2019-2020年粤教版物理选修3-1练习题三十三

2020--2021粤教版物理选选修3—1第1章 电场含答案粤教版选修3—1第一章 电场一、选择题1、(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )A ．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和B ．摩擦使笔套带电C ．笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异号电荷D ．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力2、两个完全相同的金属小球A 、B(均可视为点电荷)带有相等的电荷量，相隔一定距离，两小球之间相互吸引力的大小是F.现让第三个不带电的相同金属小球先后与A 、B 两小球接触后移开．这时，A 、B 两小球之间的相互作用力的大小是( )A ．F 8B ．F 4C ．3F 8D ．3F 43、如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况．设该电场中A 、B 两点的电场强度大小分别为E A 、E B ，则A 、B 两点( )A ．E A ＝EB ，电场方向相同B ．E A <E B ，电场方向相同C ．E A >E B ，电场方向不同D ．E A <E B ，电场方向不同4、如图所示，真空中O点处有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a 点的场强大小为E a，与ab连线成53°角，b点的场强大小为E b，与ab连线成37°角．关于a、b两点E a、E b及φa、φb的关系，正确的是()A．25E a＝9E b，φa>φb B．16E a＝9E b，φa<φbC．9E a＝25E b，φa>φb D．9E a＝16E b，φa<φb5、如图所示，在匀强电场中，过O点作线段OA＝OB＝OC＝OD＝10 cm，已知O、A、B、C、D各点电势分别为0、7 V、8 V、7 V、5 V，则匀强电场的大小和方向最接近于()A．70 V/m，沿OA方向B．70 V/m，沿OC方向C．80 V/m，沿OB方向D．80 V/m，沿BO方向6、(双选)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()A．极板X应带正电B．极板X′应带正电C．极板Y应带正电D．极板Y′应带正电7、如图所示是一只利用电容器的电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图．当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况．下图所示的图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是()A B C D8、如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中F A所示，则下列说法正确的是()A．C带正电，且Q C<Q B B．C带正电，且Q C>Q BC．C带负电，且Q C<Q B D．C带负电，且Q C>Q B9、如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角．关于E a、E b的关系，以下结论正确的是()A．E a＝33E b B．E a＝13E bC．E a＝3E b D．E a＝3E b10、一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移动到b 点．在这个过程中，除静电力外，其他外力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差U ab为()A．1×104 V B．－1×104 VC．4×104 V D．－7×104 V11、a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势分别为φa＝10 V，φb＝2 V，φc＝6 V，a、b、c三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是()A B C D12、(双选)如图所示为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A 为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v.下面的说法中正确的是()A. 如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度仍为v B．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为v/2C．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为2 2 vD．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v/213、基于人的指纹具有唯一性和终身不变性的特点，科学家们发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同．