2019高中物理 第一章 静电场章末综合检测 新人教版选修3-1.doc

1第一章第一章 静电场静电场章末综合检测一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1下列关于物体带电的说法，正确的是( )A静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另外一部分B摩擦起电前，两物体都不带电，说明两物体内都没有电荷C摩擦起电时，一个物体得到一些电子而带正电，另一个物体失去一些电子而带负电D一个带电体跟一个不带电物体接触，两物体可能带上异种电荷解析：不管哪种起电方式，都不能创造电荷，带电的本质都是电荷从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分；在起电过程中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，总电荷量仍是守恒的，A 正确，C 错误两个相互摩擦的物体，摩擦前不带电，是因为每个物体内正、负电荷总数都相等，物体呈电中性，并不是物体内没有电荷，B 错误一个带电体和一个不带电体接触起电时，只能带同种电荷，D 错误答案：A2使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上3Q和5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为 2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2，则F1与F2之比为( )A21 B41C161 D601解析：两个完全相同的金属小球相互接触后，带电荷量均为Q，距离变为原来的两倍，根据库仑定律可知选项 D 正确答案：D3在点电荷Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆盘与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E的方向在图中正确的是( )解析：由于金属圆盘处于静电平衡状态，金属圆盘内各点合场强为零，所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向又因为点电荷的电场沿A点与点电荷的连线指向点电荷，所2以感应电荷产生的电场方向沿A点与点电荷的连线向外，选项 A 正确答案：A4在一块半导体基板上陈列了 10 万颗金属颗粒，每一颗粒充当电容器的一极，外表面绝缘，手指贴在其上构成电容器的另一极，这就组成了指纹传感器当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹深浅不同，对应的峪和嵴与颗粒间形成一个个电容大小不同的电容器，则( )A指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小B指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容大C对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指靠近时，各金属电极所带电荷量增大D对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态解析：指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，则d小，根据平行板电容器电容的决定式C知电容大，指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，d大，rS 4kd则电容小，故选项 A、B 错误；手指靠近时，电容增大，根据QCU知，各金属电极电荷量增大，故选项 C 正确；在手指远离时，电容减小，根据QCU知，电荷量减小，各金属电极均处于放电状态，故选项 D 错误答案：C5.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( )A做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后变小C做曲线运动，电势能先变小后变大D做曲线运动，电势能先变大后变小解析：由等势面可知电场线分布情况，正电荷在上面，负电荷在下面带负电粒子将弯向正点电荷运动，先靠近后远离，电场力先做正功后做负功，电势能先变小后变大，C 正确答案：C6.如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成 30°角已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电荷量应为( )A. B. C. Dmg E3mg E2mg Emg 2E3解析：由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知，E的方向与细线垂直，受力如图由平衡条件可得，mgqE，q，故 D 正确1 2mg 2E答案：D二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分，每小题有多个选项符合题意，把正确选项前的字母填在题后的括号内)7.如图所示，在A点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子在到达B点时的速度恰好为零已知A、B所在处电场线方向竖直向下，A、B两点间的高度差为h，则下列判断中正确的是( ) A带电粒子带负电BA、B两点间的电势差UABmgh qCB点场强大于A点场强DA点场强大于B点场强解析：带电粒子在从A到B的过程中，有两个力即重力和电场力做功，而动能的变化为零，又因为重力做正功，所以电场力在此过程中做负功，根据动能定理有mghqUAB0，解得UAB，因为电场线的方向由A指向B，UAB>0，所以粒子带负电，选项 A、B 正确；因为mgh q带电粒子在由A向B运动的过程中，在重力和电场力作用下先加速后减速运动，说明电场力先小于重力，后来大于重力，所以电场力越来越大，故场强越来越大，选项 C 正确，D错误答案：ABC8(2018·河南郑州高二检测)如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为、，且>.