高中同步测试卷·教科物理选修3-1:高中同步测试卷(3) Word版含答案
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高中物理选修 3-1 同步练习题第一节电荷及其守恒定律[ 同步检测 ]1、全部静电现象都是因为物体上的惹起的,人在地毯上行走时会带上电,梳头时会带上电,脱外套时也会带上电等等,这些几乎都是由惹起的 .2.用丝绸摩掠过的玻璃棒和用毛皮摩掠过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为()A.被摩掠过的玻璃棒和硬橡胶棒必定带上了电荷B.被摩掠过的玻璃棒和硬橡胶棒必定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体必定是带电体D. 被吸引的轻小物体可能不是带电体3.如图 1— 1— 2 所示,在带电 +Q 的带电体邻近有两个相互接触的金属导体 A 和 B,均放在绝缘支座上 .若先将 +Q 移走,再把 A 、 B 分开,则 A 电, B 电;若先将 A 、B 分开,再移走 +Q ,则 A 电, B 电.4.同种电荷相互排挤,在斥力作用下,同种电荷有尽量的趋向,异种电荷相互吸引,并且在引力作用下有尽量的趋向.A5.一个带正电的验电器如图1— 1— 3 所示,当一个金属球 A 凑近验电器上的金属球 B 时,验电器中金属箔片的张角减小,则()A .金属球 A 可能不带电B .金属球 A 必定带正电C.金属球 A 可能带负电D .金属球 A 必定带负电B+ ++ +A B++图 1— 1—3 图 1— 1—26.用毛皮摩掠过的橡胶棒凑近已带电的验电器时,发现它的金属箔片的张角减小,由此可判断()A.验电器所带电荷量部分被中和B.验电器所带电荷量部分跑掉了C.验电器必定带正电D.验电器必定带负电7.以下对于摩擦起电和感觉起电的说法中正确的选项是A.摩擦起电是因为电荷的转移,感觉起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感觉起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必然是绝缘体,而感觉起电的物体必然是导体D.不管是摩擦起电仍是感觉起电,都是电荷的转移8.现有一个带负电的电荷 A ,和一个能拆分的导体 B,没有其余的导体可供利用,你怎样能使导体 B 带上正电?9.带电微粒所带的电荷量不行能是以下值中的10×-19C10×-19C C.-1.6 10×-18C D.4.0 ×10-17C 10.有三个同样的绝缘金属小球 A 、 B、 C,此中小球 A 带有 2.0 ×10-5C 的正电荷,小球 B、 C 不带电.此刻让小球 C 先与球 A 接触后取走,再让小球 B 与球 A 接触后分开,最后让小球B与小球 C 接触后分开,最后三球的带电荷量分别为qA=,qB=, qC=.[ 综合评论 ]1.对于摩擦起电现象,以下说法中正确的选项是A. 摩擦起电是用摩擦的方法将其余物质变为了电荷B. 摩擦起电是经过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.经过摩擦起电的两个本来不带电的物体,必定带有等量异种电荷D. 经过摩擦起电的两个本来不带电的物体,可能带有同种电荷2.如图 1— 1— 4 所示,当将带正电的球 C 移近不带电的枕形绝缘金属导体AB 时,枕形导体上的电荷挪动状况是A. 枕形金属导体上的正电荷向B 端挪动,负电荷不挪动CB. 枕形金属导体中的带负电的电子向 A 端挪动,正电荷不挪动+ABC.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向 B 端和A 端挪动D. 枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向 A 端和B 端挪动 图 1— 1—43.对于摩擦起电和感觉起电的本质,以下说法中正确的选项是A. 摩擦起电现象说明机械能能够转变为电能,也说明经过做功能够创建电荷B. 