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物理鲁科版选修3-1模块测评(附答案)含解析

模块测评(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，有选错或不答的得0分)1.在图1所示的情况下,a、b两点的电势相等，电场强度也相等的是( ）图1A.带电平行板电容器两板间除边缘附近处的a、b两点(甲图）B.达到静电平衡时导体内部的a、b两点（乙图）C.离点电荷等距的a、b两点（丙图）D。

两个等量异种电荷连线的中垂线上，与连线中点O等距的a、b 两点(丁图)解析：甲图电场强度相等，但电势不相等；乙图电势、电场强度都相等；丙图电势相等,但电场强度不相同；丁图电势、电场强度都相等。

答案:BD2.如图2所示的电场中有A 、B 两点,该两点场强的大小和电势分别用E a 、E b 和φa 、φb 表示，则…( ）图2A.E a ＞E b ，φa ＞φbB 。

E a ＞E b ,φa ＜φbC 。

E a ＜E b ，φa ＞φbD.E a ＜E b ，φa ＜φb解析：沿电场线方向电势降低，电场线的疏密程度表示电场强度的大小，所以C 正确。

答案：C3.两电子从同一点垂直于磁场方向进入匀强磁场，其速度大小分别为v 1和v 2，且v 2＝2v 1，电子在磁场中做匀速圆周运动，两电子的轨道半径之比r 1∶r 2和周期之比T 1∶T 2应为（ )A.r 1∶r 2＝1∶2,T 1∶T 2＝1∶2B.r 1∶r 2＝2∶1,T 1∶T 2＝1∶1C.r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶1D.r 1∶r 2＝1∶1，T 1∶T 2＝2∶1 解析：由r =qBm v 及T =qBm π2得r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶1.答案：C4。

如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直纸面向外，匀强电场E 竖直向下,一个带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动(不计空气阻力）图3①此微粒带正电②此微粒带负电③此微粒顺时针方向转动④此微粒逆时针方向转动以上说法正确的是( ）A。

【精准解析】高中物理鲁科版选修3-1模块综合测评

模块综合测评(时间：90分钟分值：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，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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列关于静电场和磁场的说法正确的是()A．电场中场强越大的地方，电势一定越高B．电场中某点的场强与试探电荷的电荷量成反比C．磁场中某点的磁感应强度大小与小磁针受到的磁场力大小有关D．静电荷产生的电场中电场线不闭合，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的D[电场中场强越大的地方，电势不一定越高，如负点电荷周围，越靠近点电荷，场强越大，但电势却越低，选项A错误；电场中某点的场强是由电场本身决定的，与试探电荷存在与否无关，选项B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与小磁针存在与否无关，选项C错误；静电荷产生的电场中电场线是从正电荷(或无穷远处)出发终止于无穷远处(或负电荷)，是不闭合的，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的，选项D正确。

]2．下列说法正确的是()A．E＝Ud适用于任何电场B．E＝Fq仅适用于匀强电场C．E＝k Qr2适用于真空中的点电荷形成的电场D．E是矢量，由U＝Ed可知，U也是矢量C[E＝Ud只适用于匀强电场，A错；E＝Fq适用于任何电场，B错；E＝kQr2适用于真空中的点电荷形成的电场，C对；在公式U＝Ed中，E是矢量，U是标量，D错。

]3．图中K、L、M为静电场中3个相距很近的等势面(K、M之间无电荷)。

一带电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动。

已知电势φK＜φL＜φM，且粒子在ab 段做减速运动。

下列说法中正确的是()A ．粒子带负电B ．粒子在bc 段也做减速运动C ．粒子在a 点与e 点的速度相等D ．粒子从c 点到d 点的过程中电场力做负功B [由带电粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力指向轨迹的凹侧。

画出过a 、b 、c 、d 、e 各点的电场线，因φK ＜φL ＜φM ，可知粒子带正电，选项A 错误；粒子由b 到c 的过程中，电场力做负功，速率减小，选项B 正确；由于a 、e 两点电势相等，故粒子在a 、e 两点的电势能相等，由能量守恒定律知，粒子在a 、e 两点的动能相等，速度大小相等，但方向不同，选项C 错误；粒子从c 点到d 点的过程中电场力做正功，选项D 错误。

