2022-2022学年高中物理第1章静电场章末综合测试含解析新人教版选修3-1.doc

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1、第一章章末综合测试一、选择题(共15个小题，11、12、13、14、15为多项选择题全选对得4分，选对一局部得2分，不选或选错得0分，其余为单项选择题，每题4分，共60分)1对电容C和C，以下说法正确的选项是()A电容器带电荷量越大，电容就越大B对于固定电容器，它的带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C可变电容器的带电荷量跟加在两极板间的电压成反比D可变电容器正对极板面积越小，电容越大解析电容量与带电荷量无关，故A项错误；固定电容器电容不变，所以当电荷量变化时电压也随之变化，但比值不变，故B项正确；可变电容器两极板电荷量QUC与电压成正比，故C项错误；可变电容器电容可以由正对面积决定且成

2、正比，故D项错误答案B设置目的考查平行板电容器电容量公式理解2在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5 eV，那么以下结论错误的选项是()A电场强度的方向一定是由b到aBa、b两点间的电压是5 VC电子的电势能减少了5 eVD因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势解析由Uab5 V知a、b两点间的电势差为5 V，即电压为5 V，但电场强度方向不一定由b到a，所以A项错误电场力对电荷做功5 eV，其电势能一定减少了5 eV，而零电势点未确定，我们只能确定a、b两点间的电势差，无法确定a、b两点的电势，所以C、D两项正确，此题应选A项答案A设置目的考查电场力与电势能关系3.如下图，两

3、平行金属板竖直放置，板上A、B两孔正好水平相对，板间电压500 V一个动能为400 eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中经过一段时间电子离开电场，那么电子离开电场时的动能大小为()A900 eVB500 eVC400 eV D100 eV解析由于电子动能Ek400 eVEkb.从a到b，电场力做负功，故电势能增加，即E电aW1.故电势能增大C项正确答案AC设置目的考查库仑定律与点电荷场强公式12两块水平放置的平行金属板，带等量异种电荷，一个带电油滴恰悬浮在平行板间如果使油滴产生大小等于的加速度，两板电荷量应是原来的()A2倍 B.C.倍 D.解析由E，U可知当电荷量是原来()时电场力变为原来

4、()，也就恰为重力()此时合力为重力.加速度为g.答案BC设置目的考查电容器板间匀强电场13带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6106 J的功那么()AM在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能BP点的场强一定小于Q点的场强CP点的电势一定高于Q点的电势DM在P点的动能一定大于它在Q点的动能解析带电粒子M只在电场力作用下从P点到Q点，克服电场力做功，其电势能增加，动能减小，故A、D两项正确；场强的大小与电场力做功正、负无关，故B选项错误；在C选项中，由于带电粒子的电性未知，故无法确定P点与Q点电势的上下，C项错误答案AD设置目的考查电场力做功与电势能变化14

5、如下图，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷Q、Q，虚线是以Q所在点为圆心、L/2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称以下判断正确的选项是()Ab、d两点处的电势相同B四点中c点处的电势最低Cb、d两点处的电场强度相同D将一试探电荷q沿圆周由a点移至c点，q的电势能减小解析由对称性可知b、d两点处的电势相同，选项A正确由于沿两个等量异种点电荷连线中垂线上的电势为零，所以四点中c点处的电势最低，选项B正确b、d两点处的电场强度大小相等，方向不相同，所以选项C错误由于c点电势低于a点，将一试探电荷q沿圆周由a点移至c点，q的电势能减小，选项

6、D正确答案ABD设置目的静电场电势、电势能15.如下图，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，那么下面说法中正确的选项是()A三个等势面中，a的电势最高B对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大C对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大D带电粒子由M运动到N时，加速度增大解析由于带电粒子做曲线运动，因此所受电场力的方向必定指向轨道的凹侧，且和等势面垂直，所以电场线方向是由c指向b再指向a.根据电场线的方向是指电势降低的方向，故cba，选项A错带正电荷粒子假设从N

7、点运动到M点，场强方向与运动方向成锐角，电场力做正功，即电势能减少；假设从M点运动到N点，场强方向与运动方向成钝角，电场力做负功，电势能增加，应选项B错根据能量守恒定律，电荷的动能和电势能之和保持不变，故粒子在M点的动能较大，选项C正确由于相邻等势面之间电势差相等，因此N点等势面较密，那么ENEM，即qENqEM，由牛顿第二定律知，带电粒子从M点运动到N点时，加速度增大，选项D正确答案CD设置目的考查电场力做功与曲线运动定性判断二、计算题(共4个题，每个题10分，共40分)16.如下图，两平行金属板水平放置，间距为d，板间存在匀强电场一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，以竖直向下的初速度从上