此时传感器给所有的小电容器充电达到某一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的小电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图象数据．根据以上信息，下列说法中正确的是()A．在峪处形成的小电容器电容较大B．在峪处形成的小电容器放电较慢C．在嵴处形成的小电容器充电后带电量较大D．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响二、非选择题14、正误判断(1)电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的，并不是真实存在的．( )(2)根据E＝k Qr2，点电荷电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r的平方成反比．( )(3)根据点电荷电场线分布，可以确定以点电荷为圆心的圆上各点电场强度相同．() (4)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线．() 15、一束电子流经U1＝5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，两极板间电压U2＝400 V，两极板间距d ＝2.0 cm，板长L1＝5.0 cm.(1)求电子在两极板间穿过时的偏移量y；(2)若平行板的右边缘与屏的距离L2＝5 cm，求电子打在屏上的位置与中心O的距离Y(O点位于平行板水平中线的延长线上)；(3)若另一个质量为m(不计重力)的二价负离子经同一电压U1加速，再经同一偏转电场，射出偏转电场的偏移量y′和打在屏上的偏移量Y′各是多大？2020--2021粤教版物理选选修3—1第1章电场含答案粤教版选修3—1第一章 电场一、选择题1、(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )A ．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和B ．摩擦使笔套带电C ．笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异号电荷D ．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 BCD [笔套在头发上摩擦后带负电，相当于毛皮摩擦橡胶棒．当笔套靠近圆环时，在圆环上、下部分分别感应出异种电荷．笔套中的电荷对感应电荷分别具有引力和斥力的作用，由于引力大于斥力，故笔套对圆环的静电力的合力表现为引力．当引力大于重力时，圆环被吸引到笔套上，B 、C 、D 正确．笔套原来带负电，圆环不带电，两物体接触中和后都带负电，笔套所带电荷没有被全部中和，A 错误．]2、两个完全相同的金属小球A 、B(均可视为点电荷)带有相等的电荷量，相隔一定距离，两小球之间相互吸引力的大小是F.现让第三个不带电的相同金属小球先后与A 、B 两小球接触后移开．这时，A 、B 两小球之间的相互作用力的大小是( )A ．F 8B ．F 4C ．3F 8D ．3F 4A [设A 、B 两球间的距离为r ，因为开始时A 、B 两球间的作用力是吸引力，所以设A 所带电荷量为Q ，B 所带电荷量为－Q ，由库仑定律知，开始时A 、B 两球之间的作用力F ＝k Q ×Q r 2.当第三个不带电的小球与A 球接触时，据电荷均分原理可知，两球均带电荷量为12Q.当第三个小球与B球接触时，两球均带电荷量为12×(12Q－Q)＝－14Q.故这时A、B两球间的作用力大小F′＝k12Q×14Qr2＝18F，故A正确．]3、如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况．设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为E A、E B，则A、B两点()A．E A＝E B，电场方向相同B．E A<E B，电场方向相同C．E A>E B，电场方向不同D．E A<E B，电场方向不同D[电场线的疏密表示电场强弱，由题图可知，B点密集，A点稀疏，故E A<E B，又某点的电场方向为电场线上该点的切线方向，A、B两点的电场方向不同，故A、B、C错误，D正确．]4、如图所示，真空中O点处有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a 点的场强大小为E a，与ab连线成53°角，b点的场强大小为E b，与ab连线成37°角．关于a、b两点E a、E b及φa、φb的关系，正确的是()A．25E a＝9E b，φa>φb B．16E a＝9E b，φa<φbC．9E a＝25E b，φa>φb D．9E a＝16E b，φa<φbD[设a、b两点到点电荷的距离分别为r a和r b.根据几何知识得r b＝43r a.根据点电荷场强公式E＝kQr2得E a＝169E b；由图可知，该电场是由负点电荷产生的，故在点电荷的周围越靠近场源电荷电势越低，则有φa<φb，故D正确，A、B、C错误．] 5、如图所示，在匀强电场中，过O点作线段OA＝OB＝OC＝OD＝10 cm，已知O 、A 、B 、C 、D 各点电势分别为0、7 V 、8 V 、7 V 、5 V ，则匀强电场的大小和方向最接近于( )A ．70 V/m ，沿OA 方向B ．70 V/m ，沿OC 方向 C ．80 V/m ，沿OB 方向D ．80 V/m ，沿BO 方向D [在静电场中，电场线和等势面是垂直的，因为φA ＝φC ＝7 V ，即A 、C 两点为等势点，根据匀强电场的特点，过O 点的电场线一定垂直于A 、C 两点的连线．