最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试题全套及答案

最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试全套及答案阶段综合测评(一)静电场电势能与电势差(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，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．仔细观察下列各图，属于防范静电的是( )A [题给四个图中，B 、C 、D 均为静电现象的应用，故选项A 正确．]2．我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是( )A ．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B ．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C ．小磁针吸引小铁屑D ．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉C [梳过头发的塑料梳子因与头发摩擦带电，能吸引轻小物体(纸屑)，是静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，使不带电金属球近端感应出与带电小球异种的电荷而相互吸引，是静电现象；小磁针吸引小铁屑，是磁现象，不是静电现象；从干燥的地毯上走过，人与地毯摩擦产生静电，手碰到金属把手时有被电击的感觉，是放电现象，是静电现象．因此不属于静电现象的是C 选项．]3．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q 1和q 2，其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为( )A ．kg·A 2·m 3B ．kg·A －2·m 3·s －4C ．kg·m 2·C －2D ．N·m 2·A －2B [国际单位制中力F 、距离r 、电荷q 的单位分别是：N 、m 、C ，根据库仑定律有k ＝Fr 2q 1q 2，代入各自的单位，注意1 N ＝1 kg·m/s 2,1 C ＝1 A·s ，从而k 的单位用国际单位制的基本单位表示为kg·m 3·A －2·s －4.只有选项B 正确．]4．对于电场线，下列描述正确的是( )A ．电场线就是电荷在电场中的运动轨迹B ．电场中总有一些电场线是可以相交的C ．电场线的疏密程度可以反映电场强度的大小D ．两个等量异种电荷产生的电场线是闭合曲线C [电场线与运动轨迹是两个不同的概念，电场线是假想的，是为了形象描述电场的强弱和方向而引入的，运动轨迹是真实的，电场线与运动轨迹可能重合，也可能不重合，选项A 错误；若电场线可以相交，则交点处的电场线有两条切线即场强有两个方向，这与空间的某点的场强是唯一的相矛盾，所以电场线不可能相交，选项B 错误；电场线的疏密程度可以反映电场强度的大小，选项C 正确；两个等量异种电荷产生的电场线是不闭合曲线，选项D 错误．]5．下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘．坐标原点O 处电场强度最大的是( )B [根据对称性和矢量叠加，D 项O 点的场强为零，C 项等效为第二象限内电荷在O 点产生的电场，大小与A 项的相等，B 项正、负电荷在O 点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的2倍，也是A 、C 项场强的2倍，因此B 项正确．]6．如图1所示为点电荷a 、b 所形成的电场的电场线分布图，下列说法正确的是( )图1A ．a 一定带正电荷，b 一定带负电荷B ．a 一定带负电荷，b 一定带正电荷C ．从c 点沿两点电荷连线到d 点，电场强度先变小后变大D ．从c 点沿两点电荷连线到d 点，电场强度先变大后变小C [由电场线分布情况可知a 、b 为异种电荷，由于图中末标明电场线的方向，所以无法确定a 、b 所带电荷的种类，选项A 、B 错误；电场线密集程度反映电场强弱，由于从c 到d 之间的电场线分布先变疏再变密，所以从c 点沿两点电荷连线到d 点的电场强度先变小后变大，选项C 正确，D 错误．]7．如图2所示，a 、b 是电场线上的两点，将一带电荷量为q 的点电荷从a 移到b ，电场力做功为W ，且知a 、b 间的距离为d ，则以下说法正确的是( )图2A ．a 、b 间的电势差为W qB ．a 处的场强为E ＝W qdC ．b 处的场强为E ＝W qdD ．a 点的电势为W qA [由W ＝qU 知，U ＝W q ，且a 点的电势比b 点的高，所以A 项正确．由于不知是不是匀强电场，所以a 、b 两点的电场强度不能使用E ＝W qd 进行计算，所以B 、C 项错误．如果取b 点的电势为零，a 点的电势才是W q ，而题中并没有说明何处为零电势点，所以D 项错误．]8．如图3所示，在点电荷Q 产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q 1、q 2分别置于A 、B 两点，虚线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将q 1、q 2移到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是( )图3A ．A 点电势大于B 点电势B ．A 、B 两点的电场强度相等C ．q 1的电荷量小于q 2的电荷量D ．q 1在A 点的电势能小于q 2在B 点的电势能 C [由题意知点电荷Q 带负电，所以有φA ＜φB ＜0，得|U A ∞|＞|U B ∞|，移动两试探电荷克服电场力做功相等，有q 1|U A ∞|＝q 2|U B ∞|，所以q 1＜q 2，选项A 错误，C 正确；因为E ＝k Q r 2，r A ＜r B ，所以E A ＞E B ，而且A 、B 两点的场强方向也不同，选项B 错误；根据电场力做功与电势能变化的关系，q 1在A 点的电势能等于q 2在B 点的电势能，选项D 错误．]9．一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球( )A ．做直线运动B ．做曲线运动C ．速率先减小后增大D ．速率先增大后减小BC [小球受重力和电场力两个力作用，如图所示，合力的方向与速度方向不在同一条直线上，小球做曲线运动，选项A 错误，B 正确；小球所受的合力与速度方向先成钝角，然后成锐角，可知合力先做负功然后做正功，则速率先减小后增大，选项C 正确，D 错误．]10．如图4所示，一个带电粒子以初速度v0从A处进入某电场，实线表示电场线，虚线表示带电粒子的运动轨迹．不计带电粒子的重力，则下列说法中正确的是()图4A．该带电粒子一定带负电B．该带电粒子在A处的加速度大于在B处的加速度C．该带电粒子在A处的动能大于在B处的动能D．该带电粒子在A处的动能小于在B处的动能AC[该带电粒子从A处进入电场后，仅受电场力作用从A点沿虚线运动到B 点，由轨迹的弯曲方向可知，它在A点所受电场力的方向必跟A点的场强方向相反，则该粒子带负电，选项A正确；因A处的电场线比B处的电场线疏，故A处场强比B处的小，带电粒子在A处受到的电场力比在B处受到的电场力小，则该粒子在A处的加速度小于在B处的加速度，选项B错误；带电粒子从A处运动到B处的过程中，电场力做负功，由动能定理可知其动能减小，选项C正确，D错误．]11．如图5所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°，则下列判断正确的是()图5A．O点电场强度为零B．D点电场强度为零C．若点电荷＋q从O点向C点运动，动能减少D．若点电荷－q从O点向C点运动，动能减少BD[场强是矢量，叠加时遵循平行四边形定则，由E＝kQr2和几何关系可以得出，选项A错，B对．在O、C之间，合场强的方向向左，把负电荷从O点移动到C 点，电场力做负功，动能减少，而移动正电荷则相反，选项C错，D对．] 12．如图6甲所示，直线上固定两个点电荷A与B，其中B带＋Q的电荷量，C、D两点将AB连线三等分．现有一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子所受的重力，并且已知该负电荷在C、D间运动的速度v与时间t的关系图象如图6乙所示，则A点电荷的带电荷量可能是()图6 A ．＋6QB ．＋5QC ．＋4QD ．＋3Q AB [由题图乙知粒子从C 点开始向右做减速运动，说明A 带正电，且粒子的加速度逐渐减小，则粒子的平衡位置应在D 点右侧某处P 点，设AC ＝CD ＝DB ＝d ，PB ＝r ，则AP ＝3d －r ，d ＞r ，粒子在P 点受力平衡，有k Q A q (3d －r )2＝k Qq r 2，得Q A Q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3d r －12＞⎝ ⎛⎭⎪⎫3d d －12＝4，即A 点电荷的带电荷量一定大于＋4Q ，选项A 、B 正确．] 13．如图7所示，电场中有A 、B 两点，则下列说法正确的是( )图7 A ．电势φA ＞φB ，场强E A ＞E BB ．电势φA ＞φB ，场强E A ＜E BC ．将＋q 从A 点移到B 点，电场力做正功D ．将－q 分别放在A 、B 两点时具有的电势能E p A ＞E p BBC [B 处电场线较密，故场强E A ＜E B ，沿电场线方向电势降低，故φA ＞φB ，A 错，B 对；对正电荷，由于φA ＞φB ，E p A ＞E p B ，因此从A 到B ，电场力做正功，对负电荷，E p A ＜E p B ，故C 对，D 错．]14．在两块平行金属板A 、B 间加如图8所示变化的电压，此电压的值不变，但每过T 2改变一次极性．t ＝0时，A 板电势为正，若在此时由B 板自由释放一电子，那么( )图8A ．电子会一直向A 板运动B ．电子在A 、B 两板间来回运动C ．在t ＝T 时，电子回到出发点D ．在t ＝T 2时电子具有最大速度 AD [根据电子的受力情况和牛顿第二定律知，在0～T 2时间内，电子向A 板做匀加速直线运动，在T 2时刻速度达到最大值；在T 2到T 时间内，电子向A 板做匀减速直线运动，在T 时刻速度减为零；随后重复刚才的运动，故A 、D 正确．]二、非选择题(本题共4小题，共44分，按题目要求作答)15．(10分)如图9所示，A 、B 是两个带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B 静止于光滑绝缘倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，若B 的质量为30 3 g ，则B 带电荷量是多少？(g 取10 m/s 2)图9[解析] 因为B 静止于光滑绝缘倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，设A 、B 之间的水平距离为L . 依据题意可得tan 30°＝h L ，L ＝h tan 30°＝1033cm ＝10 3 cm 对B 进行受力分析，如图所示，依据物体的平衡条件解得库仑力： F ＝mg tan 30°＝303×10－3×10×33 N ＝0.3 N依据F ＝k Q 1Q 2r 2得：F ＝k Q 2L 2解得Q ＝FL 2k ＝0.39×109×103×10－2 C ＝1.0×10－6 C. [答案] 1.0×10－6 C16．(10分)一长为L 的细线，一端固定于O 点，另一端拴一质量为m 、带电荷量为q 的小球，处于如图10所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在A 点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B 点速度恰好为零．试求：图10(1)A 、B 两点的电势差U AB ；(2)匀强电场的场强大小． [解析] (1)小球由A 到B 过程中，由动能定理得mgL sin 60°－qU AB ＝0，所以U AB ＝3mgL2q .(2)A 、B 两点间沿电场线的有效长度d ＝L －L cos 60°.由公式U ＝E ·d 可知，E ＝U ABL －L cos 60°＝3mg q .[答案] (1)3mgL 2q (2)3mg q17．(12分)两个半径均为R 的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d ，极板间的电势差为U ，板间电场可以认为是匀强电场．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷为e ，质子和中子的质量均视为m ，忽略重力和空气阻力的影响，求：(1)极板间的电场强度E ；(2)α粒子在极板间运动的加速度a ；(3)α粒子的初速度v 0.[解析] (1)极板间场强E ＝U d .(2)α粒子电荷为2e ，质量为4m ，所受静电力F ＝2eE ＝2eU dα粒子在极板间运动的加速度a ＝F 4m ＝eU 2dm .(3)由d ＝12at 2，得t ＝2d a ＝2d m eU ， v 0＝R t ＝R 2d eU m .[答案] (1)U d (2)eU 2md (3)R 2d eU m18．(12分)如图11所示，两块竖直放置的足够长的平行金属板A 、B ，板距d ＝0.04 m ，两板间的电压U ＝400 V ，板间有一匀强电场．在A 、B 两板上端连线的中点Q 的正上方，距Q 为h ＝1.25 m 的P 点处有一带正电小球，已知小球的质量m ＝5×10－6 kg ，电荷量q ＝5×10－8 C ．设A 、B 板长度无限，g 取10 m/s 2.试求：图11(1)带正电小球从P 点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰？(2)相碰时，离金属板上端的距离多大？[解析] (1)设小球从P 到Q 的时间为t 1，由h ＝12gt 21得t 1＝2h g ＝2×1.2510＝0.5 s小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度a x ，由力的独立作用原理，可以求出小球在电场中的运动时间t 2，应有qE ＝ma x 、E ＝U d 、d 2＝12a x t 22得t 2＝d mqU＝0.04×5×10－65×10－8×400＝0.02 s所以，运动总时间t ＝t 1＋t 2＝0.5＋0.02＝0.52 s.(2)小球由P 点开始在竖直方向上始终是自由落体运动，在时间t 内的位移为 y ＝12gt 2＝12×10×(0.52)2＝1.352 m与金属板上端的距离为S ＝y －h ＝1.352－1.25＝0.102 m.[答案] (1)0.52 s (2)0.102 m阶段综合测评(二)恒定电流闭合电路欧姆定律和逻辑电路(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，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．关于对电流的理解，下列说法中正确的是( )A ．只有自由电子的定向移动才能形成电流B ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C ．同一段电路中，相同时间内通过各不同横截面的电荷量不同D ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位D [自由电荷定向移动都能形成电流，如自由电子、阴离子、阳离子等，选项A 错误；电流虽然有大小和方向，但它不是矢量，选项B 错误；根据电荷守恒定律可知不同横截面的电荷量一定相等，故选项C 错误；由单位制知选项D 正确．]2．两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长为l ，直径为d ；乙电阻丝长为2l ，直径为2d ，要使两电阻丝消耗的功率相等，则应满足( ) A.U 甲U 乙＝21 B.U 甲U 乙＝22 C.I 甲I 乙＝12 D.I 甲I 乙＝21 A [由R ＝ρl S 可得R 甲R 乙＝21.要使P 甲＝P 乙，由P ＝U 2R 可得U 甲U 乙＝21；由P ＝I 2R 得I 甲I 乙＝22.故选项A 正确．]3．一同学将变阻器与一只6 V 、6～8 W 的小灯泡L 及开关S 串联后接在6 V 的电源E 上，当S 闭合时，发现灯泡发光．按如图1所示的接法，当滑片P 向右滑动时，灯泡将( )图1A．变暗B．变亮C．亮度不变D．可能烧坏灯泡B[由题图可知，变阻器接入电路的是PB段的电阻丝，由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡．当滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确．]4．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压U A＞U B，则下列说法正确的是()A．两灯正常发光时，灯泡的电流强度I A＞I BB．两灯电阻R A＜R BC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A＜P BD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A′＜P B′D[由P＝UI可知额定电流I A＜I B，由P＝U2R可知R A＞R B.