高中物理选修3-1第一章c卷 测试题及答案 2
【成才之路】2016年春高中物理人教选修3-1习题 第1章综合能力测试 Word版含答案
第一章综合能力测试本卷分第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，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10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．(河南省实验中学2013～2014学年高二上学期期中)冬天当我们脱毛线衫时，静电经常会跟你开个小玩笑。
下列一些相关的说法中正确的是()A．在脱衣过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷B．在脱衣过程中，有时会听到“啪”的声音，这是由于内外衣服上电荷放电引起的C．如果内外两件衣服可看作电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小D．脱衣时如果人体带上了电，当手触摸金属门把时，一定会有电流通过金属门把流入大地，从而造成对人体轻微的电击答案：B解析：摩擦起电使相互摩擦的两个物体带上等量异种电荷，A错。
若将内外衣视为电容器，可以认为摩擦起电后电荷量不变，当距离增大的过程中，电容变小，电势差增大，选项C错误。
当人因脱衣服时带上电，与金属门把接近时会使空气电离而放电，所以选项D不正确。
正确选项为B。
2．(浙江省2013～2014学年高二6月学业水平测试)在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。
其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是()A．甲图中与点电荷等距的a、b两点B．乙图中两等量异号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中两等量同号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中匀强电场中的a、b两点答案：B解析：甲图中场强大小相同，方向不同，电势φa＝φb。
乙图中场强大小、方向皆相同，电势φa＝φb。
丙图中场强大小相同，方向相反，电势φa＝φb。
丁图中场强大小，方向皆相同，电势φa<φb。
人教版高中物理选修3-1--第一章：静电场--经典题目检测(含答案)
第一章：静电场经典题目检测(90分钟共100分)一、选择题(共12小题，每小题5分，共60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，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a，带电小球b固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a球保持静止状态的情景是( )2．如图所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则( )A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功~C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大3．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，则小球所带的电量应为( )A．mgEB．3mgEC．2mgED．mg2E4．一带电粒子从某点电荷电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是( )A．该电场是某正点电荷电场B．粒子的速度逐渐增大;C．粒子的加速度逐渐增大D．粒子的电势能逐渐增大5．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点电势能不变6．在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b，不计空气阻力，则( )（A．小球带负电B．电场力跟重力平衡C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D．小球在运动过程中机械能守恒7．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是( )A．AD两点间电势差U AD与AA′两点间电势差U AA′相等B．带正电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电场力做正功—C．带负电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电势能减小D．带电粒子从A点移到C′点，沿对角线A―→C′与沿路径A―→B―→B′―→C′电场力做功相同8. 一个电子以速度8×106m/s从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和电子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行。
高中物理选修3-1第一章测试题及答案
选修3-1第一章检测卷一、选择题（本题共有10小题，每小题４分,共40分。
在每小题给出得4个选项中,至少有一项就就是正确得。
