人教版物理选修3-1月考试题

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人教版高中物理选修3-1：测试卷(一)含答案

高中同步测试卷(一)第一单元电场力的性质 (时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于电场强度的下列说法中不正确的是( ) A ．电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力 B ．在电场中某点不放电荷，则该点的电场强度一定为零C ．正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D ．负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的反方向2．在如图所示的四种电场中，分别标记有a 、b 两点．其中a 、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是( )A ．甲图中与点电荷等距的a 、b 两点B ．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点C ．丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点D ．丁图中非匀强电场中的a 、b 两点3.如图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 均围绕B 以相同的角速度做匀速圆周运动，三个带电质点始终在同一直线上，B 恰能保持静止．其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2.不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷 (电荷量与质量之比)之比应是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 134.如图所示，有一带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a 点处的电场强度为零，则图中b 点处的电场强度大小是( )A ．k q 9d 2＋k qd 2B ．k q d 2－k q9d 2C ．0D ．k q d25．真空中相距为3a 的两个点电荷M 、N 分别固定于x 轴上x 1＝0和x 2＝3a 的两点上，在它们连线上各点场强随x 变化关系如图所示，以下判断正确的是( )A ．点电荷M 、N 一定为同种点电荷B ．点电荷M 、N 一定为异种点电荷C ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为2∶1D ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为3∶1二、多项选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)6.如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂两个相同的带电介质小球A 、B ，左边放一个带电荷量为＋Q 的固定球时，两悬线都保持竖直方向．下列说法中正确的是( )A ．A 球带正电，B 球带正电，并且A 球带电荷量较小 B ．A 球带负电，B 球带正电，并且A 球带电荷量较小C ．A 球带负电，B 球带正电，并且B 球带电荷量较大D ．A 球带正电，B 球带负电，并且B 球带电荷量较大7．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O 是电荷连线的中点，E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点，B 、C 和A 、D 也相对O 对称．则( )A．B、C两点场强大小和方向都相同B．A、D两点场强大小相等，方向相反C．E、O、F三点比较，O点场强最强D．B、O、C三点比较，O点场强最弱8．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则( )A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零8题图9题图10题图9．如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则( )A．M的带电量比N大B．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N大D．移动过程中匀强电场对M做负功10．如图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内固定有一带正电的电荷a(图中未画出)，与a带同种电荷的电荷b仅在a的库仑力作用下，以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N 点，到N点时速度大小为v，且v<v0, 则( )A．b电荷在M点受力一定向左上方B．b电荷在M点受力一定向右下方C．a电荷一定在虚线MP上方D．a电荷一定在虚线MP下方11．两个通电小球带电后相互排斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电荷量用q和Q表示．若已知α>β，则一定有关系( )A．两球一定带同种电荷B．m一定小于MC．q一定大于Q D．m受到的电场力一定等于M所受电场力12.如图所示，固定在竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，圆环的最高点通过长为L 的绝缘细线悬挂质量为m的可视为质点的金属小球，已知圆环带电均匀分布且带电荷量与小球相同，均为Q (未知)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，已知静电力常量为k ，重力加速度为g .细线对小球的拉力为F (未知)，下列式子中正确的是( )A ．Q ＝mgR 3kLB ．Q ＝mgL 3kRC ．F ＝mgR LD ．F ＝mgL R题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案演算步骤，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．(8分)如图，真空中xOy 平面直角坐标系上的ABC 三点构成等边三角形，边长L ＝2.0 m ．若将电荷量均为q ＝＋2.0×10－6C 的两点电荷分别固定在A 、B 点，已知静电力常量k ＝9.0×109N ·m 2/C 2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C 点的电场强度的大小和方向．14.(10分)如图所示，绝缘的粗糙水平桌面高为h ＝1.25 m ，长为s ＝2 m ，桌面上方有一个水平向左的匀强电场．一个质量为m ＝2×10－3kg ，带电量为q ＝＋2.5×10－8C 的小物体自桌面的左端A 点以初速度v 0＝6 m/s 向右滑行，离开桌子边缘B 后，落在水平地面上C 点，C 点与B 点的水平距离x ＝1 m ，物体与桌面间的动摩擦因数为0.4，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.(1)水平向左的匀强电场的电场强度E 为多大；(2)为使小物体离开桌面边缘B 后水平距离加倍，即x ′＝2x ，某同学认为可以在桌子边缘B的右侧空间加一竖直方向的匀强电场E′，请你求出该电场的电场强度．15．(10分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示．请问：(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？16.(10分)如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m，带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点的距离为l0.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F＝k qQ4l20(k为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小；(2)求乙球的速度最大时两球之间的距离；(3)请定性地描述乙球在释放后的运动情况(说明速度的大小变化及运动方向的变化情况)．参考答案与解析1．[导学号66870001] 【解析】选B.电场强度的大小在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力，故A 说法正确．电场强度的大小跟有没有试探电荷无关，由电场本身决定，故B 说法错误．电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致，跟负电荷所受电场力的方向相反，故C 、D 说法正确．故选B.2．[导学号66870002] 【解析】选C.甲图中与点电荷等距的a 、b 两点，场强大小相同，方向不相反，选项A 错误；对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a 、b 两点的场强大小相等、方向相同，选项B 错误；丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点，场强大小相同，方向相反，选项C 正确；对丁图，根据电场线的疏密可判断，b 点的场强大于a 点的场强，选项D 错误．3．[导学号66870003] 【解析】选C.根据B 恰能保持静止可得：k q A q B L 21＝k q C q BL 22.A 做匀速圆周运动，kq A q B L 21－k q C q A （L 1＋L 2）2＝m A ω2L 1，C 做匀速圆周运动，k q C q B L 22－k q C q A （L 1＋L 2）2＝m C ω2L 2，联立解得A 和C 的比荷之比等于⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，选项C 正确．4．[导学号66870004] 【解析】选A.由于a 点场强为零，说明点电荷在a 点的场强与圆盘在a 点的场强大小相等，E ＝kq d2，根据对称性可知，圆盘在b 点产生的场强大小也是E ＝kq d 2，则b 点的场强为E ′＝E ＋kq （3d ）2＝kq d 2＋kq9d2，A 正确． 5．[导学号66870005] 【解析】选A.从场强E 随x 的变化关系图象可以看出，x ＝2a 处的场强为零，在0～2a 范围内场强为正，2a ～3a 范围内场强为负，根据场强叠加原理可知，点电荷M 、N 为同种电荷，选项B 错误，选项A 正确；设点电荷M 的带电荷量为q 1，点电荷N 的带电荷量为q 2，x ＝2a 处的场强为E ＝k q 1（2a ）2－k q 2a 2＝0，解得：q 1∶q 2＝4∶1，选项C 、D 错误．6．[导学号66870006] 【解析】选BC.存在固定球时，对A 、B 球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自所受电场力合力为零，说明A 球带负电而B 球带正电，A 、B 作为整体得固定球对A 、B 的水平方向的库仑力大小相等方向相反．根据库仑定律得A 离固定球近点，所以A 球带电荷量较小，B 球带电荷量较大．故A 、D 错误，B 、C 正确．7．[导学号66870007] 【解析】选ACD.由等量异种点电荷的电场线分布可知选项A 、C 、D 正确，B 错误．8．[导学号66870008] 【解析】选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，A 错误；A →B 电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B 正确；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°，所以速率减小，C 正确；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，D 正确．故选BCD.9．[导学号66870009] 【解析】选BD.释放后，M 、N 保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力qE 和相互之间的库仑力F 作用，因此有qE ＝F ，两者方向相反，其合力为0，故选项C 错误；由牛顿第三定律可知，M 、N 间相互作用的库仑力F ，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE 也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷，电量相等，故选项A 错误；两小球带异种电荷，相互间的库仑力为引力，由题图中位置关系可知，小球M 受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场方向相反，所以带负电，小球N 受到的水平匀强电场的电场力方向向右，与电场方向相同，所以带正电，故选项B 正确；由题图图示可知，小球M 移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角，所以匀强电场对M 做负功，故选项D 正确．10．[导学号66870010] 【解析】选AD.b 电荷运动轨迹向上弯曲，根据曲线运动特点可知，b 电荷在M 点受力一定向左上方，所以a 电荷一定在虚线MP 下方，选项A 、D 正确．11．[导学号66870011] 【解析】选ABD.库仑力同样满足牛顿第三定律，满足共点力平衡条件，由题中图示可知两小球相互排斥，故A 、D 正确；偏角的大小与小球的质量和悬线的长度有关，故B 正确．12．[导学号66870012] 【解析】选BD.由于圆环不能看成点电荷，采用微元法求圆环对小球的库仑力，小球受到的库仑力为圆环各点对小球库仑力的合力．以小球为研究对象，进行受力分析，小球受到三个力的作用：线对小球的拉力为F 、重力G 、圆环各点对小球库仑力的合力F Q .则F sin θ＝mg ，sin θ＝RL ，解得：F ＝mgLR，选项C 错误，D 正确；水平方向上：F cos θ＝k Q 2L 2cos θ，解得：Q ＝mgL 3kR，选项A 错误，B 正确． 13．[导学号66870013] 【解析】(1)根据库仑定律，A 、B 两点电荷间的库仑力大小为F ＝k q 2L2①代入数据得F ＝9.0×10－3N ．②(2)A 、B 点电荷在C 点产生的场强大小相等，均为E 1＝k q L2③A 、B 两点电荷形成的电场在C 点的合场强大小为 E ＝2E 1cos 30°④由③④式并代入数据得E ＝7.8×103 N/C场强E 的方向沿y 轴正向．【答案】(1)9.0×10－3N(2)7.8×103N/C 方向沿y 轴正向14．[导学号66870014] 【解析】(1)设小物体离开桌子边缘B 点后经过时间t 落地，则h ＝12gt 2得t ＝2h g＝2×1.2510s ＝0.5 s 设小物体离开桌子边缘B 点时的速度为v B ，则v B ＝x t ＝10.5m/s ＝2 m/s根据动能定理，有－qEs －μmgs ＝12mv 2B －12mv 2得E ＝3.2×105N/C. (2)要使水平射程加倍，则 2x ＝v B t ′h ＝12at ′2 mg －qE ′＝ma代入数据得E ′＝6×105N/C ，方向竖直向上．【答案】(1)3.2×105N/C (2)6×105N/C 方向竖直向上 15．[导学号66870015] 【解析】(1)由小球处于平衡状态知小球带正电，对小球受力分析如图所示F T sin θ＝qE ① F T cos θ＝mg②由①②得tan θ＝qE mg ，故q ＝mg tan θE. (2)由第(1)问中的方程②知F T ＝mgcos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ.小球的加速度a ＝F 合m ＝gcos θ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为x ＝bsin θ，又由x ＝12at 2，得t ＝2xa＝2b cos θg sin θ＝2bgcot θ.【答案】(1)mg tan θE(2) 2bgcot θ16．[导学号66870016] 【解析】(1)由牛顿第二定律得：k qQ l 20－F ＝ma 解得：a ＝3kqQ4ml 20.(2)当乙球所受的合力为零，即库仑力与恒力F 大小相等时，乙球的加速度为零，速度最大，设此时两球之间的距离为x ，则有k qQ x 2＝kqQ 4l 20，解得：x ＝2l 0.(3)乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B 后，再重复前面的运动，之后就在B 点和最远点之间做往复运动．【答案】(1)3kqQ4ml 20(2)2l 0 (3)见解析。