两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以P A＞P B；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝1R，所以P A′＜P B′，则D正确，A、B、C错误．]5．如图2所示是一个电热水壶的铭牌上的部分信息，小沈同学利用所学知识，结合该铭牌上获取的信息，得出该电热水壶()图2A．正常工作时的电流约为6.8 AB．正常工作5 min耗电约0.5 kW·hC．只能在直流电下工作D．只能在220 V电压下工作A[由铭牌信息可知，电热水壶的额定功率为1 500 W，额定电压为220 V，则由P＝UI可得I＝PU＝1 500220A＝6.8 A，A正确；工作5 min时，消耗的电能W＝Pt＝1.5 kW×560h＝0.125 kW·h，B错误；该电热水壶工作在交流电下，C错误；该电热水壶可以在220 V及其之下的电压下工作，D错误．]6．如图3，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200 μA，已测得它的内阻为495 Ω.图中电阻箱读数为5.0 Ω.现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知()图3A．M、N两端的电压为1 mVB．M、N两端的电压为100 mVC．流过M、N的电流为2 μAD．流过M、N的电流为20 mAD[电流表的满偏电流I g＝200 μA＝0.2 mA，内阻为R g＝495 Ω，则电流表两端电压为U＝I g R g＝200×10－6×495 V＝0.099 V＝99 mV，即U MN＝99 mV，故A、B选项错误；电阻箱的读数为R＝5 Ω，流过电阻箱的电流I R＝U MNR＝0.019 8 A＝19.8 mA，流过M、N的电流I MN＝I g＋I R＝20 mA，故C选项错误，D选项正确．] 7．图4为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I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()图4B[由U-I图线可知该电源的电动势为6 V，内阻r＝ΔUΔI＝24Ω＝0.5 Ω.此电源与三个均为3 Ω的电阻连接成电路时测得的路端电压为4.8 V；A中的路端电压为4 V；B中的路端电压为4.8 V；C中的路端电压约为5.7 V；D中的路端电压为5.4 V．故B正确．]8．如图5为某电源的路端电压随电流的变化规律，图中的三点为该电源正常工作时的三个不同状态，且连线Ob与横轴的夹角α与图线和横轴的夹角β相等．则下列选项正确的是()图5A．在状态b时外电路消耗的功率最大B．在状态b时整个电路消耗的总功率最大C．从状态a变化到状态b，整个电路消耗的总功率和外电路消耗的功率将增大D．若Ob连线的倾角增大，从状态b变化到状态c，整个电路消耗的总功率和外电路消耗的功率将增大A[在b点，外接电阻的阻值与电源内阻大小相等，所以此时电源的输出功率最大，即外电路消耗的功率最大，A正确；从a到b过程中，电源外接电阻的阻值不断增大，但总小于电源内阻，所以电源的输出功率不断增大，但总功率P＝EI 不断减小，B、C错误；从b到c过程中，电源外接电阻阻值不断增大，且始终大于电源内阻，所以电源输出功率不断减小，总功率P＝EI不断减小，D错误．] 9．如图6所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成的．现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是()图6A．A1、A2的读数之比为1∶1B．A1、A2的读数之比为5∶1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5BC[因为大量程的电流表是在灵敏电流计上并联分流电阻，故加在两灵敏电流计两端的电压是相同的，所以通过灵敏电流计的电流相同，指针偏转角度之比为1∶1.因为两电流表对应的最大刻度之比为5∶1，所以A1、A2的读数之比为5∶1.选项B、C正确．]10．如图7所示为多用电表欧姆挡的内部电路，a、b为表笔插孔，下列说法中正确的是()图7A．a孔插红表笔B．表盘刻度是均匀的C．用“×100 Ω”挡测量时，若指针指在0 Ω附近，则应换用“×1 kΩ”挡D．测量“220 V100 W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比484 Ω小AD[电流总是从红表笔流入电表，黑表笔流出电表，所以红表笔应该连接欧姆表内部电源的负极，插在a孔，A正确；表头中的电流与待测电阻不成正比，所以欧姆表的刻度是不均匀的，B错误；用“×100 Ω”挡测量时，若指针指在0 Ω附近，说明读数太小，应该换用小量程的使读数大一些，所以应换用“×10 Ω”挡，C错误；测量电阻时需要将灯泡与外电路断开，灯泡处于不发光的状态，故电阻小于正常发光时的电阻484 Ω，D正确．]11．如图8所示电路中，电流表、电压表均为理想电表，若电阻R1开路，则下列说法中正确的是()图8A．电流表示数变小B．电压表示数变大C．电源内电路消耗的功率变大D．R3消耗的功率变大BD[R1开路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，从而使路端电压增大，流过R2、R3的电流增大，即电流表示数变大，A错误．电压表示数也变大，B正确．由于总电流减小，由P＝I2r知，电源的内耗功率减小，C错误．因为流过R3的电流增大，所以R3消耗的功率变大，D正确．]12．某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r 随电流I变化的图线画在了同一坐标图上，如图9中的a、b、c所示，根据图线可知()图9A．反映P r变化的图线是cB．电源电动势为8 VC．电源内阻为2 ΩD．当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 ΩACD[电源的总功率P E＝EI，对应图线a，内阻发热功率P r＝I2r，抛物线开口向上，可知反映P r变化的图线是c.I＝2 A时，由图线知外电路短路，总功率等于内阻发热功率，把电流I＝2 A、P r＝8 W代入P r＝I2r可求得内阻为2 Ω，又由P E＝EI＝8 W、I＝2 A，解得电动势E＝4 V．当电流为0.5 A时，总功率P E＝2 W，内阻发热功率P r＝0.5 W，外电路消耗的功率P R＝P E－P r＝1.5 W，由P R＝I2R求得R＝6 Ω.]二、非选择题(本题共6小题，共52分，按题目要求作答)13．(8分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，如提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω，使用的电压表有3 V(内阻约为3 kΩ)和15 V(内阻约为15 kΩ)两个量程，电流表有0.6 A(内阻约为0.1 Ω)和3 A(内阻约为0.02 Ω)两个量程，供限流用的滑动变阻器有：A.0～10 Ω；B.0～100 Ω；C.0～1 500 Ω三种，可供选择的实验电路有如图10所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图10丙所示，则：图10(1)螺旋测微器的示数是________mm.(2)为减小电阻的测量误差，应选用________图所示的电路．(3)为了便于调节，应选用编号为________的滑动变阻器．(4)电压表的量程应选用________V .(5)电流表的量程应选用________A.[解析] (1)固定刻度上的读数为0.5 mm ，可动刻度上的读数为30.6，所以螺旋测微器的示数为0．5 mm ＋30.6×0.01 mm ＝0.806 mm.(2)由于金属丝的电阻是小电阻，所以应采取电流表外接法，即选用图乙所示电路．(3)由于实验所用电源是一节干电池，其电动势E ＝1.5 V ，且待测电阻丝的阻值约为3 Ω，所以用编号为A 的滑动变阻器作限流电阻，才能使电路中的电流有明显变化．(4)加在电压表两端的电压不超过1.5 V ，所以电压表的量程应选用3 V .(5)当滑动变阻器连入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，I max ＝1.53 A ＝0.5 A ，所以电流表的量程应选用0.6 A.[答案] (1)0.806 (2)乙 (3)A (4)3 (5)0.614．(8分)多用电表表头的示意图如图11所示．在正确操作的情况下：图11(1)若选择开关的位置如箭头a 所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．(2)若选择开关的位置如箭头b 所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．(3)若选择开关的位置如箭头c 所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．(4)若选择开关的位置如箭头c 所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该为：___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________.(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到________挡或者________．(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表．[解析] 多用电表可以测直流电压、电流，交流电压，电阻．测电压、电流时同电压表、电流表的使用方法相同，选择的挡位是最大量程；而选择测电阻挡位时，指针指示的数值乘以倍率便得测量值．[答案] (1)直流电压 1.25 V (2)直流电流 50 mA (3)电阻 1.7 kΩ (4)选用欧姆表“×1 k ”倍率，重新调零，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值 (5)OFF 交流电压500 V 挡 (6)红正15．(8分)如图12所示的电路中，电源电动势E ＝6.0 V ，内阻r ＝0.6 Ω，电阻R 2＝0.5 Ω，当开关S 断开时，电流表的示数为1.5 A ，电压表的示数为3.0 V ，试求：图12 (1)电阻R 1和R 3的阻值；(2)当S 闭合后，电压表的示数以及R 2上消耗的电功率.[解析] (1)R 3＝U 3I 3＝3.01.5 Ω＝2.0 Ω，由E ＝I 3(R 1＋R 3＋r )代入数据解得R 1＝1.4 Ω. (2)S 闭合后，R 总＝R 1＋r ＋R 2·R 3R 2＋R 3＝2.4 Ω 电压表的示数U ＝E R 总·R 2·R 3R 2＋R 3＝62.4×0.4 V ＝1.0 V R 2上消耗的功率P 2＝U 2R 2＝120.5 W ＝2.0 W. [答案] (1)1.4 Ω 2.0 Ω (2)1.0 V 2.0 W16．(8分)在如图13所示的电路中，R 1＝2 Ω，R 2＝R 3＝4 Ω，当开关S 接a 时，R 2上消耗的电功率为4 W ，当开关S 接b 时，电压表示数为4.5 V ，试求：图13(1)当开关S 接a 时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)电源的电动势和内电阻；(3)当开关S 接c 时，通过R 2的电流．[解析] (1)S 接a 时，R 1被短路，外电阻为R 2，根据电功率公式P ＝I 2R ，可得通过电源的电流I 1＝PR 2＝1 A 电源两端的电压U 1＝PR 2＝4 V .(2)S 接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ＝4＋r ①S 接b 时，R 1和R 2串联，R 外′＝R 1＋R 2＝6 Ω通过电源的电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝0.75 A这时有：E ＝U 2＋I 2r ＝4.5＋0.75r ②联立①②式得：E ＝6 V ，r ＝2 Ω.(3)当S 接c 时，R 2、R 3并联的总电阻R 23＝R 2R 3R 2＋R 3＝2 Ω R 总＝R 1＋r ＋R 23＝6 Ω总电流I 3＝E R 总＝1 A 通过R 2的电流I ′＝12I 3＝0.5 A.[答案] (1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A17．(10分)如图14所示，电路中接一电动势为4 V ，内阻为2 Ω的直流电源，内阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为4 Ω.电容器的电容为30 μF ，电流表的内阻不计，当电路稳定后，图14(1)求电流表的读数；(2)求电容器所带的电荷量；(3)如果断开电源，求通过R 2的电荷量．[解析] (1)等效电路如图所示．由闭合电路欧姆定律得I ＝E R 3＋R 4＋r ＝44＋4＋2A ＝0.4 A.(2)U 3＝IR 3＝0.4×4 V ＝1.6 VQ ＝CU 3＝4.8×10－5 C.(3)因R 1、R 2并联，且R 1＝R 2，所以在放电回路中，通过R 2的电荷量为Q 2＝2.4×10－5 C.[答案] (1)0.4 A (2)4.8×10－5 C (3)2.4×10－5 C18．(10分)如图15所示，一电荷量q ＝3×10－5 C 带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O 点．开关S 合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°.已知两板相距d ＝0.1 m ，电源电动势E ＝15 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电阻R 1＝3 Ω，R 2＝R 3＝R 4＝8 Ω.g 取10 m/s 2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：图15(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度大小；(3)带电小球的质量. [解析] (1)R 2、R 3并联再与R 1串联，阻值R 外＝7.0 Ω，R 总＝R 外＋r ＝7.5 Ω，根据闭合电路欧姆定律有I ＝E R 总＝157.5 A ＝2 A ， P 出＝I 2R 外＝22×7 W ＝28 W.(2)U 外＝IR 外＝2×7 V ＝14 V ，E ＝U d ＝140.1 V/m ＝140 V/m.(3)小球静止，由力的平衡条件得Eq ＝mg tan 37°，m ＝Eq g tan 37°＝140×3×10－510×0.75kg ＝5.6×10－4 kg. [答案] (1)28 W (2)140 V/m (3)5.6×10－4 kg阶段综合测评(三)磁场磁场对电流和运动电荷的作用(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，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．关于磁感应强度，下列说法正确的是()A．一个线圈放在磁感应强度不为零的位置，它的磁通量一定不为零B．在磁场中某处不放线圈，则该处的磁感应强度就为零C．只要某处存在磁场，该处的磁感应强度就不为零D．磁场的方向总是由N极指向S极C[磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，其大小和方向由磁场和磁场中的位置决定，与有无线圈无关，故选项C正确，B错误．磁场的方向外部由N极到S 极，内部由S极到N极，所以选项D错误．磁通量由磁感应强度和线圈面积及线圈平面的放置方式共同决定，所以选项A错误．]2．物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是()A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线应该竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线应该水平南北方向放置D[小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选D.]3．如图1所示，AB为水平面上一个圆的直径，过AB的竖直平面内有一根通电导线CD，已知CD∥AB，当CD竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将()图1A．逐渐增多B．逐渐减少C．始终不变D．不为零，但保持不变C[根据通电直导线周围磁感线分布的特点，有多少条磁感线从AB一侧穿出，就有多少磁感线从AB的另一侧穿出，穿过圆面的磁通量为零，所以CD竖直向上平移时，磁通量不变，始终为零，故选项C正确，A、B、D均错误，]4．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图2甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图2乙所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()。