摩擦起电现象说明电荷能够从一个物体转移到另一个物体+AC.摩擦起电现象说明电荷能够从物体的一部分转移到另一部分 B +D. 感觉起电说明电荷从带电的物体转移到本来不带电的物体上去了4.如图 1— 1— 5 所示,用带正电的绝缘棒 A 去凑近本来不带电的验电器B ,B 的金属箔片张开,这时金属箔片带 电;若在带电棒走开前,用手摸一下验电器的小球后走开, 而后移开 A ,这时 B 的金属箔片也能张开, 它带 电 .图 1—1— 55.绝缘细线上端固定, 下端悬挂一轻质小球 a ,a 的表面镀有铝膜. 在a 的近旁有一底座绝缘金属球b ,开始时 a 、b 都不带电, 如图 1—1— 6所示,现使 b 带电,则: A. ab 之间不发生相互作用B. b 将吸引 a ,吸在一同不松开C. b 立刻把 a 排挤开D. b 先吸引 a ,接触后又把 a 排挤开图 1—1—66.5 个元电荷的电荷量是 C ,16C 电荷量等于个元电荷的电荷量.7 .有两个完整同样的带电绝缘金属球 A 、 B ,分别带有电荷量 Q A109B==×C,Q 109在接触过程中, 电子怎样转移并转移多少库仑?今后,–3.2 × C, 让两绝缘金属小球接触, 小球 A 、 B 各带电多少库仑?8.有三个同样的绝缘金属小球 A 、 B 、 C ,此中小球 A 带有 3×10-3C 的正电荷,小球 B 带有 -2 ×10-3C 的负电荷,小球 C 不带电.先将小球 C 与小球 A 接触后分开,再将小球 B 与小球 C 接触而后分开,试求这时三球的带电荷量分别为多少?第二节库仑定律[同步检测 ]1.以下哪些带电体可视为点电荷A.电子和质子在任何状况下都可视为点电荷B.在计算库仑力时平均带电的绝缘球体可视为点电荷C.带电的细杆在必定条件下能够视为点电荷D.带电的金属球必定不可以视为点电荷2.对于库仑定律,下边说法正确的选项是k q 1q 2A .凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作使劲,就能够使用公式 F =r 2;B.两个带电小球即便相距特别近,也能用库仑定律C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量能否同样,它们之间的库仑力大小必定相等D .当两个半径为r 的带电金属球心相距为4r 时,对于它们之间相互作用的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量3.两个点电荷相距为d,相互作使劲大小为F,保持两点电荷的电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作使劲大小为4F,则两点之间的距离应是A . 4d B. 2d C. d/2D. d/44.两个直径为 d 的带正电的小球,当它们相距100 d 时作使劲为F,则当它们相距为 d 时的作使劲为 ()A . F/ 100B. 10000F C. 100F D .以上结论都不对5.两个带正电的小球,放在圆滑绝缘的水平板上,相隔必定的距离,若同时开释两球,它们的加快度之比将A .保持不变B.先增大后减小C.增大D.减小6.两个放在绝缘架上的同样金属球相距d,球的半径比 d 小得多,分别带 q 和 3q 的电荷量,相互作用的斥力为 3F.现将这两个金属球接触,而后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为A .O B.F C.3F D.4F7.如图1— 2— 6 所示,大小能够不计的带有同种电荷的小球 A 和 B 相互排挤,静止时两球位于同一水平面上,绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢,且α < ,β由此可知A .B 球带电荷量许多B. B 球质量较大C. A 球带电荷量许多D .两球接触后,再静止下来,两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′,则仍有α′ <β′图 1—2— 6 8.