高中物理选修3-1试题(含答题卷和答案)

高二物理试题（选修3-1）本试卷分第I 卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间90分钟。

第I 卷（选择题共44分）一、单项选择题：本题共10小题，每题4分，共44分。

1. 下列说法正确的是（）A ．磁感线越密，该处磁感应强度越大B ．磁感线越疏，该处磁感应强度越大C ．铁屑在磁场中显示的就是磁感线D ．穿过某线圈的磁通量为零说明该处磁感应强度为零2. 如图所示的四个实验现象中，不能表明在电流周围存在磁场的是（）A ．图甲中，导线通电后磁针发生偏转B ．图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用C ．图丙中，当电流方向相同时，导线相互靠近D ．图丁中，当电流方向相反时，导线相互远离3. 如图所示，一带正电的粒子，沿着电场线从A 点运动到B 点的过程中，以下说法正确的是（）A ．带电粒子的电势能越来越小B ．带电粒子的电势能越来越大C ．带电粒子受到的静电力一定越来越小D ．带电粒子受到的静电力一定越来越大 4. 下列关于电流的说法中，错误．．的是（） A ．我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流B ．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安C ．电流既有大小又有方向，所以电流是矢量D ．由qI t=可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多 5. 在电场中的某点放入电荷量为-q 的试探电荷时，测得该点的电场强度为E ；若在该点放入电荷量为+2q 的试探电荷，其它条件不变，此时测得该点的电场强度为（） A ．大小为2E ，方向和E 相反 B ．大小为E ，方向和E 相同 C ．大小为2E ，方向和E 相同 D ．大小为E ，方向和E 相反6. 如图所示，在真空中，两个放在绝缘架上的相同金属小球A 和B ，相距为r 。

球的半径比r 小得多，A 带电荷量为+4Q ，B 带电荷量为-2Q ，相互作用的静电力为F 。

现将小球A 和B 互相接触后，再移回至原来各自的位置，这时A 和B 之间相互作用的静电力为F '。

人教版高中物理选修3-1综合能力测试(附详解答案)

选修3-1综合能力测试（附详解答案）本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，有一金属箔验电器，起初金属箔闭合，当带正电的棒靠近验电器上部的金属板时，金属箔张开．在这个状态下，用手指接触验电器的金属板，金属箔闭合，问当手指从金属板上离开，然后使棒也远离验电器，金属箔的状态如何变化？从下图中的①～④4个选项中选取一个正确的答案． ( )A ．图①B ．图②C ．图③D ．图④ 答案：B 解析：手指接触一下，验电器上带负电，手指离开，棒也远离，金属箔张开，B 正确．2．如图所示，用两个一样的弹簧测力计吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流，当棒静止时，弹簧测力计的读数之和为F 1；若将棒中的电流反向，当棒静止时，弹簧测力计的示数之和为F 2，且F 2>F 1，根据这两个数据，可以确定 ( )A ．磁场的方向B ．磁感应强度的大小C ．安培力的大小D ．铜棒的重力答案：ACD 解析：由弹簧测力计示数F 2>F 1可知电流向右时F安方向向上，再由左手定则可确定磁场方向垂直于纸面向里．再由题意，电流自左向右时，F 1＋F 安＝mg ，电流反向后，F 2－F 安＝mg ，解得F 安＝12(F 2－F 1)，mg ＝12(F 1＋F 2)，由于I 、L 未知，故不能确定磁感应强度B 的大小．3．(2009·广州模拟)如图为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A 、B 两端的电。

人教版高中物理选修3-1阶段考试试题答案.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理高二阶段考试物理试题参考答案一、单选题1 2 3 4 5 CADDB二、多选题6 7 8 9 10 11 ADABDADACBCDACD三、实验题12、 0.094 cm 13、 8.475mm mm 14、（1）如图（2）正常工作前导电性能差（或电阻大），正常工作后导电性能好（或电阻小）（3）31031⨯15、GDAFCAIE四、论述、计算题 16、BId BId BIL F 33260sin 0=== 方向：垂直于ab 斜向右上方17、证明：设想导线的横截面积为S ，导线中单位体积的自由电荷数目为n ，则长为L 的导线中自由电子的数目为nLS ，当有电流I 流过时这些自由电荷定向运动的速率设为v ，则磁场对这根导线中所有的自由电荷施加的力为：F=nLSqvB ① 在导体中任取一截面A ，t 时间通过其自由电荷的数目为N=nSvt 则t 时间通过A 截面的电量为Q ＝Nq=qnSvt1.52.02.5 1.0102030405060 I /mAU /V导体的电流强度I=Qt=nqSv ②将②式代入①式得：F=ILB 此即整个长为L 的导体棒受到的安培力。