高中物理选修3-1第一章测试题及答案

选修3-1第一章检测卷之迟辟智美创作一、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)1.两个用相同资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,它们间的库仑力年夜小是F ,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的年夜小可能是（）A.5 FFFF /52.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，电场强度为零的处所在 ( )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 ．坚持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ增年夜B ．坚持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增年夜图1-69 B A Q 4Q 图1-70 图1-71D．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.如图是暗示在一个电场中的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四点的场强年夜小关系是E d>E a>E b>E c C．a、b、c、d四点的场强年夜小关系是E a>E b>E c>E d D．无法确定这四个点的场强年夜小关系6．以下说法正确的是（）A E与F成正比B q成反比C．由U ab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越年夜，则两点间的电势差也一定越年夜D．公式C=Q/U，电容器的电容年夜小C与电容器两极板间电势差U无关7. A 、B 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 、B 两点的电势能相等A 点移到B 点,电势能先增年夜后减小A 点移到B 点,电势能先减小后增年夜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30eVC ．B 点的电势为110VD ．B 点的电势为-110V9.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 处电势能年夜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F q Oabc d 图1-72 图２图1-73 图1-74B题（本年夜题共15分，把谜底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年夜时,电子的电势能, 电子的动能增, 运动周期.(填增年夜、减小、不变)12．如图1-76所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强年夜小为×104V／m，A、B两板相距1cm，C点与A相距，若B接地，则A、C间电势差U AC＝____,将带电量为－×10-12C的点电荷置于C点，其电势能为____．×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____．三、计算题(本年夜题共45分, 解承诺写出需要的文字说明、方程式和重要演算步伐.只写出最后谜底的不能得分.有数值计图1-77算的题，谜底中必需明确写出数值和单元)14．如图1-77所示，在匀强电场中的M、N两点距离为 2 cm，两点间的电势差为 5 V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多年夜？15.如图1-78所示，Q A=3×10-8C，Q B=－3×10-8C，A，B两球相距5cm，在水平方向A B图1-78外电场作用下，A ，B 坚持静止，悬线竖直，求A ，B 连线中点场强.（两带电小球可看作质点）16．如图1-79所示，-8千克的带电粒子，以初速Vo=2m/s 的速度从水平放置的平行金属板A 、B 的中央，水平飞入电场，已知金属板长0.1m ，板间距离d ＝2X10-2m ，当U AB =1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场，若两极板间的电势差可调，要使粒子能从两板间飞出，U AB 的变动范围是几多?(g 取10m ／s 2)17.如图1-80所示,质量为m 、带电量为-q 的小球在光滑导轨上运动，半圆形滑环的半径为R ，小球在A 点时的初速为V 0，方向和斜轨平行.整个装置放在方向竖直向下，强度为E 的匀强电场中，斜轨的高为H ，试问：(1)小球离开A 点后将作怎样的运动? (2)设小球能达到B 点，那么，小球在B 点对圆环的压力为几多? (3)在什么条件下，小球可以以匀速沿半圆环达到最高点，这时小球的速度多年夜?18.如图1-81所示，一个电子以速度v 0=6.0×106m/s 和仰角α=45°从带电平行A B 图1-79板电容器的下板边缘向上板飞行.两板间场强E= 2.0×104V/m，方向自下向上.若板间距离d=2.0×10-2m，板长L=10cm，问此电子能否从下板射至上板？它将击中极板的什么处所？第一章检测谜底：1. BD2. C3. D4. C5. B6.D7. AD8. BD9. BD 10.C 11. 增年夜、减小、增年夜 12.×10-11J 13.×105N/C 方向向左16. 年夜于200V小于1800V 17.当mg=qE时,小球做匀速直线运动; 当mg>qE时, 小球做匀加速直线运动;当mg<qE时, 小球做类似斜抛的曲线运动mg=qE时,小球做匀速圆周运动,速率为V0 18. 电子不能射至上板,最后落在下板上，落点与动身点相距.新课标第一网。