全部选对得给4分,选对但不全得得2分，有选错得或不选得得０分)1、两个用相同材料制成得半径相等得带电金属小球,其中一个球得带电量得绝对值就就是另一个得5倍,它们间得库仑力大小就就是F ,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力得大小可能就就是（ )A.5 F /9B.４F ／5C.５Ｆ／4D.9F ／５２、点电荷Ａ与Ｂ,分别带正电与负电,电量分别为4Q 与Q,在ＡB 连线上,如图1-６9所示,电场强度为零得地方在 ( )Ａ、A 与B 之间 B 、A 右侧C 、Ｂ左侧D 、Ａ得右侧及Ｂ得左侧３、如图１－7０所示,平行板电容器得两极板A 、Ｂ接于电池两极,一带正电得小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向得夹角为θ，则下列说法正确得就就是( ） Ａ、保持S 闭合,将A 板向B 板靠近，则θ增大B 、保持S 闭合,将Ａ板向B 板靠近,则θ不变 C 、断开S,将A 板向B 板靠近,则θ增大 Ｄ、断开Ｓ，将A 板向B 板靠近,则θ不变４、如图1-71所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向得匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作（ )A 、自由落体运动B 、曲线运动C 、沿着悬线得延长线作匀加速运动D 、变加速直线运动５、如图就就是表示在一个电场中得a 、b 、c 、d 四点分别引入检验电荷时,测得得检验电荷得电量跟它所受电场力得函数关系图象,那么下列叙述正确得就就是( ) Ａ、这个电场就就是匀强电场B 、a 、b 、c 、ｄ四点得场强大小关系就就是Ｅｄ>Ｅa >E b ＞E cC 、a 、b 、c 、d 四点得场强大小关系就就是Ｅａ>Ｅb >Ｅc >E ｄD 、无法确定这四个点得场强大小关系6、以下说法正确得就就是( )A 、由可知此场中某点得电场强度E 与F 成正比B 、由公式可知电场中某点得电势φ与q 成反比C 、由U ab ＝Ed 可知,匀强电场中得任意两点a 、ｂ间得距离越大,则两点间得电势差也一定越大D 、公式C=Ｑ/Ｕ，电容器得电容大小Ｃ与电容器两极板间电势差Ｕ无关,且到连线得距离相等，如图1-73两点得电势能相等 B 点,电势能先增大后减小B 点,电势能先减小后增大图1-69 B AQ 4Q图1-70 图1-71 图1-72 图２ 图1-73 图1-748、一个电子在电场中A 点具有80ｅV 得电势能，当它由A 运动到B 克服电场力做功30eV ，则( )A 、电子在Ｂ点得电势能就就是50ｅＶB 、电子得电势能增加了30eVＣ、B 点得电势为110V Ｄ、B 点得电势为-1１0V９、如图1-74所示,实线就就是一个电场中得电场线，虚线就就是一个负检验电荷在这个电场中得轨迹,若电荷就就是从a 处运动到b 处，以下判断正确得就就是（ ）A 、电荷从a 到b 加速度减小B 、ｂ处电势能大C 、b 处电势高D 、电荷在ｂ处速度小10、如图１－75所示,质量为m,带电量为q 得粒子,以初速度ｖ0,从A 点竖直向上射入真空中得沿水平方向得匀强电场中,粒子通过电场中B 点时,速率v Ｂ=2ｖ0,方向与电场得方向一致,则A ，B 两点得电势差为:( )二、填空题（本大题共1５分,把答案填在题中得横线上或按题目得要求作答) 1１、氢原子中电子绕核做匀速圆周运动，当电子运动轨道半径增大时,电子得电势能 , 电子得动能增 , 运动周期 、(填增大、减小、不变)1２、如图1-７6所示,两平行金属板间电场就就是匀强电场,场强大小为１、0×10４V/ｍ,A 、B 两板相距1c ｍ,C 点与A 相距0.4cm ，若B 接地,则A 、C 间电势差U AC ＝____,将带电量为－1、0×１0－12C 得点电荷置于C 点,其电势能为___＿ 、13、带正电1、０×1０－3Ｃ得粒子,不计重力,在电场中先后经过A 、B 两点,飞经A 点时动能为10J,飞经B 点时动能为４J,则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了＿_____,AB 两点电势差为____、三、计算题(本大题共45分, 解答应写出必要得文字说明、方程式与重要演算步骤、只写出最后答案得不能得分。
高中物理选修3-1 第一章《静电场》单元检测题(解析版)
《静电场》单元检测题一、单选题1.在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则( )A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小2.电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是( )A．A点的电场强度比C点的小B．负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大C．电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功D．正电荷由A移动到C，电场力做负功3.将带电量为Q和﹣3Q的可视为点电荷小球放在相距一定距离时，其相互作用力为F，则将两小球接触后放回原地，此时的相互作用力变为（）A． B． C． D．4.如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q1、Q2，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示．现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C位置时也恰好能平衡，已知AB弦是AC弦的两倍，则( )A．小球在C位置时的电量是B位置时电量的一半B．小球在C位置时的电量是B位置时电量的四分之一C．小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小D．小球2在B点对碗的压力大小大于小球2在C点时对碗的压力大小5.