两个质量相等的小球,带电荷量分别为q 1和 q 2,用长均为L 的两根细线,悬挂在同一点上,静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°,则小球的质量为.8 8 9.两个形状完整同样的金属球 A 和 B,分别带有电荷量 q A=﹣ 7×10 C 和 q B= 3×10 C,它们之间的吸引力为2×10 6N .在绝缘条件下让它们相接触,而后把它们又放回原处,则此时它们之间的静电力是(填“排挤力”或“吸引力”),大小是. (小球的大小可忽视不计)10.如图 1— 2— 7 所示, A 、 B 是带等量同种电荷的小球, A 固定在竖直搁置的10 cm 长的绝缘支杆上, B 均衡于倾角为30°的绝缘圆滑斜面上时,恰与A等高,若B的质量为303 g,2则 B 带电荷量是多少?(g 取 l0 m / s )图 1—2—7[ 综合评论 ]1.两个带有等量电荷的铜球,相距较近且地点保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为F 1,它们带异种电荷时 (电荷量绝对值同样)的静电力为 F 2,则 F1和 F2 的大小关系为: ()A.F1=F 2 D.F1>F 2 C.F1<F2 D.没法比较2.如图 1—2— 8 所示,在 A 点固定一个正点电荷,在 B 点固定一负点电荷,当在 C 点处放上第三个电荷q 时,电荷 q 受的协力为 F,若将电荷q 向 B 移近一些,则它所受协力将A .增大 D .减少C.不变D.增大、减小均有可能.图 1—2— 8 图 1— 2—93.真空中两个点电荷,电荷量分别为9 9q 1= 8×10 C 和 q 2 =﹣ 18×10 C,二者固定于相距20cm 的 a、 b 两点上 ,如图 1— 2—9 所示.有一个点电荷放在a、 b 连线 (或延伸线 )上某点,恰巧能静止,则这点的地点是A . a 点左边 40cm 处B. a 点右边 8cm 处C. b 点右边 20cm 处D.以上都不对.4.以下图, +Q1 和 -Q2 是两个可自由挪动的电荷, Q2=4Q1 .现再取一个可自由挪动的点电荷 Q3 放在 Q1 与 Q2 连结的直线上,欲使整个系统均衡,那么()A.Q3 应为负电荷,放在Q1 的左边B、 Q3 应为负电荷,放在Q2 的右边C.Q3 应为正电荷,放在Q1 的左边D、 Q3 应为正电荷,放在Q2 的右边.5.如图 1— 2— 10 所示,两个可看作点电荷的小球带同种电,电荷量分别为q 1和 q 2,质量分别为 m1和 m 2 ,当两球处于同一水平面时,α > ,β则造成α > β的可能原由是:A . m 1 >m 2B . m 1 <m 2C q 1 >q 2 D. q1 >q 2图 1—2—10 图 1— 2—11 图 1— 2—12 6.如图 1—2— 11 所示, A 、B 两带正电小球在圆滑绝缘的水平面上相向运动.已知m A=2m B,vA= 2v0,vB=v0.当两电荷相距近来时,有A . A 球的速度为v0,方向与v A同样B. A 球的速度为v0,方向与v A相反C. A 球的速度为v 0,方向与v A同样 D .A 球的速度为 2v0,方向与v A相反.27.真空中两个固定的点电荷A 、B 相距 10cm,已知 qA =+2.0 ×10 8 8 C, q B= +8.0 ×10 C,8C,则电荷 C 置于离 A cm,离 B cm 处时,现引入电荷 C,电荷量 Qc= +4.0 ×10C 电荷即可均衡;若改变电荷 C 的电荷量,仍置于上述地点,则电荷 C 的均衡状态(填不变或改变 ),若改变 C 的电性,仍置于上述地点,则 C 的均衡,若引入 C 后,电荷 A 、B、C 均在库仑力作用下均衡,则 C 电荷电性应为,电荷量应为C.8.如图 1— 2— 12 所示,两同样金属球放在圆滑绝缘的水平面上,此中 A 球带 9Q 的正电荷,B 球带 Q 的负电荷,由静止开始开释,经图示地点时,加快度大小均为a,而后发生碰撞,返回到图示地点时的加快度均为.图 1—2— 13 9.