高中物理选修3-1-静电场-测试题-单元测试及答案

静电场单元测试一、选择题1．如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点，c 为ab 的中点，a 、b 点的电势分别为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 点处的场强一定大于b 处的场强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 2．如图所示，一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B 点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则A 与B 两点间的电势差为( )A ．300 VB ．－300 VC ．－100 VD ．－1003V3．如图所示，在电场中，将一个负电荷从C 点分别沿直线移到A 点和B 点，克服静电力做功相同．该电场可能是( ) A ．沿y 轴正向的匀强电场 B ．沿x 轴正向的匀强电场C ．第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D ．第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场4．如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )A ．当小球运动到最高点a 时，线的张力一定最小B ．当小球运动到最低点b 时，小球的速度一定最大C ．当小球运动到最高点a 时，小球的电势能最小D ．小球在运动过程中机械能不守恒5．在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图线可知 ( )A ．a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上B ．四点场强关系是E c ＝E a >E b >E dC ．四点场强方向可能不相同D ．以上答案都不对6．如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q ，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v 0开始在金属板上向右运动，在运动过程中 ( ) A ．小球做先减速后加速运动 B ．小球做匀速直线运动 C ．小球受的电场力不做功D ．电场力对小球先做正功后做负功7．如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场．若不计重力，图中的四个图线中能描述粒子在电场中的运动轨迹的是( )8．图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是( )A．b点的电势一定高于a点B．a点的场强一定大于b点C．带电粒子一定带正电D．带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率9．如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中() A．小物块所受电场力逐渐减小B．小物块具有的电势能逐渐减小C．M点的电势一定高于N点的电势D．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功10．如图所示，A，B两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，静止时木盒对地面的压力为F N，细线对B的拉力为F.若将系B的细线断开，下列说法中正确的是( )A．刚断开时木盒对地的压力等于F NB．刚断开时木盒对地的压力等于F N＋FC．刚断开时木盒对地的压力等于F N－FD．在B向上运动的过程中，木盒对地的压力逐渐变大11．有一匀强电场，其场强为E，方向水平向右，把一个半径为r的光滑绝缘环，竖直放置于场中，环面平行于电场线，环的顶点A穿有一个质量为m，电量为q(q>0)的空心小球，如图所示，当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点时，小球对环的压力大小为：( )A.2mgB.qE．C.2mg+qED.2mg+3qE12．如图所示，一金属球原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，金属球感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则：( )A.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c二、填空题13．带正电1.0×10－3 C 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10 J ，飞经B 点时动能为4 J ，则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了______，A 、B 两点电势差为____．14．在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M 、N 间的匀强电场中有A 、B 两点，AB 连线与水平方向成30°角，AB 长为0.2cm ，如图所示．现有一带电量为4×10－8C 的负电荷从A 沿直线移到B 点，电场力做正功2.4×10－6J ，则A 、B 两点间的电势差大小为________，________点电势高．若此电荷q 沿任意路径从B 到A 点，电荷电势能变化情况是________，此匀强电场的场强大小为________，若两金属板相距0.3cm ，则两板电势差为________．15．如图，带电量为＋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________．(静电力恒量为k)16．如图所示，质量相等的三个小球A 、B 、C ，放在光滑的绝缘水平面上，若将A 、B 两球固定，释放C 球，C 球的加速度为1m/s 2，方向水平向左．若将B 、C 球固定，释放A 球，A 球的加速度为2m/s 2，方向水平向左．现将A 、C 两球固定，释放B 球，则B 球加速度大小为________m/s 2，方向为________．三、计算题17．如图所示，用长L 的绝缘细线拴住一个质量为m ，带电荷量为q 的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和O 在同一水平面上的A 点(线拉直)，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达B 点时，球的速度正好为零．求： (1)B 、A 两点的电势差； (2)匀强电场的场强大小．18．如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R ，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E 中．一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)，从水平面上的A 点以初速度v 0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C ，场强大小为E(E 小于mgq)．(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E 无关，且为一常量．19．一质量为m 、电荷量为+q 的小球，从O 点以和水平方向成α角的初速度v 0抛出，当达到最高点A 时，恰进入一匀强电场中，如图．经过一段时间后，小球从A 点沿水平直线运动到与A 相距为S 的A′点后又折返回到A 点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点．求(1)该匀强电场的场强E 的大小和方向；(即求出图中的θ角，并在图中标明E 的方向) (2)从O 点抛出又落回O 点所需的时间．1．C [该电场不一定是匀强电场，φc 不一定等于φa ＋φb2＝4 V ，故A 、B 错误；由φa ＞φb知，电场线由a 指向b ，正电荷在c 点的受力也应由c 指向b ，选项D 错误；由E p ＝qφ知选项C 正确．]2．B [电子做类平抛运动，在B 点，由速度分解可知v B ＝v Acos 60°＝2v A ，所以E k B ＝4E k A ＝400 eV ，由动能定理得U AB (－e )＝E k B －E k A ，所以U AB ＝－300 V ，B 对．]3．AD [由题意知φA ＝φB ，A 、B 应处在同一等势面上，又W CA ＝qU CA ＜0，q ＜0，故U CA ＞0，即φC ＞φA ，符合条件的可能是选项A 、D.]4．CD [qE ＝mg ，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大；若qE ＜mg ，球在a 处速度最小，对细线的拉力最小；若qE ＞mg ，球在a 处速度最大，对细线的拉力最大，故A 、B 错；a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故C 正确；小球在运动过程中除重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确．]5.B 解析：场强与检验电荷电量的大小无关．6. BC 解析：金属板在点电荷的电场中达到静电平衡状态后，其表面是一个等势面，根据电场线与等势面垂直，则带电小球沿金属板表面移动时所受电场力的方向竖直向下，所以带电小球所受的重力、支持力和电场力均在竖直方向上，合力为零．故带电小球做匀速直线运动，∴B 正确；又由于电场力与表面垂直，对小球不做功，故C 正确，D 错误．7. 答案：C8.答案：BD解析：由等势线的分布画出电场线的分布如图所示，可知a 点的场强大，B 正确，根据轨迹可判断电场力指向左方，电场力做负功，a 点速率大于b 点速率，D 正确．但不知粒子电性，也无法判断场强的具体方向，故无法确定a 、b 两点电势的高低，A 、C 错误．9.答案：ABD解析：电场力做正功，摩擦力做负功，大小相等(始末速度为零)． 10.答案：BD解析：刚断开时，A ，B 间的库仑力不变．未断开时，对A ，B 和木盒整体进行受力分析，有： F N ＝G 木＋G A ＋G B ，对于B ，F 库＝GB ＋F.断开时，对A 与木箱整体进行受力分析，有： F N′＝G 木＋G A ＋F 库，因为F 库不变．所以B 正确，在B 向上运动过程中F 库变大，所以D 正确． 11.D 12.C13．6 J －6 000 V14.答案：60V ，B ，增加，23×104V/m ,603V 15.答案：2dkq，水平向左(或垂直薄板向左) 16.解析：把A 、B 、C 球作为一个系统，三个小球之间的相互作用力为系统内力．根据牛顿第三定律，每两个小球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等、方向相反．这样系统的内力之和为零．系统的外力之和也为零设三个小球所受的合外力分别为F 1、F 2、F 3，则 F 1＝ma 1 F 2＝ma 2 F 3＝ma 3F 1＋F 2＋F 3＝m(a 1＋a 2＋a 3)＝0设向右为正 a 2＝－a 1－a 3＝1＋2＝3(m/s 2)B 球的加速度大小为3m/s 2，方向向右．17．(1)3mgL 2q (2)3mgq解析 (1)由动能定理得： mgL sin 60°－qU BA ＝0所以U BA ＝3mgL2q(2)U BA ＝EL (1－cos 60°)得：E ＝ 3mgq. 18.答案：(1)Wf ＝12mv20＋52(Eq －mg)R (2)s ＝2R解析：(1)物块恰能通过圆弧最高点C 时，圆弧轨道与物块间无弹力作用，物块受到的重力和电场力提供向心力mg －Eq ＝m v2CR ①物块在由A 运动到C 的过程中，设物块克服摩擦力做的功为Wf ，根据动能定理有 Eq·2R －Wf －mg·2R ＝12mv2C －12mv20② 由①②式解得Wf ＝12mv20＋52(Eq －mg)R ③(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为s ，则水平方向有s ＝vCt ④ 竖直方向有2R ＝12(g －Eqm )·t2⑤由①④⑤式联立解得s ＝2R ⑥因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，大小为2R.19.解析：(1)斜上抛至最高点A 时的速度vA ＝v0cosα① 水平向右由于AA ′段沿水平方向直线运动，所以带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力：F ＝mgtanθ＝qEcosθ，②带电小球从A 运动到A ′过程中作匀减速运动有(v0cosα)2＝2qEcosθs/m ③ 由以上三式得： E ＝mv40cos4α＋4g2s22qsθ＝arctan 2gsv20cos2α 方向斜向上(2)小球沿AA ′做匀减速直线运动，于A ′点折返做匀加速运动所需时间t ＝2v0sinαg ＋4s v0cosα。