由此可见安培力的确是磁场对长为L 的通电直导线中所有参与定向运动的自由电荷施加的洛伦兹力的宏观表现。

18、（1）221mv qU = r v m qvB 2= x ＝ 2 r 解得：228xB Um q =（2）由上述结果知：21218x B U m q = 22228x B Um q = 222188qBU m qB U m x -=∆（3）带电粒子在电场中作加速运动2121at d = md qUa =qUmd adt 2122== 粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间为周期的一半：qBm T t π==22 qBm m qU d m qU d m t )(22212221-+-=∆π 19、（1）小球在圆环中运动，恰好到达最高点时，速度为0 小球从位置1运动到位置4，根据动能定理：qER-mgR ＝0 qmgE =（2）小球从开始运动，到第二次运动到位置4的过程中，电场对小球做的总功为2qER ，对整个过程运用动能定理有：2212mv mgR qER =- 电荷在最高点所受的弹力为0，根据牛顿第二定律有：Rv m qvB mg 2=+解方程后可得：gRq mgqv mg B 2==20、（1）带电粒子返回时做匀速运动，洛伦兹力方向向上，滑块带负电。

最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析

最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析第一章第一章第一章章末检测第一章(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是()A．电场强度大的地方，电势一定高B．电场强度不变，电势也不变C．电场强度为零时，电势一定为零D．电场强度的方向是电势降低最快的方向答案 D解析电场强度是描述静电力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的大小和电势高低没有必然关系，电场线的方向，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，选项A、B、C错误，选项D正确．图12．如图1所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b.下列表述正确的是()A．该电场是匀强电场B．a点的电场强度比b点的大C．a点的电势比b点的高D．正电荷在a、b两点受力方向相同答案 C解析由电场线的分布可以看出，此电场不是匀强电场，选项A错误；b点电场线比a点电场线密，故a 点的电场强度比b点的小，B不正确；根据电场线的方向知a点的电势比b点的大，故C正确．正电荷在a、b两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向，选项D错误．图23．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q 3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( ) A ．电势能逐渐减小 B ．电势能逐渐增大 C ．q 3受到的电场力逐渐减小D ．q 3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q 3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D ，电场强度先变大后变小，q 3受到的电场力先变大后变小，C 、D 错．图34．如图3所示，a 、b 、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c 为ab 的中点，a 、b 电势分别为φa ＝5 V 、φb ＝3 V ．下列叙述正确的是( ) A ．该电场在c 点处的电势一定为4 V B ．a 点处的场强E a 一定大于b 点处的场强E b C ．一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少 D ．一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 答案 C解析因不知该电场是否是匀强电场，所以E ＝Ud 不一定成立，c 点电势不一定是4 V ，所以A 、B 两项错误．因φa ＞φb ，电场线方向向右，正电荷从高电势点移到低电势点电场力做正功，电势能减少，受到的电场力指向b ，所以C 项正确、D 项错误．图45．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上，C 、D 两点关于直线AB 对称，则( ) A ．A 点和B 点的电势相同 B ．C 点和D 点的电场强度相同C ．正电荷从A 点移至B 点，静电力做正功D ．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先增大后减小答案 C解析由题图可知φA ＞φB ，所以正电荷从A 移至B ，静电力做正功，故A 错误，C 正确．C 、D 两点场强方向不同，故B 错误．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先减小后增大，所以D 错误，故选C.图56．如图5所示，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、 b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )． A ．k 3q R 2 B ．k 10q9R 2 C ．k Q ＋q R 2 D ．k 9Q ＋q 9R 2答案 B解析由于b 点处的场强为零，根据电场叠加原理知，带电圆盘和a 点处点电荷在b 处产生的场强大小相等，方向相反．在d 点处带电圆盘和a 点处点电荷产生的场强方向相同，所以E ＝k q (3R )2＋k q R 2＝k 10q 9R 2，所以B 选项正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分) 7．下列各量中，与检验电荷无关的物理量是( )A ．电场力FB ．电场强度EC ．电势差UD ．电场力做的功W答案 BC解析电场力F ＝qE ，与检验电荷有关，故A 项错；电场强度E 、电势差U 与检验电荷无关，故B 、C 对；电场力做功W ＝qU ，与检验电荷有关，故D 项错．8．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2.6×10－8 J 的功，那么( )A ．M 在P 点的电势能一定小于它在Q 点的电势能B ．P 点的场强一定小于Q 点的场强C ．P 点的电势一定高于Q 点的电势D ．M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能答案AD解析因克服电场力做功，电势能增加，动能减小，所以A、D项正确；P、Q两点的场强大小不能确定，B项错；粒子电性未知，所以P、Q两点的电势高低不能判定，C项错．图69．如图6所示的电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器．先将电键K闭合，等电路稳定后再将K 断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变．则下列说法正确的是()A．电容器的电容变小B．电容器内部电场强度大小变大C．电容器内部电场强度大小不变D．P点电势升高答案ACD图710．带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示，如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动，下列说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子在a和b点的加速度相同C．该粒子在a点的电势能比在b点时大D．该粒子在b点的速度比在a点时大答案BCD解析由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲，可判断它受力方向为竖直向上，所以粒子应带负电，故A错；匀强电场中受力恒定，加速度相同，B对；从a到b由于电场力方向速度方向成锐角，电场力做正功，则电势能减小，动能增大，故该粒子在b点的电势能比在a点时小，在b点的速度比在a点时大．故C、D 正确．三、填空题(每空2分，共10分)图811．如图8所示，Q 为固定的正点电荷，A 、B 两点在Q 的正上方与Q 相距分别为h 和0.25h ，将另一点电荷从A 点由静止释放，运动到B 点时速度正好又变为零．若此电荷在A 点处的加速度大小为34g ，此电荷在B 点处的加速度大小为________；方向________；A 、B 两点间的电势差(用Q 和h 表示)为________．答案 3g 方向竖直向上－3kQh解析这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q ，由牛顿第二定律，在A 点时mg －kQq h 2＝m ·34g .在B 点时kQq(0.25h )2－mg ＝m ·a B ，解得a B ＝3g ，方向竖直向上，q ＝mgh 24kQ.从A 到B 过程，由动能定理mg (h －0.25h )＋qU AB ＝0，故U AB ＝－3kQh.图912．如图9所示，在竖直向下、场强为E 的匀强电场中，长为l 的绝缘轻杆可绕固定轴O 在竖直面内无摩擦转动，两个小球A 、B 固定于杆的两端，A 、B 的质量分别为m 1和m 2(m 1＜m 2)，A 带负电，电荷量为q 1，B 带正电，电荷量为q 2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中静电力做功为____________，在竖直位置处两球的总动能为______________．答案 (q 1＋q 2)El /2 [(m 2－m 1)g ＋(q 1＋q 2)E ]l /2解析本题考查静电力做功的特点和动能定理，考查学生对功能关系的处理．A 、B 在转动过程中静电力对A 、B 都做正功，即：W ＝q 1E l 2＋q 2E l 2＝(q 1＋q 2)El /2，根据动能定理：(m 2－m 1)g l 2＋(q 1＋q 2)El2＝E k －0，可求解在竖直位置处两球的总动能为E k ＝[(m 2－m 1)g ＋(q 1＋q 2)E ]l /2. 四、计算题(本题共4小题，共50分)图1013．(10分)如图10所示，在匀强电场中，将带电荷量q ＝－6×10－6 C 的电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场力做了2.4×10－5 J 的功，再从B 点移到C 点，电场力做了1.2×10－5 J 的功．求：(1)A 、B 两点间的电势差U AB 和B 、C 两点间的电势差U BC ； (2)如果规定B 点的电势为零，则A 点和C 点的电势分别为多少？ (3)作出过B 点的一条电场线(只保留作图的痕迹，不写做法)．答案 (1)4 V －2 V (2)4 V 2 V (3)见解析图解析 (1)U AB ＝W AB q ＝－2.4×10－5－6×10－6V ＝4 VU BC ＝1.2×10－5－6×10－6 V ＝－2 V(2)U AB ＝φA －φB ，U BC ＝φB －φC 又φB ＝0故φA ＝4 V ，φC ＝2 V (3)如图所示图1114．(12分)一个带正电的微粒，从A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图11所示．AB 与电场线夹角θ＝30°，已知带电粒子的质量m ＝1.0×10－7 kg ，电荷量q ＝1.0×10－10C ，A 、B 相距L ＝20cm.(取g ＝10 m/s 2，结果保留两位有效数字)求： (1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． (2)电场强度的大小和方向．