沪科版高中物理选修3-1试题及答案

高中物理(沪科)选修3-1：章末综合测评5磁场与回旋加速器含答案解析

【最新】高中物理（沪科）选修3-1：章末综合测评5磁场与回旋加速器学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小2．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上．现将该通电导线从磁场中撤走，则P 处的磁感应强度为( )A．零B．10 T，方向竖直向上C．0.1 T，方向竖直向下D．10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向3．用两根绝缘细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()A．两导线环相互吸引B．两导线环相互排斥C．两导线环间无相互作用力D．两导线环先吸引后排斥4．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ．如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小5．一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道( )A．运动速度v和磁感应强度BB．磁感应强度B和运动周期TC．轨迹半径R和运动速度vD．轨迹半径R和磁感应强度B6．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里且磁感应强度为B的匀强磁场，在x轴下方存在垂直于纸面向外且磁感应强度为B的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O以与2x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中运动的半径为R.则( )A．粒子经偏转后一定能回到原点OB．粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为2∶1C．粒子完成一次周期性运动的时间为2πm3qBD．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R7．如图所示，在长方形abcd区域内有正交的电磁场，ab＝bc＝L，一带电粒子从ad的2中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去磁场，则粒子从c点射出；若撤去电场，则粒子将(重力不计)( )A．从b点射出B．从b、P间某点射出C．从a点射出D．从a、b间某点射出8．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点．已知a点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是()A．直导线中的电流方向垂直于纸面向外B．b，方向斜向右上方，与B的夹角为45°C．c点的实际磁感应强度为0D．d点的实际磁感应强度与b点相同9．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（）A．质子被加速后的最大速度不可能超过πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子二、多选题10．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图所示，在加上电流后的一小段时间内，台秤读数为F2，则以下说法正确的是( )A．F1>F2B．F1<F2C．弹簧长度将变长D．弹簧长度将变短11．利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是A．下表面电势高B．上表面电势高C．该导体单位体积内的自由电子数为BI eUbD．该导体单位体积内的自由电子数为I edb12．如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R （比细管的内径大得多），在圆管内的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g．空间存在一磁感应强度大小未知（不为零），方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场．某时刻，v （）给小球一方向水平向右，大小为A．无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B．无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C．无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都不同D．小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，机械能不守恒三、解答题13．在倾角θ＝30°的光滑导体滑轨A和B的上端接入一个电动势E＝3 V，内阻不计的电源，滑轨间距L＝10 cm，将一个质量m＝30 g，电阻R＝0.5 Ω的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小．14．如图所示，质量为m＝1kg、电荷量为q＝5×10－2C的带正电的小滑块，从半径为R＝0.4m的光滑绝缘1圆弧轨道上由静止自A端滑下．整个装置处在方向互相垂直的匀4强电场与匀强磁场中．已知E＝100V/m，方向水平向右，B＝1T，方向垂直纸面向里，g＝10 m/s2.求：(1)滑块到达C 点时的速度；(2)在C 点时滑块所受洛伦兹力．15．如图所示，在平面直角坐标系xOy 的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为85.010m -=⨯kg 、电何量为61.010q -=⨯C 的带电粒子，从静止开始经U =10V 的电压加速后，从P 点沿图示方向进入磁场，已知OP =30cm （粒子重力不计，sin37°=0. 6，cos37°=0. 8）。

高中物理(沪科版选修3-1)教师用书：章末综合测评1 含答案

(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．打开自来水开关，让水慢慢如线状流下，把用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近水流，将看到( )A．水流仍竖直向下流B．水流向靠近玻璃棒的方向偏转C．水流向远离玻璃棒的方向偏转D．若换用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流，看到的现象会和玻璃棒的方向相反【解析】带电体具有吸引轻小物体的性质，不论带电体带何种电荷，都对水流具有吸引力作用，故只有B正确．【答案】B2．如图1所示，原来不带电的绝缘金属导体，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的右端，可能看到的现象是( )图14．如图2所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30 °和45 °则为( )【导学号：29682101】图2A．2 B．3 C．2 D．3 3【解析】设细线长为l，A的带电荷量为Q.A与B处在同一水平线上，以A为研究对象，受力分析，作出受力图，如图所示．根据平衡条件可知，库仑力跟重力的合力与细线的拉力等大反向，由几何关系列式得tanθ＝，其中F＝k，两式整理得：q＝，将题干中的两种情况代入得：＝＝2.【答案】C5．两个大小相同的金属球，所带电荷量分别为3Q和－Q，相距r 时(r远大于金属球半径)，它们之间的相互作用力大小为F.现将两球接触后分开，并使它们相距2r，则它们之间的相互作用力大小将变为( )【导学号：29682102】A. B.F8C. D.F16【解析】两球接触前的相互作用力大小F＝k＝.两球接触后，电荷先中和再平分，两球分开后的带电量均为＝Q，所以两球间的作用力大小变为F′＝＝.由以上可知F′＝.【答案】C6.如图3，三个点电荷a、b、c位于正三角形的三个顶点上，a、c 带正电，b带负电，a所带电荷量比b所带电荷量少，关于c受到a和b的静电力的合力方向，下列判断正确的是( )图3A．从原点指向第Ⅰ象限B．从原点指向第Ⅱ象限C．从原点指向第Ⅲ象限D．从原点指向第Ⅳ象限【解析】a、c带正电，b带负电，则a对c的作用力为斥力，b 对c的作用力为引力，a所带电荷量比b所带电荷量少，则a对c的作用力小于b对c的作用力，所以c受到a和b的静电力的合力方向从原点指向第Ⅳ象限，选项D正确．【答案】D7．如图4所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg 的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷．两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2；静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)，则( )【导学号：29682103】图4A．支架对地面的压力大小为2.0 NB．两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 NC．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225 N，F2＝1.0 ND．将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N【解析】A对B有竖直向上的库仑力，大小为FAB＝＝0.9 N；对B与支架整体分析，竖直方向上合力为零，则FN＋FAB＝mg，可得FN＝mg－FAB＝1.1 N，由牛顿第三定律知F′N＝FN，选项A错误．因两细线长度相等，B在A的正下方，则两绳拉力大小相等，小球A受到竖直向下的重力、库仑力和F1、F2作用而处于平衡状态，因两线夹角为120°，根据力的合成特点可知：F1＝F2＝GA＋FAB＝1.9 N；当B移到无穷远处时，F1＝F2＝GA＝1 N，选项B正确，选项D错误．当B水平向右移至M、A、B在同一条直线上时，如图所示，对A受力分析并沿水平和竖直方向正交分解，水平方向：F1cos 30°＝F2cos 30°＋F′cos 30°竖直方向：F1sin 30°＋F2sin 30°＝GA＋F′sin 30°由库仑定律知，A、B间库仑力大小F′＝＝＝0.225 N，联立以上各式可得F1＝1.225 N，F2＝1.0 N，选项C正确．【答案】BC8．原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15 C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是( )A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C【解析】由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．【答案】AD9．如图5是消除烟气中煤粉的静电除尘器示意图，它由金属圆筒和悬在管中的金属丝B组成，带煤粉的烟气从下方进气口进入，煤粉带负电，脱尘后从上端排气孔排出，要让除尘器正确工作，应该是( )图5A．AB应接直流电源，且A为正极B．AB应接交流电源，且B接火线C．其外壳A应接地，原因是以防触电D．其外壳A应接地，其原因是导走电荷以防爆炸【解析】AB应接直流电源，由于煤粉带负电，故A应为正极，A 正确，B错误．外壳A接地原因是防止触电为了安全，C正确，D错误．【答案】AC10．如图6所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B固定，其正下方的A静止在绝缘斜面上，则A受力个数可能为( )图6A．A可能受到2个力作用近A，当两个带电小球在同一高度并且相距30 cm时，绳与竖直方向成45°角．(g取10 m/s2)图7(1)B球受到的库仑力多大？(2)A球所带的电荷量是多少？【解析】(1)球A受力如图，由力的平衡条件得：F＝mgtanα＝2×10－2N.由牛顿第三定律知B球受到的库仑力为2×10－2 N.(2)由库仑定律知：F＝k QqAr2得：qA＝＝C＝5.0×10－8C.【答案】(1)2×10－2N (2)5.0×10－8C13．(14分)如图8所示，倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L，处在水平位置，O为底边中点，直角边AB为光滑绝缘导轨，OD 垂直AB.现在O处固定一带正电的物体，让一质量为M、带正电的小球从导轨顶端A由静止开始滑下(始终不脱离导轨)，测得它滑到D处受到的库仑力大小为F，求它滑到B处的速度和加速度的大小．(重力加速度为g)【导学号：29682104】页码 / 总页数图8【解析】带电小球沿光滑绝缘轨道从A 运动到B 的过程中，受到重力Mg 、轨道支持力N 及库仑斥力F 三个力的作用，其中支持力不做功，库仑斥力关于D 点对称，所做的功等效于零，即WF ＝0由动能定理可得：WG ＝Mg·(2Lcos 30°)·sin 30°＝Mv 2B解得：vB ＝3gL带电小球受到的合外力沿轨道AB 斜向下，因为带电小球在D 点受到的库仑力为F ＝k ＝4k ，根据库仑定律求得在B 处受到的库仑力为F′＝k ＝F4小球受到的合外力为 F 合＝Mgcos 60°＋F′cos 30°即Mg ＋×＝Ma则a ＝g ＋.【答案】 g ＋3F 8M。