最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套

最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套章末过关检测(一)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．下列说法正确的是()A．只有体积很小的带电体才能看作点电荷B．以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同C．在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E＝F/q，取走q后，该点场强不变D．元电荷实质就是电子(或质子)本身答案：C2．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是()A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系解析：选C．用塑料梳子梳头时会产生静电，会引起静电，穿衣，脱衣也会产生静电．这些图标都是为了减少静电的产生，不是静电屏蔽，故A、D错误；工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会引起静电，故B错误；化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会引起静电，从而引起油料燃烧的危险，故C 正确．3．用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断正确的是()A ．保持Q 、q 不变，增大d ，则θ变大，说明F 与d 有关B ．保持Q 、q 不变，减小d ，则θ变大，说明F 与d 成反比C ．保持Q 、d 不变，减小q ，则θ变小，说明F 与q 有关D ．保持q 、d 不变，减小Q ，则θ变小，说明F 与Q 成正比解析：选C ．保持Q 、q 不变，根据库仑定律公式F ＝k Qq d 2，增大d ，库仑力变小，则θ变小，减小d ，库仑力变大，则θ变大．实验表明，F 与d 的二次方成反比，故A 、B 错误；保持Q 、d 不变，减小q ，则库仑力变小，θ变小，知F 与q 有关，故C 正确；保持q 、d 不变，减小Q ，则库仑力变小，θ变小，根据库仑定律得F ＝k Qq d 2，知F 与两电荷的乘积成正比，故D 错误． 4．如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度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．5．在点电荷形成的电场中，一电子的运动轨迹如图中虚线所示，其中a 、b 是轨迹上的两点．若电子在两点间运动的速度不断增大，则下列判断中正确的是( )A ．形成电场的点电荷电性为正B ．电子一定是从a 点运动到b 点C ．电子一定是从b 点运动到a 点D ．电子的运动是匀变速曲线运动解析：选C ．电子做曲线运动，所受的合外力即电场力指向曲线的内侧，由此可以判断出电场力沿电场线由右指向左，电子带负电，故电场线的方向由左指向右，因而形成电场的点电荷应为负点电荷，A 错；电子受到库仑斥力，速度变大，应远离场源电荷，故运动轨迹为由b 点到a 点，C 对，B 错；电子从b 点运动到a 点库仑力越来越小，加速度越来越小，电子做变速曲线运动，故D 错．6．如图所示，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 和c 带正电，b 带负电，a 所带的电荷量比b 所带的电荷量小．已知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()A．F1B．F2C．F3D．F4解析：选B．据“同电相斥，异电相吸”规律，确定金属小球c受到a和b的静电力方向，考虑a的电荷量小于b的电荷量，根据平行四边形定则求合力如图所示，选项B正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．某电场区域的电场线如图所示a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是()A．负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力B．a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右C．正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力D．a点的场强一定大于b点的场强解析：选BCD．电场线越密，场强越大，所以a点的场强一定大于b点的场强，根据F＝Eq得电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力，故A错误，C、D正确；电场线某点的切线方向表示场强的方向．所以a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右，故B正确．8．两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QD．m受到的电场力一定大于M所受电场力解析：选AB ．库仑力同样满足牛顿第三定律，满足共点力平衡条件；无论q 、Q 谁大，所受库仑力大小总是相等，无法判断q 、Q 间大小，C 、D 错误；由图示可知两小球相互排斥，故A 正确；设悬线与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得两球之间的库仑力F ＝mg tan θ，因为α>β，所以mg <Mg ，即m <M ，故B 正确．9．如图所示，在两等量异种电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、c 关于MN 对称，b 是两电荷连线的中点，d 位于两电荷的连线上，以下判断正确的是( )A ．b 点场强大于d 点场强B ．b 点场强小于d 点场强C ．正电荷q 在a 、c 两点受电场力相同D ．负电荷沿MN 移动时，所受电场力的方向不变解析：选BD ．由等量异种电荷产生的电场的电场线可以知道，E d ＞E b ，A 错，B 对．由于该电场关于中垂线对称，a 、c 两点场强大小相等，故正电荷在a 、c 两点受电场力大小相等，但由于a 、c 两点场强方向不同，故电场力方向不同，C 错．MN 上场强方向垂直MN 向右，负电荷在MN 上受电场力方向始终垂直MN 向左，D 对．10．如图所示，水平粗糙绝缘杆从物体A 中心的孔穿过，A 的质量为M ，用绝缘细线将另一质量为m 的小球B 与A 连接，整个装置所在空间存在水平向右的匀强电场E ，A 不带电，B 带正电且电荷量大小为Q ，A 、B 均处于静止状态，细线与竖直方向成θ角．则( )A ．细线中张力大小为mg cos θB ．细线中张力大小为EQ sin θC ．杆对A 的摩擦力大小为QED ．杆对A 的支持力大小为Mg解析：选ABC ．对小球B 受力分析有，受重力mg 、电场力EQ 和绳子的拉力T ，根据平衡条件可知T cos θ＝mg ，所以细线中张力大小为T ＝mg cos θ，A 选项正确；由平衡条件知：EQ mg ＝tan θ，故EQ sin θ＝mg cos θ＝T ，B 选项正确；以整体为研究对象，受重力、杆的支持力、电场力、摩擦力，摩擦力与电场力平衡，即杆对A 的摩擦力大小为QE ，故C 选项正确；杆对A 的支持力大小为(M ＋m )g ，D 选项错误．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时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．(12分)(2018·潍坊高二检测)如图所示，在光滑绝缘的水平面上，沿一条直线依次排列三个等质量的带电小球A 、B 、C .在C 上沿连线方向施加一恒力F 后，三小球恰能在运动中保持相对位置不变．已知A 球所带的电荷量Q A ＝10q ，B 球所带的电荷量为Q B ＝q .开始时，小球间距离为r ，求所施加恒力F 的大小、小球C 所带电荷量Q C 及电性．解析：取A 、B 、C 三小球组成的系统为研究对象，设小球质量为m ，依牛顿运动定律，可得F ＝3ma ①取小球A 为研究对象，有k Q C Q A (2r )2－k Q B Q A r 2＝ma ② 取A 球和B 球整体为研究对象，有k Q C Q A (2r )2＋k Q C Q B r 2＝2ma ③ 联立①②③式解得Q C ＝403q (电性与A 球、B 球的电性相反)，F ＝70kq 2r 2. 答案：70kq 2r 2 403q 与A 球、B 球的电性相反 12．(12分)如图所示，质量为m 的带电小球用绝缘丝线悬挂于O 点，并处在水平向左的匀强电场中，场强为E ，球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ，求：(1)小球带何种电荷，电荷量是多少？(2)若烧断丝线，则小球将做什么运动？(设电场范围足够大)解析：(1)如题图所示，由平衡条件得F 电＝qE ＝mg tan θ，所以q ＝mg tan θE，因小球受到向左的电场力，所以小球带正电．(2)若烧断丝线，小球在电场力与重力mg 的作用下做匀加速直线运动．加速度大小a ＝F ′m ＝mg /cos θm ＝g cos θ. 答案：(1)正 mg tan θE(2)匀加速直线 13．(16分)质量为m 的小球A 在绝缘细杆上，杆的倾角为α.小球A 带正电，电荷量为q .在杆上B 点处固定一个电荷量为Q 的正电荷，将小球A 由距B 点竖直高度为H 处无初速度释放．小球A 下滑过程中电荷量不变．不计A 与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中．已知静电力常量为k 、重力加速度为g .A ，B 间的距离足够大．求：(1)A 球刚释放时的加速度是多大？(2)当A 球的动能最大时，求此时A 球与B 点的距离．解析：(1)根据牛顿第二定律mg sin α－F ＝ma ，根据库仑定律F ＝k Qq r 2， r ＝H sin α，解得a ＝g sin α－kQq sin 2 αmH 2. (2)当A 球受到合力为零、加速度为零时，动能最大．设此时A 球与B 点间的距离为R ，则mg sin α＝kQq R 2，解得R ＝kQq mg sin α. 答案：(1)g sin α－kQq sin 2 αmH 2(2) kQq mg sin α章末过关检测(二)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．(2018·山西怀仁一中期中)下列物理量中，哪些与检验电荷有关( )A ．电场强度EB ．电势φC ．电势能E pD ．电势差U 解析：选C ．电场强度E ＝F q采用比值定义法定义的，是由电场本身决定的与q 无关．故A 错误；电势φ＝E p q，是用比值定义法定义的，由电场本身决定的，与q 无关，故B 错误；电势能E p ＝φq ，故电势能与电荷有关，选项C 正确；电势差U AB ＝W q，是用比值定义法定义的，由电场本身和A 、B 两点的位置决定的，与q 无关．故D 错误．2．关于静电场，下列结论普遍成立的是( )A ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C ．对于正电荷而言，电场力做正功，电势能减少，负电荷则反之D ．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向解析：选D ．电势与电场强度没有直接关系，所以电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，故A 错误；在匀强电场中，由公式U ＝Ed 可知，两点之间的电势差与场强和两点间沿电场线方向的距离都有关，故B 错误；根据功能关系，无论正电荷还是负电荷，只要做正功，电势能都是减小的，做负功电势能都是增加的，故选项C 错误；沿电场方向电势降低，而且速度最快，所以D 正确．3．在点电荷Q 形成的电场中有一点A ，当一个－q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( )A ．E p A ＝－W ，φA ＝－W qB ．E p A ＝W ，φA ＝－W qC ．E p A ＝－W ，φA ＝W qD ．E p A ＝W ，φA ＝W q解析：选C ．－q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则电荷的电势能减小W ，无限远处电荷的电势能为零，则电荷在A 点的电势能为E p A ＝－W ，A 点的电势φA ＝－W －q＝W q，C 正确． 4．(2018·湖南衡阳一中高二月考)如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点，其中c 为线段ab 的中点．若一个运动的正电荷先后经过a 、b 两点，a 、b 两点的电势分别为φa ＝－3 V 、φb ＝7 V ，则( )A ．c 点电势为2 VB ．a 点的场强小于b 点的场强C ．正电荷在a 点的动能小于在b 点的动能D ．正电荷在a 点的电势能小于在b 点的电势能解析：选D ．沿电场线方向电势降低，由题意知电场线向左，只有在匀强电场中c 点的电势为2 V ，故A 错误．一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小；所以a 点处的场强E a 可能小于b 点处的场强，也可能大于E b ，故B 错误．根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从a 点运动到b 点的过程中克服电场力做功，电势能一定增大，而由能量守恒得知，其动能一定减小，故C 错误，D 正确．5．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解析：选C ．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．6.如图所示，平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P 点的正点电荷，以E 表示两极板间电场的电场强度，E p 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角，若保持上极板不动，将下极板向上移动一小段距离至图中虚线位置，则( )A ．θ增大，E 增大，E p 增大B ．θ增大，E 增大，E p 减小C ．θ减小，E 不变，E p 增大D ．θ减小，E 不变，E p 减小解析：选D ．电容器电量不变；下极板向上移动时，两板间的距离减小，根据C ＝εS 4πkd可知，电容C 增大，则根据Q ＝CU 可知，电压U 减小；故静电计指针偏角θ减小；两板间的电场强度E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εS ；因此电场强度与板间距无关，因此电场强度不变；根据U P ＝Ed, P 点与下极板的距离d 减小，则P 点的电势降低，根据E P ＝qU P 可知正点电荷在P 点的电势能减小，故选项D 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．如图所示，在点电荷Q 产生的电场中，试探电荷q 只在电场力作用下沿椭圆轨道运动．已知Q 位于椭圆轨道的一个焦点上，则关于试探电荷q 的说法正确的是( )A ．从M 点运动到N 点的过程中电势能增加B ．从M 点运动到N 点的过程中动能增加C ．q 在M 点的加速度比N 点的加速度大D ．从M 点运动到N 点，电势能与动能之和不变解析：选ACD ．点电荷q 沿椭圆轨道运动，必定受到Q 的引力作用，从M 点运动到N 点的过程中，电场力对q 做负功，则q 的电势能增加，故A 正确．从M 点运动到N 点的过程中，电场力对q 做负功，由动能定理知动能减小，故B 错误．M 与Q 间的距离比N 与Q 的距离小，由库仑定律知，q 在M 点所受的库仑力大于在N 点所受的库仑力，由牛顿第二定律知，q 在M 点的加速度比N 点的加速度大，故C 正确．根据能量守恒定律知，从M 点运动到N 点，电势能与动能之和保持不变，故D 正确．8．(高考山东卷)如图甲所示，两水平金属板间距为d ，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t ＝0时刻，质量为m 的带电微粒以初速度v 0沿中线射入两板间，0～T 3时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为g .关于微粒在0～T 时间内运动的描述，正确的是( )A ．末速度大小为2v 0B ．末速度沿水平方向C ．重力势能减少了12mgd D ．克服电场力做功为mgd解析：选BC ．0～T 3微粒做匀速直线运动，则E 0q ＝mg .T 3～2T 3没有电场作用，微粒做平抛运动，竖直方向上a ＝g .2T 3～T ，由于电场作用，F ＝2E 0q －mg ＝mg ＝ma ′，a ′＝g ，方向竖直向上．由于两段时间相等，故到达金属板边缘时，微粒速度为v 0，方向水平，选项A 错误，选项B 正确；从微粒进入金属板间到离开，重力做功W G ＝mg · d 2，重力势能减少12mgd ，选项C 正确；由动能定理知W G －W 电＝0，W 电＝12mgd ，选项D 错误．9．(2018·湖北天门市、仙桃市、潜江市期末联考)如图所示，A 、B 、C 、D 是真空中一正四面体的四个顶点(正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形)，所有棱长都为a .现在A 、B 两点分别固定电荷量分别为＋q 和－q 的两个点电荷，静电力常量为k ，下列说法正确的是( )A ．CD 棱上各点电势相等B ．C 、D 两点的场强方向相同，大小相等且均为kq a 2 C ．将一负电荷沿CD 棱从C 点移动到D 点，电场力先做正功后做负功D ．将一正电荷沿CD 棱从C 点移动到D 点，电场力先做正功后做负功解析：选AB ．据题，＋q 、－q 是两个等量异种点电荷，通过AB 的中垂面是一等势面，C 、D 在同一等势面上，电势相等，C 、D 两点的场强都与等势面垂直，方向指向B 一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C 、D 两点的场强、电势均相同．两个电荷在C 点产生的场强大小：E 1＝E 2＝kq a 2 ，方向的夹角为120°，则C 点的合场强E ＝E 1＝E 2＝kq a 2 ，如图．故A 、B 正确；因CD 是等势面，故无论是正电荷还是负电荷沿CD 棱从C 点移动到D 点，电场力都不做功，选项C 、D 错误．10．图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线．两粒子M 、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a 、b 、c 为实线与虚线的交点，已知O 点电势高于c 点．若不计重力，则( )A ．M 带负电荷，N 带正电荷B ．N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相等C ．N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D ．M 在从O 点运动至b 点的过程中，电场力对它做的功等于零解析：选BD ．由O 点电势高于c 点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N 粒子所受电场力方向向上，M 粒子所受电场力方向向下，故M 粒子带正电、N 粒子带负电，A 错误；N 粒子从O 点运动到a 点，电场力做正功．M 粒子从O 点运动到c 点电场力也做正功．因为U aO ＝U O c ，且M 、N 粒子质量相等，电荷的绝对值相等，由动能定理易知B 正确；因O 点电势低于a 点电势，且N 粒子带负电，故N 粒子运动中电势能减少，电场力做正功，C 错误；O 、b 两点位于同一等势线上，D 正确．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时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．(12分)(2018·西藏拉萨中学高二月考)如图所示，电荷量为－e 、质量为m 的电子从A 点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v 0，当它通过电场B 点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求：(1)电子从B 点射出的速度v B ； (2)A 、B 两点间的电势差．解析：(1)电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，B 点的速度v B ＝v 0cos 60°＝2v 0. (2)电子从A 运动到B 由动能定理得：－eU AB ＝12m v 2B －12m v 20A 、B 两点间的电势差 U AB ＝12m (2v 0)2－12m v 20－e＝－3m v 202e .答案：(1)2v 0 (2)－3m v 202e12.(14分)(2018·济南重点中学联考)如图，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h 高度的P 点，固定电荷量为＋Q 的点电荷，一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)，从轨道上的A 点以初速度v 0沿轨道向右运动，当运动到P 点正下方B 点时速度为v ，已知点电荷产生的电场在A 点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，P A 连线与水平轨道的夹角为60°，试求：(1)物块在A 点时对轨道的压力； (2)点电荷＋Q 产生的电场在B 点的电势．解析：(1)带电体间的库仑力为：F ＝k qQ r 2其中，r ＝hsin 60°对物块受力分析可得，N ＝mg ＋F cos 30° 由以上三式得，N ＝mg ＋33kqQ 8h 2根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力 N ′＝N ＝mg ＋33kqQ8h 2，方向竖直向下．(2)从A 运动到B 点的过程中，由动能定理得， qU AB ＝12m v 2－12m v 20又U AB ＝φA －φB ＝φ－φB 解得φB ＝m 2q(v 20－v 2)＋φ. 答案：(1)mg ＋33kqQ 8h 2 方向竖直向下(2)m 2q(v 20－v 2)＋φ 13．(14分)(2018·福州四校联考)如图，ABD 为竖直平面内的绝缘轨道，其中AB 段是长为s ＝1.25 m 的粗糙水平面，其动摩擦因数为μ＝0.1，BD 段为半径R ＝0.2 m 的光滑半圆，两段轨道相切于B 点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E ＝5.0×103 V/m.一带负电小球以速度v 0沿水平轨道向右运动，接着进入半圆轨道后，恰能通过最高点D 点．已知小球的质量为m ＝2.0×10－2 kg ，所带电荷量q ＝2.0×10－5C ，g ＝10 m/s 2，(水平轨道足够长，小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)．求：(1)小球能通过轨道最高点D 时的速度大小；(2)带电小球在从D 点飞出后，首次落到水平轨道上时的位移大小； (3)小球的初速度v 0.解析：(1)恰能通过轨道的最高点的情况下，设到达最高点的速度为v D ，离开D 点到达水平轨道的时间为t ，落点到B 点的距离为x ，则mg －qE ＝m v 2DR，代入数据解得v D ＝1 m/s.(2)2R ＝12mg －qE m t 2，代入数据解得t ＝0.4 s ，x ＝v D t ＝0.4 m. L ＝x 2＋(2R )2＝225m. (3)由动能定理得：－μ(mg －qE )s －2mgR ＋2qER ＝12m v 2D －12m v 2得v 0＝2.5 m/s.答案：(1)1 m/s (2)225m (3)2.5 m/s.章末过关检测(三) (时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.关于电阻和电阻率的说法中，正确的是( )A ．导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B ．由R ＝UI可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C ．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象D ．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小；通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零解析：选C ．无论导体是否接入电路中，其电阻不会发生变化，所以不能说导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比，所以A 、B 错；导体的电阻只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体中是否有电流通过及电流的大小无关，所以D 错.2.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m 2的导线，那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10－19C)( )A ．0.016 μAB ．1.6 mAC ．16 μAD ．0.16 μA解析：选D ．由电流的定义式I ＝qt 可知，电流大小与横截面积无关，代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA ．3.(2018·重庆第二外国语学校高二期中)如图所示，AB 和BC 是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中.下列判断正确的是( )A ．I AB >I BC B ．I AB ＜I BC C ．U AB ＝U BCD ．U AB ＞U BC解析：选D ．由题图知，导体AB 与BC 串联接入电路，由串联电路的电流特点知，流过串联电路的电流处处相等，所以I AB ＝I BC ，故A 、B 错误；由题意知，导体AB 与BC 的材料、长度相同，AB 的横截面积小于BC 的横截面积，根据电阻定律可知：R AB ＞R BC ，因为I AB ＝I BC ，由U ＝IR 知，U AB ＞U BC ，故C 错误，D 正确.4.用电动势为6 V 、内电阻为4 Ω的直流电源，依次给下列四个小灯泡供电，最亮的是( ) A ．R 1＝2 Ω B ．R 2 ＝4 Ω C ．R 3＝6 Ω D ．R 4＝8 Ω答案：B5.(2018·西安一中高二月考)一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 μA ，内阻为R g ，如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA ，则( )A ．给它串联一个电阻，阻值为nR gB ．给它串联一个电阻，阻值为(n －1)R gC ．给它并联一个电阻，阻值为R g nD ．给它并联一个电阻，阻值为R gn －1解析：选D ．因I g ＝U gR g，量程扩大n 倍为nI g ，则应有(n －1)I g 被分流，故应并联一个分流电阻，阻值R ＝I g R g (n －1)I g ＝R gn －1，则D 正确.6.如图所示的伏安法测电阻电路中，电压表的内阻为3 k Ω，读数为3 V ；电流表内阻为10 Ω，读数为4 mA ．待测电阻R 的真实值等于( )A．750 ΩB．760 ΩC．1 000 ΩD．1 010 Ω解析：选C．电压表读数为电压表与R并联部分的电压，由于电压表内阻为3 kΩ，所以流经电压表的电流I1＝3 V3 kΩ＝0.001 A，电流表读数为4 mA＝0.004 A，所以流经R的电流I2＝0.004 A－0.001 A＝0.003 A，由欧姆定律R＝3 V0.003 A＝1 000 Ω，故C正确.二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7.将分压电阻串联在电流表上改装成电压表，下列说法中正确的是()A．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B．接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C．若分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n＋1倍D．通电时，电流表和分压电阻通过的电流一定相等解析：选BCD．分压电阻与电流表串联，电压按电阻阻值比例分配电压，总电压增大，但表头的满偏电压不变，A错误，B、D正确；分压电阻R＝nR g时，R V＝(n＋1)R g，电压表量程U＝I g R V＝(n＋1)I g R g，C正确.8.(2018·山东济南一中高二期中)如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是()A．R1∶R2＝1∶3B．把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2C．将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1∶P2＝1∶3D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝1∶3解析：选AC．在I－U图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可知k1＝3k2，则R2＝3R1，即R1∶R2＝1∶3，故A正确；把R1拉长到原来的3倍后，横截面积同时变为原来的13，根据电阻定律R＝ρLS可知，R1将变为原来的9倍，是R2的3倍，故B错误；R1与R2串联，电流相等，由P＝I2R知，P1∶P2＝R1∶R2＝1∶3，故C正确；R1与R2并联，电压相等，由I＝UR可知，I1∶I2＝R2∶R1＝3∶1，故D错误.。