如图 1— 2— 13 所示,两个可视为质点的金属小球 A 、B 质量都是 m、带正电电荷量都是q,连结小球的绝缘细线长度都是l,静电力常量为k,重力加快度为g.则连结 A 、 B 的细线中的张力为多大? 连结 O、 A 的细线中的张力为多大?10.如图 1— 2— 14 所示,一个挂在丝线下端的带正电的小球 B 静止在图示地点.固定的带正电荷的 A 球电荷量为 Q,B 球质量为 m、电荷量为 q,θ= 30°,A 和 B 在同一水平线上,整个装置处在真空中,求 A 、 B 两球间的距离.图 1— 2—14第三节 电场强度 [ 同步检测 ]1.以下说法中正确的选项是( )A .电场强度反应了电场力的性质,所以场中某点的场强与尝试电荷在该点所受的电场力成正比B .电场中某点的场强等于 F /q ,但与尝试电荷的受力大小及电荷量没关C .电场中某点的场强方向即尝试电荷在该点的受力方向D .公式E =F / q 和 E = kQ / r2对于任何静电场都是合用的2 以下说法中正确的选项是()A .只需有电荷存在,电荷四周就必定存在着电场B .电场是一种物质,与其余物质同样,是不依靠我们的感觉而客观存在的东西C .电荷间的相互作用是经过电场产生的,电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D .电场是人为假想出来的.其实其实不存在3.在一个电场中 a 、b 、c 、d 四个点分别引入尝试电荷时,电荷所遇到的电场力F 跟引入电荷的电荷量之间的函数关系如图 1— 3 一 12 所示,以下说法中正确的选项是 ()A .这个电场是匀强电场Fb B . a 、b 、c 、d 四点的电场强度大小关系是 E d >E b> Ec> EaaqC .同一点的电场强度随尝试电荷电荷量的增添而增添cD .没法比较以上四点的电场强度值d4.相距为 a 的 A 、B 两点分别带有等量异种电荷 Q 、 -Q ,在 A 、 B 连线中点处的电场强度图 1—3 一 12为 ( )A .零222,且指向 -QB . kQ/a ,且指向 -QC .2kQ/a ,且指向 -QD . 8kQ/a5.以下对于电场和电场线的说法中正确的选项是()A .电场、电场线都是客观存在的物质,所以电场线不单在空间订交,也能相切B .在电场中,凡是电场线经过的点场强不为零,不画电场线的地区场强为零C .同一尝试电荷在电场线密集的地方所受电场力大D .电场线是人们假定的,用以表示电场的强弱和方向,客观上其实不存在6.如图 1— 3— 13 所示,一电子沿等量异种点电荷的中垂直线由重力不计,则电子所受电场力的大小和方向变化状况是 A .先变大后变小,方向水平向左 B .先变大后变小,方向水平向右 C .先变小后变大,方向水平向左 D .先变小后变大,方向水平向右A_o_B7.如图 1— 3— 14 所示, A 、 B 、C 三点为向来角三角形的三个极点,图 1— 3—13EC∠ B =30°,此刻 A 、 B 两点分别搁置 q A 和 q B,测得 C 点场强的方向与CBA 方向平行;则 q A带电, q A : q B =300BAA → O →B 匀速飞进,电子( )+68.如图 1— 3— 15 所示,一质量为 m,带电荷量为 -q 的小球,在带有等量异种电荷的两平行金属板间处于静止状态,两平行金属板间的电场强度为多大?方向怎样?9.如图 1—3— 16 所示, Q1=2×10-12C ,Q2=-4 ×10-12C, Q1、 Q2 相距 12cm,求 a、 b、 c图 1—3—15 三点的场强盛小和方向,此中 a 为 Q1、 Q2 的中点, b 为 Q1 左方 6cm 处点, C 为 Q2 右方6cm 的点.b a c·· · ··Q1Q2图 1—3— 1610.如图 1—3— 17 所示,以 O 为圆心,以 r 为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d,空间有一与 x 轴正方向同样的匀强电场E,同时,在 O 点固定一个电荷量为+Q 的点电荷,假如把一个带电荷量为 -q 的查验电荷放在 c 点,恰巧均衡,那么匀强电场的场强盛小为多少? d 点的合场强为多少? a 点的合场强为多少?yEdo xc a[ 综合评论 ]bF1.