很容易看出场强的方向最接近于BO 的方向．由于E ＝U d ，所以场强的大小也最接近于U BO OB ＝80.1 V/m ＝80 V/m.故D 正确．]6、(双选)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( )A ．极板X 应带正电B ．极板X′应带正电C ．极板Y 应带正电D ．极板Y′应带正电AC [由题意电子偏到XOY 的区域，则在偏转电极YY′上应向右上运动，故Y 板带正电，C 正确，D 错误；在偏转电极XX′上应向右运动，故X 板带正电，A 正确，B 错误．]7、如图所示是一只利用电容器的电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图．当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况．下图所示的图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是( )A B C DB[两极板正对面积S＝12(π－θ)R2，则S∝(π－θ)，又因为C∝S，所以C∝(π－θ)，令C＝k(π－θ)，则θ＝π－Ck(k为常数)，故B正确．]8、如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中F A所示，则下列说法正确的是()A．C带正电，且Q C<Q B B．C带正电，且Q C>Q BC．C带负电，且Q C<Q B D．C带负电，且Q C>Q BC[因A、B都带正电，所以静电力表现为斥力，即B对A的作用力沿BA的延长线方向，而不论C带正电还是带负电，A和C的作用力方向都必须在AC连线上，由平行四边形定则知，合力必定为两个分力的对角线，所以A和C之间必为引力，且F CA<F BA，所以C带负电，且Q C<Q B.]9、如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角．关于E a、E b的关系，以下结论正确的是()A．E a＝33E b B．E a＝13E bC．E a＝3E b D．E a＝3E bD[由题图可知，r b＝3r a，再由E＝kQr2可知，E aE b＝r2br2a＝31，E a＝3E b，故D项正确．]10、一个带正电的质点，电荷量q ＝2.0×10－9 C ，在静电场中由a 点移动到b 点．在这个过程中，除静电力外，其他外力做的功为6.0×10－5 J ，质点的动能增加了8.0×10－5 J ，则a 、b 两点间的电势差U ab 为( )A ．1×104 VB ．－1×104 VC ．4×104 VD ．－7×104 VA [设电场力做功为W ，由动能定理知，W ＋6.0×10－5 J ＝8.0×10－5 J ，解得W＝2.0×10－5 J ，因此a 、b 两点间的电势差为U ab ＝W q ＝1×104 V ，故选项A 正确．] 11、a 、b 、c 是匀强电场中的三个点，各点电势分别为φa ＝10 V ，φb ＝2 V ，φc ＝6 V ，a 、b 、c 三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是( )A B C DD [由于是匀强电场，所以a 、b 连线的中点与c 点等势，电场强度的方向垂直于等势面且由高电势指向低电势处，所以D 正确．]12、 (双选)如图所示为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出时的速度大小为v .下面的说法中正确的是( )A. 如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度仍为vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度变为v /2C ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22vD ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v /2AC [根据动能定理得eU ＝12m v 2，得v ＝2eUm 可知，v 与A 、K 间距离无关，则若A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度仍为v ，故A 正确，B 错误；根据v ＝2eU m 可知电压减半时，则电子离开K 时的速度变为22v，故C正确，D错误．]13、基于人的指纹具有唯一性和终身不变性的特点，科学家们发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同．此时传感器给所有的小电容器充电达到某一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的小电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图象数据．根据以上信息，下列说法中正确的是()A．在峪处形成的小电容器电容较大B．在峪处形成的小电容器放电较慢C．在嵴处形成的小电容器充电后带电量较大D．