鲁科版高中物理选修3-1.第一章第三节电场单元测试卷

鲁科版高中物理选修3-1.第一章第三节电场单元测试卷一、选择题（每小题5分，共60分）1. 如图1所示，APB 曲线是电场中的一条电场线，ab 与曲线相切于P ，cd与ab 正交于P ，一个电子通过P 点时其速度与Pc 同向，若电子只受电场力作用，则其加速度（）A .与a 同向 B.与b 同向 C.与c 同向 D.与d 同向2.一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向。

两个比荷（即粒子的电荷量与质量之比）不同的带正电的粒子a 、b ，从电容器边缘的P 点（如图2）以相同的水平速度射入两平行板之间。

测得a 、b 与电容器的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1∶2。

若不计重力，则a 和b 的比荷之比是（）A ．1∶2B ．1∶1C ．2∶1D ．4∶13.如图3所示，在沿x 轴正方向的匀强电场E 中，有一动点A 以O 为圆心、以r 为半径逆时针转动，θ为OA 与x 轴正方向间的夹角，则O 、A 两点间电势差为（）A ．U OA ＝ErB ．U OA ＝Er sin θC ．U OA ＝Er cos θD ． 4.如图4所示，+Q 为固定的正电荷，在它的电场中，一电荷量为+q 的粒子，从a 点以沿ab 方向的初速度v 0开始运动。

若粒子只受电场力作用，则它的运动轨迹可能是图中的（）A ．ab 直线B ．ac 曲线C ．ad 曲线D ．ae 曲线5. 一质量为m 、带正电的粒子从O 点竖直向上进入虚线框内的水平方向的匀强电场中，其运动轨迹如图5所示，P 点为轨迹的最高点，则（） A ．电场方向向左，粒子从O 点到P 点的过程中动能先增加后减少B ．电场方向向左，粒子从O 点到P 点的过程中电势能减少C ．电场方向向右，粒子从O 点到P 点的过程中动能先减少后增加D ．电场方向向右，粒子从O 点到P 点的过程中电势能增加6．竖直放置的平行金属板A 、B 连接一恒定电压，两个电荷M 和N 以相同的速率分别从极板A 边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场，恰好从极板B 边缘射出电场，如图6所示，不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是（）A ．两电荷在电场中运动的时间相等B ．两电荷在电场中运动的加速度相等C ．两电荷的比荷可能相等D ．离开电场时，M 的速度大于N 的速度7．如图7所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P 位于两板间恰好平衡，现用外力将P 固定住（保持其电荷量不变），然后使两板各绕其中点转过α角，如图中虚线所示，再撤去外力以后，则P 在两板间（）A ．重力势能将保持不变B ．重力势能将变小C ．电势能将变大D ．电势能将变小8．如图8所示，把一个带电小球A 固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处有另一带电小球B 。