依据电场强度的定义式E=q可知,电场中确立的点( ) 图 1—3— 17A.电场强度与查验电荷遇到的电场力成正比,与查验电荷的电荷量成反比B .查验电荷的电荷量 q 不一样时,遇到的电场力 F 也不一样,场强也不一样C.查验电荷的电性不一样,遇到的电场力的方向不一样,场强的方向也不一样D.电场强度由电场自己决定,与能否搁置查验电荷及查验电荷的电荷量、电性均没关2.以下说法正确的选项是().A.电场是为了研究问题的方便而假想的一种物质,本质上不存在B.电荷所受的电场力越大,该点的电场强度必定越大C.以点电荷为球心,r 为半径的球面上各点的场强都同样FD .在电场中某点放入尝试电荷q,受电场力F,该点的场强为E=q,取走 q 后,该点的场强不变3.在同向来线上挨次摆列的a、b、c 三点上,分别搁置电荷量为Q 1、 Q 2、Q 3的三个点电荷,则当Q 1、Q 2分别均衡在a、 b 两地点上时,则().A . Q 1、 Q 2、 Q 3必为同种电荷,a、 b 两点的场强必为零B . Q 1、 Q 2必为异种电荷, a、b 两点的场强必为零C. Q 1、 Q 2必为同种电荷,a、 b、c 三点的场强必为零74.真空中两个等量异种点电荷的电荷量均为q,相距为 r,两点电荷连线中点处的场强盛小为 ( ).A . 02 2 2 B. 2kq/ r C. 4kq /r D .8kq / r5.相关电场观点的以下说法中,正确的选项是( ).A.电荷的四周有的地方存在电场,有的地方没有电场B.电场是物质的一种特别形态,它是在跟电荷的相互作用中表现出自己的特征C.电场线为直线的地方是匀强电场D.电荷甲对电荷乙的库仑力是电荷甲的电场对电荷乙的作使劲6.对于由点电荷 Q 产生的电场,以下说法正确的选项是( )A .电场强度的表达式仍成立,即E= F/ q,式中的 q 就是产生电场的点电荷B .在真空中,电场强度的表达式为2E= kQ / r ,式中 Q 就是产生电场的点电荷2C.在真空中 E= kQ/ r ,式中 Q 是查验电荷D .上陈述法都不对7.如图 1— 3— 18 为点电荷 Q 产生的电场的三条电场线,下边说法正确的选项是( ).A.Q 为负电荷时, E A>E B B .Q 为负电荷时, E A < E BC.Q 为正电荷时, E A > E B D .Q 为正电荷时, E A < E B图 1— 3—18 图 1—3— 19 图 1—3—208.一带电粒子从电场中的 A 点运动到 B 点,径迹如图1— 3— 19 中虚线所示,不计粒子所受重力,则( )A .粒子带正电B.粒子加快度渐渐减小C. A 点的场强盛于 B 点的场强D.粒子的速度不停减小9.如图 1— 3— 20 所示,用绝缘细线拴一个质量为m 的小球,小球在竖直向下的场强为E 的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动,则小球带电荷,所带电荷量为.10.如图 1— 3— 21 所示, A 为带正电 Q 的金属板,沿金属板的垂直均分线,在距板r 处放一质量为 m、电荷量为 q 的小球,小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止,小球用绝缘丝线悬挂于 O 点.试求小球所在处的电场强度.第四节电势能和电势[ 同步检测 ]1.电场中有 A 、 B 两点,把电荷从 A 点移到 B 点的过程中,电场力对电荷做正功,则()A .电荷的电势能减少B.电荷的电势能增添C. A 点的场强比 B 点的场强盛D. A 点的场强比 B 点的场强小2.如图 1—4—8 所示,A、B 是同一条电场线上的两点,以下说法正确的选项是()A .正电荷在 A 点拥有的电势能大于在B 点拥有的电势能B .正电荷在 B 点拥有的电势能大于在 A 点拥有的电势能C.负电荷在 A 点拥有的电势能大于在 B 点拥有的电势能图 1—4— 8D .负电荷在 B 点拥有的电势能大于在 A 点拥有的电势能3.