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响C[根据电容的计算公式C＝εr S4πkd可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A错误；由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据Q＝CU＝εS4πkd U可知，极板与指纹峪(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，在放电过程中放电时间短；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故B错误，C正确；湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误．]二、非选择题14、正误判断(1)电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的，并不是真实存在的．( )(2)根据E＝k Qr2，点电荷电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r的平方成反比．( ) (3)根据点电荷电场线分布，可以确定以点电荷为圆心的圆上各点电场强度相同．() (4)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线．() 【答案】（1）×（2）√（3）×（4）√15、一束电子流经U1＝5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，两极板间电压U2＝400 V，两极板间距d ＝2.0 cm，板长L1＝5.0 cm.(1)求电子在两极板间穿过时的偏移量y；(2)若平行板的右边缘与屏的距离L2＝5 cm，求电子打在屏上的位置与中心O的距离Y(O点位于平行板水平中线的延长线上)；(3)若另一个质量为m(不计重力)的二价负离子经同一电压U1加速，再经同一偏转电场，射出偏转电场的偏移量y′和打在屏上的偏移量Y′各是多大？[解析](1)加速过程，由动能定理得eU1＝12m v2①进入偏转电场，电子在平行于极板的方向上做匀速运动，L1＝v0t ②在垂直于极板的方向上做匀加速直线运动，加速度为a＝Fm＝eU2dm③偏移距离y＝12at2 ④由①②③④得y＝U2L21 4dU1代入数据得y＝0.25 cm.(2)如图，由几何关系知，yY＝L12L12＋L2得Y＝(L1＋2L2L1)y代入数据得Y＝0.75 cm.(3)因y＝U2L214dU1，Y＝(L1＋2L2L1)y，与粒子的质量m和电荷量q无关，故二价负离子经同样装置后，y′＝y＝0.25 cm，Y′＝Y＝0.75 cm. [答案](1)0.25 cm(2)0.75 cm(3)0.25 cm0.75 cm。

高中物理必刷题适用高二年级选修3-1全册电子档选修3-1高中物理必刷题第一章静电场第1节电荷及其守恒定律刷基础题型1三种起电方式1．［福建三明三地三校2020高二上月考］关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是（）A．摩擦起电现象使本来没有电子或质子的物体产生了电子或质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．摩擦起电可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到另一个物体而形成的D．用丝绸摩擦玻璃棒时，电子从丝绸转移到玻璃棒上，玻璃棒因质子数少于电子数而显示带负电2．［四川遂宁二中2020高二上期中改编］近期有一档关于科学探索的电视直播节目很受欢迎。

在某期节目里，一位少女站在绝缘平台上，当她用手触摸一个金属球时，会看到她的头发慢慢竖起，像是孔雀开屏，如图所示。

下列说法正确的是（）A．头发竖起是因为她的身上带上了电荷B．她只有带正电荷时，头发才会竖起C．她只有带负电荷时，头发才会竖起D．与电荷无关，这是她的特异功能3．［广东江门新会一中2020高二上月考］两个原来不带电的金属球B、C接触放置将带负电的A球靠近B球（不接触），则（）A．B球将带正电B．C球不带电C．用手摸一下B球，B球不再带电D．将B、C分开，移走A，再将B、C接触，B球带正电4．［陕西十校2020高二上月考］如图所示，用带有正电的带电体A，靠近（不接触）不带电的验电器的上端金属球，则（）A．验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电荷B．验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电荷C．验电器金属箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电荷D．验电器金属箔不张开，因为带电体A没有和验电器的金属球接触题型2电荷守恒定律5．［浙江温州2019高二上月考］（多选）A和B是两个原来不带电的物体，它们相互摩擦后，A带1.6×10-10C的正电荷，则下列判断正确的是（）A．摩擦前，A和B的内部没有任何电荷B．摩擦过程中，电子从A转移到BC．摩擦后，B一定带1.6×10-10C的负电荷D．摩擦过程中，A失去1.6×10-10个电子6．（多选）用棉布分别与聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦的实验结果如图，由此对摩擦起电的说法正确的是（）A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类以及数量不同的电荷C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等D．