2020年沪科版高中物理选修3-1第2章《电场与示波器》测试题含答案

2020年沪科版高中物理选修3-1第2章《电场与示波器》测试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.将一正电荷从无穷远处移至电场中M点，电场力做功为6.0×10－9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10－9J，则M、N两点的电势φM、φN有如下关系()A．φM＜φN＜0B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0D．φM＞φN＞02.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 VB． 10 VC．－5 VD． 5 V3.如图所示，在水平放置的已经充电的平行板电容器之间，有一带负电的油滴处于静止状态，若某时刻油滴的电荷量开始减小，为维持该油滴原来的静止状态，应()A．给平行板电容器充电，补充电荷量B．给平行板电容器放电，减小电荷量C．使两极板相互靠近些D．使两极板相互远离些4.如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷＋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()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，静电力一定做功D．将点电荷＋q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大5.下列各图中所画的电场线，正确的是()A．⑴⑵和⑷B．只有⑷C．只有⑶D．⑵和⑶6.如图(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是()A． 0＜t0＜B．＜t0＜C．＜t0＜TD．T＜t0＜7.如图所示，P和Q为带电量分别为＋q和－q的两个等量异种电荷，两者相距为L，O为PQ连线的中点，M、N为中垂线上关于O点对称的两个点，则()A．M、O、N三点的场强都相等B．M、N两点的场强大小相等，方向相同C．O点的场强为零D．M、O、N三点的电势大小关系为φM＞φN＞φO8.如图所示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xA∶xB＝2∶1，则带电粒子的质量之比mA∶mB以及在电场中飞行的时间之比tA∶tB分别为()A． 1∶1,2∶3B． 2∶1,3∶2C． 1∶1,3∶4D． 4∶3,2∶19.关于电场强度E＝，下列说法正确的是()A．由E＝知，若q减小为原来的，则该处电场强度变为原来的2倍B．由E＝k知，E与Q成正比，而与r2成反比C．由E＝k知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处电场强度均相同D．电场中某点电场强度方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向10.如图所示，空间中存在水平向左的匀强电场．在电场中将一带电液滴从b点由静止释放，液滴沿直线由b运动到d，且直线bd方向与竖直方向成45°角，下列判断正确的是()A．液滴带正电荷B．液滴的电势能减小C．液滴的重力势能和电势能之和不变D．液滴的电势能和动能之和不变11.如图所示，在等边三角形ABC的三个顶点上，固定三个正点电荷，电荷量的大小q′＜q.则三角形ABC的几何中心处电场强度的方向()A．平行于AC边B．平行于AB边C．垂直于AB边指向CD．垂直于AB边指向AB12.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器()A．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大B．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大C．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变D．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变13.关于静电场场强的概念，下列说法正确的是()A．由E＝可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关D．电场中某点不放试探电荷时，该点场强等于零14.如图所示，P和Q为两平行金属板，两极板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q 板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是()A．两极板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B．两极板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C．与两极板间距离无关，仅与加速电压U有关D．以上说法都不正确15.关于电场强度，下列说法中正确的是()A．电荷受到的电场力越大，电场强度越大B．电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C．负电荷受到的电场力方向跟电场强度方向相反D．放入电场中电荷的电荷量越大，该点的电场强度越小16.A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其v－t图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是()A．B．C．D．17.有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，变化的图线如图所示．若将一带负电粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放，粒子沿x轴运动，电场中P、Q两点的坐标分别为1 mm、4 mm.则下列说法正确的是()A．粒子经过P点和Q点时，加速度大小相等、方向相反B．粒子经过P点与Q点时，动能相等C．粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等D．粒子在P点的电势能为正值18.在空间有正方向水平向右、场强按如图所示变化的电场，位于电场中A点的电子在t＝0时静止释放，运动过程中只受静电力作用．在t＝1 s时，电子离开A点的距离大小为l，那么在t＝3 s时，电子将处在()A．A点右方3l处B．A点左方2l处C．A点左方3l处D．A点19.把质量为M的正点电荷放在电场中无初速度释放，不计重力，则以下说法正确的是()A．点电荷的轨迹一定和电场线重合B．点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致C．点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合D．点电荷将沿电场线切线方向抛出做抛物线运动20.在电场中，把电荷量为4×10－9C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8J，以下说法中正确的是()A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8JB．B点电势是15 VC．电荷的电势能增加了6×10－8JD．电荷的电势能减少了6×10－8J第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.一平行板电容器，板间距离为d，电容为C，接在电压为U的电源上，充电完成后撤去电源．(1)求充电后电容器带的电荷量；(2)若使板间距离增大为2d，则电容器的电容变为多少？板间电场强度变为多大？22.如图甲所示，真空室中电极K发出的电子(初速度不计)经过电势差为U1的加速电场加速后，沿两水平金属板C、D间的中心线射入两板间的偏转电场，最后打在荧光屏上．C、D两板间的电势差UCD随时间变化的图象如图乙所示，设C、D间的电场可看作匀强电场，且两板外无电场．已知电子的质量为m、电荷量为e(重力不计)，C、D极板长为l，板间距离为d，偏转电压为U2，荧光屏距C、D右端的距离为，所有电子都能通过偏转电极．(1)求电子通过偏转电场的时间t0；(2)若UCD的周期T＝t0，求荧光屏上电子能够到达的区域的长度．23.如图所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻等势面间距离均为2 cm，已知UAC＝60V，求：(1)设B点电势为零，求A、C、D、P点的电势；(2)将q＝－1.0×10－10C的点电荷由A移到D，电场力所做的功WAD；(3)将q＝1.0×10－10C的点电荷由B移到C，再经过D最后回到P，电场力所做的功WBCDP.24.中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器．加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用．如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极．质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变．设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s，进入漂移管E时速度为1×107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的.质子的荷质比取1×108C/kg.求：(1)漂移管B的长度；(2)相邻漂移管间的加速电压．答案1.【答案】C【解析】取无穷远处电势φ∞＝0.对正电荷：W∞M＝0－E pM＝－qφM，＝＝；φM对负电荷：WN∞＝E pN－0＝－qφN，＝＝；φN所以φN＜φM＜0，选项C正确．2.【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．3.【答案】A【解析】为维持油滴静止状态，应增大两板间场强，由Q＝CU，U＝Ed，C＝可知E＝，增大Q，E也增大，故A项对，B项错；Q不变，改变d，E不变，C、D项错．4.【答案】D【解析】由于点电荷＋Q在b、d两点的场强方向分别向上和向下，b、d两点的场强大小相同，方向不同，A错；a点和f点位于＋Q形成电场的等势面上，但若把一电荷从a点移动到f点，电场力要对电荷做功，B错；当点电荷＋q在bedf面上任意两点间移动时，静电力不做功，C错；球面上相距最远的点(沿场强E的方向)是ac，电场力对其做功最大，电势能的变化量最大，D对．5.【答案】B6.【答案】B【解析】若0＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以A错误．若＜t0＜，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，所以B正确．若＜t0＜T，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终打在B 板上，所以C错误．若T＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以D错误．7.【答案】B【解析】等量异种电荷的电场线如图所示，由图可知：M、O、N三点的场强方向都水平向右，O点的场强最大，MN两点的场强大小相等，方向相同，故A错误，B正确，C错误；中垂线MN是一条等势线，故M、O、N三点的电势相等，故D错误．8.【答案】D【解析】粒子在水平方向上做匀速直线运动x＝v0t，由于初速度相同，xA∶xB＝2∶1，所以tA∶tB＝2∶1，竖直方向上粒子做匀加速直线运动y＝at2，且yA＝yB，故aA∶aB＝t∶t＝1∶4.而ma＝qE，m＝，＝·＝×＝.综上所述，D项正确．9.【答案】B【解析】电场中某点的电场强度E只由电场本身决定，与是否引入试探电荷q及q的大小、正负无关，故A错；E＝k是点电荷Q的电场中各点电场强度的决定式，故B对；电场强度为矢量，在以Q为球心，r为半径的球面上各处电场强度大小相同而方向不同，故C错；因所放电荷的电性不知，若为正电荷＋q，则电场强度与＋q受力方向相同，否则相反，故D错．10.【答案】B【解析】带电液滴受重力和电场力两个力的作用，由静止释放后，沿直线由b运动到d，说明液滴所受合力沿b到d的方向，又因为重力方向竖直向下，所以电场力的方向水平向右，而电场线水平向左，故带电液滴带负电，选项A错误；液滴沿直线由b运动到d的过程中，重力和电场力均做正功，重力势能和电势能都减小，选项B正确，选项C错误；重力和电场力(即液滴所受合力)所做的功，等于液滴动能的增量，又因为重力和电场力所做的功等于重力势能和电势能的减小量，故液滴的重力势能、电势能、动能三者之和不变，选项D错误．11.【答案】C【解析】根据几何知识得知，三角形ABC的几何中心到三角形三个顶点的距离相等，设为r.由点电荷场强公式E＝k可知，两个点电荷q在中心处产生的场强大小均为E1＝k，两个场强之间的夹角为120°，根据平行四边形定则得到：两个点电荷q在中心处产生的合场强大小E合＝E1＝k，方向沿垂直于AB边指向C.q′在中心处产生的场强大小为E2＝k，方向沿垂直于AB边指向AB.由于q′＜q，则E合＞E2，所以三角形ABC的几何中心处电场强度的方向沿垂直于AB边指向C.12.【答案】D【解析】由平行板电容器电容的决定式C＝可知，将云母介质移出，电容C减小，而两极板间的电压U恒定，由Q＝CU，极板上的电荷量Q变小，又由E＝可得板间电场强度与介质无关，大小不变，选项D正确．13.【答案】C【解析】电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电荷量的比值，即E＝，q变大，F变大，比值不变．故A错误．电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反．电场中某点的场强方向与放入电场中的电荷无关．故B、D错误，C正确．14.【答案】C15.【答案】C【解析】由场强的定义式E＝知，该式采用比值法定义，场强由电场本身决定，故A、D错误．据场强方向的规定，正电荷的受力方向是电场强度的方向，负电荷所受电场力的方向与场强方向相反．故B错误，C正确．16.【答案】A【解析】从题图可以直接看出，粒子的速度随时间的增大逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密．综合分析知，微粒是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.17.【答案】B【解析】根据顺着电场线方向电势降低可知，0～2 mm内，电场线沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向；在2～6 mm内电场线沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x负方向，做减速运动，加速度沿x轴负方向；φ－x图象的斜率等于场强E大小，则知P点的场强大于Q点的场强，则粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度，加速度方向相反．故A错误．粒子经过P 点与Q点时，电势相等，则其电势能相等，由能量守恒知动能相等．故B正确．粒子经过P点与Q点时，速率相等，但电场力不同，则根据功率公式P＝Fv，可知电场力做功的功率不等．故C错误．在P点，根据电势能公式E p＝qφ，因为q＜0，φ＞0，所以E p＜0.故D错误．18.【答案】C【解析】如题图中电场，电子在t＝0时静止释放，电子开始向左做匀加速直线运动，t＝1 s时，电子离开A点的距离大小为l，之后再做相同大小加速度的匀减速运动，经过1 s，电子速度减为零，距离A点2l，之后重复前面的过程，3 s时与A点的距离为3l，选项C正确．19.【答案】C【解析】仅当电场线为直线、电荷的初速度为零，或者电荷初速度不为零，但初速度方向和场强方向在同一直线上，且只受电场力时，电荷的运动轨迹才和电场线重合，A错．点电荷的速度方向不一定与所在位置处的电场线方向一致，如电场线为曲线时，B错．由牛顿第二定律知，加速度方向与合外力方向一致，正点电荷在电场中受的电场力方向与电场线的切线方向一致，C对．点电荷仅受电场力作用，且初速度为零，所以不可能做抛物线运动，D错．20.【答案】C【解析】电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势点，B点的电势、电势能才是确定的数值，故选项A、B错误；由于从A移到B的过程中是克服静电力做功，故电势能应该是增加6×10－8J，选项C正确，选项D错误．21.【答案】(1)CU(2)C【解析】(1)由C＝知，电容器带的电荷量Q＝CU.(2)由于电容器的电容与极板间的距离成反比，故距离增大为2d，电容变为原来的一半，即C′＝C.又由于充电后撤去电源，电容器带的电荷量不会发生改变，故电容器极板间的电压U′＝＝＝2U.原来两板间的电场强度为E1＝，变化后两板间的电场强度为E2＝＝，所以电场强度不变．22.【答案】(1)l(2)【解析】(1)电子在加速电场的加速过程eU1＝mv在偏转电场中运动，水平方向匀速运动有v0t0＝l，得t0＝l.(2)当T＝t0时，电子在偏转电场中沿竖直方向加速半个周期，减速半个周期，最终水平飞出时，电子在竖直方向的位移最大．t＝0时刻进入偏转电场的电子向上侧移距离最大值y上＝·()2×2＝同理得向下侧移距离最大值y下＝·()2×2＝所以电子能到达的区域长Δy＝y下＋y上＝.23.【答案】(1)30 V－30 V－60 V0(2)－9.0×10－9J(3)0【解析】(1)由题意可知φP＝φB＝0＝60 V，UAB＝UBC，所以UAB＝φA－0＝30 VUAC则φA＝30 V，同理φC＝－30 V，φD＝－60 V(2)WAD＝qUAD＝q(φA－φD)＝－9.0×10－9J(3)由于电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关，所以做功为WBCDP＝qUBP＝0.24.【答案】(1)0.4 m(2)6×104V【解析】(1)设质子进入漂移管B的速度为v B，电源频率、周期分别为f、T，漂移管B的长度为L，则T＝①L＝v B·②联立①②式并代入数据得L＝0.4 m③(2)设质子进入漂移管E时速度为v E，相邻漂移管间的加速电压为U，电场力对质子所做的功为W.质子从漂移管B运动到E电场力做功W′，质子的电荷量为q、质量为m，则W＝qU④W′＝3W⑤W′＝mv－mv⑥联立④⑤⑥式并代入数据得U＝6×104V.。