外力战胜电场力对电荷做功时( )A .电荷的运动动能必定增大B.电荷的运动动能必定减小C.电荷必定从电势能大处移到电势能小处 D .电荷可能从电势能小处移到电势能大处4 对于电势的高低,以下说法正确的选项是()A .沿电场线方向电势渐渐降低B.电势降低的方向必定是电场线的方向C.正电荷在只受电场力作用下,必定向电势低的地方运动D.负电荷在只受电场力的作用下,由静止开释,必定向电势高的地方运动5.如图 1— 4— 9 所示,在场强为 E 的匀强电场中有相距为L 的 A 、B 两点,连线 AB与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q 的正电荷从 A 点移到 B 点,若沿直线 AB 挪动该电荷,电场力做的功W1= __________;若沿路径 ACB 挪动该电荷,电场力做的功 W2图 1— 4—9 = __________ ;若沿曲线 ADB 挪动该电荷,电场力做功W3 = __________ .由此可知电荷在电场中挪动时,电场力做功的特色是_________________________________ .6.以下对于电场性质的说法,正确的选项是()A.电场强度大的地方,电场线必定密,电势也必定高B.电场强度大的地方,电场线必定密,但电势不必定高C.电场强度为零的地方,电势必定为零D.电势为零的地方,电场强度必定为零7.对于电势与电势能的说法,正确的选项是()A.电荷在电势越高的地方,电势能也越大B.电荷在电势越高的地方,它的电荷量越大,所拥有的电势能也越大C.在正点电荷的电场中任一点,正电荷所拥有的电势能必定大于负电荷所拥有的电势能D.在负点电荷的电场中任一点,正电荷所拥有的电势能必定小于负电荷所拥有的电势能8.某电场的电场线如图 1— 4— 10 所示,电场中有 A 、B、 C 三点,已知一个负电荷从 A 点移到 B点时,电场力做正功.(1) 在图顶用箭头标出电场线的方向;并大概画出过 A 、 B、 C 三点的等势线.(2) 在 A 、 B、 C 三点中,场强最大的点是_________,电势最高的点是_________ .9.如图 1—4— 11 所示,在场强 E = 104N / C 的水平匀强电场中,有一根长 l = 15 cm 的细线,一端固定在 O 点,另一端系一个质量 m = 3 g ,带电荷量 q = 2×10- 6C 的小球,当细线 处于水平地点时,小球从静止开始开释,则小球抵达最低达最低点B 时的速度是多大 ?10.如图 1— 4—12 所示,长木板 AB 放在水平面上,其上表面粗拙下表面圆滑,今有一质量为 m ,带电荷量为 -q 的小物块 C 从 A 端以某一初速度起向右滑动,当电场强度方向向下时,C 恰巧抵达 B 端,当电场强度方向向上时, C 恰巧抵达 AB 中点,求电场强度 E 的大小.[ 综合评论 ]1.在电场中,已知 A 点的电势高于 B 点的电势,那么 ()A .把负电荷从 A 点移到B 点,电场力做负功 B .把负电荷从 A 点移到 B 点,电场力 做正功C .把正电荷从 B 点移到 A 点,电场力做负功D .把正电荷从 B 点移到 A 点,电场力做正功2.如图 1— 4— 13 所示, Q 是带正电的点电荷, P 和 P 为其电场中的两点. 若 E 1 、E 2 为 P 1、 P 2 两点的电场强度的大小, φ1 、φ2为 P 1、P 2 两点的电势,则()A . E 1> E 212B .E 1> E 212,φ >φ, φ <φ图 1— 4—13C . E 1< E 212D .E 1< E 212, φ >φ , φ <φ3.如图 1— 4— 14 所示的电场线,可判断 ()A .该电场必定是匀强电场B . A 点的电势必定低于 B 点电势C .负电荷放在 B 点的电势能比放在 A 点的电势能大D .负电荷放在 B 点所受电场力方向向右 4.图 1—4— 15 为某个电场中的部分电场线,如 A 、B 两点的场强分别记为EA EB ,电势分别记为 A 、 B ,则 ()A .EA>EB、A>B B .EA<EB、A>B图 1—4—14BA图 1-4-15C .EA <EB 、 A < BD .EA > EB 、A<B5.