同一物体与不同种类的物体摩擦，该物体所带电荷的种类可能不同题型3元电荷7．［吉林长春2020高二上期中］关于元电荷，下列说法错误的是（）A．所有带电体的电荷量的绝对值一定等于元电荷的整数倍B．元电荷的值通常取e=1.60×10-19CC．元电荷实际上是指电子和质子本身D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的8．［四川石室中学2020高二上期中］某个物体的带电荷量不可能是（）A．3.2×10-19C B．-6.4×10-20CC．-1.6×10-18C D．4.0×10-17C题型4接触起电时两物体上电荷的分布9．［山西长治二中2020高二上月考］两个完全相同的金属小球M、N，带电荷量分别为-4q和+2q．两球接触后分开，M、N的带电荷量分别为（）A．+3q，-3q B．-2q，+4qC．+2q，-4q D．-q，-q刷提升1．［湖北沙市中学2020高二上期中］下列关于起电的说法错误的是（）A．不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律B．摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电C．摩擦起电和感应起电都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分D．一个带电的物体接触一个不带电的物体，则两个物体带上等量异种电荷2．如图所示是伏打起电盘的示意图，其起电原理是（）A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是3．［江西南昌二中2020高二上月考］使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列各图所表示的验电器上感应电荷的分布情况正确的是（）4．［北京师范大学附中2019高一期末］取一对用绝缘柱支持的导体A 和B ，使它们彼此接触，起初它们都不带电，贴在它们下部的金属箔片是闭合的，如图所示。

2020秋高二物理粤教版选修3-1达标检测：第一章第二节探究静电力含解析A级抓基础1．关于点电荷，下列说法正确的是（）A．当带电体间的距离远大于带电体尺寸时可以看成点电荷B．一切带电体都可以看成点电荷C．只有带电体的体积很小时才能看成点电荷D．只有放入真空中的带电体才能看成点电荷解析：当带电体间的距离远大于带电体尺寸时，即它们间相互作用力的影响可忽略时，可以看成点电荷,故A正确;带电体看作点电荷的条件:当一个带电体的形状及大小对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷．点电荷是由研究问题的性质决定,与带电体自身大小形状无具体关系，故B、C、D 错误．答案：A2．（多选）对于库仑定律，下列说法正确的是（)A．凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力,都可以使用公式F＝k错误!B．两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C．相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量解析：由库仑定律的适用条件可知，A选项正确;两带电小球距离非常近时,带电小球不能视为点电荷,库仑定律不再适用，故B 选项错误；由牛顿第三定律可知，相互作用的两个点电荷之间的作用力总是大小相等的，故C选项正确;当带电小球之间的距离较近时,带电小球之间的作用力不仅跟距离有关，跟带电体所带电性及电量都有关系，不能视为点电荷，故D选项错误．答案：AC3．如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F的表达式正确的是(）库A．F＝G错误!,F库＝k错误!B．F引≠G错误!，F库≠k错误!引C．F≠G错误!，F库＝k错误! D．F引＝G错误!，F库≠k错误!引答案:D4．如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球．同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是()A．速度变大,加速度变大B．速度变小,加速度变小C．速度变大，加速度变小D．速度变小,加速度变大解析:由于同种电荷间存在相互作用的排斥力，两球将相互加速远离，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小,故加速度越来越小．答案：C5。

第 - 1 - 页 共 13页综合测试一(时间:90分钟　满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半答案:B解析:根据左手定则可知,安培力的方向既与磁场方向垂直,又与电流(或直导线)方向垂直,A 项错误,B 项正确.由安培力的大小F=BIL sin θ可知,C 项错误.将直导线从中点折成直角,有效长度不一定为原来的,D 项错误.122.如图所示,两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态.现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再由a 点从静止释放一同样的微粒,该微粒将( )A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动答案:D第 - 2 - 页 共 13 页解析:金属板水平放置时,静电力F=mg ,如图甲所示;当金属板逆时针旋转45°时,静电力F 大小不变,方向逆时针转过45°,如图乙所示.