物理沪科版选修3-1模块综合含解析

模块综合（时间:90分钟满分：100分)第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共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正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分,有选错或不选的得0分．1．某验电器金属小球和金属箔均不带电，金属箔闭合．现将带负电的硬橡胶棒接近验电器金属小球,则将出现的现象是A．金属箔带负电，其两片张开B．金属箔带正电,其两片张开C．金属箔可能带正电，也可能带负电，但两片一定张开D．由于硬橡胶棒并没有接触验电器小球，故金属箔两片因不带电仍闭合2．有一只电风扇标有“220 V 50 W”，电动机线圈的电阻为0。

4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法，正确的是A．Q＝U2·错误!B．Q＝PtC．Q＝(错误!)2·Rt D．以上三种方法均正确3．下图是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向)偏转，则下列措施中可采用的是A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场,电场方向沿z轴负方向D．加一电场,电场方向沿y轴正方向4．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌的主要项目，试判断正常工作时，功率最大的是错误!错误!错误!错误!A B C D5．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．A、D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6．在如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V,内阻R未知，R0为定值电阻．一同学误将电流表并联在电阻R x的两端，其读数为2 A；将此电流表换成电压表后，读数为3 V．若电流表和电压表均为理想电表，则R x的阻值为A．1 Ω B．2 ΩC．3 Ω D．4 Ω7．长直导线固定在圆线圈直径ab上靠近b处，直导线垂直于线圈平面，且通有电流,方向如图所示．在圆线圈开始通以逆时针方向电流的瞬间，线圈将A．向左平动B．向右平动C．绕ab轴逆时针方向转动(由a向b看)D．绕ab轴顺时针方向转动(由a向b看）8．图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC ＝60°，BC＝20 cm，把一个电荷量q＝10－5 C的正电荷从A移到B，电场力做的功为零；从B移到C，电场力做功为－1。

2024_2025学年高中物理模块综合测评含解析沪科版选修3_1

模块综合测评一、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,第1~6题只有一个选项符合题目要求,第7~10题有多个选项符合题目要求。

全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)1.在登录你的电子邮箱的过程中,要有两个条件,一个是用户名正确,一个是与用户名对应的密码正确,要完成这个事务(登录胜利),它们体现的逻辑关系为()A.“与”关系B.“或”关系C.“非”关系D.不存在逻辑关系答案:A2.如图所示,有一所带电荷量为+q的点电荷与匀称带电的圆形薄板相距为2d,圆形薄板带的电荷量为-Q,点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心。

若图中b点处的电场强度为零,则图中a 点处的电场强度大小是()A.10kk9k2B.8kk9k2C.k(k+k)k2D.kkk2解析:由于b点合场强为零,则圆形薄板在b点产生的场强为E=k k(3k)2=k k9k2,依据对称性可知圆形薄板在a点产生的场强大小与b点相等、方向相反;点电荷在a点产生的场强为E'=k kk2,故E a=E+E'=k10k9k2,选项A正确。

答案:A3.一电子在电场中由a 点运动到b 点的轨迹如图中虚线所示。

图中一组平行实线是等势面,则下列说法正确的是( )A.a 点的电势比b 点低B.电子在a 点的加速度方向向右C.电子从a 点到b 点动能减小D.电子从a 点到b 点电势能减小解析:由题意可知电场线垂直等势面对上,则a 点电势比b 点高,选项A 错误;电子受到电场力与电场线反向,故加速度方向向下,选项B 错误;电子由a 点运动到b 点的过程中,电场力做负功,电势能增加,动能减小,选项C 正确,选项D 错误。

答案:C4.如图所示电路,电源内阻不行忽视,R 0为定值电阻,开关S 闭合后,滑动变阻器滑片P 置于滑动变阻器的中点时,电压表示数为8 V,当滑片从中点向b 端移动距离s 后,电压表示数变为6 V;滑片从中点向a 端移动距离s 后,电压表示数为( )A.9 VB.10 VC.11 VD.12 V解析:设电源电动势为E ,内阻为r ,滑动变阻器的总电阻为R ,长度为s 的电阻为R',由闭合电路的欧姆定律可得U 1=kk +k0+k2×R 0;U 2=k k +k 0+k 2+k '×R 0,联立两式可解得R'=13(r+R 0+12R ),滑片从中点向a 端移动距离s 后,由U=kk +k 0+k2-k '×R 0,联立解得U=12V,选项D 正确。