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一个电荷量为2 C、质量为1 kg的小物块从C点由静止释放，其运动的v－t 图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝2 V/mB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大C．从C到A电势逐渐升高D．A、B两点电势差UAB＝－5 V6.关于匀强电场场强和电势差的关系，下列叙述正确的是( )A．在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大B．电场强度越大的地方，电势越高，任意两点间的电势差越大C．沿不垂直于电场线方向任意一条直线上相同距离上的电势差必相等D．电势降低的方向一定是场强方向7.在电场中( )A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零8.电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10－8J，在B点的电势能为8.0×10－9J．已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10－9C，那么( )A．该电荷为负电荷B．该电荷为正电荷C．A、B两点的电势差UAB＝4.0 VD．把电荷从A移到B，电场力做功为W＝4.0 J9.如图所示，平行等距的竖直虚线为某一电场的等势面，一带负电的微粒以一定初速度射入电场后，恰能沿直线PQ运动，由此可知( )A．该电场一定是匀强电场，且方向水平向左B．P点电势高于Q点的电势C．微粒从P点到Q点电势能减少，机械能增加D．微粒从P点到Q点，其动能与电势能之和保持不变10.如图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线的夹角为60°，则A、B间电势差UAB为( )A．－10 V B． 10 V C．－5 V D． 5 V11.某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N 点.以下说法正确的是（）A．M、N点的场强EM＞ENB．粒子在M、N点的加速度aM＞aNC．粒子在M、N点的速度vM＞vND．粒子带正电12.如图所示的匀强电场场强为103N/C，ab、cd平行于电场线，ac、bd垂直于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是( )A．a、b之间的电势差为40 VB．a、c之间的电势差为50 VC．将q＝－5×10－3C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是－0.25 JD．将q＝－5×10－3C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 J二、多选题13. 下列公式适用于任何电场的是( )A．W＝qU B．U＝Ed C．E＝ D．E＝k14. 由电场强度的定义式E＝可知，在电场中的同一点( )A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比B．无论试探电荷所带的电荷量如何变化，始终不变C．电场强度为零，则在该点的电荷受到的静电力一定为零D．一个不带电的小球在该点受到的静电力为零，则该点的电场强度一定为零15. 下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )A．根据C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D．电容器所带电荷量增加一倍，电容就增加一倍16. 如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是( )A．粒子在三点所受电场力不相等B．粒子可能先经过a，再到b，然后到cC．粒子三点所具有的动能大小关系为E kb＞E ka＞E kcD．粒子在三点的电势能大小关系为E pc＜E pa＜E pb17. 如图所示，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷(即电荷量与质量之比)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，则可判断( )A．两个粒子电性相同B．经过b、d两点时，两粒子的加速度的大小相同C．经过b、d两点时，两粒子的速率相同D．经过c、e两点时，两粒子的速率相同三、计算题18.如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距为r，则：(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？19.如图所示，在场强E＝104N/C的水平匀强电场中，有一根长l＝15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g、电荷量q＝2×10－6C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s2.求：(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？20.如图所示，金属板A，B与电源相连，电源电压U＝2 V，AB板间距d＝5 cm，B板接地．在两板间有a、b、c三点，其连线组成一直角三角形，ab连线与A板垂直，ab 长L1＝3 cm，a点离A板L2＝1 cm.问：(1)ac间电势差为多少？(2)一个电子在a点具有的电势能为多少？(3)使一个电子从a点沿斜边移到c点时，电场力做功多少？答案解析1.