2024-2025學年高中物理第一章靜電澄時作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE8-單元質量評估(一)(第一章)(60分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題,1～6為單選題,7～10為多選題,每小題6分,共60分)1.國際單位制中,不是電場強度的單位是 ()A.N/C B.V/m C.J/C D.T·m/s【解析】選C。依據電場強度定義E=可知,N/C是電場強度的單位;依據E=可知,V/m是電場強度的單位;依據U=Bdv,E=,可得E=Bv,故T·m/s是電場強度的單位;依據U=可知,J/C是電壓的單位,故C符合題意。2.如圖所示的真空空間中,僅在正方體中的黑點處存在著電荷量大小相等的點電荷,則圖中a、b兩點電場強度和電勢均相同的是 ()【解析】選C。C圖中a、b兩點處在+q、-q連線的中垂線上,且關于兩電荷連線對稱分布,電場強度和電勢均相同。3.在靜電場中,將一電子由a點移到b點,電場力做功5eV,則下列結論錯誤的是()A.電場強度的方向肯定是由b到aB.a、b兩點間的電壓是5VC.電子的電勢能削減了5eVD.因零電勢點未確定,故不能確定a、b兩點的電勢【解析】選A。由Uab===-5V知a、b兩點間的電勢差為-5V,即電壓為5V,但電場強度方向不肯定由b到a,所以A錯。電場力對電荷做功5eV,其電勢能肯定削減了5eV,而零電勢點未確定,我們只能確定a、b兩點間的電勢差,無法確定a、b兩點的電勢,所以,C、D對,本題應選A。4.如圖所示,一圓環(huán)上勻稱分布著正電荷,x軸垂直于環(huán)面且過圓心O。下列關于x軸上的電場強度和電勢的說法中正確的是 ()A.O點的電場強度為零,電勢最低B.O點的電場強度為零,電勢最高C.從O點沿x軸正方向,電場強度減小,電勢上升D.從O點沿x軸正方向,電場強度增大,電勢降低【解析】選B。依據電場的對稱性和電場的疊加原理知,O點的電場強度為零。在x軸上,電場強度的方向自O點分別指向x軸正方向和x軸負方向,且沿電場線方向電勢越來越低,所以O點電勢最高。A錯誤,B正確。在x軸上離O點無限遠處的電場強度為零,故沿x軸正方向和x軸負方向的電場強度先增大后減小,C、D錯誤。5.(2024·北京高考)探討與平行板電容器電容有關因素的試驗裝置如圖所示,下列說法正確的是 ()A.試驗前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電B.試驗中,只將電容器b板向上平移,靜電計指針的張角變小C.試驗中,只在極板間插入有機玻璃板,靜電計指針的張角變大D.試驗中,只增加極板帶電量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大【解析】選A。當用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,由于靜電感應,從而在b板感應出等量的異種電荷,從而使電容器帶電,故選項A正確;依據電容的確定式:C=,將電容器b板向上平移,即正對面積S減小,則電容C減小,依據C=可知,電量Q不變,則電壓U增大,則靜電計指針的張角變大,故選項B錯誤;依據電容的確定式:C=,只在極板間插入有機玻璃板,則介電系數ε增大,則電容C增大,依據C=可知,電量Q不變,則電壓U減小,則靜電計指針的張角減小,故選項C錯誤;依據電容確定式C=可知,電容C的變更與電量并無關系,因此電量的變更并不會導致電容的變更,故選項D錯誤。6.(2024·江蘇高考)如圖所示,水平金屬板A、B分別與電源兩極相連,帶電油滴處于靜止狀態(tài)。現將B板右端向下移動一小段距離,兩金屬板表面仍均為等勢面,則該油滴 ()A.仍舊保持靜止 B.豎直向下運動C.向左下方運動 D.向右下方運動【解析】選D。將B板右端向下移動一小段距離后,電容器內部電荷重新分布,右側電荷稀疏,左側電荷密集,電場力方向不再豎直向上,而是向右側傾斜,使得帶電油滴不再受力平衡,合力方向向右下方,如圖所示,油滴向右下方運動,選項D正確。7.(2024·江蘇高考)如圖所示,△ABC為等邊三角形,電荷量為+q的點電荷固定在A點。先將一電荷量也為+q的點電荷Q1從無窮遠處(電勢為0)移到C點,此過程中,電場力做功為-W。再將Q1從C點沿CB移到B點并固定。最終將一電荷量為-2q的點電荷Q2從無窮遠處移到C點。下列說法正確的有()A.Q1移入之前,C點的電勢為B.Q1從C點移到B點的過程中,所受電場力做的功為0C.Q2從無窮遠處移到C點的過程中,所受電場力做的功為2WD.Q2在移到C點后的電勢能為-4W【解析】選A、B、D。