8、板的小孔射入，当它从下板的小孔穿出时所用的时间为t.假设小球以同样大小的初速度从下板的小孔竖直向上射入，那么从上板小孔穿出时所用的时间为t/2.不计空气阻力(1)指出两板间电场强度的方向；(2)求电场强度的大小；(3)求小球穿出下板小孔时速度v1与穿出上板小孔时速度v2之比v1v2.解析(1)场强方向竖直向下(2)根据题意，小球在电场中运动的加速度a应竖直向上Eqmgma从上往下：dv0tat2从下往上：dv0a()2由式，解得电场强度：E.(3)由两式，解得a，v0那么：v1v0at，v2v0a所以：.答案(1)场强方向竖直向下 (2)(3)设置目的考查电场力做功与匀变速直线运动17如下图，

9、在y0和y2 m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大电场强度的变化如下图，取x轴正方向为电场正方向现有一个带负电的粒子，粒子的比荷为1.0102C/kg，在t0时刻以速度v05102 m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力求：(1)粒子通过电场区域的时间；(2)粒子离开电场时的位置坐标；(3)粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小解析(1)因粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间t4103 s.(2)粒子在x方向先加速后减速，加速时的加速度大小a14 m/s2减速时的加速度大小a22 m/s2x方向上的位移大

10、小为sa1()2a1()2a2()22105 m因此粒子离开电场时的位置坐标为(2105 m，2 m)(3)粒子在x方向的速度vxa1a24103 m/s.答案(1)4103 s (2)(2105 m，2 m) (3)4103 m/s设置目的考查电场力做功与匀变速直线运动18.如下图，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场电荷量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力(1)假设粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；(2)假设粒子离开电场时动能为Ek，那么电场强度为多大？解析(1)粒子在匀强电场中做类平抛运动，那么在初速度方向上：Lv0t在电场方向

11、上：Lat2其中qEmaEkmv02由动能定理，得qELEkcEk联立以上各式，可解得Ekc5Ek，E.(2)假设粒子由bc离开电场，那么有：Lv0t粒子在电场方向上的速度vyat粒子在电场方向上的位移yat2，yL粒子离开电场时的速度为vv2v02vy2EkEkmv2mv02qEy联立可解得E假设粒子由cd边离电场，那么由动能定理，得qELEkEk那么E.答案(1)5Ek (2)或设置目的电场力与类平抛运动和机械能19如下图，一内壁光滑的绝缘圆管ADB固定在竖直平面内圆管的圆心为O，D点为圆管的最低点，AB两点在同一水平线上，AB2L，圆环的半径为rL(圆管的直径忽略不计)，过OD的虚线与过

12、AB的虚线垂直相交于C点在虚线AB的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场；虚线AB的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于.圆心O正上方的P点有一质量为m、电荷量为q(q0)的绝缘小物体(视q为质点)，P、C间距为L.现将该小物体无初速释放，经过一段时间，小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内，并继续运动重力加速度用g表示(1)虚线AB上方匀强电场的电场强度为多大？(2)小物体从管口B离开后，经过一段时间的运动落到虚线AB上的N点(图中未标出N点)，那么N点距离C点多远？(3)小物体由P点运动到N点的总时间为多少？解析(1)小物体释放后在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动

13、，小物体从A点沿切线方向进入，那么此时速度方向与竖直方向的夹角为45，即加速度方向与竖直方向的夹角为45，那么：tan45解得：E.(2)从P到A的过程中，根据动能定理可得：mgLEqLmvA2，解得：vA2.小物体从B点抛出后做类平抛运动，据能量守恒以及对称性可知抛出时的速度：vBvA2，小物体的加速度：ag.当小物体沿抛出方向和垂直抛出方向位移大小相等时，又回到虚线AB，那么有：vBtat2，解得：t2.那么沿虚线AB方向运动的位移：xBNvBt228L.那么小物体从A点飞出后落在虚线AB上的N点到C点的距离为：xCNxBNxBC7L.(3)小物体由P点运动A点做匀加速直线运动，设所用时间

14、为t1，根据匀变速直线运动的规律可得：Lgt12，解得：t1.物体在圆管内做匀速圆周运动的时间为t2，那么：t2，物体离开管后做类平抛运动，物体从B到N的过程中所用时间为：t3t2所以小物体从P到N的总时间：t总t1t2t3(3).答案(1)虚线AB上方匀强电场的电场强度为；(2)N点到C点的距离为7L；(3)小物体由P点运动到N点的总时间为(3).点评此题考查带电小物体在电场力和重力共同作用下的运动，解题关键是要分析好运动过程，明确每一个过程小物体的受力情况，并结合初速度判断物体做什么运动，进而选择适宜的规律解决问题，匀变速直线运动利用牛顿第二定律结合运动学公式求解或者运用动能定理求解，类平抛利用运动的合成和分解、牛顿第二定律结合运动学规律求解，难度不大