【答案】C【解析】电场力做负功，该电荷电势能增加．正电荷在电势高处电势能较大，C正确．电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负．由动能定理可知，动能不一定减小，D错误．电势高低与场强大小无必然联系，A错误．b点电势高于a 点，但a、b可能不在同一条电场线上，B错误．2.【答案】C【解析】等势面越密集的地方电场强度越大，故A点的电场强度比C点的大，A错误；负电荷在电势越高的位置电势能越小，B错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，C 正确；正电荷由A移动到C，电场力做正功，D错误．3.【答案】B【解析】接触前库仑力F1=F=k接触后分开，两小球的电荷都为﹣Q，则库仑力F2=k= F故选：B．4.【答案】C【解析】对小球2受力分析，如图所示，小球2受重力、支持力、库仑力，其中F1为库仑力F和重力mg的合力，根据三力平衡原理可知，F1＝F N.由图可知，△OAB∽△BFF1设半球形碗的半径为R，AB之间的距离为L，根据三角形相似可知，＝＝即＝＝所以F N＝mg①F＝mg②当小球2处于C位置时，AC距离为，故F′＝F，根据库仑定律有：F＝k，F′＝k所以＝，即小球在C位置时的电量是B位置时电量的八分之一，故A、B均错误．由上面的①式可知F N＝mg，即小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小，故C正确，D错误．5.【答案】D【解析】由题图乙知，小物块在B点时加速度最大，故B点场强最大，加速度大小为2 m/s2，根据牛顿第二定律得qE＝ma，解得E＝1 V/m，A错误；由C到A的过程中小物块的动能一直增大，电势能始终在减小，电势逐渐降低，B、C错误；根据动能定理有＝mv－mv，解得UAB＝－5 V，D正确．qUBA6.【答案】C【解析】在相同距离的两点上，电势差大，两点沿电场方向的距离也大，其场强不一定大．故A错误．电场强度越大的地方，电势不一定越高，如负点电荷形成的电场，越接近点电荷，电势越低，B错误．根据匀强电场中场强和电势差的关系公式U＝Ed，得知，沿不垂直于电场线方向任意一条直线上相同距离上的电势差必相等．故C正确．电势降低的方向不一定是场强方向，电势降低最快的方向才是场强方向．故D错误．7.【答案】D【解析】电场强度大的电势不一定高，故A错；由E p＝qφ可知正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大，在电势为0处电势能为0，故B、C错，D对．8.【答案】A【解析】点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，从A到B电场力做正功，所以＝E pA－E pB＝1.2×10－8J－8.0×10－9J＝4.0×10－9J，故A项该电荷一定为负电荷，且WAB正确，B、D项错误；＝＝V＝－4.0 V，所以C选项错误．UAB9.【答案】B【解析】等势面平行等距，因为电场线和等势线垂直，所以电场线必定沿水平方向，且疏密均匀同向，该电场一定是匀强电场．负电荷受到电场力与重力，使其沿着PQ做直线运动，可知，电场力必定水平向左，故电场的方向应水平向右．故A错误．沿电场线电势降低，电场方向向右，则P点的电势高于Q点的电势，故B正确．微粒所受的电场力水平向左，从P点到Q点，电场力对微粒做负功，则其电势能增加、机械能减少，故C错误；从P到Q过程中，动能、重力势能与电势能之和保持不变，因为重力势能增加，因此动能与电势能之和减小，故D错误．10.【答案】D【解析】由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角θ＝60°，A、B两点沿电场方向的距离：d＝L cosθ，A、B两点间的电势差：UAB＝Ed＝EL cosθ＝100 V/m×0.1 m×cos 60°＝5 V，故D正确，A、B、C错误．11.【答案】D【解析】电场线的疏密程度表电场强度的大小，可知EM ＜EN，故A错误；电场力，根据牛顿第二定律，加速度，EM＜EN，则aM ＜aN，故B错误；根据曲线运动的规律，作出粒子的速度方向和所受电场力的方向，电场力与速度方向之间的夹角为锐角，说明电场力对粒子做正功，电势能减小，动能增大，速度增大，vM ＜vN，故C错误；粒子所受电场力的方向与电场线的切线方向相同，说明粒子带正电，故D正确.12.【答案】A【解析】由U＝Ed得Uab＝103×0.04 V＝40 V，A正确；a、c在同一等势面上，所以Uac＝0，B错误；将电荷沿abdca移动一周，位移为0，故电场力做功为0，C错误；Wad ＝Wab＝qUab＝(－5×10－3)×40 J＝－0.2 J，D错误.13.【答案】AC【解析】公式U＝Ed只适用于匀强电场，E＝k只适用于真空中的点电荷，故正确答案为A、C.14.【答案】BC【解析】电场强度是由电场本身所决定的物理量，是客观存在的，与放不放试探电荷无关．电场的基本性质是它对放入其中的电荷有静电力的作用，F＝Eq.若电场中某点的电场强度E＝0，那么F＝0，若小球不带电q＝0，F也一定等于零，选项B、C正确．15.【答案】BC【解析】由于电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性．一个电容器对应唯一的电容值，不能说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．因此A错误；电容器所带电荷量增加一倍，两极板间的电压增加一倍，电容C＝不变，故D错误；由于电容是定值，由Q＝CU知，其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B、C正确．16.【答案】BD【解析】因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，选项A错误．