(3)要使微粒从A 点运动到B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少．答案见解析解析 (1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动，在垂直于AB 方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B 指向A ，与初速度v A 方向相反，微粒做匀减速运动．(2)在垂直于AB 方向上，有qE sin θ－mg cos θ＝0所以电场强度E ＝1.7×104 N/C 电场强度的方向水平向左(3)微粒由A 运动到B 时的速度v B ＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，mgL sin θ＋qEL cosθ＝m v 2A /2，代入数据，解得v A ＝2.8 m/s图1215．(14分)如图12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q ＝10－4 C 的小滑块质量为m ＝ 0.04 kg ，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2，求：(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条件是 mg ＝m v 2R，v ＝Rg ＝2 m/s滑块由释放点到最高点过程由动能定理得： Eqs －μmgs －mg 2R ＝12m v 2所以s ＝m ⎝⎛⎭⎫12v 2＋2gREq －μmg代入数据得：s ＝20 m(2)滑块过P 点时，由动能定理：－mgR －EqR ＝12m v 2－12m v 2p所以v 2P＝v 2＋2(g ＋Eq m)R 在P 点由牛顿第二定律：N －Eq ＝m v 2PR所以N ＝3(mg ＋Eq ) 代入数据得：N ＝1.5 N图1316．(14分)如图13所示，EF 与GH 间为一无场区．无场区左侧A 、B 为相距为d 、板长为L 的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A 为正极板．无场区右侧为一点电荷Q 形成的电场，点电荷的位置O 为圆弧形细圆管CD 的圆心，圆弧半径为R ，圆心角为120°，O 、C 在两板间的中心线上，D 位于GH 上．一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子以初速度v 0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．(不计粒子的重力、管的粗细)求： (1)O 处点电荷的电性和电荷量； (2)两金属板间所加的电压．答案 (1)负电 4m v 20R 3kq (2)3md v 203qL解析 (1)由几何关系知，粒子在D 点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D 点时速度v ＝v 0cos 30°＝233v 0 ①在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q 带负电且满足k QqR 2＝m v 2R ②由①②得：Q ＝4m v 20R3kq(2)粒子射出电场时速度方向与水平方向成30° tan 30°＝v y v 0③v y ＝at ④ a ＝qU md ⑤ t ＝L v 0⑥ 由③④⑤⑥得：U ＝md v 20tan 30°qL ＝3md v 203qL章末检测第二章(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．两个小灯泡，分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为( )A ．2∶1B ．16∶1C ．4∶1D ．1∶16 答案 B解析由P ＝I 2R 知：R ＝P I 2，所以R 1∶R 2＝41∶14＝16∶1.2．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电动势，可获得0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 ( ) A ．0.24 J B ．0.25 J C ．0.26 J D ．0.28 J 答案 C解析根据W ＝UIt 可得每秒太阳能电池产生的能量为W ＝0.6×0.1×1 J ＝0.06 J ，设太阳能每秒照射的能量为Q ，则由能的转化和守恒定律得Q ×23%＝W ，所以Q ＝0.26 J.3．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定，车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是( ) A ．“与”门 B ．“或”门 C ．“非”门 D ．“与非”门答案 A解析根据汽车双门都关紧汽车才能启动的情况可知，即两个条件都满足事件才能发生，故能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门应该是“与”门．图14．如图1所示，R 4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R 4所在处出现火情时，显示器的电流I 和报警器两端的电压U 的变化情况是( ) A ．I 变大，U 变小 B ．I 变大，U 变大 C ．I 变小，U 变大 D ．I 变小，U 变小答案 A解析当R 4处出现火情时，R 4↓→R 总↓→I 总↑→U 外↓→U 并↓→IR 3↓→I ↑.故A 项正确．图25．如图2为测量某电源电动势和内阻时得到的UI 图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V ．则该电路可能为( )答案 B解析根据UI 图象可知E ＝6 V ，r ＝0.5 Ω，A 图U 外＝4 V ，B 图中U 外＝4.8 V ，C 图中： U 外＝5.7 V ，D 图中U 外＝5.4 V.图36．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图3所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( ) A.34、14 B.13、23 C.12、12 D.23、13 答案 D解析电源的效率η＝UI EI ×100%＝UE ×100%.a 点对应的路端电压U 为4个格，而电动势E 为6个格．因此ηa ＝23；b 点对应的路端电压为2个格，因此ηb ＝13.故D 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)图47．如图4所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ；经过一段时间t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( ) A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2R C ．P ＝IU D ．P ＝Wt答案 CD解析电路消耗的电功率的计算公式P ＝UI ，P ＝Wt 是普遍适用的，而A 、B 两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以A 、B 错误， C 、D 正确．图58．某学生做研究串联电路电压特点的实验时，接成如图5所示的电路，接通S 后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A 、C 两点间时，电压表读数为U ；当并联在A 、B 两点间时，电压表读数也为U ；当并联在B 、C 两点间时，电压表读数为零，故障的原因可能是( ) A ．AB 段断路 B ．BC 段断路 C ．AB 段短路 D ．BC 段短路答案 AD解析由题意可得U AB ＝U AC ＝U ，说明由A 、B 分别至电源的线路均已接通．若BC 段完好，则AB 段断路；若BC 段短路，则AB 段可能断路，也可能完好．又由题述得U BC ＝0，因而可能AB 段断路，或BC 段短路，也有可能出现两者同时发生的情况．分析时考虑要全面，要把故障的可能原因全部找出来，不要漏掉正确选项．图69．如图6所示，已知电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R ＝2 Ω，通过小灯泡的电流为1 A ，已知小灯泡的电阻为3 Ω，小型直流电动机的线圈电阻＝1 Ω，则( ) A ．电动机两端的电压1 V B ．电动机两端的电压6 V C ．电动机的输入功率6 W D ．电动机的输出功率5 W 答案 BCD解析电动机两端的电压U M ＝E －I (R ＋R L ＋r )＝12 V －1×(2＋3＋1)V ＝6 V ，故选项A 错误，选项B 正确；电动机的输入功率P ＝U M I ＝6×1 W ＝6 W ，P 出＝P －I 2r ＝6 W －1 W ＝5 W ，故选项C 、D 正确．图710．如图7所示，电源的电动势E ＝2 V ，内阻r ＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C ＝3×10－6 F ，则( )A ．开关断开时两极板间的电压43 VB ．开关断开时电容器的带电量4×10－6 CC ．开关接通时两极板间的电压43 VD ．开关接通时电容器的带电量4×10－6 C答案 CD解析电容器两极板间的电压等于R 2两端电压，开关S 断开时，电路中的总电流I ＝ER 2＋r ＝28＋2 A ＝0.2 A ，电容器的极板电压U ＝IR 2＝0.2×8 V ＝1.6 V ，此时电容器的带电量Q ＝CU ＝3×10－6×1.6 C ＝4.8×10－6 C ，故选项A 、B 错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I ′＝E R 外＋r ＝24＋2A ＝13 A ，电容器的极板电压U ′＝I ′R 外＝13×4 V ＝43 V ，此时电容器的带电量Q ′＝CU ′＝3×10－6×43 C ＝4×10－6 C ，故选项C 、D 正确．三、实验题(本题共2小题，共15分) 11．(6分)某直流电动机M 转动时的UI 图象如图8甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，R 1＝15 Ω，R 2是滑动变阻器，电流表A 是理想电流表，实验操作步骤如下：图8(1)闭合开关S 2前，调节滑动变阻器，使其滑动触头应在________端．(选填“左”或“右”) (2)先闭合开关S 1，开关S 2保持断开，此时电流表的示数为0.6 A ，则恒压电源输出电压为________ V. (3)再闭合开关S 2，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8 A ，直流电动机M 实际消耗的电功率为________ W ，滑动变阻器接入电路中的阻值为________．(取两位有效数值) 答案 (1)左 (2)9 (3)3.8 4.8解析 (1)闭合开关S 2前，调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大，则滑动触头应在左端． (2)恒压电源输出电压U ＝I 1R 1＝0.6×15 V ＝9 V(3)通过直流电动机M 电流I 2＝I －I 1＝1.8 A －0.6 A ＝1.2 A ，根据甲图可知此时直流电动机M 的电压为U M ＝3.2 V ，U 2＝U －U M ＝9 V －3.2 V ＝5.8 V ，则直流电动机M 实际消耗的电功率为P ＝U M I 2＝3.2×1.2 W ＝3.8 W ，滑动变阻器接入电路中的阻值为R ＝U 2I 2＝5.81.2Ω＝4.8 Ω.12．(9分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下： A ．待测电阻R x (大约100 Ω)B ．直流毫安表A 1(量程0～10 mA ，内阻约100 Ω)C ．