由平行四边形定则知,F 合的方向沿左下方,带电微粒从静止释放,故选项D 正确.3.在同一匀强磁场中,α粒子He)和质子H)做匀速圆周运动.若它们的质量与速度的乘积大小(42(11相等,则α粒子和质子( )A.运动半径之比是2∶1B.运动周期之比是2∶1C.运动速度大小之比是4∶1D.受到的洛伦兹力之比是2∶1答案:B解析:由r=,由于两者动量相等且在同一匀强磁场中,所以α粒子和质子运动半径之比等mv qB =p qB 于电荷量反比,即r α∶r H =q H ∶q α=1∶2,故选项A 错误;由T=,则α粒子与质子运动周期之比2πm qB 为 =2∶1,故选项B 正确;由于m αv α=m H v H ,所以v α∶v H =m H ∶m α=1∶4,故选项C T αT H =m αq H q αm H =4×12×1错误;由于洛伦兹力F=qvB ,所以=1∶2,故选项D 错误.F αF H =q αv αq H v H =2×11×44.如图所示,在示波管下方有一根水平放置的通电直导线,则示波管中的电子束将( )A.向上偏转B.向下偏转第 - 3 - 页 共 13 页C.向纸外偏转D.向纸里偏转答案:A 解析:由安培定则可知导线上方磁场垂直纸面向外,电子垂直磁场进入,由左手定则可知,电子向上偏转.5.如图所示,MN 是一条水平放置的固定长直导线, P 是一个通有电流I 2的与MN 共面的金属环,可以自由移动.长直导线与金属圆环均包有绝缘漆皮.当MN 中通上图示方向的电流I 1时,金属环P 在磁场力作用下将( )A.沿纸面向上运动B.沿纸面向下运动C.水平向左运动D.由于长直导线包有绝缘漆皮,其磁场被屏蔽,金属环P 将静止不动答案:B解析:由安培定则和左手定则可知,金属环P 受到的磁场力沿金属环所在平面向下,故B 选项正确,A 、C 选项错误.绝缘漆皮不会屏蔽磁场,D 选项错误.6.右图为一磁流体发电机示意图,A 、B 是平行正对的金属板,等离子体(电离的气体,由自由电子和阳离子构成,整体呈电中性)从左侧进入,在t 时间内有n 个自由电子落在B 板上,则关于R 中的电流大小及方向判断正确的是( )A.I=,从上向下B.I=,从上向下ne t 2ne t C.I=,从下向上 D.I=,从下向上ne t 2ne t第 - 4 - 页 共 13 页答案:A解析:在t 时间内,落到B 板的电子数为n 个,即q=ne ,根据电流的定义式I=,得通过R 的电流为I=q t ,方向从上向下.ne t 7.某静电场的电场线分布如图所示,图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为E P 和E Q ,电势分别为φP 和φQ ,则( )A.E P >E Q ,φP >φQB.E P >E Q ,φP <φQC.E P <E Q ,φP >φQD.E P <E Q ,φP <φQ答案:A 解析:电场线密的位置电场强度大,因此 E P >E Q ;沿电场线方向电势降低,因此有U P >U Q .A 项正确.8.在如图所示的电路中电源电动势为E ,内阻为r.闭合开关S,待电流达到稳定后,电流表示数为I ,电压表示数为U ,电容器C 所带电荷量为Q ,将滑动变阻器P 的滑片, 从图示位置向a 一端移动一些,待电流达到稳定后,则与P 移动前相比( )A.U 变小B.I 变小C.Q 增大D.Q 减小答案:BC第 - 5 - 页 共 13 页解析:当滑动变阻器P 的滑片, 从图示位置向a 一端移动时,其电阻值增大,由闭合电路的欧姆定律可知,电路的电流I 减小;变阻器R 两端的电压增大,即电容器C 两端的电压增大,显然所带电荷量Q 增大.9.下图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D 形金属盒.在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能E k 随时间t 的变化规律如图乙所示,忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是( )A.在E k -t 图中应有t 4-t 3=t 3-t 2=t 2-t 1B.高频电源的变化周期应该等于t n -t n-1C.粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大D.要想粒子获得的最大动能越大,可增加D 形盒的面积答案:AD解析:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关,因此,在E k -t 图中应有t 4-t 3=t 3-t 2=t 2-t 1,选项A 正确;带电粒子在回旋加速器中每运行一周加速两次,高频电源的变化周期应该等于2(t n -t n-1),选项B 错;由r=可知,粒子获得的最大动能决定于D 形盒的半径,当mv qB =2mE kqB 轨道半径与D 形盒半径相等时就不能继续加速,故选项C 错,D 对.10.如图所示,带电粒子以速度v 沿CB 方向射入一横截面为正方形的区域,C 、B 均为该正方形两边的中点,不计粒子的重力.