高二物理步步高31第一章章末检测卷一高中物理.docx

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高二物理步步高31第一章章末检测卷一高中物理

章末检测卷

（一）

（时间：

90分钟　满分：

100分）

一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）

1．下列各物理量中，与试探电荷有关的量是（　　）

A．电场强度EB．电势φ

C．电势差UD．电场做的功W

答案　D

2．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）

A．根据电场强度的定义式E＝

可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比

B．根据电容的定义式C＝

可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

C．根据真空中点电荷的电场强度公式E＝k

可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关

D．根据电势差的定义式UAB＝

可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为－1V

答案　D

解析　电场强度E与F、q无关，由电场本身决定，A错误；电容C与Q、U无关，由电容器本身决定，B错误；E＝k

是决定式，C错误；在电场中，克服电场力做功，电势能增加，D正确．

3．A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受静电力为（　　）

A．－F/2B．F/2C．－FD．F

答案　B

4.如图1所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为－q外，其余各点处的电荷量均为＋q，则圆心O处（　　）

图1

A．场强大小为

，方向沿OA方向

B．场强大小为

，方向沿AO方向

C．场强大小为

，方向沿OA方向

D．场强大小为

，方向沿AO方向

答案　C

5.如图2所示，AB是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，对此现象下列判断正确的是（不计电荷重力）（　　）

图2

A．电荷向B做匀加速运动

B．电荷向B做加速度越来越小的运动

C．电荷向B做加速度越来越大的运动

D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定

答案　D

解析　从静止起动的负电荷向B运动，说明它受电场力向B，负电荷受的电场力方向与电场强度的方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有两个可能性：

一是B的右边有正点电荷为场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；二是A的左边有负点电荷为场源，则越远离A时场强越小，负试探电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小，故正确答案为D.

6．两异种点电荷电场中的部分等势面如图3所示，已知A点电势高于B点电势．若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则（　　）

图3

A．a处为正电荷，qa＜qbB．a处为正电荷，qa＞qb

C．a处为负电荷，qa＜qbD．a处为负电荷，qa＞qb

答案　B

解析　根据A点电势高于B点电势可知，a处为正电荷，qa＞qb，选项B正确．

二、多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

7．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（　　）

图4

A．A点和B点的电势相同

B．C点和D点的电场强度相同

C．正电荷从A点移至B点，静电力做正功

D．负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先减小后增大

答案　CD

解析　由题图可知φA>φB，所以正电荷从A移至B，静电力做正功，故A错误，C正确．C、D两点场强大小相等，方向不同，故B错误．负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先减小后增大，所以D正确．故选C、D.

8．如图5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．（不计重力作用）下列说法中正确的是（　　）

图5

A．从t＝0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上

B．从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动

C．从t＝T/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t＝3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上

答案　AC

解析　从t＝0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/2，接着匀减速T/2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T/2，接着匀减速T/2……直到打在右极板上．电子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上．从t＝T/4时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/4，接着匀减速T/4，速度减小到零后，改为向左再匀加速T/4，接着匀减速T/4.即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上．从t＝3T/8时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在向左运动过程中打在左极板上．选A、C.

9．如图6所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1和2为等势线．a、b两个带电粒子以相同的速度从电场中M点沿等势线1的切线飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则在开始运动的一小段时间内，以下说法正确是（　　）

图6

A．a受到的电场力较小，b受到的电场力较大

B．a的速度将增大，b的速度将减小

C．a一定带正电，b一定带负电

D．a、b两个粒子所带电荷电性相反

答案　BD

10.如图7所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使指针张角增大的是（　　）

图7

A．使A、B两板靠近一些

B．使A、B两板正对面积错开一些

C．断开S后，使A板向左平移拉开一些

D．断开S后，使A、B正对面积错开一些

答案　CD

解析　题图中静电计的金属杆接正极，外壳和负极板均接地，静电计显示的是A、B两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高．当合上开关S后，A、B两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开开关S后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A、B两板间的电容变小，而电容器电荷量不变，由C＝

可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大，答案应选C、D.