直流毫安表A 2(量程0～40 mA ，内阻约40 Ω)D ．直流电压表V 1(量程0～3 V ，内阻约5 kΩ)E ．直流电压表V 2(量程0～15 V ，内阻约15 kΩ)F ．直流电源(输出电压4 V ，内阻不计)G ．滑动变阻器R (阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A) H ．开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选________，直流电压表应选________．(2)在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些． (3)用铅笔按电路图将实物图连线．图9答案 (1)C D (2)电路图见解析 (3)实物图见解析解析 (1)由于直流电源的电动势为4 V ，待测电阻R x 阻值约100 Ω，故通过R x 的最大电流约为40 mA ，所以直流毫安表应选C ；直流电压表若选15 V 量程，则读数误差较大，故应选D.(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法；由于R V R x ＝5 000100＝50＞R x R A ＝10040＝2.5，故电流表采用外接法．电路图如图：(3)根据电路图，实物图连线如图：四、计算题(本题共4小题，共45分)13．(10分)如图10甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3为一滑动变阻器．当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图象如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求：图10(1)电源的电动势和内阻． (2)定值电阻R 2的阻值． (3)滑动变阻器的最大阻值．答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)将乙图中AB 线延长，交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处，所以电源的电动势为E ＝20 V ，内阻r ＝EI 短＝20 Ω.(2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应乙图中的B 点，即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A ，得R 2＝U 2I 2＝5 Ω.(3)当P 滑到R 3的左端时，由乙图知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A ，所以R 外＝U 外I 总＝80 Ω.因为R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2，所以滑动变阻器的最大阻值为：R 3＝300 Ω.图1114．(10分)如图11所示的电路中，电源的电动势E ＝12 V ，内阻未知，R 1＝8 Ω，R 2＝1.5 Ω，L 为规格“3 V ，3 W ”的灯泡，开关S 断开时，灯泡恰好正常发光．(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求： (1)灯泡的额定电流和灯丝电阻； (2)电源的内阻；(3)开关S 闭合时，灯泡实际消耗的功率．答案 (1)1 A 3 Ω (2)1 Ω (3)0.48 W 解析 (1)灯泡的额定电流I 0＝P 0U 0＝33A ＝1 A 灯丝电阻R L ＝U 20P 0＝323Ω＝3 Ω(2)断开S 时，灯L 正常发光，即I 1＝I 0，根据闭合电路欧姆定律E ＝I 0(R 1＋R L ＋r ) 得r ＝E I 0－(R 1＋R L )＝[121－(8＋3)]Ω＝1 Ω(3)闭合S 时，设外电路总电阻为R 外 R 外＝R L ·R 2R L ＋R 2 ＋R 1＝9 Ω干路电流为I 总＝ER 外＋r＝1.2 A灯两端的电压U L ＝I 总·R L ·R 2R L ＋R 2＝1.2 V灯的实际功率P ＝U 2LR L＝0.48 W15．(12分)在如图12甲所示的电路中，电阻R 1和R 2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中Oa 、Ob 所示．电源的电动势E ＝7.0 V ，内阻忽略不计．图12(1)调节滑动变阻器R 3，使电阻R 1和R 2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R 1和R 2阻值为多大？R 3接入电路的阻值为多大？(2)调节滑动变阻器R 3，使R 3＝0，这时电阻R 1和R 2消耗的电功率各是多少？答案 (1)1 000 Ω 1 000 Ω 800 Ω (2)1.05×10－2 W 1.4×10－2 W解析 (1)R 1、R 2和R 3串联，电流相等，当电阻R 1和电阻R 2消耗的电功率相等时，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I ＝2.5 mA.这时加在电阻R 1和R 2上的电压U 1＝U 2＝2.5 V. 由欧姆定律得R 1＝R 2＝U 1I＝1 000 Ω滑动变阻器R 3两端电压为U 3＝E －U 1－U 2＝2 V 由欧姆定律得R 3＝U 3I ＝800 Ω(2)调节滑动变阻器R 3，当R 3＝0时 U 1＋U 2＝E ＝7 V又因通过电阻R 1和R 2的电流相等，从伏安特性曲线上可以看出，I ＝3.5 mA ，且U 1＝3 V ，U 2＝4 V 电阻R 1消耗的电功率为P 1＝IU 1＝1.05×10－2 W 电阻R 2消耗的电功率为P 2＝IU 2＝1.4×10－2 W16．(13分)一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗的功率为66 W ．求： (1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率；(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？答案 (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% (3)11 A 2 420 W 2 420 W解析 (1)由P 入＝IU 得I ＝P 入U ＝66220 A ＝0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率 P 内＝I 2r ＝0.32×20 W ＝1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机＝P 入－P 内＝66 W －1.8 W ＝64.2 W 电风扇正常工作时电动机的效率 η＝P 机P 入×100%＝64.266×100%≈97.3%(3)电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流 I ＝U r ＝22020 A ＝11 A 电动机消耗的电功率 P ＝IU ＝11×220 W ＝2 420 W 电动机发热功率P 热＝I 2r ＝112×20 W ＝2 420 W.章末检测第三章(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分) 1．下面关于磁场的说法正确的是( )A ．某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致B ．某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致C ．某点小磁针的南极指向，即为该点的磁场方向D ．在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反答案 B2．关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是( )A．带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动C．带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D．带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同答案 C解析当带电粒子带负电时，在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反，当带电粒子带负电时，受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同，故A错误；由U AB＝Wq知，若电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，则正电荷将从低电势处向高电势处运动，故B错误；根据左手定则，带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向一定与速度的方向垂直．故C正确，D错误．所以选C.3．在雷雨天气时，空中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一避雷针，其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时，发现避雷针周围的小磁针的S极呈顺时针排列(俯视)，则该块阴雨云可能带()A．正电荷B．负电荷C．正负电荷共存D．无法判断答案 B解析小磁针的S极顺时针排列，说明磁场方向为逆时针，由安培定则可知，电流方向为竖直向上，即该阴雨云带负电荷，故选项B正确．图14．如图1所示，当开关S闭合的时候，导线ab受力的方向应为()A．向右B．向左C．向纸外D．向纸里答案 D5．如图2所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ＜tan θ.则小球运动过程中的速度时间图象可能是()答案 C解析带电小球套静止时受到竖直向下的重力G 、垂直斜面向上的支持力N 和沿斜面向上的摩擦力f ，小球下滑后，再受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力F ，沿斜面方向有：mg sin θ－μ(mg cos θ－F )＝ma ，在垂直于斜面方向有：N ＋F ＝mg cos θ，由于小球加速，据F ＝q v B ，F 增大而支持力N 减小，据f ＝μF N ，摩擦力减小，导致加速度a 增加；当速度v 1增加到某个值时，出现mg cos θ－F ＝0，有mg sin θ＝ma ，此时加速度最大；此后，F ＞mg cos θ，支持力N 反向，且速度越增加支持力N 越大，摩擦力f 也随着增加，最后出现mg sin θ＝f ，之后小球做匀速下滑；所以只有C 选项正确．图36．带电粒子以初速度v 0从a 点进入匀强磁场如图3所示，运动中经过b 点，Oa ＝Ob .若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v 0从a 点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为( ) A ．v 0 B.1v 0 C ．2v 0 D.v 02答案 C解析设Oa ＝Ob ＝d ，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d 即d ＝m v 0qB ，得B ＝m v 0qd. 如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d ＝12·qE m ·⎝⎛⎭⎫d v 02得E ＝2m v 20qd ，所以E B＝2v 0.选项C 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)7．如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是( )。