有两个完整同样的金属球A 、 B ,如图 1— 4— 16, B 球固定在绝缘地板上, A 球在离B 球为 H 的正上方由静止开释着落,与 B 球发生对心碰后回跳的高为h .设碰撞中无动能损失,空气阻力不计()A .若 A 、B 球带等量同种电荷,则h>H B .若 A 、 B 球带等量同种电荷,则 h=H C .若 A 、 B 球带等量异种电荷,则h>HD .若 A 、 B 球带等量异种电荷,则h=H6.以下说法中,正确的选项是( )A .沿着电场线的方向场强必定愈来愈弱B .沿着电场线的方向电势 — 定愈来愈低C .匀强电场中,各点的场强必定大小相等,方向同样D .匀强电场中各点的电势必定相等7.对于电场中电荷的电势能的大小,以下说法正确的选项是 ( )A .在电场强度越大的地方,电荷的电势能也越大B .正电荷沿电场线挪动,电势能总增大C .负电荷沿电场线挪动,电势能必定增大D .电荷沿电场线挪动,电势能必定减小8.如图 3—4— 17 所示, P 、 Q 是两个电荷量相等的正点电荷,它们连线的中点是 O ,A 、B是中垂线上的两点, OA<OB ,用 E A 、 EB 、 A 、 B 分别表示 A 、 B 两点的场强和电势,则 ( )A . E A 必定大于E B, A 必定大于 BB .EA 不必定大于EB ,A 必定大于BC . EA 必定大于EB ,A 不必定大于B图 1—4—17D .E A不必定大于E B, A 不必定大于B9.电场中某点 A 的电势为 10V ,另一点 B 的电势为 -5V ,将一电荷量为 Q = -2 10-9C 的电荷从 A 点移到 B 点时,电场力做的功为多少?这个功是正功仍是负功?8A 点,要战胜电场力做功10.将带电荷量为 1×10 C 的电荷,从无穷远处移到电场中的61×10 J .问:(1) 电荷的电势能是增添仍是减小? 电荷在 A 点拥有多少电势能 ?(2) A 点的电势是多少 ?(3)2×10 8A 点,说明电荷若电场力能够把带电荷量为C 的电荷从无穷远处移到电场中的带正电仍是带负电 ? 电场力做了多少功? (取无穷远处为电势零点 )x 026(3)负电 6v 0)/2F10. (1) 增添 1.0 ×10 J (2)100V 2.0 ×10 J 11.(2qE +m11.如图 1— 4— 18 所示,一个质量为 m 、带有电荷 -q 的小物体, 能够在水平轨道ox上运动,o端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强盛小为E ,方向沿ox轴正方向,小物体以速度v 0从x 0点沿 ox轨道运动, 运动时遇到大小不变的摩擦力f作用,且f qE.设小物体与墙碰撞时不损失时械能, 且电荷量保持不变, 求它在停止运动前所经过的总行程.第五节电势差[ 同步检测 ]1.带正电荷的小球只遇到电场力作用,把它从静止开释后,它在随意一段时间内() A.必定沿电场线由高电势处向低电势处运动B.必定沿电场线由低电势处向高电势处运动C.不必定沿电场线运动,但必定由高电势处向低电势处运动D.不必定沿电场线运动,也不必定由高电势处向低电势处运动2.如图 1- 5-2 所示, B 、C、D 三点都在以点电荷十Q 为圆心的某齐心圆弧上,将一尝试电荷从 A 点分别移到 B、 C、D 各点时,电场力做功大小比较()A . WAB>WAC B. WAD>WABC. WAC =WAD D. WAB =WAC3.一电荷量为+ 2×10 8a 点运动到b 点,在这个C 的点电荷在外力作用下,从静电场中的过程中电场力对点电荷做功为8×10 8a, b 点电势为b,则以下结论中J,若 a 点电势为正确的选项是( )A .能够判断 a- b=400 V B.能够判断a- b= -400 VC. a- b 可能等于零 D .不可以判断a- b 的值4.电场中有 A 、B 两点,把某点电荷q 从 A 点移到 B 点的过程中,电场力对该电荷做了负功,则以下说法正确的选项是( )A .该电荷是正电荷,则电势能减少B .该电荷是正电荷,则电势能增添C.