沪科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套

沪科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套章末综合测评(一)电荷的相互作用(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．以下说法正确的是()A．一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了．这说明小球上原有的负电荷逐渐消失了B．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等C．只有体积很小的带电体才能看成点电荷D．由公式F＝k q1q2r2知，当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞B[一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了．小球上原有的负电荷只是转移到别的物体上去了，负电荷并没有消失，选项A错误；元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等，选项B正确；点电荷是指带电体的大小与所研究的问题相比可以忽略不计，体积很大或者体积很小的带电体都不一定看成点电荷，选项C错误；因为当真空中的两个电荷间的距离r→0时，两电荷就不能看作点电荷了，则公式F＝k q1q2r2不再适用，故选项D 错误．故选B.]2．M和N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10C，下列判断中正确的是()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从N转移到了MC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10 CD．M在摩擦过程中失去了1.6×10－10个电子C[摩擦起电的本质是电子的转移，在摩擦前M、N内部本身都有电荷，A错误；互相摩擦后M带1.6×10－10C正电荷，故应该是M上1.6×10－10C的电子转移到N上，B 错误；N原来是电中性，摩擦后M上1.6×10－10C的电子转移到N上，故N在摩擦后一定带1.6×10－10 C的负电荷，C正确；M在摩擦过程中失去的电子数为：n＝1.6×10－10 1.6×10－19＝1×109个，D错误．故选C.]3．如图1所示，原来不带电的绝缘金属导体，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的右端，可能看到的现象是()图1A ．只有右端验电箔张开，且右端带正电B ．只有左端验电箔张开，且左端带负电C ．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D ．两端的验电箔都不张开，且左端带正电，右端带负电C [带负电的绝缘金属球靠近导体右端，由于发生感应起电，导体右端带正电，左端带负电，两端的验电箔都张开，故C 正确．]4．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，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，它所受到的静电力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－4q 的点电荷，其所受静电力为( )A．－F 2 B ．F 2 C ．－F D ．F D [令AB ＝r ，则BC ＝2r ，在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，根据库仑定律F ＝k Qq r 2，方向从B 到A ，在C 处放一电荷量为－4q 的点电荷时，F ′＝k 4Qq (2r )2＝k Qq r 2，方向从C 至B ，两者方向相同，所以F ′＝F ，D 正确．]5．两个半径为r 的带电球所带电荷量分别为Q 1和Q 2，当两球心相距3r 时，相互作用的静电力大小为( )A ．F ＝kQ 1Q 2(3r )2B ．F >kQ 1Q 2(3r )2C ．F <kQ 1Q 2(3r )2D ．无法确定 D [两个带电球不能看作点电荷．同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示．由于不能确定电性，所以无法确定静电力的大小．]6．如图2，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 围绕B 做匀速圆周运动，B 恰能保持静止，其中A 、C 两点与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(电量与质量之比)之比应是( )图2A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 13 C [设A 和C 电量为q 1、q 2，质量为m 1、m 2，由B 分析，k q 1q B L 21＝k q 2q B L 22，可得：q 1q 2＝L 21L 22，质点A 和质点C 绕B 点做匀速圆周运动，具有相同的角速度ω，对A 分析，k q 1q B L 21－k q 1q 2(L 1＋L 2)2＝m 1ω2L 1；对C 分析：k q 2q B L 22－k q 1q 2(L 1＋L 2)2＝m 2ω2L 2，联立解得q 1m 1∶q 2m 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，选项C 正确．] 7.如图3所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上，a与c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小．C受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是()图3A．F1B．F2C．F3D．F4B[根据a、b、c三者的电性可知，a对c是斥力，b对c是引力，如果三者的电荷量相等，则a对c的斥力大于等于b对c的引力，且两个力的夹角为120°，则合力的方向为F1方向．现在由于a带电荷量比b的带电荷量少，则b对c的引力大于a对c的斥力，此二力的合力方向是由F1偏向电荷b，故应是F2的方向，选项B正确．]8．原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 CAD[由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．]9.如图4是消除烟气中煤粉的静电除尘器示意图，它由金属圆筒和悬在管中的金属丝B组成，带煤粉的烟气从下方进气口进入，煤粉带负电，脱尘后从上端排气孔排出，要让除尘器正确工作，应该是()图4A．AB应接直流电源，且A为正极B．AB应接交流电源，且B接火线C．其外壳A应接地，原因是以防触电D．其外壳A应接地，其原因是导走电荷以防爆炸AC[AB应接直流电源，由于煤粉带负电，故A应为正极，A正确，B错误．外壳A 接地原因是防止触电为了安全，C正确，D错误．]10．如图5所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是()图5A．A对B的静电力一定是引力B．A对B的静电力可能是斥力C．A的电量可能比B少D．A的电量一定比B多AD[根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”的规律，AB间的作用力应为引力，故A正确，B错误；根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，故C错误，D正确．故选AD.]11.如图6所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为()图6A．2B．3C．4D．5AC[对A受力分析，可知A一定受重力和B对A的库仑引力，若满足二力等大反向，则不需要A和斜面间的相互作用，即A可能受到2个力的作用，故A正确；若向上的库仑引力小于重力，则A会受到斜面的支持力，若要合力为零而处于平衡状态，必须还要受一沿斜面向上的摩擦力，即A可能受四个力的作用，故C正确．]12．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷．现用指向墙面的水平推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图7所示．如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较()图7A．推力F将变大B．竖直墙面对小球A的弹力变大C．地面对小球B的支持力不变D．两小球之间的距离变大CD[以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示．图1图2设B对A的库仑力F库与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：N1＝m A g tan θ，将小球B向左推动少许时θ减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小，故B错误．再以A、B整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：F＝N1，N2＝(m A＋m B)g，则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故A错误，C正确．由上分，θ减小，cos θ增大，F库减小，根据库仑定律分析得知，两球之析得到库仑力F库＝m A gcos θ间的距离增大，故D正确．故选CD.]二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答)13. (10分)如图8所示，一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点，在O点的正下方处的绝缘支架上固定一个带与A同种电荷的小球B，两个带电小球都可视为点电荷．已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60°，设丝线中拉力为T，小球所受库仑力为F，求拉力T与库仑力F分别为多少．(重力加速度g已知)图8【解析】对小球A受力分折，如图所示：图中力三角形与几何三角形△OBA相似，故：F＝mg，T＝mg.【答案】T＝mg F＝mg14．(10分)如图9所示，正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道圆心处，将另一带正电、电量为q2、质量为m的小球，从轨道的A处无初速释放，求：图9(1)小球运动到最低点B点的速度大小；(2)小球在B点对轨道的压力．【解析】 (1)带电小球在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则mgR ＝12m v 2B解得v B ＝2gR .(2)小球到达B 点时，受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ，由圆周运动和牛顿第二定律得F N －mg －k q 1q 2R 2＝m v 2R解得F N ＝3mg ＋k q 1q 2R 2根据牛顿第三定律，小球在B 点时对轨道的压力为F ′N ＝F N ＝3mg ＋k q 1q 2R 2，方向竖直向下．【答案】 (1)2gR (2)3mg ＋k q 1q 2R 215．(10分)真空中有两个相距r 的点电荷A 和B ，带电荷量分别为q 1＝＋q ，q 2＝＋4q ，再放入一个点电荷q 3，三个点电荷皆可自由移动，在什么位置放入第三个点电荷q 3可使三个电荷都处于平衡状态，q 3的电荷量为多少？【解析】由于A 、B 带同种电荷，根据两同夹异可知，第三个点电荷应放在电荷A 、B 之间，设q 3到q 1点距离为r 1，对q 3受力分析，有k qq 3r 21＝k 4qq 3(r －r 1)2，解得r 1＝r 3 对q 1受力分析，有k qq 3r 21＝k 4qq r 2，解得q 3＝49q . 【答案】在A 、B 之间到A 点距离为r 3的位置放入第三个点电荷q 3可使三个电荷都处于平衡状态，q 3的电荷量为49q16．(10分)如图10所示，倾角为30°的直角三角形的底边BC 长为2L ，处在水平位置，O 为底边中点，直角边AB 为光滑绝缘导轨，OD 垂直AB .现在O 处固定一带正电的物体，让一质量为M 、带正电的小球从导轨顶端A 由静止开始滑下(始终不脱离导轨)，测得它滑到D 处受到的库仑力大小为F ，求它滑到B 处的速度和加速度的大小．(重力加速度为g )图10 【解析】带电小球沿光滑绝缘轨道从A 运动到B 的过程中，受到重力Mg 、轨道支持力N 及库仑斥力F 三个力的作用，其中支持力不做功，库仑斥力关于D 点对称，所做的功等效于零，即W F ＝0由动能定理可得：W G ＝Mg ·(2L cos 30°)·sin 30°＝12M v 2B解得：v B ＝3gL带电小球受到的合外力沿轨道AB 斜向下，因为带电小球在D 点受到的库仑力为F ＝k Q 1Q 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝4k Q 1Q 2L 2，根据库仑定律求得在B 处受到的库仑力为 F ′＝k Q 1Q 2L 2＝F 4小球受到的合外力为F 合＝Mg cos 60°＋F ′cos 30°即12Mg ＋32×F 4＝Ma 则a ＝12g ＋3F 8M .【答案】 3gL 12g ＋3F 8M章末综合测评(二) 电场与示波器(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．如图1所示，在x 轴上相距为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．下列判断错误的是( )图1 A ．b 、d 两点处的电势相同B ．四个点中c 点处的电势最低C ．b 、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C [由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知，A 、B 正确，C 错误．四点中a 点电势大于c 点电势，正电荷在电势越低处电势能越小，故D 正确．]2.电场中等势面如图2所示，下列关于该电场的描述正确的是( )图2 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C [由等势面与电场线密集程度的关系可知，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，故B 错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，故C 正确；正电荷由A 移动到C ，电场力做正功，故D 错误．]3.如图3所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm ，由此可以确定电场强度的方向和数值是( )图3A ．竖直向下，E ＝100 V/mB ．水平向左，E ＝100 V/mC ．水平向左，E ＝200 V/mD ．水平向右，E ＝200 V/m B [由电势降低最快的方向就是电场强度的方向以及电场线与等势面垂直的特点可知，电场强度方向水平向左，又由E ＝U d 得E ＝ 2 V 2×10－2 m＝100 V/m ，故B 正确．] 4．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小B [由C ＝εS 4πkd 知，S 和d 不变，插入电介质时，ε增大，电容增大，由C ＝Q U 可知：Q 不变时，C 增大，则两板间的电势差U 一定减小，故选B.]5.如图4所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O 点自由释放后，分别抵达B 、C 两点，若AB ＝BC ，则它们带电荷量之比q 1∶q 2等于( )图4A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶ 2 D.2∶1B [竖直方向有h ＝12gt 2，水平方向有l ＝qE 2m t 2，联立可得q ＝mgl Eh ，所以有q 1q 2＝21，B 对．] 6．如图5所示，匀强电场方向平行于xOy 平面，在xOy 平面内有一个半径为R ＝5 m 的圆，圆上有一个电荷量为q ＝＋1×10－8 C 的试探电荷P ，半径OP 与x 轴正方向的夹角为θ，P 沿圆周移动时，其电势能E p ＝2.5×10－5sin θ(J)，则( )图5A．x轴位于零势面上B．电场强度大小为500 V/m，方向沿y轴正方向C．y轴位于零势面上D．电场强度大小为500 V/m，方向沿x轴正方向A[由E p＝2.5×10－5sin θ(J)知，x轴上的电势能为0，是零势面，电场线沿y轴方向，A对，C错；当θ＝90°时，E p＝2.5×10－5 J＝EqR，解得E＝500 V/m，方向沿y轴负方向，B、D错．]7．如图6所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是()图6A．板间电场强度大小为mg/qB．板间电场强度大小为mg/2qC．质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D．质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间C[根据质点垂直打在M屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，mg<qE，选项A、B错误；根据运动的分解和合成，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，选项C正确，D错误．]8．一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其vt图像如图7所示，则下列说法中正确的是()图7A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能C．CD间各点电场强度和电势都为零D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差AB[由图线可看出，A点的图线的斜率大于B点的斜率，即A点的加速度大于B点，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，选项A正确；在B点的速度大于在A点的速度，故从A到B动能增加，电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，选项B正确；从C到D粒子做匀速运动，故CD间各点电场强度为零，电势相等但不一定为零，选项C错误；从A到B和从B到C粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，选项D错误．]9．某电容式话筒的原理如图8所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，当P、Q间距离增大时，()图8A．P、Q构成的电容器的电容减小B．P上电荷量保持不变C．有电流自M经R流向ND．PQ间的电场强度不变AC[根据电容器的决定式C＝εS4πkd可知，当P、Q间距离d增大时，P、Q构成的电容器的电容减小，选项A正确；因两板间电势差不变，则根据Q＝CU可知P上电荷量减小，选项B错误；电容器上的电量减小时，电容器放电，则有电流自M经R流向N，选项C正确；由于U不变，d增大，根据E＝Ud知，PQ间的电场强度减小，选项D错误．] 10．如图9甲所示，电子静止在两平行金属板A、B间的a点，t＝0时刻开始A板电势按如图9乙所示规律变化，则下列说法中正确的是()甲乙图9A．电子可能在极板间做往复运动B．t1时刻电子的动能最大C．电子能从小孔P飞出，且飞出时的动能不大于eU0D．电子不可能在t2～t3时间内飞出电场BC[t＝0时刻B板电势比A板高，电子在t1时间内向B板加速，t1时刻加速结束；在t1～t2时间内电子减速，由于对称，在t2时刻速度恰好为零，接下来，电子重复上述运动，所以电子一直向B板运动，直到从小孔P穿出，A错误；无论电子在什么时刻穿出P 孔，t1时刻电子都具有最大动能，B正确；电子穿出小孔P的时刻不确定，但穿出时的动能不大于eU0，C正确，D错误．]11．如图10所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a()图10A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量BC[小球a从N点释放一直到达Q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90°一直减小，故合力变大，选项A错误；小球a从N到P的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90°到大于90°，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项B正确；小球a由N到Q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项C正确；小球a从P 到Q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，则选项D错误．]12．如图11所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的质点，由两水平极板正中，以相同的初速度v0，先后垂直匀强电场射入，并分别落在负极板上甲、乙、丙三处，可以判断()图11A．甲处质点带正电，乙处质点不带电，丙处质点带负电B．三个质点在电场中的运动时间相等C．三个质点在电场中的加速度a甲>a乙>a丙D．三个质点到达负极板的动能E丙>E乙>E甲AC[三个质点均做类平抛运动，它们在水平方向上的分运动相同，都是以初速度v0做匀速直线运动，在竖直方向上均做初速度的匀加速直线运动，但它们下落的加速度不同，不带电的质点的加速度大小等于g，带正电质点的加速度大于g，带负电质点的加速度小于g，下落高度相同，下落时间与加速度大小有关，根据公式h＝12可得t＝2h a，可见，2at加速度越小，下落时间越长，所以t负>t不带电>t正，又因为它们的水平位移s＝v0t，所以s 负>s不带电>s正，选项A、C正确，B错误；因为三个质点到达负极板的过程中，电场力对带正电质做正功，机械能增大，对带负电质点做负功，机械能减小，对不带电质点不做功，机械能不变，所以它们的动能E甲>E乙>E丙，选项D错误．]二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答)13. (10分)平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图12所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V．试问：图12(1)两板间的电场强度是多大？(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差为多大？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？【解析】(1)根据公式E＝Ud代入数据得E＝605×10－2V/m＝1 200 V/m.(2)P1P2沿电场方向的距离为：d12＝5 cm－(0.5＋0.5) cm＝4 cm根据公式U12＝Ed12＝1 200×4×10－2 V＝48 V.(3)由公式φ1－φB＝Ed1B＝1 200×(4.5×10－2) V＝54 V得φ1＝54 V.同理φ2－φB＝Ed2B＝1 200×0.5×10－2 V＝6 V得φ2＝6 V.【答案】(1)1 200 V/m(2)48 V (3)54 V 6 V14. (10分)如图13所示，质量为m、电荷量为e的粒子从A点以v0的速度垂直电场线沿直线AO方向射入匀强电场，由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角，已知AO 的水平距离为d，不计重力，求：图13(1)从A点到B点所用的时间；(2)粒子在B点的速度大小；(3)匀强电场的电场强度大小．【解析】(1)粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场，水平方向做匀速直线运动，则有：t＝dv0.(2)由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角，则粒子在B点的速度大小v＝2v0.(3)根据牛顿第二定律得：a ＝eE m将粒子射出电场的速度v 进行分解，则有v y ＝at ＝eE m ·d v 0＝eEd m v 0又v y ＝v 0tan 45°联立解得E ＝m v 20ed .【答案】 (1)d v 0(2)2v 0 (3)m v 20ed 15．(10分)如图14所示，一个带正电的粒子以平行于x 轴正方向的初速度v 0从y 轴上a 点射入第一象限内，为了使这个粒子能经过x 轴上定点b ，可在第一象限的某区域内加一方向沿y 轴负方向的匀强电场．已知所加电场的场强大小为E ，电场区域沿x 方向的宽度为s ，Oa ＝L ，Ob ＝2s ，粒子的质量为m ，带电量为q ，重力不计，试讨论电场的左边界与b 的可能距离．图14【解析】设电场左边界到b 点的距离为Δx ，已知电场宽度为s ，Ob ＝2s ，分以下两种情况讨论： (1)若粒子在离开电场前已到达b 点，如图甲所示，即Δx ≤s ，则Δx ＝v 0ty ＝L ＝qE 2m t 2联立解得Δx ＝2m v 20LqE .(2)若粒子离开电场后做匀速直线运动到达b 点，如图乙所示，即s <Δx ≤2s ，则s ＝v 0t ，y ＝qE 2m t 2由几何关系知tan θ＝qEm t v 0＝L －y Δx －s 联立解得Δx ＝m v 20L qEs ＋s 2.【答案】见解析16．(10分)如图15所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为d .当两板间加电压U 时，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，以水平速度v 0从A 点射入电场，经过一段时间后从B 点射出电场，A 、B 间的水平距离为L ，不计重力影响．求：图15(1)带电粒子从A 点运动到B 点经历的时间；(2)带电粒子经过B 点时速度的大小；(3)A 、B 间的电势差．【解析】 (1)带电粒子在水平方向做匀速直线运动，从A 点到B 点经历时间t ＝L v 0. (2)带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动，板间场强大小E ＝U d加速度大小a ＝qE m ＝qU md经过B 点时粒子沿竖直方向的速度大小v y ＝at ＝qU md ·L v 0带电粒子在B 点速度的大小v ＝v 20＋q 2U 2L 2m 2d 2v 20. (3)粒子从A 点运动到B 点过程中，据动能定理得：qU AB ＝12m v 2－12m v 20A 、B 间的电势差U AB ＝12m v 2－12m v 20q ＝qU 2L 22md 2v 20. 【答案】 (1)L v 0 (2)v 20＋q 2U 2L 2m 2d 2v 20 (3)qU 2L 22md 2v 20章末综合测评(三) 从电表电路到集成电路(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA ，也就是说( )A ．1 h 电池供给8 C 的电荷量B ．1 000 s 电池供给8C 的电荷量C ．1 s 电池供给8 C 的电荷量D ．1 min 电池供给8 C 的电荷量B [由q ＝It 可知，只有B 项正确．]2．氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10－16 s ，则下列说法正确的是( )①电子绕核运动的等效电流为6.7×10－4 A②电子绕核运动的等效电流为1.5×103 A③等效电流的方向与电子的运动方向相反④等效电流的方向与电子的运动方向相同A．①③B．①④C．②③D．②④A[根据电流的定义，等效电流为I＝qt＝6.7×10－4A，电流方向与电子运动方向相反．]3．有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为5 m，则电阻变为() A．10 ΩB．50 ΩC．150 ΩD．250 ΩD[设导体原来的横截面积为S1，长度原来为L1，拉长后横截面积为S2，长度为L2.由体积V＝SL得，V不变，L与S成反比．长度之比L1∶L2＝1∶5，则S1∶S2＝5∶1.根据电阻定律R＝ρLS得，R2∶R1＝25∶1则电阻变为250 Ω.故选D.]4．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31 μA B．0.62 μAC．0.15 μA D．0.43 μAA[由R＝ρLS得R≈3.18×108 Ω，所以I＝UR≈0.31 μA.]5.如图1所示是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是负载电阻，电源电压为U保持恒定，滑动片P位于变阻器的中央，下列判断错误的是()图1A．空载(不接R)时，输出电压为U 2B．接上负载R时，输出电压小于U 2C．负载电阻R的阻值越大，输出电压越低D．接上负载R后，要使输出电压为U2，滑动片P须向上移动至某一位置C[空载时，输出电压为U2；接上负载R时，R与滑动变阻器的下半部分并联，再与滑动变阻器的上半部分串联，因为并联电路的总电阻总要小于任一支路的电阻，而串联电路中各支路的电压与电阻成正比，所以接R时，输出电压小于U2；负载R阻值越大，并联电路总阻值也大，输出电压就高；若还输出U2的电压，需上移滑片P以增大并联电阻．] 6．两只电流表和是由完全相同的电流计改装而成的，的量程是3 A，的量程。