当区域内有竖直方向的匀强电场E 时,粒子从A 点飞出,所用时间为t1;当区域内有垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场时,粒子也从A 点飞出,所用时间为t 2,下列说法正确的是( )第 - 6 - 页 共 13 页A .t 1<t 2B .t 1>t 2C .vD .vE B =45E B =54答案:AD 解析:粒子在电场中做类平抛运动,沿CB 方向速度不变;在磁场中做匀速圆周运动,在CB 方向上的速度分量减小.由比较得A 项正确.在电场中偏转距离)2,磁场中几何关系:R 2=a 2+(R-)2,半径R=,解得选项D 正确.a 2=12qE m (a v a 2mv qB 二、非选择题(本题共6小题,共50分.解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(6分)图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路.(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω,满偏电流为 1 mA;R 1和R 2为阻值固定的电阻.若使用a 和b 两个接线柱,电表量程为3 mA;若使用a 和c 两个接线柱,电表量程为10 mA .由题给条件和数据,可以求出R 1= Ω,R 2= Ω.(2)现用一量程为3 mA 、内阻为150 Ω的标准电流表A 对改装电表的3 mA 挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5 mA 、1.0 mA 、1.5 mA 、2.0 mA 、2.5 mA 、3.0 mA .电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R 0有两种规格,阻值分别为300 Ω和1 000 Ω;滑动变阻器R 有两种规格,最大阻值分别为750 Ω和3 000 Ω.则R 0应选用阻值为 Ω的电阻,R 应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器.(3)若电阻R 1和R 2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图乙的电路可以判断出损坏的电阻.图乙中的R'为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路.则图中的d 点应和接线柱 (选填“b ”或“c ”)相连.判断依据是 .答案:(1)15　35(2)300　3 000(3)c 闭合开关,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R 1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R 2第 - 7 - 页 共 13 页解析:(1)使用a 和b 两接线柱时有I g R g =(I 1-I g )(R 1+R 2),使用a 和c 两个接线柱时有I g (R g +R 2)=(I 2-I g )R 1,解得R 1=15 Ω,R 2=35 Ω.(2)量程为3 mA 的改装电表内阻R A ==33 Ω;校准时,滑动变阻器阻值最小时,电流R g (R 1+R 2)R g +R 1+R 2最大,电路电阻R= Ω=500 Ω,故定值电阻R 0应选阻值为300 Ω的电阻;当校准电流最E I =1.53×10-3小时,电路电阻R'= Ω=3 000 Ω,可知应选用最大阻值为3 000 Ω的滑动变阻器.E I '=1.50.5×10-3(3)若d 点和接线柱c 相连,当毫安表有示数时表明电阻R 1损坏,当毫安表没有示数时,表明电阻R 2损坏.而d 点和接线柱b 相连,毫安表均有示数,故d 点应与接线柱c 相连.12.(6分)在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验.电压表V 1 量程3 V 内阻约为900 Ω电压表V 2量程10 V 内阻约为3 kΩ电流表A 量程60 mA 内阻约为5 Ω电源E 1电动势1.5 V 内阻约为0.2 Ω电源E 2电动势4.5 V 内阻约为0.4 Ω滑动变阻器(最大阻值为10 Ω)、粗细均匀的同种电阻丝、开关、导线和刻度尺其主要实验步骤如下:A.选取器材,按示意图连接电路B.用伏安法测定电阻丝的阻值RC .用刻度尺测出电阻丝的长度LD .依次减小电阻丝的长度,保持电路其他部分不变,重复步骤B 、C第 - 8 - 页 共 13 页E.处理数据,根据下列测量结果,找出电阻丝阻值与长度的关系L/m0.995 60.804 90.598 10.402 10.195 8R/Ω104.885.365.246.627.1为使实验尽可能准确,请你对上述步骤加以改进.(Ⅰ)(Ⅱ)答案:(Ⅰ)电源改选E 2.(Ⅱ)判断电流表的内外接法,做出相应调整.解析:(Ⅰ)由于电压表的量程为3 V,为使测量误差减小,电源应改选E 2.(Ⅱ)电阻丝长度减小时,电阻较小,若采用电流表的内接法,误差较大,所以应根据实际情况做出相应调整.13.(8分)在POQ 区域内有磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向如图所示,负离子质量为m 、电荷量为-q ,从边界OQ 上的A 点垂直于OQ 也垂直于磁场方向射入磁场,OA=d ,若要求离子不从OP 边界射出磁场,离子的速度v 应满足什么条件?答案:v ≤(2+1)qBdm解析:由离子在A 点所受洛伦兹力方向可确定圆心一定在AQ 线上,离子从OP 边界射出磁场的临界轨迹是轨迹圆,且恰与OP 相切,如图所示.