高中同步测试卷·教科物理选修3-1:高中同步测试卷(8) Word版含答案
- 格式:doc
- 大小:708.50 KB
- 文档页数:17
高中同步测试卷(八) 专题一 电场的性质 (时间:90分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.) 1.关于静电场,下列说法正确的是( ) A.电势等于零的物体一定不带电 B.电场强度为零的点,电势一定为零 C.同一电场线上的各点,电势一定相等 D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加
2.如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线,若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a运动到b,电场力做正功.已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是( ) A.若Q为正电荷,则q带正电,Fa>Fb B.若Q为正电荷,则q带正电,FaC.若Q为负电荷,则q带正电,Fa>Fb D.若Q为负电荷,则q带正电,Fa3. 如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带正电的小球在电场中运动,实线表示该小球的运动轨迹.小球在a点的动能等于20 eV,运动到b点时的动能等于2 eV.若取c点为电势零点,则当这个带电小球的电势能等于-6 eV时(不计重力和空气阻力),它的动能等于( )
A.16 eV B.14 eV C.6 eV D.4 eV 4. 如图所示,一簇电场线的分布关于y轴对称,O是坐标原点,M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点,其中M、N在y轴上,Q点在x轴上,则( ) A.M点的电势比P点的电势低 B.O、M间的电势差大于N、O间的电势差 C.一正电荷在O点时的电势能小于在Q点时的电势能 D.将一负电荷由M点移到P点,电场力做负功 5.如图所示,正电荷q在电场中由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是图中的( )
6.如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点.下列说法中正确的是( ) A.三个等势面中,等势面a的电势最高 B.带电质点一定是从P点向Q点运动 C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小
7.光滑绝缘的斜面置于电场中,一质量为m、带电荷量为q的点电荷从A点以v0的初速度沿斜面运动到B点时,速度也为v0.则下列说法正确的是( ) A.A点的场强大于B点的场强 B.A点的电势高于B点的电势 C.电荷在A点的电势能大于B点的电势能 D.点电荷一定带正电 二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意.)
8.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下几种说法中错误的是( ) A.a、b为异种电荷,a的电荷量大于b的电荷量 B.a、b为异种电荷,a的电荷量小于b的电荷量 C.a、b为同种电荷,a的电荷量大于b的电荷量 D.a、b为同种电荷,a的电荷量小于b的电荷量 9.位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示,图中实线表示 等势线,则( ) A.a点和b点的电场强度相同 B.正电荷从c点移到d点,电场力做正功 C.负电荷从a点移到c点,电场力做正功 D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大
10.如图所示,AC、BD为圆的两条互相垂直的直径,圆心为O,半径为r,将带等电荷量的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于AC对称,+q与O点的连线和OC夹角为30°,下列说法错误的是( ) A.A、C两点的电势关系是φA=φC B.B、D两点的电势关系是φB=φD C.A、O点的场强大小方向相同 D.B、D点的场强大小方向相同
11.如图所示,a、b带等量异种电荷,MN为ab连线的中垂线.现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射入,开始时一段轨迹如图中实线所示,不考虑粒子重力,则在飞越该电场的整个过程中( ) A.该粒子带正电 B.该粒子的动能先增大后减小 C.该粒子的电势能先减小后增大 D.该粒子运动到无穷远处后,速度的大小一定仍为v0
12.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上的两点.下列说法正确的是( ) A.M点电势一定高于N点电势 B.M点场强一定大于N点场强 C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D.将电子从M点移动到N点,电场力做正功 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 三、计算题(本题共4小题,共42分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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.)
13.(10分)如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场,质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v0从a点进入电场,恰好从c点离开电场,离开时的速度为v,不计粒子的重力,求: (1)a、c两点的电势差Uac; (2)电场强度E的大小?
14. (10分)如图所示,一质量为m=1.0×10-2 kg,带电荷量为q=1.0×10-6 C的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向成60°角.小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度g=10 m/s2.(结果保留2位有效数字.)
(1)画出小球受力图并判断小球带何种电荷; (2)求电场强度E; (3)若在某时刻将细线突然剪断,求经过1 s时小球的速度v. 15. (10分)如图所示,同一竖直线上的A、B两点固定有等量异种点电荷,电量为q,正负如图所示,△ABC为一等边三角形(边长为L),CD为AB边的中垂线, 且与右侧竖直光滑1/4圆弧轨道的最低点C相切,已知圆弧的半径为R,现把质量为m、带电量为+Q的小球(可视为质点)由圆弧的最高点M静止释放,到最低点C时速度为v0.已知静电力常量为k,现取D为电势零点,求:
(1)在等量异种电荷A、B的电场中,M点的电势φM. (2)在最低点C轨道对小球的支持力N多大?