沪科版高中物理选修3-1试题及答案解析

物理选修3——1试题（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.如图所示,挂在绝缘细线下的小轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以A.甲图中两球一定带异种电荷B.乙图中两球一定带同种电荷C.甲图中至少有一个带电D.乙图中两球至少有一个带电2.电容器是一种常用的电子元件.对电容器认识正确的是A.电容器的电容表示其储存电荷的能力B.电容器的电容与它所带的电荷量成正比C.电容器的电容与它两极板间的电压成正比D.电容的常用单位有μF和pF，1μF=103pF3.正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是下图中的哪一个4.（2009广东湛江期末调研考试，4）右图为两电阻R a和R b的伏安特性曲线，由图可知，电阻R a与R b的大小关系为A.R a >R bB.R a <R bC.R a =R bD.不能确定5.a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行,已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V,d点的电势为4 V，如图所示，由此可知c点的电势为A.4 VB.8 VC.12 VD.24 V6.（2009湖北宜昌“三校联合体”期末联考，2）如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将A.向上偏转B.向下偏转C.向纸外偏转D.向纸里偏转 7.将悬挂在细线上的带正电的小球A 放在不带电的金属空心球C 内（不和球壁接触），另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B 向C 靠近，如图所示，于是有A.A 往左偏离竖直方向，B 往右偏离竖直方向B.A 的位置不变，B 往右偏离竖直方向C.A 往左偏离竖直方向，B 的位置不变D.A 和B 的位置都不变8.如图所示，MN 是一条水平放置的固定长直导线，P 是一个通有电流I 2的与MN 共面的金属环，可以自由移动.长直导线与金属圆环均包有绝缘漆皮.当MN 中通上图示方向的电流I 1时，金属环P 在磁场力作用下将A.沿纸面向上运动B.沿纸面向下运动C.水平向左运动D.由于长直导线包有绝缘漆皮，其磁场被屏蔽，金属环P 将静止不动9.真空中两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F ，若它们的带电荷量都增大为原来的2倍，距离减小为原来的21，它们之间的相互作用力变为 A.16FB.4FC.FD.F 2110.如图所示，在竖直放置的金属板M 上放一个放射源C ，可向纸面内各个方向射出速率均为v 的α粒子，P 是与金属板M 平行的足够大的荧光屏，到M 的距离为d .现在 P 与金属板M 间加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿M 板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上.若α粒子的质量为m ，电荷量为2e .则A.磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B 的大小为ed mv2 B.磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B 的大小为edmv2C.在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2dD.在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为4d二、填空题（本题共2小题，11题4分，12题8分，共12分）11.在电场中把一个电荷量为－6×10－8C 的点电荷从A 点移到B 点，电场力做功为－3×10－5J,将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J,则U AC=__________.12.某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00 Ω的定值电阻R0.（1）按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路.（2）闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，并计算出通过电阻箱的电为了比较准确地得出实验结论，请填全上面表格所空的电流值，并在下图所示的坐标纸中作U-I图象.（3）从图象得到E=___________V，r=____________Ω.（4）该学习小组对该实验方案中是否存在误差以及误差的来源进行了讨论，提出了以下几种看法，其中正确的是__________.A.该实验方案中存在系统误差，是由于电压表的分流作用引起的B.该实验方案中存在系统误差，是由于接入定值电阻R0引起的C.该实验方案中存在偶然误差，是由于电压表的分压作用引起的D.该实验方案中存在偶然误差，是由于电压表的读数引起的三、解答题（本题共4小题，13题10分，14、15题各12分，16题14分，共48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）13.如果把带电荷量为q=1.0×10－8C的点电荷从无穷远移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10－4J.试求：（1）q在A点的电势能和在A点的电势（取无穷远处电势为零）.（2）q未移入电场前A点的电势是多少？14.如图所示，电源的电动势E=110 V，电阻R1=21 Ω，电动机绕组的电阻R0=0.5 Ω，电键S1始终闭合.当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525 W；当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是336 W，求：（1）电源的内电阻；（2）当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率.15.如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成30°角固定.N、Q间接一电阻R′=1.0 Ω，M、P端与电池组和开关组成回路，电动势E=6 V，内阻r=1.0 Ω，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场.现将一条质量m=40 g，电阻R=1.0 Ω的金属导线置于导轨上，并保持导线ab水平.已知导轨间距L=0.1 m，当开关S接通后导线ab恰静止不动.试计算磁感应强度大小.16.如图所示，光滑绝缘竖直杆与以正点电荷Q为圆心的圆弧交于B、C两点，一质量为m、电荷量为－q的空心小球从杆上A点无初速度下滑，设AB=BC=h,小球滑到B点的速度为3,试求：gh（1）小球滑到C点的速度.（2）A、C的电势差.试题答案1.答案：BC解析:若两球相互吸引，可能是两球带异种电荷，也可能只有一个小球带电另一个小球不带电.而两球互相排斥，只有两球带同种电荷这一种情况.2.答案:A解析：电容器的电容就是表示其储存电荷的能力，由电容器本身决定，与它带的电荷量、板间电压无关；1μF=106 p F，故D项错误.3.答案：D解析:正电荷受力的方向和电场强度方向相同，电场线越密的地方电荷受力越大，根据牛顿第二定律，电荷的加速度也就越大，所以根据题意，Q点的电场线应比P点的电场线密，故A、B选项错误.又由于电荷做加速运动，所以选项C错误，选项D正确.4.答案:B解析：伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大电阻越小，故选B.5.答案：B解析:连结bd,因U bd=20 V,可将bd等分为5份，找到4个等分点e、f、g、h，由于φe=20 V,a、e等势，由对称关系可知h点与c点电势相等，即φc=8 V.6.答案:A解析：由安培定则可知导线上方磁场垂直纸面向外，电子垂直磁场进入，由左手定则可知，电子向上偏转.7.答案：B解析:球C对外界电场有静电屏蔽作用,使处于C内部的A球不受外界电场影响,所以A不偏移.但A在C的外表面感应出正电荷,也就是C不能屏蔽内部电荷向外激发电场,所以B将向右偏.8.答案:B解析：由安培定则和左手定则可知，金属环P受到的磁场力沿金属环所在平面向下，故B 选项正确.绝缘漆皮不会屏蔽磁场，D选项错误.9.答案：A解析:由库仑定律221r q kq F =221)21(22'r q q k F ⋅⋅=得F ′=16F ，故选A10.答案:BC解析：α粒子带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，α粒子的轨道半径为d ，由dv m eBv 22=得：ed mv B 2=，故B 正确；亮斑区的上边界是沿M 板向上射出的α粒子，经1/4圆弧到达的a 点；亮斑区的下边界是垂直M 板射出的α粒子，经1/4圆弧轨迹与屏相切的b 点，如图所示，所以亮斑区的长度为2d ，C 正确. 11.答案:－250 V解析:解法一把电荷从A 移到C 电场力做功W AC =W AB ＋W BC =－3×10－5J ＋4.5×10－5J=1.5×10－5J 则A 、C 间的电势差85106105.1--⨯-⨯==q W U AC ACV=－250 V . 解法二 85106105.4--⨯-⨯==q W U BC ACV=500 V 85106105.4--⨯-⨯==q W U BC BCV=－750 V 则U AC =U AB ＋U BC =500 V －750 V=－250 V.12.答案：（1）连线如下图所示：（2）两组电流值分别为：0.089；0.270 图象如下图所示：（3）2.00（1.98～2.02） 0.45（0.40～0.50）（4）AD13.答案：（1）1.2×10－4J 1.2×104 V （2）1.2×104 解析：（1）克服电场力做功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零.所以εA =εA －0=W=1.2×10－4J正电荷在电势高处具有的电势能大，即A 点的电势φA >0V 102.1100.1102.10484⨯=⨯⨯==-=--q W A A ϕϕ （2）A 点的电势是由电场本身决定的，跟A 点是否有电荷存在无关，所以在移入电场前，A 点电势仍为1.2×104 V. 14.答案：（1）1Ω （2）26 A 1 606 W解析：（1）设S 2断开时R 1消耗的功率为P 1，则,)(1211R rR E P +=代入数据可以解得r =1Ω. （2）设S 2闭合时R 1两端的电压为U ，消耗的功率为P 2，则,122R U P =解得U =84 V由闭合电路欧姆定律得 E =U ＋Ir ，代入数据，得I =26 A 流过R 1的电流为I 1，流过电动机的电流为I 2，A 411==R UI ，而I 1＋I 2=I ，所以I 2=22 A ，由UI 2=P 出＋I 22R 0，代入数据得P 出=1 606 W. 15.答案：1T解析：导线ab 两端电压V 2V 65.015.0=⨯+=+=E r R R U 并并导线ab 中的电流A 2==RUI 导线ab 受力如图所示，由平衡条件得BIL =mg sin30°解得T 130sin =︒=ILmg B16.答案:（1）gh 5 (2)qm gh2-解析:（1）B 、C 两点在同一等势面上，小球从B 滑到C 静电力不做功，只有重力做功，故222121B C mv mv mgh -=解得.5gh v C = (2)2212C AB mv h mg qU =⋅+- 解得.2qmghU AC -=。