人教版高中物理选修3-1·选修 3-1(版)

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）物理·选修3－1(人教版)模块综合检测卷(测试时间：50分钟评价分值：100分)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分)1．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则()A．若在A点换上－q，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关解析：电场强度E＝Fq是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向大小均不变，故A、B、C均错误；故选D.答案：D2．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()A．向上B．向下C．向左D．向右解析：根据题意，由右手螺旋定则，则有b与d导线电流产生磁场正好相互抵消，而a与c导线产生磁场正好相互叠加，由右手螺旋定则，则得磁场方向水平向左，当一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向，根据左手定则可知，向下．故B正确，A、C、D错误．答案：B3．如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F＝0，可能达到要求的方法是()A．加水平向右的磁场B．加水平向左的磁场C．加垂直纸面向里的磁场D．加垂直纸面向外的磁场解析：若F＝0则F安－mg＝0，故安培力方向必竖直向上，由左手定则知磁场方向为垂直纸面向里，故C正确．答案：C4. 实验室用的小灯泡灯丝的I－U特性曲线可用以下哪个图象来表示：()解析：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化．随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，U 越大I－U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选A.答案：A5．电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是()A．电压表和电流表读数都增大B．电压表和电流表读数都减小C．电压表读数增大，电流表读数减小D．电压表读数减小，电流表读数增大解析：当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，接入电路有效电阻增大，因此，整个电路的总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，路端电压增大，即电压表读数增大；又总电流减小，R1两端电压减小，并联部分电压增大，通过电流表的电流增大，故选项A正确．答案：A6．一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合电键S，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为φ，如图所示．下列方法中能使夹角φ减小的是()A．保持电键S闭合，使两极板靠近一些B．保持电键S闭合，使滑动变阻器滑片向右移动C．保持电键S闭合，使两极板远离一些D．断开电键S，使两极板靠近一些解析：要使悬线夹角φ减小，就要减小小球在电容器中所受到的电场力，即要减小电容器内部电场强度．保持电键S闭合，即电容器两端电压不变，使两极板靠近些，由E＝Ud知，电场强度增大，φ增大；使两极板远离一些，就会使电场强度减小，夹角φ减小；调节滑动变阻器不能影响电容器两极板间的电压大小，因此A、B错误，C正确；若断开电键S，电容器两极板电荷量不变，使两极板靠近一些，由C＝εr S4πkd，U＝QC，E＝Ud知，E不变，即夹角φ不变，D错误．答案：C 7.如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q 的液滴在竖直面内做半径为R 的匀速圆周运动，已知电场强度为E ，磁感应强度为B ，则油滴的质量和环绕速度分别为( )A.qE g ，EB B.B 2qR E ，E BC ．B qR g ，qgR D.qE g ，BgR E解析：选D.液滴要在这种复合场中做匀速圆周运动，从受力的角度来看，一是要满足恒力的合力为零，即qE ＝mg ，有m ＝qEg .二是洛伦兹力提供向心力q v B ＝m v 2R ，则可得v ＝BgRE ，D 正确．答案：D8．(双选)如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是( )A．a点的电势高于b点的电势B．该点电荷带负电C．a点和b点电场强度的方向相同D．a点的电场强度大于b点的电场强度解析：A.根据电场线与等势线垂直，在b点所在电场线上找到与a点电势相等的，依据沿电场线电势降低，a点电势低于b点电势，故A错误．B.该点电荷带负电，故B 正确．C.由题图可看出a点和b点电场强度的方向不相同，故C错误．D.电场线越密的地方电场强度越大，a点的电场强度大于b点的电场强度，故D正确．答案：BD9．(双选)如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进人匀强磁场，最后打到屏P上．不计重力．下列说法正确的有() A．a、b均带正电B．a在磁场中飞行的时间比b的短C．a在磁场中飞行的路程比b的短D．a在P上的落点离O点的距离比b的近解析：根据t＝T2πα，a在磁场中飞行的时间比b的长；a在磁场中飞行的路程比b的长；b在P上的落点与O点的距离为轨迹圆的直径，比a的远．答案：AD二、填空题(本大题共2个小题，每小题10分，共20分)10．(2013·上海高考)(每问2分)为确定某电子元件的电气特性，做如下测量．(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择_________________倍率的电阻挡(填“×10”或“×1k”)，并__________________再进行测量，多用表的示数如图(a)所示，测量结果为_____________________Ω.(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路如图(b)所示．添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性．本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到_____________________________挡(填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)．解析：(1)选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，应选取“×10”倍率的电阻挡，并需要重新欧姆调零后再测量，测量结果为R＝7×10 Ω＝70 Ω(2)因测量元件的伏安特性曲线，所以电流应从零调，故滑动变阻器应用分压式接法，电路如图；因电源电动势为9 V，所以电压表应调到直流电压10 V挡．答案：(1)×10重新欧姆调零70 Ω(2)电路如图直流电压10 V11．(2013·广东高考)图(a)是测量电阻R x的原理图．学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.①根据原理图连接图(b)的实物图②断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0 V时，单位长度电阻丝为电压u＝_________________V/cm.记录此时电流表A1的示数．③保持S1闭合，合上S2；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同，记录长度L和A2的示数I.测量6组L和I值，测量数据已在图(c)中标出，写出R x 与L 、I 、u 的关系式R x ＝____________________；根据图(c)用作图法算出R x ＝________________________Ω.解析：①连线实物图如图；②3 V 分布在长为30 cm 上面故有单位长度的电压u ＝ 3 V30 cm＝0.1V/cm③设电阻丝每cm 长的电阻为R ，当合上S 1断开S 2时，设此时电阻丝电流为I ′有：I ′·30R ＝30u ，当合上S 1、S 2时I ′·LR ＝IR x 由上两公式得：R x ＝LuI作图求出：L －I 的斜率k ＝300.5＝60，故电阻R x ＝ku ＝60×0.1 Ω＝6 Ω(2分)．答案：①如下图②u ＝3 V30 cm＝0.1V/cm③LuI 6 Ω点评：本题关键明确实验原理，写出L －I 关系式，然后结合图线分析数据，不难．三、计算题(本大题共4个小题，共26分)12．(15分)如图所示，两平行金属板间距为d ，电势差为U ，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场．带电量为＋q 、质量为m 的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动．忽略重力的影响，求：(1)匀强电场场强E 的大小； (2)粒子从电场射出时速度v 的大小； (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R .解析：(1)匀强电场的电场强度的大小：E ＝U d(2)根据动能定理有：qU ＝12m v 2，解得：v ＝2qU m(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有：q v B ＝m v 2R 将上述v ＝2qUm代入解得：R ＝1B2mU q .答案：(1)E ＝U d (2)v ＝2qU m (3)R ＝1B 2mU q13.(11分)如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m ＝0.2 kg ，带电荷量为q ＝＋2.0×10－6 C 的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.1.从t ＝0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向，g 取10 m/s 2)，求：(1)23秒内小物块的位移大小；(2)23秒内电场力对小物块所做的功．解析：(1)0～2 s 内小物块的加速度 a 1＝qE 1－μmg m＝2 m/s 2 位移s 1＝12a 1t 21＝4 m 2 s 末小物块的速度为v 2＝a 1t 1＝4 m/s2 s ～4 s 内小物块的加速度a 2＝－qE －μmg m＝－2 m/s 2 位移s 2＝s 1＝4 m 4 s 末的速度为v 4＝0因此小物块做周期为4 s 的变速运动，第22 s 末的速度为v 22＝4 m/s ，第23 s 末的速度为v 23＝v 22＋a 2t ＝2 m/s(t ＝1 s)所求位移为s ＝222s 1＋v 22＋v 232t ＝47 m(2)23秒内，设电场力对小物块所做的功为W ，由动能定理有：W －μmgs ＝12m v 223，解得W ＝9.8 J.答案：(1)47 m(2)9.8 J。

人教版高中物理选修3-1作业：电场强度(含答案)