若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，下列叙述正确的是( )Aa球的质量比b球的大Ba、b两球同时落地Ca球的电荷量比b球的大Da、b两球飞行的水平距离相等解析：设a、b两球间库仑斥力大小为F，分析两球受力可得 tan ，tan ，F magF mbg因mb，A 正确；剪断细线后，两球竖直方向只受重力，做自由落体运动，4同时落地，B 正确；由于两球在水平方向所受的库仑斥力大小相等，故水平方向a球的加速度比b球的小，因此相等时间内，a球的水平距离比b球的小，D 错误；无法比较两球电荷量大小，故 C 错误答案：AB9.如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，下列说法正确的是( )A若将 S 断开，则油滴将做自由落体运动，G 表中无电流B若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G 表中有ba的电流C若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G 表中有ba的电流D若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G 表中有ba的电流解析：将 S 断开，电容器所带电荷量不变，板间电场强度不变，故油滴仍处于静止状态，选项 A 错误；若 S 闭合，将A板左移，由E 可知，E不变，油滴仍静止，但因C变小，U d电容器极板带的电荷量变小，所以有ba的电流流过 G 表，选项 B 正确；将A板上移，由E 可知，E变小，油滴应向下加速运动，因C变小，电容器要放电，所以有ba的电流U d流过 G 表，选项 C 正确；当A板下移时，板间电场强度增大，油滴受的静电力增大，油滴向上加速运动，但因C增大，电容器要充电，所以有ab的电流流过 G 表，故选项 D 错误答案：BC10(2017·高考全国卷)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是( )AEaEb41BEcEd21CWabWbc31DWbcWcd13解析：由图可知，a、b、c、d到点电荷的距离分别为 1 m、2 m、3 m、6 m，根据点电荷的场强公式Ek可知， ， ，故 A 正确，B 错误；电场力做功Q r2Ea Ebr2b r2a4 1Ec Edr2d r2c4 1WqU，a与b、b与c、c与d之间的电势差分别为 3 V、1 V、1 V，所以5 ， ，故 C 正确，D 错误Wab Wbc3 1Wbc Wcd1 1答案：AC三、非选择题(本题共 4 小题，共 46 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(10 分)如图所示，空间中A、B和C三点分别位于直角三角形的三个顶点，且AB4 cm，BC3 cm.现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点，结果测得C点的电场强度EC10 N/C，方向平行于A、B两点的连线(1)试指出点电荷QA和QB的电性；(2)求点电荷QB产生的电场在C点的电场强度解析：(1)QA带负电，QB带正电(2)根据场强叠加原理知EC由QA和QB电荷分别在C点产生场强EA和EB的矢量和，其合成图如图所示由相似三角形知EB ECBC AB所以EBEC7.5 N/CBC AB方向由B指向C.答案：(1)QA为负，QB为正 (2)7.5 N/C，由B指向C12(10 分)如图所示是一匀强电场，已知场强E2×102 N/C，现让一个电荷量为q4×108 C 的电荷沿电场方向从M点移到N点，M、N间的距离L30 cm，试求：(1)电荷从M点移到N点电势能的变化；(2)M、N两点间的电势差解析：(1)负电荷在该电场中所受电场力F为恒力，方向向左，因此从M点移到N点，电荷克服电场力做功，电势能增加，增加的电势能 Ep等于电荷克服电场力做的功W.电荷克服电场力做的功W|q|EL4×108×2×102×0.3 J2.4×106 J，故电势能增加了2.4×106 J.(2)M、N两点间的电势差UMN V60 VW q2.4 × 106 4 × 108答案：(1)电势能增加了 2.4×106 J (2)60 V613(12 分)如图所示，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行一电荷量为q(q0)的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能解析：质点所受电场力的大小FqE设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有FNamv2a rNbFmv2b r设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb，有Ekamv1 22aEkbmv1 22b根据动能定理有EkbEka2rF联立式得E(NbNa)1 6qEka(Nb5Na)r 12Ekb(5NbNa)r 12答案：(NbNa) (Nb5Na) (5NbNa)1 6qr 12r 1214(14 分)如图是示波管的示意图，竖直偏转电极的极板长l4 cm，板间距离d1 cm.板右端距离荧光屏L18 cm(水平偏转电极上不加电压，没有画出)电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是 1.6×107 m/s，电子电荷量e1.60×1019 C，质量m0.91×1030 kg.(1)要使电子束不打在偏转电极的极板上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大？(2)若在偏转电极上加 40 V 的电压，在荧光屏的竖直坐标轴上看到的光点距屏的中心点多远？解析：(1)电子经过偏转电场的时间为tl v7纵向最大位移为 at2 ··t2d 21 21 2Ue dm所以U91 Vd2m et2md2v2 el2(2)当U40 V 时，电场强度EU d电子在电场中的偏移量y1at2 ·( )22.2×103 m1 21 2eU dml v由于电子离开电场做匀速直线运动，设偏转角为，则 tan 0.11at veUl dmv2所求距离yy1y2y1Ltan 2.2 cm答案：(1)91 V (2)2.2 cm