2023年人教版高中物理选修3-1第一章 章末检测卷.pdf

优秀学习资料 欢迎下载 章末检测卷 (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)1.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EFq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CQU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EkQr2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UABWABq可知，带电荷量为 1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为 1 J，则A、B两点间的电势差为1 V 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；EkQr2是决定式，C 错误；在电场中，克服电场力做功，电势能增大，D正确.2.A、B、C三点在同一直线上，ABBC12，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，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为()A.F2 B.F2 C.F D.F 答案 B 解析 如图所示，设B处的点电荷带电荷量为正，ABr，则BC2r，根据库仑定律FkQqr2，FkQ2q2r2，可得FF2，故选项 B正确.3.如图 1 所示，在粗糙的水平面上固定一个点电荷Q，在M点无初速度释放一个带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点停止，则从M到N的过程中，下列说法错误的优秀学习资料 欢迎下载 是()图 1 A.小物块所受的静电力逐渐减小 B.小物块具有的电势能逐渐减小 C.M点的电势一定高于N点的电势 D.小物块电势能的减少量一定等于克服摩擦力做的功 答案 C 解析 小物块在从M运动到N的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左.随着由M运动到N，离电荷Q距离越来越大，所以小物块受到的静电力即库仑力一定减小，A正确；由动能定理可得 mgxWE0，即WEmgx，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减少量等于克服滑动摩擦力做的功值，B、D正确；因点电荷Q的电性未知，不能判断M、N两点电势的高低，C错误.4.如图 2 所示，真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有()图 2 A.电势能逐渐减小 B.电势能逐渐增大 C.q3受到的电场力逐渐减小 D.q3受到的电场力逐渐增大 答案 A 解析 中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，A对，B错；中垂线上由C到无穷远，电场强度先变大后变小，q3受到的电场力先变大后变小，C、D错.5.如图 3 所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点.现在在A、B两点分别固定两个成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为优秀学习资料 欢迎下载 点电荷Q1和Q2，则关于C、D两点的场强和电势，下列说法正确的是()图 3 A.若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点的电场强度不同，电势相同 B.若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同 C.若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均不相同 D.若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同 答案 B 解析 若Q1和Q2是等量异种电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等.C、D两点的场强都与等势面垂直，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C、D两点的场强、电势均相同，故 A错误，B正确.若Q1和Q2是等量同种电荷，由电场的分布情况和对称性可知，C、D两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同，电势相等，故C、D错误.6.如图 4 所示，电源A两端的电压恒为 6 V，电源B两端的电压恒为 8 V，当开关 S 从A扳到B时，通过电流计的电荷量为 1.2105 C，则电容器的电容约为()图 4 A.2105 F B.1.5106 F C.6106 F D.8.6107 F 答案 D 解析 当开关 S 接A时，电容器上极板带正电，所带电荷量QCUA，当开关 S 扳到B时，电容器上极板带负电，所带电荷量QCUB，该过程中通过电流计的电荷量 QQQC(UAUB)1.2105 C，解得电容C8.6107 F，选项 D正确.成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为优秀学习资料 欢迎下载 7.如图 5 所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为 10 cm 的正六边形的六个顶点，A、C、D三点电势分别为 1.0 V、2.0 V、3.0 V，正六边形所在平面与电场线平行.则()图 5 A.E点的电势与C点的电势相等 B.UEF与UBC相同 C.电场强度的大小为20 33 V/m D.电场强度的大小为 20 3 V/m 答案 C 解析 A、D两点电势分别为 1.0 V和 3.0 V，则AD中点O的电势为 2.0 V，C点与O点等势，C与E不等势，A错误；UEF和UBC大小相同，但正负不同，B错误；电场强度EUDCDCcos 3020 33 V/m，C正确，D错误.二、多项选择题(本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分.)8.如图 6 所示，长为L0.5 m、倾角为 37的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一带电荷量为q，质量为m的小球(可视为质点)，以初速度v02 m/s 恰能沿斜面匀速上滑，g取 10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8，则下列说法中正确的是()图 6 A.小球在B点的电势能大于在A点的电势能 B.水平匀强电场的电场强度为3mg4q C.若电场强度加倍，小球运动的加速度大小为 3 m/s2 D.若电场强度减半，小球运动到B点时的速度为初速度v0的一半 答案 BD 成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为优秀学习资料 欢迎下载 解析 在小球由A运动到B的过程中，重力做负功，电场力做正功，小球电势能减少，A错；由动能定理知qELcos mgLsin 0，所以水平匀强电场的电场强度为3mg4q，B对；电场强度加倍后，则有q2Ecos mgsin ma，所以a6 m/s2，C错；电场强度减半后，则有mgsin qE2cos ma1，a13 m/s2，由v 20v22a1L代入数值得v1 m/s，D对.9.如图 7 所示，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上有a、b、c、d、e五个点，在焦点f处固定一正点电荷，则下列判断正确的是()图 7 A.c、e两点的电场强度相同 B.a点的电势比b点的电势低 C.一负电荷在d点时的电势能大于在a点时的电势能 D.将一正电荷由e点沿eabc移到c点，所受电场力先做正功再做负功，但总功为零 答案 BD 解析 c、e两点的电场强度大小相等，方向不同，分别沿fc、fe方向，选项 A错误；离正点电荷越近的点电势越高，a点离f远，故选项 B正确；负电荷在电势越高的位置其电势能越小，a点电势低于d点电势，故负电荷在d点时的电势能小于在a点时的电势能，选项 C错误；将一正电荷由e点沿ea移到a点的过程中，所受电场力做正功，由a点沿abc移到c点的过程中，所受电场力做负功，由于c、e两点等电势，故整个过程中电场力做功为零.10.