最新鲁科版高中物理选修3-1复习试题及答案全套

最新鲁科版高中物理选修3-1复习试题及答案全套重难强化卷(一)电场力的性质(40分钟 90分)一、选择题(共10小题，每小题6分.1～6为单选，7～10为多选)1．关于电场中某点的场强大小和方向的描述，下列说法正确的是( )A ．由E ＝F q 知，若q 减半，则该处电场强度变为原来的2倍B ．由E ＝k Q r 2知，E 与Q 成正比，与r 2成反比C ．由E ＝k Q r 2知，在以Q 为球心，r 为半径的球面上，各处场强均相同D ．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力方向B [E ＝F q 为场强的定义式，而电场中某点的场强只由电场本身决定，与是否引入试探电荷q 及q 的大小、正负无关，选项A 错误；E ＝k Q r 2是点电荷Q 产生的电场中各点场强的决定式，故E ∝Q r 2，选项B 正确；因场强为矢量，E 相同意味着大小、方向都相同，而在球面上各处场强方向不同，选项C 错误；因所放电荷电性不知道，若为正电荷，则E 与＋q 受力方向相同，否则相反，故选项D 错误．]2．一带负电荷的质点，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)( )D [负电荷在电场中某点的受力方向与该点电场强度的方向相反，且合力的方向一定指向轨迹弯曲的那一侧，由此可以判断选项A 、C 错误；质点从a 运动到c速率是递减的，力的方向与速度的方向夹角为钝角，满足此条件的只有选项D.]3．如图7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 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量大小比b 的小．已知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，它应该是( )图7A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4B [因为a 、c 带同种电荷，故a 、c 之间为斥力，而b 、c 带异种电荷，故b 、c 之间为引力．又a 所带电荷量大小比b 的小，故F bc ＞F ac ，如图所示，两者合力应指向图示位置，所以选项B正确．]4．真空中A 、B 两个点电荷相距为L ，质量分别为m 和2m ，它们由静止开始运动(不计重力)，开始时A 的加速度大小是a ，经过一段时间，B 的加速度大小也是a ，那么此时A 、B 两点电荷的距离是( )A ．22LB ．2LC ．22LD ．LA [刚释放瞬间，对A ，有k q 1q 2L 2＝m A a ，经过一段时间后，对B ，有k q 1q 2L ′2＝m B a ，可得L ′＝m A m B L ＝22L ，所以A 正确．]5．如图8所示，把一带正电小球a 穿在光滑绝缘的半圆环上，欲使该小球静止在图示的P 位置，需在M 、N 之间放另一带电小球b (O 点是半圆环的圆心)，则小球b 可能( )图8A ．带负电，放在O 点B ．带负电，放在B 点C ．带正电，放在O 点D ．带正电，放在B 点B[若小球b带负电，对小球a为静电引力，根据平衡条件，静电引力必然与小球a所受重力及沿OP方向的支持力的合力等值、反向，且在同一直线上，故放在B点可能满足要求，放在O点不能满足要求，选项A错误，B正确；若小球b带正电，对小球a为静电斥力，根据平衡条件，静电斥力必然与小球a所受重力及沿OP方向的支持力的合力等值、反向，且在同一直线上，故放在O、B点不能满足要求，选项C、D错误．]6．如图9所示，质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于P点，另一带正电小球M固定在带电小球的左侧，小球平衡时，绝缘丝线与竖直方向夹角为θ，且两球球心在同一水平线上．关于悬挂小球的电性和所受库仑力的大小，下列判断正确的是()图9A．正电，mgtan θB．正电，mg tan θC．负电，mg tan θD．负电，mg tan θB[以小球为研究对象，对小球进行受力分析，如图所示，根据小球处于平衡状态可知，在水平方向有F＝T sin θ，在竖直方向有T cos θ＝mg，解得F＝mg tan θ，则小球所受库仑力大小为mg tan θ.由于小球受到正电荷的排斥力，所以小球也带正电．选项B正确．]7．如图10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()图10A．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，则A、D正确，B、C错误．] 8．如图11所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于O A和O B两点．用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点O B移到O A点固定．两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m．已测得每个小球质量是8.0×10－4 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g＝10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，则()图11A．两球所带电荷量相等B．A球所受的静电力为1.0×10－2 NC．B球所带的电荷量为46×10－8 CD．A、B两球连线中点处的电场强度为0ACD[因A、B两球相同，故接触后两球所带的电荷量相等，A正确；由题意知平衡时A、B两球离悬点的高度为h＝0.102－0.062m＝0.08 m，设细线与竖直方向夹角为θ，则tan θ＝0.060.08＝34，由tan θ＝Fmg，知A球所受的静电力F＝mg tanθ＝6×10－3N，B错误；由F＝k Q2r2得B球所带的电荷量Q＝rFk＝0.12×6×10－39.0×109C＝46×10－8 C，则C正确；A、B两球带同种电荷，则A、B两球连线中点处的电场强度为0，故D正确．]9．某静电场中的电场线如图12所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，由M 运动到N，其运动轨迹如图中虚线所示，以下说法正确的是()图12A ．粒子必定带正电荷B ．粒子在M 点的加速度大于它在N 点的加速度C ．粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度D ．粒子在M 点的动能小于它在N 点的动能ACD [根据粒子运动轨迹弯曲的情况，可以确定粒子所受电场力的方向沿着电场线的切线方向，故此粒子必定带正电荷，选项A 正确；由于电场线越密场强越大，带电粒子所受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在N 点的加速度较大，选项B 错误，C 正确；粒子从M 点到N 点，电场力的方向与运动方向之间的夹角是锐角，电场力做正功，根据动能定理得此粒子在N 点的动能较大，选项D 正确．]10．如图13所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q 1、Q 、Q 2，Q 恰好静止不动，Q 1、Q 2围绕Q 做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线．已知Q 1、Q 2分别与Q 相距r 1、r 2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是( )图13A ．Q 1、Q 2一定带同种电荷B ．Q 1、Q 2可能带异种电荷C ．Q 1、Q 2的电荷量之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫r 2r 12 D ．Q 1、Q 2的质量之比为r 2r 1AD [点电荷Q 恰好静止不动，Q 1、Q 2一定带同种电荷，A 正确，B 错误；根据库仑定律有k QQ 1r 21＝k QQ 2r 22，所以Q 1、Q 2的电荷量之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1r 22，选项C 错误；Q 1、Q 2间的库仑斥力及与Q 间的库仑引力的合力提供向心力，则有m 1ω2r 1＝m2ω2r2，所以Q1、Q2的质量之比为r2r1，选项D正确．]二、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(14分)如图14所示，用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触一个用绝缘细线竖直地悬挂于电场中、质量为2.0×10－3 kg的小球，当小球的带电量为1.0×10－4 C时，悬线中的张力为T1＝1.5×10－2 N．求：图14(1)小球所在处的场强；(2)当小球的带电量为q2＝－1.0×10－4 C时，悬线中的张力T2为多大？[解析](1)小球的重力G＝mg＝2.0×10－2N，与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，小球也带正电，由题意：绳子拉力T1＝1.5×10－2 N＜G，故电场力F方向向上，且有F＋T1＝G，得F＝G－T1＝5×10－3 N，小球处的场强E＝Fq1＝5×10－31.0×10－4N/C＝50 N/C，场强的方向竖直向上．(2)当q2＝－1.0×10－4 C时，电场力F′＝F＝5×10－3 N，方向向下，此时绳的张力为T2＝G＋F′＝2.5×10－2 N.[答案](1)50 N/C方向竖直向上(2)2.5×10－2 N12．(16分)如图15所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为＋Q的物体A、B(A、B均可视为质点)，它们之间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为μ.已知静电力常量为k.图15(1)A受到的摩擦力为多大？(2)如果仅将A 的电荷量增至＋4Q ，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A 、B 间距增大了多少？[解析] (1)A 静止时，它受到的静摩擦力F f 与库仑力大小相等，故F f ＝F 库＝k Q 2r 2.(2)设A 、B 加速度为零时二者之间距离为R ，由平衡条件得μmg ＝k 4Q 2R 2 解得R ＝2Q kμmg所以A 、B 间距增大了R －r ＝2Qkμmg －r . [答案] (1)kQ 2r 2 (2)2Qk μmg －r重难强化卷(二) 电场能的性质(40分钟 90分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，1～6为单选，7～10为多选)1．如图7所示，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E .在与环心等高处放有一质量为m 、带电荷量＋q 的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是( )图7A ．小球在运动过程中机械能守恒B ．小球经过环的最低点时速度最大C ．小球电势能增加EqRD ．小球由静止释放到达最低点，动能的增量等于mgRB [小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，A 错误；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少mgR ，电势能减少EqR，而动能增加mgR＋EqR，到达最低点时动能最大，所以速度最大，因此B正确，C、D错误．]2．如图8所示，以O点为圆心，以R＝0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ＝60°角，已知a、b、c三点的电势分别为4 3 V、4 V、－4 3 V，则下列说法正确的是()图8A．该匀强电场的场强E＝40 3 V/mB．该匀强电场的场强E＝80 V/mC．d点的电势为－2 3 VD．d点的电势为－4 VD[在匀强电场中，平行等长的线段两端的电势差相等，有U bc＝U ad，得φd＝－4 V，选项C错误，D正确；同理得O点电势为零，又U ao＝ER sin θ，得E＝40 V/m，选项A、B错误．]3．如图9所示，两个固定的等量异种电荷，在它们连线的垂直平分线上有a、b、c三点，下列说法正确的是()图9A．a点电势比b点电势高B．a、b两点场强方向相同，a点场强比b点大C．a、b、c三点与无穷远电势相等D．一不计重力的带电粒子，在a点无初速释放，则它将在a、b线上运动C[等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，一直延伸到无穷远处，即a、b、c三点与无穷远电势相等，选项A错误，C正确；a、b两点场强方向相同，b处电场线较密，场强较大，选项B错误；带电粒子在a点无初速释放，所受的电场力方向与ab连线垂直，不可能沿ab连线运动，选项D错误．]4．如图10所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法正确的是()图10A．A、B两点电势、场强均相同B．C、D两点电势、场强均相同C．在虚线AB上O点的场强最大D．带正电的试探电荷在O点的电势能小于在B点的电势能B[根据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B两点场强相同，A点电势高，C、D两点电势、场强均相同，选项A错误，B正确；根据电场线疏密表示场强的大小可知，在A、B之间，O 点场强最小，选项C错误；O点电势高于B点电势，正电荷在O点的电势能大于在B点的电势能，选项D错误．]5．如图11所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m的电子以初速度v0通过等势面M射入两等势面之间，则该电子穿过等势面N的速度应是()图11A.2eU/m B．v0＋2eU/mC.v20＋2eU/mD.v20－2eU/mC[电场力对电子做正功，由eU＝12m v2－12m v2得v＝v20＋2eU/m，选项C正确．]6．如图12，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q 仅受P 的电场力作用，其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a 、a b 、a c ，速度大小分别为v a 、v b 、v c .则( )图12A ．a a >a b >a c ，v a >v c >v bB ．a a >a b >a c ，v b >v c >v aC ．a b >a c >a a ，v b >v c >v aD ．a b >a c >a a ，v a >v c >v bD [a 、b 、c 三点到固定的点电荷P 的距离r b <r c <r a ，则三点的电场强度由E ＝k Q r 2可知E b >E c >E a ，故带电粒子Q 在这三点的加速度a b >a c >a a .由运动轨迹可知带电粒子Q 所受P 的电场力为斥力，从a 到b 电场力做负功，由动能定理－|qU ab |＝12m v 2b －12m v 2a <0，则v b <v a ，从b 到c 电场力做正功，由动能定理|qU bc |＝12m v 2c －12m v 2b>0，v c >v b ，又|U ab |>|U bc |，则v a >v c ，故v a >v c >v b ，选项D 正确．] 7．如图13所示为某静电场等势面的分布情况，电荷量为1.6×10－9 C 的正电荷从A 到B 静电力做功W 1，从B 到C 静电力做功W 2，从C 到D 静电力做功W 3，若从A 直接到D 静电力做功W 4，则( )图13A ．W 1＝3.2×10－8 JB ．W 2＝1.6×10－8 JC ．W 3＝3.2×10－8 JD ．W 4＝－4.8×10－8 JBD [静电力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关．从A 到B ，静电力对电荷做的功为W 1＝qU AB ＝q (φA －φB )＝1.6×10－9×(－40＋20) J ＝－3.2×10－8 J ，选项A 错误；同理可得选项B 、D 正确，C 错误．]8．a、b、c三个不同的带电粒子以相同的水平初速度由同一点垂直于场强方向进入偏转电场，其轨迹如图14所示，粒子的重力不计，其中b粒子恰好能飞出电场，由此可以肯定()图14A．三个粒子在电场中的运动时间t a＜t b＜t cB．三个粒子的比荷qm，a粒子的最大C．三个粒子的速度变化量相等D．电场力对a、b做的功无法确定BD[水平的初速度相同，由水平位移可以判断三个带电粒子在电场中运动的时间t a＜t b＝t c，选项A错误；带电粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速运动，由y＝12·Eqm·t2知，选项B正确；由于初速度相同，则速度的方向偏转得越大，速度的变化量越大，选项C错误；三个粒子的电荷量无法确定，故电场力做的功无法确定，选项D正确．]9．如图15所示为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线是以点电荷为圆心的一段圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则下列说法正确的是()图15A．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹B．由于AB的长度等于BC的长度，故|U AB|＝|U BC|C．a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变D．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量CD[只能判断b和c对应的粒子是同种电荷，与a对应的粒子是异种电荷，选项A错误；由于A与B间的场强比B与C间的场强小，则|U AB|＜|U BC|，选项B 错误；a虚线对应的粒子通过的电场线逐渐变疏，即场强逐渐变小，所受的电场力逐渐变小，加速度逐渐变小，c虚线对应的粒子通过的电场线逐渐变密，即场强逐渐变大，加速度逐渐变大，b虚线对应的粒子通过的电场线疏密不变，即场强不变，加速度不变，选项C正确；b虚线对应的粒子做匀速圆周运动，在O 点有qE O＝F向b，c虚线对应的粒子做近心运动，在O点有qE O＞F向c，结合F向＝mv2r可知b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量，选项D正确．]10．空间存在匀强电场，有一电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量为－q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则()A．在O、A、B三点中，B点电势最高B．在O、A、B三点中，A点电势最高C．OA间的电势差比BO间的电势差大D．OA间的电势差比BA间的电势差小AD[正电荷由O到A，动能增加，电场力做正功，电势能减少，电势降低，O 点电势比A点高；负电荷从O到B，动能增加，电场力做正功，电势能减少，电势升高，B点电势比O点高，所以B点电势最高，选项A正确，B错误．由以上分析可知，A、O、B三点中，有qU OA＝32m v2，qU BO＝52m v2，U OA＜U BO，U OA＜U BA，故选项C错误，D正确．]二、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(15分)如图16所示，在电场强度E＝104 N/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＝2×10－6 C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.图16(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？[解析](1)根据功能关系有ΔE p＝－mgl＝－4.5×10－3 JΔE p电＝Eql＝3×10－3 J.(2)ΔE p电＝E p B－E p AE p B＝3×10－3 JE p A＝φA qE p B＝φB qφB＝3×10－32×10－6V＝1.5×103 V.(3)小球从A到B的过程，由动能定理得mgl－Eql＝12m v2B所以v B＝1 m/s在B点对小球分析得T－mg＝m v2B l代入数据解得T＝5×10－2 N.[答案](1)重力势能变化了－4.5×10－3J电势能变化了3×10－3J(2)3×10－3 J 1.5×103 V(3)1 m/s5×10－2 N12．(15分)如图17所示，水平放置的两平行金属板A、B相距d，电容为C，开始两板均不带电，A板接地且中央有孔．现将带电荷量为q、质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速度地滴下，落向B板后电荷全部传给B 板．试求：图17(1)第几滴液滴在A 、B 间可能做匀速直线运动？(2)能够到达B 板的液滴不会超过多少滴？[解析] (1)当电荷量为q 的液滴落在B 板上时，电容器的两极板上的电荷量增加，由U ＝Q C ＝nq C 可知，两极板间电压U 也增大，极板间匀强电场的电场强度E ＝U d 将增大．当带电液滴在两板间做匀速直线运动时，由平衡条件得qE ＝mg ，又E ＝U d ，U ＝Q C ＝nq C由以上几式解得n ＝mgdC q 2即第(n ＋1)滴带电液滴下落至A 、B 间后可能做匀速直线运动．(2)当能够到达B 板的液滴增多时，电容器带电荷量Q 增加，两极板间电压增大，当带电液滴到达B 板速度恰好为零时，该液滴将在OB 间做往复运动．由动能定理得qU ′＝mg (h ＋d )，且U ′＝n ′q C由以上两式解得n ′＝mgC (h ＋d )q 2. [答案] (1)mgdC q 2＋1 (2)mgC (h ＋d )q 2重难强化卷(三)闭合电路的分析与计算(40分钟 90分)一、选择题(共10小题，每小题6分，1～6为单选，7～10为多选)1．如图8所示的电路，闭合电键S ，待电路中的电流稳定后，减小R 的阻值．则()图8A．电流表的示数减小B．电压表的示数减小C．电阻R2两端的电压减小D．路端电压增大B[题图中的电路结构是R1与R先并联，再与R2串联，故R↓→R总↓→I干↑→U↑→U外↓.R2两端电压U2＝I干R2，U2增大，所以R与R1的并联电压减小，○V 内读数减小，A、C、D错误，B项正确．]2．如图9所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高，故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)()图9A．a、c间断路B．c、d间断路C．b、d间断路D．b、d间短路B[因电路中L1、L2、R及电源串联，电路中只有一处故障且两灯不亮，电路中必是断路，故D错误．电路中无电流，但c、d间电压升高，是因为c、d间断路，c、d两点分别与电源正、负极等电势．故正确答案为B.]3．某同学做电学实验，通过改变滑动变阻器电阻的大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是()C [设定值电阻的阻值为R 0，滑动变阻器接入电路中的电阻为R ，根据闭合电路欧姆定律得，电流表的读数I ＝E r ＋R 0＋R ，则R ↓→I ↑.对于A 电路，电压表的读数U ＝IR ＝E r ＋R 0＋R ·R ＝E r ＋R 0R ＋1，则R ↓→U ↓，即两电表读数没有同时变大，选项A 错误；对于B 、D 电路，电压表的读数均为U ＝E －Ir ，I ↑→U ↓，即两电表读数没有同时变大，选项B 、D 错误；对于C 电路，电压表的读数U ＝IR 0，I ↑→U ↑，即两电表读数同时变大，选项C 正确．]4．在如图10所示的电路中，开关闭合后，灯泡L 能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是( )图10A ．滑动变阻器R 的阻值变小B ．灯泡L 变亮C ．电源消耗的总功率增大D ．电容器C 所带的电荷量增大D [当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器R 的阻值变大，灯泡L 变暗，选项A 、B 错误；电源输出电流减小，消耗的总功率减小，路端电压增大，电容器C 所带的电荷量增大，选项C 错误，D 正确．]5．如图11所示的电路中，电源的电动势E 和内电阻r 恒定不变，电灯L 恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b 端滑动，则( )图11A．电灯L更亮，安培表的示数减小B．电灯L更亮，安培表的示数增大C．电灯L更暗，安培表的示数减小D．电灯L更暗，安培表的示数增大A[变阻器的滑片P向b端滑动，R1接入电路的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，安培表的示数减小，路端电压U增大，电灯两端电压增大，电灯L更亮，A正确，B、C、D错误．]6．如图12所示的电路中，电源内阻不可忽略，开关S闭合前灯泡A、B、C均已发光，当开关S闭合时，A、B、C三个灯泡的亮度变化情况是(灯都不会烧坏)()图12A．A亮度不变，B变亮，C变暗B．A变暗，B变亮，C变暗C．A变亮，B变暗，C变亮D．A变暗，B变亮，C亮度不变B[当开关S闭合时，灯泡C、D并联电阻减小，外电路总电阻R减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流I增大，灯泡A的电压U A＝E－Ir减小，电流I A 减小，灯泡A变暗，灯泡B的电流I B＝I－I A增大，电压U B增大，灯泡B变亮．灯泡C的电压U C＝U A－U B，U A减小，U B增大，则U C减小，灯泡C变暗．故选B.]7．如图13所示的电路中，电源的内阻r≠0，R1和R2是两个定值电阻．当滑动变阻器R的滑片向a移动时，电路中的电流I1、I2的变化情况是()图13A．I1不变B．I1变小C．I2变大D．I2变小BC[当滑动变阻器R的滑片向a移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，整个回路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I＝ER外＋r变大，路端电压U＝E－Ir变小，I1变小，A错误，B正确；又I＝I1＋I2，所以I2变大，C正确，D错误．]8．在如图14所示的电路中，电源的内阻不能忽略，在滑动变阻器的滑片从最左端向最右端移动的过程中，关于电路的变化下列说法正确的是()图14A．电源的内电压逐渐增大B．流过R3的电流增大C．流过R2的电流减小D．整个电路的总阻值减小AD[滑片由a端滑向b端的过程中，R1接入电路的电阻减小，因此总电阻减小，D正确；干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，A正确；定值电阻R3两端的电压减小，则流过R3的电流减小，电流表示数减小，B错误；干路电流增大，流过R3的电流减小，则流过R2的电流增大，C错误．]9．在如图15所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表．开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，在P向上移动的过程中，下列说法正确的是()图15A．A表的示数变大B．油滴向上加速运动C．G中有b→a的电流D ．电源的输出功率一定变大BC [油滴静止时，它所受的重力等于向上的电场力F ＝qE ＝qU C d ，在P 向上移动的过程中，滑动变阻器的有效电阻变大，电路的总电阻变大，由闭合电路欧姆定律知，电路的总电流I 变小，路端电压U 外变大，则选项A 错误；而电阻R 1两端的电压U 1＝IR 1变小，由U 外＝U 1＋U 并知，U 并变大，U C ＝U 并变大，油滴所受电场力变大，将向上加速运动，Q C ＝CU 并变大，电容器C 充电，电流方向由b →a ，则选项B 、C 正确．电源的输出功率变化不确定，选项D 错误．]10．如图16所示，图线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的U -I 图线，图线Ⅲ是一个小灯泡的U -I 图线，如果把该小灯泡分别与电源1和电源2单独连接，则下列说法正确的是( )图16A ．电源1和电源2的内阻之比是11∶7B ．电源1和电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2AB [电源的U -I 图线与小灯泡的U -I 图线的交点，即电源与小灯泡连接时的工作状态，交点的坐标为工作时的电压和电流．电源内阻之比r 1r 2＝E 1I 1E 2I 2＝I 2I 1＝117，A 正确；两电源电动势均为10 V ，比值为1∶1，B 正确；两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是P 1P 2＝I ′1U 1I ′2U 2＝5×36×5＝12，C 正确；两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是R 1R 2＝U 1I ′1U 2I ′2＝3556＝1825，D 错误．] 二、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(15分)将一电阻箱与一内阻不可忽略的电源通过开关连接在一起，理想电压表用来测量路端电压，电路如图17所示．当电阻箱的阻值调为R 1＝2 Ω时，电压表的示数为U 1＝4 V ；当电阻箱的阻值调为R 2＝5 Ω时，电压表的示数为U 2＝5 V ．则：图17(1)该电源的电动势以及内阻分别为多少？(2)当电阻箱消耗的功率最大时，其阻值为多少？最大的输出功率为多少？[解析] (1)由闭合电路的欧姆定律得：E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r 联立以上两式并代入数据解得：E ＝6 V ，r ＝1 Ω(2)电功率表达式：P ＝E 2(R ＋r )2R将上式变形：P ＝E 2(R －r )2R ＋4r由上式可知当R ＝r ＝1 Ω时，P 有最大值，P m ＝E 24r ＝9 W.[答案] (1)6 V 1 Ω (2)1 Ω 9 W12．(15分)如图18所示的电路中，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，电阻R 1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U 1＝3.0 V ，求：图18(1)电源的总功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率和效率.[解析] (1)电动机正常工作时，电流为I ＝U 1R 1＝3.01.5 A ＝2 A电源的总功率为P总＝IE＝2×10 W＝20 W.(2)电动机两端的电压为U＝E－Ir－U1＝(10－2×0.5－3.0) V＝6 V电动机消耗的电功率为P电＝IU＝2×6 W＝12 W电动机的热功率为P热＝I2R0＝22×1 W＝4 W电动机将电能转化为机械能的功率P机＝P电－P热＝(12－4) W＝8 W.(3)电源的输出功率为P出＝P总－P内＝P总－I2r＝(20－22×0.5) W＝18 W电源的效率η＝P出P总×100%＝1820×100%＝90%.[答案](1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W90%重难强化卷(四)带电粒子在组合场和叠加场中的运动(40分钟90分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1．如图5所示，一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是()。

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