电场强度课后作业限时：45分钟总分：100分一、选择题(8×5′，共40分)1．在电场中的某点A放一试探电荷＋q，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小E A＝Fq，方向水平向右．下列说法中正确的是( )A．在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B．在A点放一个负试探电荷，它所受的电场力方向水平向左C．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为2E A D．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则它所受的电场力变为2F解析：E＝Fq是电场强度的定义式，某点场强大小和方向与场源电荷有关，而与放入的试探电荷没有任何关系，故A、C错，B正确；又A点场强E A一定，放入试探电荷所受电场力大小为F＝qE A，当放入电荷量为2q的试探电荷时，试探电荷所受电场力应为2F，故D正确．答案：BD2．如图7所示的直线CE上，在A点处有一点电荷带有电荷量＋4q，在B 点处有一点电荷带有电荷量－q，则直线CE上电场强度为零的位置是( )图7A ．C 点B ．D 点C ．B 点D ．E 点解析：A 处点电荷形成的场强方向离A 而去，B 处点电荷形成的电场向B 而来，A 、B 两处点电荷的电场只有在A 的左侧和B 的右侧才能方向相反．再根据A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量，欲使两电荷在线上某点产生的合场强为零，该点须离A 较远而离B 较近，故合场强为零的点，只能在B 的右侧，设该点离B 点距离为x ，则有k ·4q 2r ＋x 2＝kq x 2即(2r ＋x )2＝4x 2，故x ＝2r ，即合场强为零的点是E 点．答案：D3．在正电荷Q 形成的电场中的P 点放一点电荷，其电荷量为＋q ，P 点距Q 点为r ，＋q 受电场力为F ，则P 点的电场强度为( )A.F QB.F qC.kqr 2 D.kQr 2解析：电场强度的定义式E ＝F q中，q 为检验电荷的电荷量，由此可判定B 正确，再将库仑定律F ＝k Qqr 2代入上式或直接应用点电荷的场强公式，即可得知D选项正确．故本题的正确选项为B 、D.答案：BD4．如下图所示，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，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )解析：由P向Q做加速运动，故该正电荷所受电场力应向右；加速度越来越大，说明所受电场力越来越大，即从P向Q电场线应越来越密，综合分析可知电场应是图D所示．答案：D图85．如图8所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)( )A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电场力指向B.负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向B做匀加速运动；二是B处有正点电荷场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则越远离A时场强越小，负检验电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小．答案：D6．(2011·全国卷)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )图9解析：物体做曲线运动时，速度方向是曲线上某点的切线方向，而带负电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相反；又由曲线运动时轨迹应该夹在合外力和速度之间并且弯向合外力一侧，而又要求此过程速率逐渐减小，则电场力应该做负功，所以力与速度的夹角应该是钝角，综合可得D正确．答案：D图107．(2010年海南卷)如图10，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P 点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A．1∶2 B．2∶1C．2∶ 3 D．4∶ 3图11解析：设每一个点电荷单独在O点产生的场强为E0；则两点电荷分别在M、N点产生的场强矢量和为2E0；若将N点处的点电荷移至P点，假始N为负电荷，M为正电荷，产生的场强如右图所示，则合场强为E0.本题正确选项B.答案：B8．如下图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和－q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有水平向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是( )图12图13解析：先分析乙球受力，如图13(a)所示，乙球受到重力mg、电场力qE、库仑力F及线拉力T2，T2和F方向相同．由于乙球受力平衡，二球连线必须向右方倾斜θ角，且(T2＋F)sinθ＝qE①再分析甲球受力(也可以研究甲、乙系统)：甲受到重力mg、下连线拉力T2、电场力qE、库仑力F及上连线拉力T1，如图13(b)所示，由①式可知，qE、mg、F 和T 2四个力的合力竖直向下，所以T 1一定竖直向上．选A.答案：A二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图149．如图14所示，质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ(弧度)，AB 弧长为s ，则AB 弧中点的场强大小E ＝________.解析：由题意可知带电粒子在做匀速圆周运动，其向心力的来源就是静电力，由题图可知R ＝s θ，F ＝m v 2R ＝mv 2θ/s ，所以E ＝F q ＝mv 2θqs. 答案：mv 2θqs图1510．如图15，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k )．解析：点电荷＋q 在a 处产生的场强为kqd 2，方向水平向左，故带电薄板在a处的场强为kqd 2，方向水平向右，由对称性知，带电薄板在b 处的场强为kqd 2，方向水平向左．答案：kqd 2 水平向左(或垂直于薄板向左)图1611．一个质量m ＝30 g ，带电荷量为q ＝－1.7×10－8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线水平，当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°夹角．如图16所示，求该电场的场强大小，并说明场强方向．图17解析：如图17所示经受力分析可判断出小球所受电场力方向水平向左．因此场强方向向右，Eq ＝mg tan30°，E ＝1.0×107 N/C.答案：1.0×107 N/C 方向水平向右12．如图18所示，带正电小球质量为m ＝1×10－2kg ，带电荷量为q ＝1×10－6C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B ＝1.5 m/s ，此时小球的位移为s ＝0.15 m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．(g 取10 m/s 2)．图18某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEs cos θ＝12mv 2B －0得E ＝mv 2B2qs cos θ＝7.5×104cos θV/m ，由题可知θ>0，所以当E >7.5×104 V/m 时，小球始终沿水平面做匀加速直线运动．经检查，计算无误，该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充．解析：该同学所得结论有不完善之处．为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qE sin θ≤mg ①所以tan θ≤mgmv 2B 2s ＝2sg v 2B ＝2×0.15×102.25＝43② E ≤mgq sin θ＝1×10－2×101×10－6×45V/m ＝1.25×105 V/m即7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.答案：有不完善之处 E 的取值范围应为7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.。

人教版高中物理选修3-1综合测试题

高中物理选修3综合测试题一、单项选择题1．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。

下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（）图1 2．关于电子伏（eV ），下列说法中，正确的是（）A ．电子伏是电势的单位B ．电子伏是电场强度的单位C ．电子伏是能量的单位D ．1 eV ＝1.60×1019 J3．在如图2所示的点电荷的电场中，一试探电荷从A 点分别移动到B 、C 、D 、E 各点，B 、C 、D 、E 在以Q 为圆心的圆周上，则电场力做功（）A ．从A 到B 做功最大B ．从A 到C 做功最大C ．从A 到E 做功最大D ．做功一样大 4．如图3所示：1和2为电阻R 1 和R 2 的伏安特性曲线，若把R 1 和R 2并联接入电路，则（）A ．R 1比R 2的发热功率小B ．R 1比R 2的发热功率大C ．R 1比R 2的发热功率相同D ．无法确定 5．在研究微型电动机的性能时，应用如图4所示的实验电路。

当调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1. 0 A 和2.0 V 。

重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和24.0 V 。

则这台电动机正常运转时输出的机械功率为（）A ．32 WB ．40 WC ．47 WD ．48 W 6．逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，用“0”表示。

关于这里的“1”和“0”下列说法正确的是（）＋＋＋＋＋＋＋＋＋ A －＋＋＋＋ - - - - B - - ＋ - - - - - -C － - - - - + + + + D图2 图3图4。

人教版高中物理选修3-1高三第一次月考试卷

4.U23892衰变成Th23490，之后Th23490衰变成Pa23491，Pa 处于高能级，它向低能级跃迁时辐射一个粒子．在这个过程中，前两次衰变放出的粒子和最后辐射的粒子依次是 A ．α粒子、β粒子、γ光子 B ．α粒子、γ光子、β粒子 C ．β粒子、γ光子、中子 D ．γ光子、电子、α粒子5. 两物体从不同高度自由下落，同时落地，第一个物体下落时间为t ，第二个物体下落时间为2t，当第二个物体开始下落时，两物体相距A ．gt 2B ．238gtC ．234gtD ．214gt6. 红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光．铬离子的能级图如图所示，E 1是基态，E 2是亚稳态，E 3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E 3，然后自发地跃迁到E 2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E 2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为A ．1221λλλλ- B ．2121λλλλ- C ．2121λλλλ- D ．2112λλλλ-7. 一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动，在上升过程中最后1s 初的瞬时速度的大小和最后1s 内的位移大小分别为A ．10m ／s ，10mB ．10m ／s ，5mC ．5m ／s ，5mD ．由于不知道v0的大小，无法计算8. 如图所示，光滑斜面AE 被分成四个长度相等的部分即AB =BC =CD =DE ，一物体从A 点静止释放，下列结论错误的是 A ．物体到达各点的速率v B : v C : v D : v E = 1 :2:3:2 B ．物体到达各点所经历的时间2223E B C Dt t t t ===C ．物体从A 运动到E 的全过程平均速度B v v =D ．物体通过每一部分时，其速度增量B A C B D CE D v v v v v v v v -=-=-=-9.太阳能来源于轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看作是4个氢核（11H）结合成1个氦核（42He）．下表中列出了部分粒子的质量（取1uc2=931.5MeV）以下说法中正确的是A．核反应方程为eHeH01421124+→B．核反应方程为eHeH01421124-+→C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0266uD．聚变反应过程中释放的能量约为24.8MeV10.如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。

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一、选择题（本题共10小题，每小题5分,共50分。

在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确，选不全的得3分，有错选或不答的得0分）1．关于同一电场的电场线，下列表述错误的是（D ）A ．电场线是客观存在的B ．电场线越密，电场强度越小C ．沿着电场线方向，电势越来越低D ．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小 2．下列物理量中哪些与检验电荷无关？ ( AB )A ．电场强度EB ．电势φC ．电势能εD ．电场力F2. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。