由题图可知，电场的方向是向上的，带电粒子受到的电场力指向曲线凹侧，是向下的，粒子带负电，带电粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如图的轨迹，选项B正确．带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小．选项C错误，D正确．17.【答案】BD【解析】因轨迹是曲线，类比匀速圆周运动，合力指向圆心，可知粒子1受斥力，粒子2受引力，两个粒子的电性不同，A错误．设带电粒子距点电荷的距离为r，点电荷带电荷量为Q，则粒子运动的加速度大小为a＝＝＝·.由已知条件有：在b、d两点时，两者加速度大小相同，B正确．粒子1受斥力，从a到b过程中，电场力和运动方向成钝角，做负功，动能减小；粒子2受引力，从a到d过程中，电场力和运动方向始终成锐角，做正功，动能增加；又两粒子初速度大小相同，则两粒子经过b、d两点时的速率不相同，C错误．a、c、e三点在同一等势面上，则从a分别到c、e 两点时，两粒子动能相同，速率相同，D正确．18.【答案】(1)，方向由A→B，方向由A→B(2)，方向由A→B(3)，方向由A→B【解析】(1)如图所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由A→B.A、B两点电荷在O点产生的电场强度：EA ＝EB＝＝.(2)O点的场强为：EO＝EA＋EB＝，方向由A→B.(3)如图所示，EA ′＝EB′＝，由矢量图所形成的等边三角形可知，O′点的场强EO′＝EA′＝EB′＝，方向与A、B的中垂线垂直，即由A→B.19.【答案】(1)重力势能减少 4.5×10－3J 电势能增加3×10－3J (2)3×10－3J 1.5×103V (3)1 m/s 5×10－2N【解析】(1)ΔE p＝－mgl＝－4.5×10－3JΔE p电＝Eql＝3×10－3J(2)E p电＝3×10－3JE p电＝φBq，φB＝V＝1.5×103V(3)A→B由动能定理得：mgl－Eql＝mv所以v B＝1 m/s，在B点对小球FT－mg＝，F T＝5×10－2N20.【答案】(1)1.2 V (2)－2.56×10－19J (3)－1.92×10－19J【解析】(1)匀强电场的电场强度为E＝＝40 V/mac间电势差为Uac ＝Uab＝EL1＝40×0.03 V＝1.2 V.(2)a点的电势为φa＝E(d－L2)＝40×0.04 V＝1.6 V.一个电子在a点具有的电势能为E p＝eφa＝－1.6×10－19×1.6 J＝－2.56×10－19J (3)一个电子从a点沿斜边移到c点时，电场力做功为W＝eUac＝－1.92×10－19J。
2020届人教版高中物理选修3-1检测题：(二) 库仑定律含答案
课时跟踪检测（二）库仑定律1．下列关于点电荷的说法，正确的是( )A．点电荷一定是电荷量很小的电荷B．点电荷是一种理想化模型，实际不存在C．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷D．体积很大的带电体一定不能看成点电荷解析：选B 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成点电荷，所以A、C、D错，B正确。
2．关于库仑定律的理解，下面说法正确的是( )A．对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式B．只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式C．两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的D．摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电解析：选C 库仑定律适用于真空中的点电荷，故A、B错。
库仑力也符合牛顿第三定律，C对。
橡胶棒吸引纸屑，纸屑带正电或不带电都可以，D错。
3.如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球。
同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是( )A．速度变大，加速度变大B．速度变小，加速度变小C．速度变大，加速度变小D．速度变小，加速度变大解析：选C 因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小。
4．如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态，电荷量分别为q A、q B，相距为L。
则A对B的库仑力为( )A．F AB＝k q A q BL2，方向由A指向BB．F AB＝k q A q BL，方向由A指向BC ．F AB ＝k q A q BL 2，方向由B 指向A D ．F AB ＝kq A q BL，方向由B 指向A 解析：选C 由于两小球相互吸引，所以A 对B 的库仑力方向由B 指向A ，根据库仑定律可得F AB ＝kq A q BL 2，故选项C 正确。
人教版高中物理选修3-1 第一章：静电场 经典题目检测(含答案)