三、填空题（本题共2小题，共8分）

11．（4分）密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图8所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d.可求出小油滴的电荷量q＝________.

图8

答案　

解析　受力平衡可得：

qE＝mg

q

＝mg

q＝

12.（4分）如图9所示，在竖直向下、场强为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2（m1＜m2），A带负电，电荷量为q1，B带正电，电荷量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为____________，在竖直位置处两球的总动能为______________．

图9

答案　（q1＋q2）El/2　[（m2－m1）g＋（q1＋q2）E]l/2

解析　本题考查电场力做功的特点和动能定理，考查学生对功能关系的应用．A、B在转动过程中电场力对A、B都做正功，即：

W＝q1E

＋q2E

，根据动能定理：

（m2－m1）g

＋

＝Ek－0可求解在竖直位置处两球的总动能．

四、计算题（本题共4小题，共52分）

13.（12分）如图10所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5J的功．求：

图10

（1）A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC；

（2）如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？

（3）作出过B点的一条电场线（只保留作图的痕迹，不写做法）．

答案　

（1）4V　－2V　

（2）4V　2V　（3）见解析图

解析　

（1）UAB＝

＝

V＝4V

UBC＝

V＝－2V

（2）因为UAB＝φA－φB

UBC＝φB－φC

又φB＝0

故φA＝4V，φC＝2V

（3）如图所示

14.（13分）一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图11所示，AB与电场线夹角θ＝30°，已知带电微粒的质量m＝1.0×10－7kg，电荷量q＝1.0×10－10C，A、B相距L＝20cm.（取g＝10m/s2，结果保留两位有效数字）．求：

图11

（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．

（2）电场强度的大小和方向？

（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？

答案　

（1）见解析　

（2）1.73×104N/C　水平向左　（3）2.8m/s

解析　

（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度vA方向相反，微粒做匀减速运动．

（2）在垂直于AB方向上，有qEsinθ—mgcosθ＝0

所以电场强度E≈1.73×104N/C

电场强度的方向水平向左

（3）微粒由A运动到B时的速度vB＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，mgLsinθ＋qELcosθ＝

代入数据，解得vA≈2.8m/s.

15.（13分）如图12所示，在场强E＝103V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN相切连接，半圆轨道所在平面与电场线平行，其半径R＝40cm，一带正电荷q＝10－4C的小滑块质量为m＝40g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10m/s2，求：

图12

（1）要小滑块能运动到圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？

（2）这样释放的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？

（P为半圆轨道中点）

答案　

（1）20m　

（2）1.5N

解析　

（1）小滑块刚能通过轨道最高点条件是

mg＝m

，v＝

＝2m/s，

小滑块由释放点到最高点过程由动能定理：

Eqs－μmgs－mg·2R＝

mv2

所以s＝

代入数据得：

s＝20m

（2）小滑块过P点时，由动能定理：

－mgR－EqR＝

mv2－

mv

所以v

＝v2＋2（g＋

）R

在P点由牛顿第二定律：

N－Eq＝

所以N＝3（mg＋Eq）

代入数据得：

N＝1.5N

由牛顿第三定律知滑块通过P点时对轨道压力为1.5N.

16．（14分）如图13所示，EF与GH间为一无场区．无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板．无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形绝缘细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能沿圆管切线方向进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．（不计粒子的重力、管的粗细）求：

图13

（1）O处点电荷的电性和电荷量；

（2）两金属板间所加的电压．

答案　

（1）负电　

（2）

解析　

（1）由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D点时速度v＝

＝

v0①

在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足k

＝m

②

由①②得：

Q＝

（2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30°

tan30°＝

③

vy＝at④

a＝

⑤

t＝

⑥

由③④⑤⑥得：

U＝

＝