快度為a，速度為v，則mdd（）A．此時B的加快度為a/4B．此過程中電勢能減小25mv/82D．此時B的速度為v/2C．此過程中電勢能減小mv/45．如下圖，L為豎直、固定的圓滑絕緣桿，桿上O點(diǎn)套有一質(zhì)量為、帶電量為－q的小環(huán)，在桿的左側(cè)固定一電荷量為Q的m點(diǎn)電荷，桿上a、b兩點(diǎn)到Q的距離相等，之間距離為h1，ab之Oa間距離為h2，使小環(huán)從圖示地點(diǎn)的O點(diǎn)由靜止釋放后，經(jīng)過a的速率為3gh1。則下列說法正確的選項(xiàng)是（）A．小環(huán)經(jīng)過b點(diǎn)的速率為g(3h12h2)B．小環(huán)從O到b，電場力做的功可能為零C．小環(huán)在Oa之間的速度是先增大后減小D．小環(huán)在ab之間的速度是先減小后增大6．如下圖，長為L，傾角為θ的圓滑絕緣斜面處于電場中，一帶電量為q，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的A點(diǎn)開始沿斜面上滑，抵達(dá)斜面頂端的速度仍為v0，則（）A．A、B兩點(diǎn)的電勢差一定為mgLinθ/qB．小球在B點(diǎn)的電勢能一定大于小球在A點(diǎn)的電勢能C．若電場是勻強(qiáng)電場，則該電場的場強(qiáng)的最大值一定是mg/qD．若該電場是斜面中點(diǎn)正上方某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正電荷7．一根放在水平面內(nèi)的圓滑玻璃管絕緣性很好，內(nèi)部有兩個完全相同的彈簧金屬小球A和B，帶電量分別為9Q和—Q，兩球從圖示的地點(diǎn)由靜止釋放，那么兩球再次經(jīng)過圖中的原靜止地點(diǎn)時，A球的剎時加快度為釋放時的（）A．16/9倍B．9/16倍C．1倍D．3/20倍8．如下圖，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下經(jīng)過該地區(qū)時的運(yùn)動軌跡，A穩(wěn)恒電流的電源給一個電容器充電，用秒表記錄充電時間，充電后用伏特表測電容器兩極間的電勢差，測出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，由此可知實(shí)驗(yàn)中所用電容器的電容為μF（保存兩位有效數(shù)字）充電時間4812162024兩極板間電壓V三、此題共四小題，89分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13．（12分）一個帶正電的微粒，從A點(diǎn)射入水平方向的勻強(qiáng)電場中，微粒沿直線AB運(yùn)動，如圖，AB與電場線夾角θ=30°，已知帶電微粒的質(zhì)量m=×10－7g，電量q=×10－10C，A、B相距L=20cm。（取g=10m/2，結(jié)果保存二位有效數(shù)字）求：1）說明微粒在電場中運(yùn)動的性質(zhì)，要求說明原因。2）電場強(qiáng)度的大小和方向3）要使微粒從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，微粒射入電場時的最小速度是多少14．（15分）如下圖，兩塊長3cm的平行金屬板AB相距1cm，并與300V直流電源的兩極相連結(jié)，AB，如果在兩板正中間有一電子（－31kg，e=－×10－19m=9×10C），沿著垂直于電場線方向以2×107m/的速度飛入，則1）電子可否飛離平行金屬板正對空間2）如果由A到B散布寬1cm的電子帶經(jīng)過此電場，能飛離電場的電子數(shù)占總數(shù)的百分之幾15．（13分）如下圖，在傾角為37°的斜面兩頭，垂直于斜面方向固定兩個彈性板，兩板相距2m，質(zhì)量為10g，帶電量為1×10－7C的物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，物體從斜面中點(diǎn)以大小為10m/的速度沿斜面開始運(yùn)動。若物體與彈性板碰撞過程中機(jī)械能不損失，電量也不變，勻強(qiáng)電場（方向與斜面平行）的場強(qiáng)=2×106N/C，求物體在斜面上運(yùn)動的總行程。（g取10/2）E16．（15

分）帶有等量異種電荷的兩個平行金屬板

A和

B水平放置，相距為

d（d遠(yuǎn)小于板的長和寬），一個帶正電的油滴

M懸浮在兩板的正中央，處于平衡，油滴的質(zhì)量為

m，帶電量為

q，如圖，在油滴的正上方距

A板

d處有一個質(zhì)量也為

m的帶電油滴

N，油滴

N由靜止釋放后，能夠穿過A板上的小孔，進(jìn)入兩金屬板間與油滴M相碰，并立刻聯(lián)合成一個大油滴。整個裝置處于真空環(huán)境中，若不計油滴之間的庫侖力和萬有引力以及金屬板本身的厚度，要使油滴N能與M相碰，且聯(lián)合成的大油滴又不至于與金屬板B相碰。求1）兩個金屬板A、B間的電壓是多少哪板電勢較高2）油滴N帶何種電荷，電量可能是多少參照答案12345678910BCCDAAABBB3．C剖析：銅絲編織的衣服起到靜電障蔽的作用，人體相當(dāng)于一個等勢體。6．A此題電場只有最小值，沒有最大值。7．A兩球相碰，電荷中和后平分。11．答案：（1）CD（2）a指零b指零c指零d左偏12．答案：大×10

313．解：（1）微粒只在重力和電場力作用下沿AB方向運(yùn)動，在垂直于AB方向上的重力和電場力必等大反向，可知電場力的方向水平向左，如下圖，微粒所受協(xié)力的方向由B指向，與初速度vA方向相反，微粒做勻減速運(yùn)動。A（2）在垂直于AB方向上，有qEinθ－mgcoθ=0所以電場強(qiáng)度E=×104N/C電場強(qiáng)度的方向水平向左（3）微粒由A運(yùn)動到B時的速度v=0時，微粒進(jìn)入電場時的速度最小，由動能定理得，B2代入數(shù)據(jù)，解得vA=mgLinθqELcoθ=mvA/214．解：（1）當(dāng)電子從正中間沿著垂直于電場線方向以2×107m/的速度飛入時，若能飛出電場，則電子在電場中的運(yùn)動時間為ltv0在沿AB方向上，電子受電場力的作用，在AB方向上的位移為y1at2，其中2aFeEeUABmmmd聯(lián)立求解，得=0.6cm，而d0.5cm，所以yd，故粒子不能飛出電場。22（2）從（1）的求解可知，與B板相距為的電子帶是不能飛出電場的，而能飛出電場的電子帶寬度為xdy10.60.4cm，所以能飛出電場的電子數(shù)占總電子數(shù)的百分比為nx0.41000400100001d0015．解：fFNmgcos370.016Nmgin37°=Eq=fmgin37°<Eq故最后應(yīng)停在緊靠上邊彈性板處，由動能定理得：Eq

L

mg

L

sin

fS

01mv2解得：S=40m2

2

216．解：（1）油滴

M帶正電，在兩金屬板之間處于平衡，

有mg=qU/d，則B板電勢較高，電勢差U=mgd/q。（2）油滴N與M相碰后，要不落到B板上，油滴N帶正電。2設(shè)油滴N帶電量為Q，油滴N與M碰前的速度設(shè)為v0，有mv0/2=m