第一章：静电场 经典题目检测(90分钟 共100分)一、选择题(共12小题，每小题5分，共60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，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a ，带电小球b 固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a 球保持静止状态的情景是( )2．如图所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M 点以相同的速度飞出a 、b两个带电粒子，a 、b 的运动轨迹如图中的虚线所示(a 、b 只受电场力作用)，则( )A ．a 一定带正电，b 一定带负电B ．电场力对a 做正功，对b 做负功C ．a 的速度将减小，b 的速度将增大D ．a 的加速度将减小，b 的加速度将增大3．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，则小球所带的电量应为( )A ．mgEB ．3mg EC ．2mg ED ．mg 2E4．一带电粒子从某点电荷电场中的A 点运动到B 点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是( )A ．该电场是某正点电荷电场B ．粒子的速度逐渐增大C ．粒子的加速度逐渐增大D ．粒子的电势能逐渐增大5．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 点电势能不变6．在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O 点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a ，最低点为b ，不计空气阻力，则( )A ．小球带负电B ．电场力跟重力平衡C ．小球在从a 点运动到b 点的过程中，电势能减小D ．小球在运动过程中机械能守恒7．如图所示的匀强电场E 的区域内，由A 、B 、C 、D 、A ′、B ′、C ′、D ′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD 垂直，下列说法正确的是( )A．AD两点间电势差U AD与AA′两点间电势差U AA′相等B．带正电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电场力做正功C．带负电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电势能减小D．带电粒子从A点移到C′点，沿对角线A―→C′与沿路径A―→B―→B′―→C′电场力做功相同8. 一个电子以速度8×106m/s从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和电子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行。
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( )。
物理选修3-1第一章练习题(含答案)
物理选修3-1第一章练习题1、用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。
小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示。
对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是 A. 摩擦使笔套带电B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C. 圆环被吸引到笔套的过程中， 圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D. 笔套碰到圆环后， 笔套所带的电荷立刻被全部中和2、如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A 靠近验电器的小球B （不接触）时，验电器的金箔张角减小，则 A 、金属球可能不带电 B 、金属球可能带负电 C 、金属球可能带正电 D 、金属球一定带负电3、将不带电的导体A 和带有负电荷的导体B 接触后，在导体A 中的质子数A ．增加B ．减少C ．不变D ．先增加后减少4、把两个完全相同的金属球A 和B 接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A 、B 两球原来的带电情况可能是A ．带有等量异种电荷B ．带有等量同种电荷C ．带有不等量异种电荷D ．一个带电，另一个不带电5、有A 、B 、C 三个塑料小球，A 和B ，B 和C ，C 和A 间都是相互吸引的，如果A 带正电，则 A ．B 、C 球均带负电 B ．B 球带负电，C 球带正电C ．B 、C 球中必有一个带负电，而另一个不带电D ．B 、C 球都不带电6、真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q 置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则A ．q 一定是正电荷B ．q 一定是负电荷C ．q 离Q2比离Q1远D ．q 离Q2比离Q1近7、如图所示，两个完全相同的绝缘金属壳a 、b 的半径为R , 质量为m ，两球心之间的距离为L =3R 。
若使它们带上等量的异种电荷，电荷为q ，那么两球之间的万有引力F 引，库仑力F 库分别为8、关于点电荷的说法，正确的是：A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷；B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷；C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略，这两个带电体可看成质点；D.一切带电体都可以看成点电荷9、真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r ，它们间的静电力为F 。