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高中物理学习材料桑水制作高中物理选修3-1(1---3章测试题)一、选择题1．静电场中某点的电场强度（ D ）A．其方向跟电荷在该点所受的电场力的方向一致B．跟电荷在该点所受的电场力的大小成正比C．跟放于该点的电荷的电量成反比D．跟放于该点的电荷的电量及所受电场力的大小无关2．将电量为3×10-6C的负电荷,放在电场中A点,受到的电场力大小为6×10-3N,方向水平向右，则将电量为6×10-6C的正电荷放在A点，受到的电场力为（ B ）A．1.2×10-2N，方向水平向右 B．1.2×10-2N，方向水平向左C．1.2×102N，方向水平向右 D．1.2×102N，方向水平向左3 . 如图2是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是（ B ）A．A点场强一定大于B点场强B．在B点轻轻释放一个电子，将一定向A点运动C．这点电荷一定带正电图2 D．正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向4．将一个正点电荷从无穷远处移到电场中A点, 电场力做功为4×10-9J, 将一负点电荷 (带电量与上述正点电荷相等) 从无穷远处移到电场中的B点, 克服电场力做功为8×10-9J, 则下述结论中正确的是 (设无穷远处电势为零) （B ）A．U A＞U B＞0 B．U B＜U A＜0C．U A＜U B＜0 D．U B＞U A＞05．一对带有等量异种电荷的平行金属板竖直放置, 一个电子从某一板上的小孔沿与电场线相反方向射入电场, 不计电子的重力, 在电子向另一板运动的过程中, 以下说法中正确的是（ BD ）A．电子的动能逐渐减小, 电势能逐渐增大B．电子的动能逐渐增大, 电势能逐渐减小C．电子的动能和电势能都逐渐增大D．电子的动能和电势能的总和保持不变6．在正电荷周围的电场中，有a、b两点，以下说法中正确的是（ C ）A．这两点的电场强度一定不相同，电势也一定不相同B．这两点电场强度有可能相同，电势有可能相同C．这两点电场强度一定不相同，但电势有可能相同D．这两点电场强度有可能相同，但电势一定不相同7．如图所示，将充好电的平行板电容器与静电计连接，静电计指针偏转的角度为α。