如图 8 所示为一空腔导体周围的电场线分布图，电场方向如图中箭头所示，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四点，其中M、N在一条直电场线上，P、Q在一条曲电场线上，下列说法正确的有()图 8 A.M点的电场强度比N点的电场强度小 成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为优秀学习资料 欢迎下载 B.P点的电势比Q点的电势低 C.负电荷在P点的电势能小于其在Q点的电势能 D.M、O间的电势差等于O、N间的电势差 答案 AC 解析 用电场线的疏密程度表示电场的强弱，故N点的场强比M点的场强大，故 A正确.沿着电场线的方向电势越来越低，所以Q点的电势比P点的电势低，故 B错误.P点电势高于Q点，根据Epq可知，负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能，故 C正确.根据电场分布可知，MO间的平均电场强度比ON间的平均电场强度小，故由公式UABEd可知，MO间的电势差小于ON间的电势差，故 D错误.11.图 9 甲中直线PQ表示电场中的一条电场线，质量为m、电荷量为q的带负电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动，经过P点时速度为v0，到达Q点时速度减为零，粒子运动的vt图象如图乙所示.下列判断正确的是()图 9 A.P点电势高于Q点电势 B.P点场强大于Q点场强 C.P、Q两点间的电势差为mv 202q D.带负电的粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能 答案 ABC 解析 由题图乙知带电粒子的速度减小，受到向左的电场力，故电场线方向向右，P点电势一定高于Q点电势，故 A正确；由题图乙可知，P处的加速度大于Q处的加速度，故P处的场强大于Q处的场强，故 B正确；由动能定理知qU12mv 20，可求出PQ两点的电势差为mv 202q，故 C正确；负电荷在电势低的地方电势能大，故带负电的粒子在P点的电势能一定小于在Q点的电势能，故 D错误.12.如图 10 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()成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为优秀学习资料 欢迎下载 图 10 A.从t0 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t0 时刻释放电子，电子可能在两板间振动 C.从tT4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t3T8时刻释放电子，电子必将打到左极板上 答案 AC 解析 从t0 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T2，接着匀减速T2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T2，接着匀减速T2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tT4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T4，接着匀减速T4，速度减小到零后，改为向左再匀加速T4，接着匀减速T4.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t3T8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.三、计算题(本题共 4 小题，共 52 分)13.(12 分)如图 11 所示平行金属板A、B之间有匀强电场，A、B间电压为 600 V，A板带正电并接地，A、B两板间距为 12 cm，C点离A板 4 cm.求：图 11(1)C点的电势；(2)若将一电子从场外移到C点，电场力做多少功？做正功还是做负功？答案(1)200 V(2)200 eV 做负功 成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为优秀学习资料 欢迎下载 解析(1)板间场强为 EUd6000.12 V/m5103 V/m，已知A板与C点间的距离为d0.04 m 则UACEd51030.04 V 200 V.因为A板接地，A0，且沿电场方向电势降低，所以可得 C200 V.(2)“场外”可理解为离电场无穷远，此处电势也为零.由WqU可得将电子从场外移到C点，电场力做的功为We(0 C)1.61019200 J200 eV.负号说明电场力做的是负功.14.(13 分)如图 12 所示，已知ACBC，ABC60，BC20 cm，A、B、C三点都在匀强电场中，且A、B、C所在平面与电场线平行，把一个电荷量q105 C 的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为 3103 J.图 12(1)求A、C间的电势差；(2)若规定B点电势为零，求C点的电势；(3)求匀强电场的场强大小及方向.答案(1)3102 V(2)3102 V(3)1 000 V/m 方向与水平方向夹角为 30指向右下方 解析 根据WUq得，UAB0，即 AB，UBCWBCq 3102 V(1)UACACBCUBC 3102 V(2)B0，UBCBC，所以 CBUBC 3102 V(3)AB为等势面，场强方向垂直AB连线指向右下方，故E|UBC|BCsin 601 000 V/m.15.(13分)如图 13 所示，在E 103 V/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连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R 0.4 m，一带正电荷q104 C 的小滑块质量为m 0.04 kg，与水平轨道间的动摩擦因成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为优秀学习资料 欢迎下载 数 0.2，g取 10 m/s2，求：图 13(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点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)20 m(2)1.5 N 解析(1)滑块刚能通过轨道最高点的条件是 mgmv2R，vgR2 m/s 滑块由释放点到最高点过程，由动能定理得：qExmgx2mgR12mv2 代入数据得：x20 m(2)滑块过P点时，由动能定理：mgRqER12mv212mv 2P 在P点由牛顿第二定律：FNqEmv 2PR 代入数据得：FN1.5 N.16.(14分)如图 14 甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长和板间距离为L10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L10 cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：(1)在t0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处；(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长？成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为优秀学习资料 欢迎下载 图 14 答案(1)13.5 cm(2)30 cm 解析(1)设电子经电压U0加速后的速度为v，根据动能定理得：qU012mv2，所以：v2qU0m 经偏转电场偏转后偏移量y12at212qU偏mL(Lv)2，所以yU偏L4U0，由题图知t0.06 s时刻U偏1.8U0，代入数据解得y4.5 cm.设打在屏上的点距O点的距离为Y，根据相似三角形得：YyLL2L2 代入数据解得：Y13.5 cm.(2)由题知电子偏移量y的最大值为L2，当偏转电压超过 2U0时，电子就打不到荧光屏上了，根据YyLL2L2得：Y3L2 所以荧光屏上电子能打到的区间长为：2Y3L30 cm.成反比根据电容的定义式可知电容器的电容与其所带电荷量成正比与两从点移动到点克服电场力做功为则两点间的电势差为答案解析电场强度电荷量为的点电荷当在处放一电荷量为的点电荷时它所受到的电场力为