16.(12分) 如图所示,水平绝缘光滑的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40 m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一电荷量q=+1.0×10-4 C,质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取g=10 m/s2.试求: (1)带电体在圆形轨道C点的速度大小. (2)PB间的距离xPB. (3)D点到B点的距离xDB. (4)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能.(结果保留3位有效数字)
参考答案与解析 1.导学号39800107] 【解析】选D.零电势的位置是人为选定的,与物体是否带电无关,A错误.电场强度是电势随空间的变化率,二者的大小之间无直接联系,B错误.沿电场线的方向电势是逐渐降低的,C错误.由于负电荷在电势越低处电势能越大,故D正确. 2.导学号39800108] 【解析】选A.由于粒子由a运动到b电场力做正功,可知电场力指向外侧,Q、q为同种电荷;电场线密集的地方电场强度大,由F=Eq知Fa大,A正确. 3.导学号39800109] 【解析】选B.据题意,小球在a点动能为20 eV,而在b点动能减小为2 eV,动能变化为18 eV,每相邻等势面之间小球动能减小6 eV,即电场力做负功为6 eV,电势能增加6 eV;若取c点电势为0,则小球在此位置的电势能为0,而动能为8 eV;据电势能与动能总和不变,则总能量为8 eV;当小球电势能为-6 eV时,总能量为8 eV,则动能为14 eV,故选项B正确. 4.导学号39800110] 【解析】选A.据题意,据沿电场线电势降低,并从图像可知P点电势比M点高,故选项A正确;据U=dE,由于OM间电场强度平均值小于NO间的,故NO间电势差大于OM间电势差,则选项B错误;据图可知O点电势高于Q点的电势,正电荷从O点到Q点电场力做正功,正电荷电势能减小,故正电荷在Q点电势能较低,故选项C错误;将负电荷从M点移动到P点电场力做正功,故选项D错误. 5.导学号39800111] 【解析】选D.正电荷受力的方向和电场强度方向相同,电场线越密的地方电荷受力越大,根据牛顿第二定律,电荷的加速度也就越大,所以根据题意,Q点的电场线应比P点的电场线密,故选项A、B错误;又由于电荷做加速运动,所以选项C错误,选项D正确. 6.导学号39800112] 【解析】选D. 7.导学号39800113] 【解析】选C.点电荷从A到B的过程中,受三个力作用.根据动能定理可知电场力做正功.由功能关系可知,电荷的电势能减小,C正确;由于不知道电场方向和电场是否均匀,所以A、B、D错. 8.导学号39800114] 【解析】选ACD.由题图看出,电场线由一个点电荷发出到另一个点电荷终止,由此可知,a、b必为异种电荷,选项C、D错误;又由图可知,电荷b附近的电场线比电荷a附近的电场线密,则电荷b附近的场强必比电荷a附近的场强大,b带的电荷量必然多于a带的电荷量,选项A错误,选项B正确. 9.导学号39800115] 【解析】选CD.同一检验电荷在a、b两点的受力方向不同,所以A错误.因为A、B两处有负电荷,所以等势线由外向内表示的电势越来越低,将正电荷从c点移到d点,正电荷的电势能增加,电场力做负功,B错误.负电荷从a点移到c点,电势能减少,电场力做正功,C正确.正电荷沿虚线从e点移到f点的过程中,电势先降低再升高,电势能先减小后增大,D正确. 10.导学号39800116] 【解析】选BCD.根据等量异号点电荷电场中等势面的形状以及特点可知,由于A、C两点是两点电荷连线中垂线上的两点,它们的电势均为零,故φA=φC,A对;B、D两点的电势关系为φB>φD,B错;根据等量异号点电荷电场中电场线的形状及特点可知,A、O点的场强方向相同、大小关系为EO>EA,C错;B、D两点场强方向不同,大小相同,D错. 11.导学号39800117] 【解析】选BCD.根据粒子开始时一段轨迹可以判断,粒子在该电场中受到大致向右的电场力,因而可以判断粒子带负电,A错误.因为等量异种电荷连线的中垂面是一个等势面,又由两个电荷的电性可以判断,由a到b电势逐渐升高,由b到无穷远电势逐渐降低,所以电场力先做正功后做负功,粒子的电势能先减小后增大,动能先增大后减小,所以B、C正确.从M点到无穷远处,电势变化为零,电场力做功为零,粒子的动能变化为零,速度仍为v0,D正确.