2018-2019学年人教版选修3-1 第一章 静电场 单元测试卷
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高中物理(人教版选修3-1)第一章静电场单元测试卷 一、单选题(本大题共10小题,共40.0分) 1. 在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中,将一带电轻质小球挂在铁架台上,小球静止时丝线与竖
直方向的夹角如图所示.现增大小球的电荷量后仍挂在原处,丝线与竖直方向的夹角将( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先减小再增大
【答案】A 【解析】 试题分析:根据库仑定律,可判定库仑力的大小变化,再结合平衡条件,即可判定丝线与竖直方向的夹角变化情况. 当增大小球的电荷量时,根据库仑定律,则库仑力增大,由平衡条件,则有,因此丝线与竖直方向的夹角增大,故A正确. 2. 两电荷量分别为+Q和-Q的点电荷a、b,相距为r,在它们连线的中点O处放置另一带电荷量为q的点
电荷c,则点电荷c所受的电场力的大小为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】
+Q对q的静电力大小为:,方向水平向右,-Q对q的静电力大小为:,方
向水平向右,所以q所受的电场力的大小为:,故D正确,ABC错误。 3. 如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a,b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,c带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为 .若 三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 设c电荷带电量为Q,以c电荷为研究对象受力分析,
根据平衡条件得a、b对c的合力与匀强电场对c的力等值反向,即: 所以匀强电场场强的大小为 .故选B. 视频
4. 如图所示为两个等量点电荷的电场线,图中A点和B点、C点和D点皆关于两电荷连线的中点0对称,
若将一电荷放在此电场中,则以下说法正确的是( )
A. 电荷在0点受力最大
B. 电荷沿直线由A到B的过程中,电场力先增大后减小
C. 电荷沿直线由A到B的过程中,电势能先增大后减小
D. 电荷沿直线由C到D的过程中,电场力先增大后减小
【答案】D 【解析】 试题分析:根据电场线的疏密特点,在AB直线上,O点电场强度最小,则受到电场力最小,而在CD直线上,O点的电场强度最大,则受到电场力最大,因此电荷在0点受力不是最大,故A错误.根据电场线的疏密可知,从A到B的过程中,电场强度先减小后增大,则电场力也先减小后增大;同理从C到D的过程中,电场强度先增大后减小,则电场力也先增大后减小.故B错误,D正确,电荷沿直线由A到B的过程中,无法确定电荷做功的正负,因此无法确定电势能变化,故C错误.故选D。 考点:电场线;电场强度 【名师点睛】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握,并要注意依据电场线的疏密来判定电场强度的大小,同时注意等量异号电荷形成电场的对称性.加强基础知识的学习,掌握住电场线的特点,即可解决本题。 5. 如图所示,以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f,等量正、负点电荷分别放置在a、d 两
点时,下列说法中正确的是( )
A. b、c、e、f 四点的场强相同
B. b、c、e、f 四点的电势相等
C. O点的电势高于b、c、e、f 四点的电势
D. 将一带正电的试探电荷从O点移到e点,电场力做正功
【答案】D 【解析】 由题意可知,两点电荷在c、f处的电场强度各自进行矢量合成,则c、f处场强大小相等,方向相同,同理b、e电场强度大小相等,方向相同,故A正确。依据等量异种电荷,等势线的分布,可知,b、f 二点的电
势相等且大于O点电势,而c、e二点的电势相等,且小于O点电势,故BC错误;将一带正电的试探电荷从O点移到e点,即从高电势移动低电势,那么电势能降低,因此电场力做正功,故D正确;故选AD。 【点睛】根据两个点电荷在0处电场强度的叠加,满足矢量合成的原理,并依据等量异种电荷的电场线与等势线的分布,进行分析即可. 6. 如图所示,一个电子以100eV的初动能从A点垂直电场线方向飞入匀强电场,在B点离开电场时,其速
度方向与电场线成150°角,则A与B两点间的电势差为( ) A. 300 V B. V C. -100 V D. -300 V 【答案】D 【解析】 由题意知vcos60°=v0 解得v=2v0 又 故AB两点间电压U=-300V,故B正确,ACD错误; 故选B 7. 如图所示,虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等,一个a粒子以一定的初速度进入电
场后,只在电场力作用下沿实线轨迹运动,a粒子先后通过M点和N点.在这一过程中,电场力做负功,由此可判断出( )
A. a粒子在N点的电势能比在M点的电势能大
B. N点的电势低于M点的电势
C. a粒子在M点的速率小于在N点的速率
D. a粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