沪科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套

沪科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套章末综合测评(一)电荷的相互作用(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．以下说法正确的是()A．一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了．这说明小球上原有的负电荷逐渐消失了B．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等C．只有体积很小的带电体才能看成点电荷D．由公式F＝k q1q2r2知，当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞B[一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了．小球上原有的负电荷只是转移到别的物体上去了，负电荷并没有消失，选项A错误；元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等，选项B正确；点电荷是指带电体的大小与所研究的问题相比可以忽略不计，体积很大或者体积很小的带电体都不一定看成点电荷，选项C错误；因为当真空中的两个电荷间的距离r→0时，两电荷就不能看作点电荷了，则公式F＝k q1q2r2不再适用，故选项D 错误．故选B.]2．M和N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10C，下列判断中正确的是()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从N转移到了MC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10 CD．M在摩擦过程中失去了1.6×10－10个电子C[摩擦起电的本质是电子的转移，在摩擦前M、N内部本身都有电荷，A错误；互相摩擦后M带1.6×10－10C正电荷，故应该是M上1.6×10－10C的电子转移到N上，B 错误；N原来是电中性，摩擦后M上1.6×10－10C的电子转移到N上，故N在摩擦后一定带1.6×10－10 C的负电荷，C正确；M在摩擦过程中失去的电子数为：n＝1.6×10－10 1.6×10－19＝1×109个，D错误．故选C.]3．如图1所示，原来不带电的绝缘金属导体，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的右端，可能看到的现象是()图1A ．只有右端验电箔张开，且右端带正电B ．只有左端验电箔张开，且左端带负电C ．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D ．两端的验电箔都不张开，且左端带正电，右端带负电C [带负电的绝缘金属球靠近导体右端，由于发生感应起电，导体右端带正电，左端带负电，两端的验电箔都张开，故C 正确．]4．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，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，它所受到的静电力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－4q 的点电荷，其所受静电力为( )A．－F 2 B ．F 2 C ．－F D ．F D [令AB ＝r ，则BC ＝2r ，在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，根据库仑定律F ＝k Qq r 2，方向从B 到A ，在C 处放一电荷量为－4q 的点电荷时，F ′＝k 4Qq (2r )2＝k Qq r 2，方向从C 至B ，两者方向相同，所以F ′＝F ，D 正确．]5．两个半径为r 的带电球所带电荷量分别为Q 1和Q 2，当两球心相距3r 时，相互作用的静电力大小为( )A ．F ＝kQ 1Q 2(3r )2B ．F >kQ 1Q 2(3r )2C ．F <kQ 1Q 2(3r )2D ．无法确定 D [两个带电球不能看作点电荷．同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示．由于不能确定电性，所以无法确定静电力的大小．]6．如图2，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 围绕B 做匀速圆周运动，B 恰能保持静止，其中A 、C 两点与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(电量与质量之比)之比应是( )图2A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 13 C [设A 和C 电量为q 1、q 2，质量为m 1、m 2，由B 分析，k q 1q B L 21＝k q 2q B L 22，可得：q 1q 2＝L 21L 22，质点A 和质点C 绕B 点做匀速圆周运动，具有相同的角速度ω，对A 分析，k q 1q B L 21－k q 1q 2(L 1＋L 2)2＝m 1ω2L 1；对C 分析：k q 2q B L 22－k q 1q 2(L 1＋L 2)2＝m 2ω2L 2，联立解得q 1m 1∶q 2m 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，选项C 正确．] 7.如图3所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上，a与c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小．C受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是()图3A．F1B．F2C．F3D．F4B[根据a、b、c三者的电性可知，a对c是斥力，b对c是引力，如果三者的电荷量相等，则a对c的斥力大于等于b对c的引力，且两个力的夹角为120°，则合力的方向为F1方向．现在由于a带电荷量比b的带电荷量少，则b对c的引力大于a对c的斥力，此二力的合力方向是由F1偏向电荷b，故应是F2的方向，选项B正确．]8．原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 CAD[由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．]9.如图4是消除烟气中煤粉的静电除尘器示意图，它由金属圆筒和悬在管中的金属丝B组成，带煤粉的烟气从下方进气口进入，煤粉带负电，脱尘后从上端排气孔排出，要让除尘器正确工作，应该是()图4A．AB应接直流电源，且A为正极B．AB应接交流电源，且B接火线C．其外壳A应接地，原因是以防触电D．其外壳A应接地，其原因是导走电荷以防爆炸AC[AB应接直流电源，由于煤粉带负电，故A应为正极，A正确，B错误．外壳A 接地原因是防止触电为了安全，C正确，D错误．]10．如图5所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是()图5A．A对B的静电力一定是引力B．A对B的静电力可能是斥力C．A的电量可能比B少D．A的电量一定比B多AD[根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”的规律，AB间的作用力应为引力，故A正确，B错误；根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，故C错误，D正确．故选AD.]11.如图6所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为()图6A．2B．3C．4D．5AC[对A受力分析，可知A一定受重力和B对A的库仑引力，若满足二力等大反向，则不需要A和斜面间的相互作用，即A可能受到2个力的作用，故A正确；若向上的库仑引力小于重力，则A会受到斜面的支持力，若要合力为零而处于平衡状态，必须还要受一沿斜面向上的摩擦力，即A可能受四个力的作用，故C正确．]12．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷．现用指向墙面的水平推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图7所示．如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较()图7A．推力F将变大B．竖直墙面对小球A的弹力变大C．地面对小球B的支持力不变D．两小球之间的距离变大CD[以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示．图1图2设B对A的库仑力F库与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：N1＝m A g tan θ，将小球B向左推动少许时θ减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小，故B错误．再以A、B整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：F＝N1，N2＝(m A＋m B)g，则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故A错误，C正确．由上分，θ减小，cos θ增大，F库减小，根据库仑定律分析得知，两球之析得到库仑力F库＝m A gcos θ间的距离增大，故D正确．故选CD.]二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答)13. (10分)如图8所示，一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点，在O点的正下方处的绝缘支架上固定一个带与A同种电荷的小球B，两个带电小球都可视为点电荷．已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60°，设丝线中拉力为T，小球所受库仑力为F，求拉力T与库仑力F分别为多少．(重力加速度g已知)图8【解析】对小球A受力分折，如图所示：图中力三角形与几何三角形△OBA相似，故：F＝mg，T＝mg.【答案】T＝mg F＝mg14．(10分)如图9所示，正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道圆心处，将另一带正电、电量为q2、质量为m的小球，从轨道的A处无初速释放，求：图9(1)小球运动到最低点B点的速度大小；(2)小球在B点对轨道的压力．【解析】 (1)带电小球在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则mgR ＝12m v 2B解得v B ＝2gR .(2)小球到达B 点时，受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ，由圆周运动和牛顿第二定律得F N －mg －k q 1q 2R 2＝m v 2R解得F N ＝3mg ＋k q 1q 2R 2根据牛顿第三定律，小球在B 点时对轨道的压力为F ′N ＝F N ＝3mg ＋k q 1q 2R 2，方向竖直向下．【答案】 (1)2gR (2)3mg ＋k q 1q 2R 215．(10分)真空中有两个相距r 的点电荷A 和B ，带电荷量分别为q 1＝＋q ，q 2＝＋4q ，再放入一个点电荷q 3，三个点电荷皆可自由移动，在什么位置放入第三个点电荷q 3可使三个电荷都处于平衡状态，q 3的电荷量为多少？【解析】由于A 、B 带同种电荷，根据两同夹异可知，第三个点电荷应放在电荷A 、B 之间，设q 3到q 1点距离为r 1，对q 3受力分析，有k qq 3r 21＝k 4qq 3(r －r 1)2，解得r 1＝r 3 对q 1受力分析，有k qq 3r 21＝k 4qq r 2，解得q 3＝49q . 【答案】在A 、B 之间到A 点距离为r 3的位置放入第三个点电荷q 3可使三个电荷都处于平衡状态，q 3的电荷量为49q16．(10分)如图10所示，倾角为30°的直角三角形的底边BC 长为2L ，处在水平位置，O 为底边中点，直角边AB 为光滑绝缘导轨，OD 垂直AB .现在O 处固定一带正电的物体，让一质量为M 、带正电的小球从导轨顶端A 由静止开始滑下(始终不脱离导轨)，测得它滑到D 处受到的库仑力大小为F ，求它滑到B 处的速度和加速度的大小．(重力加速度为g )图10 【解析】带电小球沿光滑绝缘轨道从A 运动到B 的过程中，受到重力Mg 、轨道支持力N 及库仑斥力F 三个力的作用，其中支持力不做功，库仑斥力关于D 点对称，所做的功等效于零，即W F ＝0由动能定理可得：W G ＝Mg ·(2L cos 30°)·sin 30°＝12M v 2B解得：v B ＝3gL带电小球受到的合外力沿轨道AB 斜向下，因为带电小球在D 点受到的库仑力为F ＝k Q 1Q 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝4k Q 1Q 2L 2，根据库仑定律求得在B 处受到的库仑力为 F ′＝k Q 1Q 2L 2＝F 4小球受到的合外力为F 合＝Mg cos 60°＋F ′cos 30°即12Mg ＋32×F 4＝Ma 则a ＝12g ＋3F 8M .【答案】 3gL 12g ＋3F 8M章末综合测评(二) 电场与示波器(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．如图1所示，在x 轴上相距为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．下列判断错误的是( )图1 A ．b 、d 两点处的电势相同B ．四个点中c 点处的电势最低C ．b 、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C [由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知，A 、B 正确，C 错误．四点中a 点电势大于c 点电势，正电荷在电势越低处电势能越小，故D 正确．]2.电场中等势面如图2所示，下列关于该电场的描述正确的是( )图2 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C [由等势面与电场线密集程度的关系可知，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，故B 错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，故C 正确；正电荷由A 移动到C ，电场力做正功，故D 错误．]3.如图3所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm ，由此可以确定电场强度的方向和数值是( )图3A ．竖直向下，E ＝100 V/mB ．水平向左，E ＝100 V/mC ．水平向左，E ＝200 V/mD ．水平向右，E ＝200 V/m B [由电势降低最快的方向就是电场强度的方向以及电场线与等势面垂直的特点可知，电场强度方向水平向左，又由E ＝U d 得E ＝ 2 V 2×10－2 m＝100 V/m ，故B 正确．] 4．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小B [由C ＝εS 4πkd 知，S 和d 不变，插入电介质时，ε增大，电容增大，由C ＝Q U 可知：Q 不变时，C 增大，则两板间的电势差U 一定减小，故选B.]5.如图4所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O 点自由释放后，分别抵达B 、C 两点，若AB ＝BC ，则它们带电荷量之比q 1∶q 2等于( )图4A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶ 2 D.2∶1B [竖直方向有h ＝12gt 2，水平方向有l ＝qE 2m t 2，联立可得q ＝mgl Eh ，所以有q 1q 2＝21，B 对．] 6．如图5所示，匀强电场方向平行于xOy 平面，在xOy 平面内有一个半径为R ＝5 m 的圆，圆上有一个电荷量为q ＝＋1×10－8 C 的试探电荷P ，半径OP 与x 轴正方向的夹角为θ，P 沿圆周移动时，其电势能E p ＝2.5×10－5sin θ(J)，则( )图5A．x轴位于零势面上B．电场强度大小为500 V/m，方向沿y轴正方向C．y轴位于零势面上D．电场强度大小为500 V/m，方向沿x轴正方向A[由E p＝2.5×10－5sin θ(J)知，x轴上的电势能为0，是零势面，电场线沿y轴方向，A对，C错；当θ＝90°时，E p＝2.5×10－5 J＝EqR，解得E＝500 V/m，方向沿y轴负方向，B、D错．]7．如图6所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是()图6A．板间电场强度大小为mg/qB．板间电场强度大小为mg/2qC．质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D．质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间C[根据质点垂直打在M屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，mg<qE，选项A、B错误；根据运动的分解和合成，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，选项C正确，D错误．]8．一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其vt图像如图7所示，则下列说法中正确的是()图7A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能C．CD间各点电场强度和电势都为零D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差AB[由图线可看出，A点的图线的斜率大于B点的斜率，即A点的加速度大于B点，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，选项A正确；在B点的速度大于在A点的速度，故从A到B动能增加，电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，选项B正确；从C到D粒子做匀速运动，故CD间各点电场强度为零，电势相等但不一定为零，选项C错误；从A到B和从B到C粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，选项D错误．]9．某电容式话筒的原理如图8所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，当P、Q间距离增大时，()图8A．P、Q构成的电容器的电容减小B．P上电荷量保持不变C．有电流自M经R流向ND．PQ间的电场强度不变AC[根据电容器的决定式C＝εS4πkd可知，当P、Q间距离d增大时，P、Q构成的电容器的电容减小，选项A正确；因两板间电势差不变，则根据Q＝CU可知P上电荷量减小，选项B错误；电容器上的电量减小时，电容器放电，则有电流自M经R流向N，选项C正确；由于U不变，d增大，根据E＝Ud知，PQ间的电场强度减小，选项D错误．] 10．如图9甲所示，电子静止在两平行金属板A、B间的a点，t＝0时刻开始A板电势按如图9乙所示规律变化，则下列说法中正确的是()甲乙图9A．电子可能在极板间做往复运动B．t1时刻电子的动能最大C．电子能从小孔P飞出，且飞出时的动能不大于eU0D．电子不可能在t2～t3时间内飞出电场BC[t＝0时刻B板电势比A板高，电子在t1时间内向B板加速，t1时刻加速结束；在t1～t2时间内电子减速，由于对称，在t2时刻速度恰好为零，接下来，电子重复上述运动，所以电子一直向B板运动，直到从小孔P穿出，A错误；无论电子在什么时刻穿出P 孔，t1时刻电子都具有最大动能，B正确；电子穿出小孔P的时刻不确定，但穿出时的动能不大于eU0，C正确，D错误．]11．如图10所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a()图10A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量BC[小球a从N点释放一直到达Q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90°一直减小，故合力变大，选项A错误；小球a从N到P的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90°到大于90°，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项B正确；小球a由N到Q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项C正确；小球a从P 到Q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，则选项D错误．]12．如图11所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的质点，由两水平极板正中，以相同的初速度v0，先后垂直匀强电场射入，并分别落在负极板上甲、乙、丙三处，可以判断()图11A．甲处质点带正电，乙处质点不带电，丙处质点带负电B．三个质点在电场中的运动时间相等C．三个质点在电场中的加速度a甲>a乙>a丙D．三个质点到达负极板的动能E丙>E乙>E甲AC[三个质点均做类平抛运动，它们在水平方向上的分运动相同，都是以初速度v0做匀速直线运动，在竖直方向上均做初速度的匀加速直线运动，但它们下落的加速度不同，不带电的质点的加速度大小等于g，带正电质点的加速度大于g，带负电质点的加速度小于g，下落高度相同，下落时间与加速度大小有关，根据公式h＝12可得t＝2h a，可见，2at加速度越小，下落时间越长，所以t负>t不带电>t正，又因为它们的水平位移s＝v0t，所以s 负>s不带电>s正，选项A、C正确，B错误；因为三个质点到达负极板的过程中，电场力对带正电质做正功，机械能增大，对带负电质点做负功，机械能减小，对不带电质点不做功，机械能不变，所以它们的动能E甲>E乙>E丙，选项D错误．]二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答)13. (10分)平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图12所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V．试问：图12(1)两板间的电场强度是多大？(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差为多大？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？【解析】(1)根据公式E＝Ud代入数据得E＝605×10－2V/m＝1 200 V/m.(2)P1P2沿电场方向的距离为：d12＝5 cm－(0.5＋0.5) cm＝4 cm根据公式U12＝Ed12＝1 200×4×10－2 V＝48 V.(3)由公式φ1－φB＝Ed1B＝1 200×(4.5×10－2) V＝54 V得φ1＝54 V.同理φ2－φB＝Ed2B＝1 200×0.5×10－2 V＝6 V得φ2＝6 V.【答案】(1)1 200 V/m(2)48 V (3)54 V 6 V14. (10分)如图13所示，质量为m、电荷量为e的粒子从A点以v0的速度垂直电场线沿直线AO方向射入匀强电场，由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角，已知AO 的水平距离为d，不计重力，求：图13(1)从A点到B点所用的时间；(2)粒子在B点的速度大小；(3)匀强电场的电场强度大小．【解析】(1)粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场，水平方向做匀速直线运动，则有：t＝dv0.(2)由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角，则粒子在B点的速度大小v＝2v0.(3)根据牛顿第二定律得：a ＝eE m将粒子射出电场的速度v 进行分解，则有v y ＝at ＝eE m ·d v 0＝eEd m v 0又v y ＝v 0tan 45°联立解得E ＝m v 20ed .【答案】 (1)d v 0(2)2v 0 (3)m v 20ed 15．(10分)如图14所示，一个带正电的粒子以平行于x 轴正方向的初速度v 0从y 轴上a 点射入第一象限内，为了使这个粒子能经过x 轴上定点b ，可在第一象限的某区域内加一方向沿y 轴负方向的匀强电场．已知所加电场的场强大小为E ，电场区域沿x 方向的宽度为s ，Oa ＝L ，Ob ＝2s ，粒子的质量为m ，带电量为q ，重力不计，试讨论电场的左边界与b 的可能距离．图14【解析】设电场左边界到b 点的距离为Δx ，已知电场宽度为s ，Ob ＝2s ，分以下两种情况讨论： (1)若粒子在离开电场前已到达b 点，如图甲所示，即Δx ≤s ，则Δx ＝v 0ty ＝L ＝qE 2m t 2联立解得Δx ＝2m v 20LqE .(2)若粒子离开电场后做匀速直线运动到达b 点，如图乙所示，即s <Δx ≤2s ，则s ＝v 0t ，y ＝qE 2m t 2由几何关系知tan θ＝qEm t v 0＝L －y Δx －s 联立解得Δx ＝m v 20L qEs ＋s 2.【答案】见解析16．(10分)如图15所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为d .当两板间加电压U 时，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，以水平速度v 0从A 点射入电场，经过一段时间后从B 点射出电场，A 、B 间的水平距离为L ，不计重力影响．求：图15(1)带电粒子从A 点运动到B 点经历的时间；(2)带电粒子经过B 点时速度的大小；(3)A 、B 间的电势差．【解析】 (1)带电粒子在水平方向做匀速直线运动，从A 点到B 点经历时间t ＝L v 0. (2)带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动，板间场强大小E ＝U d加速度大小a ＝qE m ＝qU md经过B 点时粒子沿竖直方向的速度大小v y ＝at ＝qU md ·L v 0带电粒子在B 点速度的大小v ＝v 20＋q 2U 2L 2m 2d 2v 20. (3)粒子从A 点运动到B 点过程中，据动能定理得：qU AB ＝12m v 2－12m v 20A 、B 间的电势差U AB ＝12m v 2－12m v 20q ＝qU 2L 22md 2v 20. 【答案】 (1)L v 0 (2)v 20＋q 2U 2L 2m 2d 2v 20 (3)qU 2L 22md 2v 20章末综合测评(三) 从电表电路到集成电路(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA ，也就是说( )A ．1 h 电池供给8 C 的电荷量B ．1 000 s 电池供给8C 的电荷量C ．1 s 电池供给8 C 的电荷量D ．1 min 电池供给8 C 的电荷量B [由q ＝It 可知，只有B 项正确．]2．氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10－16 s ，则下列说法正确的是( )①电子绕核运动的等效电流为6.7×10－4 A②电子绕核运动的等效电流为1.5×103 A③等效电流的方向与电子的运动方向相反④等效电流的方向与电子的运动方向相同A．①③B．①④C．②③D．②④A[根据电流的定义，等效电流为I＝qt＝6.7×10－4A，电流方向与电子运动方向相反．]3．有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为5 m，则电阻变为() A．10 ΩB．50 ΩC．150 ΩD．250 ΩD[设导体原来的横截面积为S1，长度原来为L1，拉长后横截面积为S2，长度为L2.由体积V＝SL得，V不变，L与S成反比．长度之比L1∶L2＝1∶5，则S1∶S2＝5∶1.根据电阻定律R＝ρLS得，R2∶R1＝25∶1则电阻变为250 Ω.故选D.]4．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31 μA B．0.62 μAC．0.15 μA D．0.43 μAA[由R＝ρLS得R≈3.18×108 Ω，所以I＝UR≈0.31 μA.]5.如图1所示是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是负载电阻，电源电压为U保持恒定，滑动片P位于变阻器的中央，下列判断错误的是()图1A．空载(不接R)时，输出电压为U 2B．接上负载R时，输出电压小于U 2C．负载电阻R的阻值越大，输出电压越低D．接上负载R后，要使输出电压为U2，滑动片P须向上移动至某一位置C[空载时，输出电压为U2；接上负载R时，R与滑动变阻器的下半部分并联，再与滑动变阻器的上半部分串联，因为并联电路的总电阻总要小于任一支路的电阻，而串联电路中各支路的电压与电阻成正比，所以接R时，输出电压小于U2；负载R阻值越大，并联电路总阻值也大，输出电压就高；若还输出U2的电压，需上移滑片P以增大并联电阻．] 6．两只电流表和是由完全相同的电流计改装而成的，的量程是3 A，的量程。