确定临界轨迹圆的圆心:从轨迹圆和OP 的切点D 作OP 的垂线交AQ 于C 即圆心,画出临界轨迹圆,利用几何知识可得临界半径r=(+1)d.2第 - 9 - 页 共 13 页满足条件的半径r ≤(+1)d ,再利用物理规律 r=可确定v 的取值范围v ≤.2mv qB (2+1)qBd m14.(10分)如图所示,在直角坐标系xOy 的 y>0空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.许多质量为m 的带电粒子,以相同的速率v 沿位于纸面内的各个方向,由O 点射入磁场区域.不计重力,不计粒子间的相互影响.图中曲线表示带电粒子可能经过的区域边界,其中边界与y 轴交点P 的坐标为(0,a ),边界与x 轴交点为Q.求:(1)试判断粒子带正电荷还是负电荷?(2)粒子所带的电荷量.(3)Q 点的坐标.答案:(1)正电(2)2mvaB (3)(-a ,0)解析:(1)由左手定则得粒子带正电.(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动,粒子从O 点沿x 轴正方向进入磁场做圆周运动的轨迹恰是边界的右边曲线.其圆半径R=a 2=mv Bq解得粒子的电荷量q =.2mv aB (3)当带电粒子沿y 轴方向射入磁场时,轨迹圆与x 轴的交点即Q ,OQ=2R=aQ 点的坐标为(-a ,0).15.(10分)平面直角坐标系xOy 中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q 点以速度v 0沿x 轴正方向开始运第 - 10 - 页 共 13 页动,Q 点到y 轴的距离为到x 轴距离的2倍.粒子从坐标原点O 离开电场进入磁场,最终从x 轴上的P 点射出磁场,P 点到y 轴距离与Q 点到y 轴距离相等.不计粒子重力,问:(1)粒子到达O 点时速度的大小和方向;(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.答案:(1)v 0,与x 轴正方向成45°角斜向上　(2)2v 02解析:(1)在电场中,粒子做类平抛运动,设Q 点到x 轴距离为L ,到y 轴距离为2L ,粒子的加速度为a ,运动时间为t ,有2L=v 0t ①L=at 2②12设粒子到达O 点时沿y 轴方向的分速度为v yv y =at ③设粒子到达O 点时速度方向与x 轴正方向夹角为α,有tan α=④v y v 0联立①②③④式得α=45°⑤即粒子到达O 点时速度方向与x 轴正方向成45°角斜向上.设粒子到达O 点时速度大小为v ,由运动的合成有v=⑥v 02+v y 2第 - 11 - 页 共 13 页联立①②③⑥式得v=v 0⑦2(2)设电场强度为E ,粒子电荷量为q ,质量为m ,粒子在电场中受到的电场力为F ,由牛顿第二定律可得F=ma ⑧又F=qE ⑨设磁场的磁感应强度大小为B ,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R ,所受的洛伦兹力提供向心力,有qvB=m ⑩v2R 由几何关系可知R=L 2联立①②⑦⑧⑨⑩式得E B =v 0216.(10分)如图,O 、A 、B 为同一竖直平面内的三个点,OB 沿竖直方向,∠BOA=60°,OB=OA.将一32质量为m 的小球以一定的初动能自O 点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A 点.使此小球带电,电荷量为q (q>0),同时加一匀强电场,电场强度方向与△OAB 所在平面平行.现从O 点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球,该小球通过了A 点,到达A 点时的动能是初动能的3倍,若该小球从O 点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B 点,且到达B 点时的动能为初动能的6倍.重力加速度大小为g.求:第 - 12 - 页 共 13页(1)无电场时,小球到达A 点时的动能与初动能的比值;(2)电场强度的大小和方向.答案:(1)7∶3　(2),与竖直向下的方向夹角为30°3mg6q 解析:(1)设小球的初速度为v 0,初动能为E k0,从O 点运动到A 点的时间为t ,令OA=d ,则OB=d ,32根据平抛运动的规律有d sin 60°=v 0t ①d cos 60°=gt 2②12又有E k0=③12mv 02由①②③式得E k0=mgd ④38设小球到达A 点时的动能为E k A ,则E k A =E k0+mgd ⑤12由④⑤式得.⑥E k A E k0=73(2)加电场后,小球从O 点到A 点和B 点,高度分别降低了,设电势能分别减小ΔE p A 和d 2和3d 2ΔE p B ,由能量守恒及④式得ΔE p A =3E k0-E k0-mgd=E k0⑦1223ΔE p B =6E k0-E k0-mgd=E k0⑧32第 - 13 - 页 共 13 页在匀强电场中,沿任一直线,电势的降落是均匀的.设直线OB 上的M 点与A 点等电势,M 与O 点的距离为x ,如图所示,则有⑨x 32d =ΔE p AΔE p D 解得x=d.MA 为等势线,电场必与其垂线OC 方向平行.设电场方向与竖直向下的方向的夹角为α,由几何关系可得α=30°⑩即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°.设电场强度的大小为E ,有qEd cos 30°=ΔE p A由④⑦式得E=.3mg6q。