電荷Q1從無窮遠處(電勢為0)移到C點的過程中,克服電場力做的功為W,即電勢能增大了Ep=W,依據電勢的定義,C點的電勢為φC==,選項A正確;在A點的固定電荷在B、C兩點產生的電場的電勢相同,所以電荷Q1從C點移到B點電場力做的功為0,選項B正確;由于B、C兩點的電勢相等,所以當在B點固定Q1后,C點的電勢為,所以Q2從無窮遠移到C點過程中,電場力做功為:W=qU=-2q×(0-)=4W,故C錯誤;由于C點的電勢為,所以Q2的電勢能為Ep′=-4W,故D正確。8.如圖為一勻強電場,某帶電粒子從A點運動到B點,在這一運動過程中克服重力做的功為2.0J,電場力做的功為1.5J。則下列說法正確的是 ()A.粒子帶負電B.粒子在A點的電勢能比在B點少1.5JC.粒子在A點的動能比在B點多0.5JD.粒子在A點的機械能比在B點少1.5J【解析】選C、D。粒子從A點運動到B點,電場力做正功,且沿著電場線,故粒子帶正電,所以選項A錯;粒子從A點運動到B點,電場力做正功,電勢能削減,故粒子在A點的電勢能比在B點多1.5J,故選項B錯;由動能定理,WG+W電=ΔEk,-2.0J+1.5J=EkB-EkA,所以選項C對;其他力(在這里指電場力)做功等于機械能的增加,所以選項D對。9.如圖所示,一帶正電的點電荷固定于O點,兩虛線圓均以O為圓心,兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點。不計重力。下列說法正確的是 ()A.M帶負電荷,N帶正電荷B.M在b點的動能小于它在a點的動能C.N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能D.N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功【解析】選A、B、C。從粒子的軌跡可以看出,O點的正電荷與粒子M相互吸引,與粒子N相互排斥,故M帶負電荷,N帶正電荷,A正確;Uab>0,所以從a點運動到b點,M所受的電場力做負功,動能減小,故B正確;d、e兩點電勢相等,N在d、e兩點的電勢能相等,故C正確;Ucd>0,N從c點運動到d點,電場力做正功,故D錯誤。10.如圖所示,光滑絕緣水平面上有三個帶電小球a,b,c(可視為點電荷),三球沿一條直線擺放,僅在它們之間的靜電力作用下靜止,則以下推斷正確的是()A.a對b的靜電力肯定是引力B.a對b的靜電力可能是斥力C.a的電量可能比b少D.a的電量肯定比b多【解析】選A、D。由三個電荷平衡的規(guī)律“三點共線,兩同夾異,兩大夾小,近小遠大”可知,a和c肯定是同種電荷,a和b肯定是異種電荷,并且a的電量肯定比b的帶電量要多,這樣c才可能平衡,所以本題正確答案應選A、D。二、計算題(本題共2小題,共40分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)11.(20分)如圖所示,在一個水平方向(平行紙面方向)的勻強電場中。用上端固定,長為L的絕緣細線,拴一質量為m、電荷量為q的小球,起先時將細線拉至水平至A點,突然松開后,小球由靜止起先向下搖擺,當細線轉過60°角到B點時,速度恰好為零,求A、B兩點間的電勢差UAB的大小?！窘馕觥繋щ娦∏蛴葾運動到B的過程中,由動能定理得mgLsin60°+qUAB=0,則UAB==-。答案:12.(20分)(2024·全國卷Ⅲ)如圖,在豎直平面內,一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點相切,BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為α,sinα=。一質量為m的小球沿水平軌道向右運動,經A點沿圓弧軌道通過C點,落至水平軌道;在整個過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還始終受到一水平恒力的作用。已知小球在C點所受合力的方向指向圓心,且此時小球對軌道的壓力恰好為零。重力加速度大小為g。求:(1)水平恒力的大小和小球到達C點時速度的大小。(2)小球到達A點時動量的大小。(3)小球從C點落至水平軌道所用的時間?！窘馕觥?1)由力的合成可得恒力F=mg,F合=mg據牛頓其次定律有F合=m聯立方程解得vC=。(2)小球從A到C過程,據動能定理有-mgR(1+cosα)-FRsinα=m-m解得vA=由p=mv得小球到達A點時動量的大小pA=。(3)將C點速度分解為水平和豎直方向上的兩個速度,豎直方向以初速度vCy、加速度g做勻加速直線運動,落到水平軌道時豎直方向速度設為vty,據運動規(guī)律有-=2gR(1+cosα)t=解得t=。答案:(1)mg(2)(3)【補償訓練】一束電子流在經U=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距離處垂直進入平行板間的勻強電