【答案】A 【解析】 【详解】α粒子为氦核带正电,由运动轨迹可知,电场力的方向向右,根据电场的性质“顺着电场线的方向电势降落”可知M点的电势低于N点的电势,a粒子在N点的电势能比在M点的电势能大。故A正确;B错误;粒子从M到N,电场力做负功,则知动能减小,速率减小。故C错误。根据电场线或等势面的疏密程度可知,M点的等势面稀疏,电场线稀疏,则M点的场强小于N场强,α粒子在M点受的电场力小于在N点受的电场力。故D错误。故选A。 8. 两个等量点电荷位于x轴上,它们的静电场的电势φ随位置x变化规律如图所示(只画出了部分区域内
的电势),x轴上有两点M,N,且OM>ON,由图可知( )
A. N点的电势低于M点的电势
B. M,N两点的电场方向相同且M点的场强大小大于N点的场强大小
C. 仅在电场力作用下,正电荷可以在x轴上M,N之间的某两点做往复运动
D. 负电荷沿x轴从M点移到N点的过程中电场力先做正功后做负功
【答案】B 【解析】 【详解】由图知,N点的电势高于M点的电势。故A错误;由E=U/d可知,图象的斜率绝对值等于场强大小,可以看出M点的场强大小大于N点的场强大小。斜率都为正值,说明M、N点的电场方向相同。故B正确。根据顺着电场线方向电势降低,可知电场线的方向从N指向M,正电荷在x轴上M、N之间所受的电场力始终由N指向M,正电荷做单向直线运动。故C错误。负电荷沿x轴从M移到N的过程中,电场力方向由从M指向N,电场力方向与位移相同,电场力一直做做正功。故D错误。故选B。 【点睛】本题考查对电势与场强、电场线方向、电场力做功等等关系的理解,难点是根据匀强电场电势差与场强的关系E=U/d理解图象的斜率与场强的关系.
9. 如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下级板都接地.在
两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两极板间的电场强度,EP表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
A. θ增大,E增大 B. θ增大,EP不变 C. θ减小,EP增大 D. θ减小,E不变 【答案】D 【解析】 试题分析:若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离,则根据可知,C变大,Q一定,则根据Q=CU可知,U减小,则静电计指针偏角θ减小;根据,Q=CU,,联立可得,可知Q一定时,E不变;根据U1=Ed1可知P点离下极板的距离不变,E不变,则P点与下极板的电势差不变,P点的电势不变,则EP不变;故选项ABC错误,D正确。 【学 考点定位】电容器、电场强度、电势及电势能 【名师点睛】此题是对电容器的动态讨论;首先要知道电容器问题的两种情况:电容器带电荷量一定和电容器两板间电势差一定;其次要掌握三个基本公式:,,Q=CU;同时记住一个特殊的结论:电容器带电荷量一定时,电容器两板间的场强大小与两板间距无关。 视频
10. 根据电容器的电容的定义式C=,可知( )
A. 电容器带电的电量Q越多,它的电容C就越大,C与Q成正比 B. 电容器不带电时,其电容为零 C. 电容器两极之间的电压U越高,它的电容C就越小,C与U成反比 D. 电容器的电容大小与电容器的带电情况无关 【答案】D 【解析】 试题分析:电容表征电容器容纳电荷的本领大小,与电量Q、电压U无关.电容器不带电时,电容并不为零. 解:A、电容器带电的电量Q越多,两极之间的电压U越高,但电容不变.故A错误. B、电容反映本身的特性,电容器不带电时,电容并不为零.故B错误. C、电容表征电容器容纳电荷的本领大小,与电压U无关,给定的电容C一定.故C错误. D、电容表征电容器容纳电荷的本领大小,电容大小与电容器的带电情况无关.故D正确. 故选D 【点评】本题考查对电容的理解能力.电容的定义式C=是采用比值定义法,有比值定义的共性,C与Q、U无关,反映电容器本身的特性一. 二、多选题(本大题共6小题,共30.0分) 11. 如图所示,一个质量为m、带电荷量为q的粒子,从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入,当入射速
度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板.要使粒子的入射速度变为,仍能恰好穿过电场,则必须再使( )
A. 粒子的电荷量变为原来的1/4 B. 两板间电压减为原来的1/2 C. 两板间距离增为原来的4倍 D. 两板间距离增为原来的2倍
【答案】AD 【解析】
粒子能穿过极板,有,,由此可知当速度变为原来的一半时,为使竖直位移相同,电压变为原来的四分之一,或电量变为原来的四分之一,或两板间距离增为原来的二倍,故AD正确,BC错误; 故选AD。 12. 一带电质点从图中的A点竖直向上以速度v0射入一水平方向的匀强电场中,质点运动到B点时,速度
方向变为水平,已知质点质量为m,带电荷量为q,A、B间距离为L,且AB连线与水平方向成θ=37°角,质点到达B后继续运动可到达与A点在同一水平面上的C点(未画出),则( )
A. 质点在B点的速度大小为
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 从A到C的过程中,带电质点的电势能减小了
D. 质点在C点的加速度大小为
【答案】ABC