图1表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（ B ）3．对于库仑定律，下面说法中正确的是( C ) A ．凡计算两个电荷间的相互作用力，就可以使用公式122KQ Q F r=B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C ．相互作用的两个点电荷，不论它们电量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D ．两个点电荷的电量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间库存仑力减为原来的一半4．如图所示，a ，b ，c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c 为ab 中点．a ，b 电势分别为V 5=a U ，V 3=b U ，下列叙述正确的是（ C ）A ．该电场在c 点处的电势一定为4VB ．a 点处的场强a E 一定大于b 点处的场强b EC ．一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少D ．一正电荷运动到c 点时受到的电场力由c 指向a9. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如图5所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是(C)图5＋＋＋＋＋＋＋＋＋ A －＋＋＋＋ - - - - - - ＋ -- - --- C－ - - - - + + + + 图17、如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N 两点，已知MQ＜NQ。

下列叙述正确的是(AD)A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做正功，电势能减少B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做正功，电势能减少D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的动，电势能不变4．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（AD ）A．电势高的地方电场强度不一定大B．电场强度大的地方电势一定高C．场强为零的地方电势也一定为零D．电势为零的地方场强不一定为零2．如图1所示，匀强电场E的区域内，在O点放置一点电荷＋Q.a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是(AD)A．b、d两点的电场强度相同B．a点的电势等于f点的电势C．点电荷＋q在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功D．将点电荷＋q在球面上任意两点之间移动时，从a点移动到c点电势能的变化一定最大2．A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所示。

图中C 点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称。

则下列说法中正确的是（BD ）A．这两点电荷一定是同种电荷B．这两点电荷一定是异种电荷C．D、C两点的电势一定相等D．C点的电场强度比D点的电场强度大8.如图所示，将长为L不带电的金属棒放在场强为E的匀强电场中，棒与等势面的夹角为α，则棒两端的电势差最终为( D )A．EL B．EL cosαC．EL sinα D．03、如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。

则（）A．a一定带正电，b一定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增加C．a的加速度将减小，b的加速度将增加D．两个粒子的电势能一个增加一个减小9．如图5所示，P、Q是两个电量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点，OA<AB用E A、E B、φA、φB分别表示A、B两点的场强与电势，则：（ B ）A．E A一定大于E B，φA一定大于φBB．E A不一定大于E B，φA一定大于φBC．E A一定大于E B，φA不一定大于φBD．E A不一定大于E B，φA不一定大φB PQO A B图5＋QMN 图48．如图所示，A 、B 为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关 S 分别与电源两极相连，两极中央各有一个小孔a 和b ，在a 孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质点到达b 孔时速度恰为零，然后返回．现要使带电质点能穿过b 孔，则可行的方法是（ C ）A ．保持S 闭合，将A 板适当上移B ．保持S 闭合，将A 板适当下移C ．先断开S ，再将A 板适当上移D ．先断开S ，再将A 板适当下移5．平行板电容器的两极板A 、B 接于电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S ，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图4所示，则下列说法正确的是( B)图4A ．保持电键S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ减小 B ．保持电键S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大C ．电键S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大D ．电键S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变8．如图1—B —5所示，A 为空心金属球，B 为靠近A 的另一个原来不带电的枕形金属壳。

将另一个带正电的小球C 从A 球开口处放入A 球中央，但不触及A 球。

则B 出现的情况是 ( B )A ．靠近A 的一端带正电，远离A 的另一端带负电B ．靠近A 的一端带负电，远离A 的另一端带正电C ．靠近A 的一端带负电，远离A 的另一端不带电D ．靠近A 的一端带正电，远离A 的另一端不带电10.如图所示，有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的小球，从上、下带电平行金属板间的P 点.以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A 、B 、C 三点，则( AC ) A. A 带正电、B 不带电、C 带负电 B. 三小球在电场中运动时间相等 C.在电场中加速度的关系是aC>aB>aA D.到达正极板时动能关系EA>EB>EC11. .如图7所示，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷（qm）相同的带电粒子（不计重力）以相同的速率从同一等势面的a 点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动，图中a 、b 、c 、d 、e 是粒子轨迹与各等势面的交点，则可判断(BD) A ．两个粒子的电性相同AC图1—B —5B ．经过c 、e 两点时，两粒子的速率相同C ．经过b 、d 两点时，两粒子的速率相同D ．经过b 、d 两点时，两粒子的加速度大小相同第II 卷（非选择题共50分）二、填空题（本题共3小题，共16分，请把正确答案填在相应的横线上）11、两个带同种电荷的金属点电荷，电量分别为2×10﹣3 C 和6×10﹣3 C ，相距为1m ，则二者间的库仑力大小是，二者接触后放回原位，库仑力大小是11．把带电荷量2×10﹣8C 的正点电荷从无限远处移到电场中A 点，要克服电场力做功8×10﹣6J ，若把该电荷从无限远处移到电场中B 点，需克服电场力做功2×10﹣6J ，取无限远处电势为零。

则A 点的电势为； A 、B 两点的电势差为；若把2×10﹣5C 的负电荷由A 点移到B 点电场力做的功为。

13．如图8所示，边长为10cm 的正方形ABCD 处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行．已知A 、B 、C 三点的电势依次为φA =6.0V ，φB =4.0V ，φC =2.0V 。

则：⑴D 点的电势φD =________。

⑵在图中画出过A 点的电场线（要把作图过程画在图上。

）（3）电场强度E=________。

13（6分）在研究平行板电容器的电容与哪些因数有关的实验中，给电容器充电后有三种操作情形如下图：甲图中B 板上移时静电计指针偏角；乙图中B 板左移时板间电场强度；丙图中插入电介质时静电计指针偏角。

（填“变小”、“不变”或“变大”）图911．如图所示，是测定液面高低的传感器示意图，A 为固定的导体芯， B 为导体芯外面的一层绝缘物体，C 为导电液体，把传感器接到图示电路中。

已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向相同。

如果发现指针正向左偏转，则导电液体的深度h 的变化是，说明电容器的电容。

三、解答题（本题共3小题，共34分。

解答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）11、两个带同种电荷的金属点电荷，电量分别为2×10﹣3 C 和6×10﹣3 C ，相距为1m ，则（1）二者间的库仑力大小是多少？（2）若将二者接触后放回原位，库仑力大小是多少？AB A B A B 甲乙丙图8AD CB4．如图3所示，两平行金属板竖直放置，板上A 、B 两孔正好水平相对，板间电压为500 V ．一个动能为400 eV 的电子从B 孔沿垂直板方向射入电场中．则电子能否从A 孔射出？若不能，要想达到A 孔，电源电压应为多少？14、如图所示，用长为l 的绝缘细线拴一个质量为m 、带电量为 +q 的小球（可视为质点）后悬挂于O 点，整个装置处于水平向右的匀强电场E 中。

将小球拉至使悬线呈水平的位置A 后，由静止开始将小球释放，小球从A 点开始向下摆动，当悬线转过60︒角到达位置B 时，速度恰好为零。

求： 1．B 、A 两点的电势差U BA ； 2．电场强度E ；17．（12分）水平放置的两块平金属板长L=5.0cm ，两板间距d=1.0cm ，两板间电压为90V ，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度s m v /100.270⨯=，从两板中间射入，如图所示，求：（1）电子偏离金属板时侧位移是多少？（2）电子飞出电场时的速度是多少？（3）电子离开电场后，打在屏上的P 点，若s=10cm ，求OP 之长。

参考答案EA O60︒B一、选择题二、填空题 11．E G =GM/r 2 12．F 、E13．⑴φD =0， ⑵如右图所示。

三、计算题 14．(12分)解：（1）小球受力如图，故带正电。

（2）小球受力平衡，在水平方向：tan 37oqE mg =得 6tan 37310o mg q C E -==⨯（3）如受力图可知cos37o mgF =15．(10分)题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷异号计算．由181********,110q q C a q q C b ---=⨯==⨯=得2110q aq b --=由此解得8182510210q C q C--=⨯=⨯16.(12分) 解：（1）由正点电荷的等势面特点可判断a 点的电势较高（2）可知Ua>Ub ，Uab>0,当把负电荷从a 点移往b 点，Wab= qUab<0,电场力做负功，电势能增加，负电荷在b 点电势能较大。