高中物理(沪科版)选修3-1综合检测3

综合检测(三)第3章从电表电路到集成电路(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分．共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)1．关于电流的方向，下列说法中正确的是()A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板【解析】电源的外部电流从正极流向负极，电源的内部电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A正确，B错误；电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C错误；电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板．D正确．【答案】AD2．有关欧姆表的使用，下列说法中正确的是()A．更换测量挡时，需要重新调零B．测量电阻时，表的指针偏转角度越大，误差就越小C．使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高挡或“off”挡D．如果指针相对电流零刻度偏转太小，应改用大量程测量【解析】欧姆表的指针指在中值电阻附近时，读数误差较小，由于电阻的测量值等于表面示数乘倍率，指针相对电流零刻度偏转太小，即电阻的表面示数太大，说明倍率太小，应增大倍率，即改用较大量程挡测量．为了安全，使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高挡或“OFF”挡．欧姆表使用时，每换一次挡必须重新调一次零．【答案】ACD3．(2012·青岛高二检测)如图1所示，两个截面不同，长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为U，则()图1A ．通过两棒的电流不相等B ．两棒的自由电子定向移动的平均速率相同C ．两棒内的电场强度不同，细棒内部场强E 1大于粗棒内部场强E 2D ．通过两棒的电荷量相等【解析】因两棒串联，所以I 1＝I 2，q 1＝q 2，选项A 不正确，D 正确；根据电流的微观意义I ＝nqS v ，得nqS 1v 1＝nqS 2v 2.因S 1＜S 2，自由电子定向移动的平均速率v 1＞v 2，选项B 错误；又恒定电流的电场类似静电场，由E ＝U L 得E 1＞E 2，选项C 正确．【答案】 CD4．如图2所示，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相等，电池提供恒定的电压，开关S 接通后流过R 2的电流是S 接通前的( )图2A.12B.23C.13D.14【解析】当S 断开时，电路中总电阻为2R ，当S 接通后电路中总电阻为32R ，根据欧姆定律和串、并联特点，开关S 接通后R 2的电流是接通前的23，B 正确．【答案】 B图35．如图3所示是一个三输入端复合门电路，当C 端输入“0”时，A 、B 端输入何值时输出端Z 输出“1”( )A ．0 0B ．0 1C ．1 0D ．1 1【解析】因为C 输入为“0”，而Z 输出为“1”，则要求AB 的输出端为“1”，而A 、B 只有同时输入为“1”时，其输出端才为“1”，故D 正确．【答案】 D6．(2012·宁德高二检测)对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是( )A ．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB ．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为14RC ．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0，则任一状态下的U I 比值不变D ．把金属丝的温度降到非常低，电阻率可能会变为零【解析】设原电阻R ＝ρl S ，当l ′＝10l 时，由体积不变原理求得截面积变成S ′＝110S ，所以电阻变为R ′＝ρl ′S ′＝ρ10l 110S＝100R ，A 错误；从中点对折起来，相当于两个阻值为12R 的电阻并联，其总阻值为14R ，B 正确；金属丝的电阻率ρ随温度的升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻率ρ随温度的升高而增大，因而R ＝ρl S ＝U I 将逐渐增加，C 错误；选项D 中的现象叫超导现象，D 正确．【答案】 BD7．导体中的电流是这样产生的：当在一根长度为l 、横截面积为S 的均匀导体两端加上电压U 时，导体中出现一个匀强电场，导体内的自由电子(－e )受匀强电场的电场力作用而加速，同时由于与做无规则热运动的阳离子碰撞而受到阻碍，这样边反复碰撞边向前移动．可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率v 成正比，其大小可以表示成k v (k 是常数)．当电子所受电场力与阻力大小相等时，导体中就形成了恒定电流，则该导体的电阻是( )A.kl e 2nSB.kS e 2nlC.k e 2nlSD.kl enS【解析】题设导体两端加上电压U，导体中出现一个匀强电场，因此场强E＝U l，当电场力与阻力平衡时形成了恒定电流，则Ee＝k v，即U＝k v le，由欧姆定律得U＝IR，所以R＝k v leI＝k v lene v S＝klne2S，A选项正确．【答案】 A二、非选择题(本题共5个小题，共58分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)8．(6分)(2012·厦门六中高二检测)用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b 的位置，如图4所示．若多用电表的选择开关处于表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．图4刻度可得到读数为23.0 mA；若取直流电压2.5 V，则读数为0.57 V；指针位置为b且取电阻×100挡位时，则电阻大小为3.2×100 Ω＝320 Ω.【答案】23.00.573209．(12分)(2012·广州测试)如图5所示的电路，金属丝固定在两接线柱a、b上，鳄鱼夹c与金属丝接触良好，现用多用电表测量保护电阻R0的阻值，完成相关的内容：(1)将转换开关转到欧姆挡，红、黑表笔短接，调节________．使指针恰好停在欧姆刻度线的________处．(2)先________，再将红、黑表笔分别接在R0的两端，测量结果如图6所示，则R0的阻值为________．图5图6【解析】(1)利用多用电表测电阻选择挡位后，应进行欧姆调零，即将两表笔短接，通过调节欧姆调零旋钮使指针指到表盘最右端的零欧姆刻度线位置处．(2)利用多用电表测电路中电阻时，应将被测电阻从电路中断开，即将开关S断开；从图中可读出被测电阻R0的阻值为2 Ω.【答案】(1)“Ω”调零旋钮(或欧姆调零旋钮)零刻度(2)断开开关S 2 Ω10．(10分)将阻值为16 Ω的均匀电阻丝变成一闭合圆环，在圆环上取Q为固定点，P为滑键，构成一圆形滑动变阻器，如图所示．要使Q、P间的电阻先后为4 Ω和3 Ω，则对应的θ角应分别是________和________．图7【解析】圆形滑动变阻器Q、P之间的电阻为两段圆弧的电阻R1、R2并联所得的总电阻，找出总电阻与θ关系即可求解．当Q、P间电阻为4 Ω时，R1(16－R1)16＝4当Q、P间电阻为3 Ω时，R1′(16－R1′)16＝3解得：R1＝8 ΩR1′＝4 Ω或R1″＝12 Ω当R 1＝8 Ω时，θ＝180°当R 1′＝4 Ω时，θ＝90°当R 1″＝12 Ω时，θ＝270°【答案】 180° 90°或270°11．(12分)如图8所示是一个双量程的电压表的示意图，已知电流计G 的量程为0～100 μA ，内电阻为600 Ω，则图中串联的分压电阻R 1＝________，R 2＝________.图8【解析】电流表改装，满偏电流恒定，所以用5 V 的量程时，I g ＝U 1R g ＋R 1用15 V 的量程时，I g ＝U 2R g ＋R 1＋R 2 解得：R 1＝4.94×104 Ω，R 2＝1.0×105 Ω.【答案】 4.94×104 Ω 1.0×105 Ω12．(18分)A 、B 两地间铺有通讯电缆，长为L ，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆．在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接入一个电阻．检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置：(1)令B 端双线断开，在A 处测出双线两端间的电阻R A ；(2)A 端的双线断开，在B 处测出双线两端的电阻R B ；(3)在A 端的双线间加一已知电压U A ，在B 端双线间用内阻很大的电压表测量出两线间电压U B .试由以上测量结果确定损坏处的位置．【解析】设损坏处距A 端为L A ，由电阻定律可知，根据(1)(2)两次测量结果应有R A －R R B －R ＝2L A 2(L －L A )＝L A L －L A，式中R 为漏电阻．又依据第(3)次测量结果有U A U B＝R A R . 代入上式，消去R 可解得L A＝R A(U A－U B)U A(R A＋R B)－2U B R A·L. 【答案】见解析。