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一、选择题(本题共有10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的4个选项中，至少有一项是正确的。
全部选对的给4分，选对但不全的得2分，有选错的或不选的得0分)
1.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F ,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能是（ ）
A.5 F /9
B.4F /5
C.5F /4
D.9F /5
2.点电荷A 和B ，分别带正电和负电，电量分别为4Q 和Q ，在AB 连线上，如图1-69所示，电场强度为零的地方在 ( )
A ．A 和
B 之间 B ．A 右侧
C ．B 左侧
D ．A 的右侧及B 的左侧
3．如图1-70所示，平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
A ．保持S 闭合，将A 板向
B 板靠近，则θ增大
B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变
C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大
D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ不变
4．如图1-71所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作（ ）
A ．自由落体运动
B ．曲线运动
C ．沿着悬线的延长线作匀加速运动
D ．变加速直线运动
5.如图是表示在一个电场中的a 、b 、c 、d 四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是（ ）
A ．这个电场是匀强电场
B ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E d >E a >E b >E c
C ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E a >E b >E c >E d
D ．无法确定这四个点的场强大小关系
6．以下说法正确的是（ ）
A ．由q
F E =可知此场中某点的电场强度E 与F 成正比 B ．由公式q E P =
φ可知电场中某点的电势φ与q 成反比 图1-69 B A
Q 4Q
图1-70 图1-71
C ．由U ab =Ed 可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D ．公式C=Q/U ，电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关
在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线的距离相等,如图1-73所示,则（ ） A.同一点电荷在A 、B 两点的电势能相等
B.把正电荷从A 点移到B 点,电势能先增大后减小
C.把正电荷从A 点移到B 点,电势能先减小后增大
D. A 、B 两点的连线上任意两点的电势差为零
8．一个电子在电场中A 点具有80eV 的电势能，当它由A 运动到B 克服电场力做功30eV ，则（ ）
A ．电子在
B 点的电势能是50eV B ．电子的电势能增加了30eV
C ．B 点的电势为110V
D ．B 点的电势为-110V
9.如图1-74所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a 处运动到b 处，以下判断正确的是（ ）
A ．电荷从a 到b 加速度减小
B ．b 处电势能大
C ．b 处电势高
D ．电荷在b 处速度小
10.如图1-75所示，质量为m ，带电量为q 的粒子，以初速度v 0，从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B 点时，速率v B =2v 0，方向与电场的方向一致，则A ，B 两点的电势差为：( )
二、填空题（本大题共15分，把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答）
11．氢原子中电子绕核做匀速圆周运动，当电子运动轨道半径增大时,电子的电势能 , 电子的动能增 , 运动周期 .(填增大、减小、不变)
图２ 图1-73 图1-74 图1-75
A B 图1-76
12．如图1-76所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1.0×104V／m，A、B两板相距1cm，C点与A相距0.4cm，若B接地，则A、C间电势差U AC＝____,将带电量为－1.0×10-12C的点电荷置于C点，其电势能为____ ．
13.带正电1.0×10-3C的粒子，不计重力,在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______，AB 两点电势差为____．
A
A
A B
H 图1-78
B
第一章检测答案：
1. BD
2. C
3. D
4. C
5. B
6.D
7. AD
8. BD
9. BD 10. C 11.增大、减小、增大12. 40V -6.0×10-11J 13. 6J 6000V 14.500V/m 15.7.56×105N/C 方向向左
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