该电荷是负电荷,则电势能增添D.电荷的电势能增添,但不可以判断是正电荷仍是负电荷5.如图 1- 5-3 所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势线间的电势差相等.一正电荷在 2 上时,拥有动能20 J,它运动到等势线 1 上时,速度为零,令2=0,那么该电荷的电势能为4J 时其动能大小为()A.16J B.10J C.6J D.4J6.如图 1—5— 4 所示,在正点电荷Q 形成的电场中,已知a、b 两点在同一等势面上,甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb 和 adb 曲线,两个粒子经过 a 点时拥有同样的动能.由此能够判断()A .甲粒子经过 c 点时与乙粒子经过 d 点时拥有同样的动能B.甲、乙两粒子带异号电荷C.若取无量远处为零电势,则甲粒子经过 c 点时的电势能小于乙粒子经过 d 点时的电势能D .两粒子经过 b 点时拥有同样的动能7.如图 1— 5- 5 所示的电场中,将2C 的正电荷分别由 A 、 C 两点挪动到 B 点时,电场力所做的功分别是30 J、 -6 J,假如取 B 点为零电势点,A 、 C 两点的电势分别是A= ____________ V ,C= ______________ V ,AC 间的电势差UAC = ____________________ V .。
2020—2021学年人教版高二物理选修3—1第三章 磁场同步训练含答案

2020—2021人教版高中物理选修3—1第三章磁场同步训练含答案人教选修3—1第三章磁场一、选择题1、一科考船进行环球科考活动从北极附近出发,一路向南直到南极附近,沿途不断测量地磁场的大小和方向,他的测量结果可能是()A.地磁场的大小一直不变,磁场方向始终沿正南、正北方向B.地磁场的大小不断变化,磁场方向始终沿正南、正北方向C.地磁场的大小一直不变,磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角D.地磁场的大小不断变化,磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角2、磁性是物质的一种普遍属性,大到宇宙星体,小到电子、质子等微观粒子,几乎都会有磁性,地球就是一个巨大的磁体。
在一些生物体内也会含有微量磁性物质,鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的。
若在鸽子身上绑一块永久磁铁,且其产生的磁场比附近的地磁场强的多,则在长距离飞行中() A.鸽子仍能如平时一样辨别方向B.鸽子会比平时更容易的辨别方向C.鸽子会迷失方向D.不能确定鸽子是否会迷失方向3、如图所示,在空间某点A仅存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为()A.7 T B.1 TC.5 T D.大于3 T小于4 T4、一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。
已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中,下列对磁通量变化判断正确的是()A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大5、(多选)关于磁场对通电直导线的作用力的大小,下列说法中正确的是() A.通电直导线跟磁场方向平行时作用力为零B.通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C.作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角无关D.通电直导线跟磁场方向斜交时肯定有作用力6、如图所示,美国物理学家安德森在研究宇宙射线时,在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同,但弯曲方向相反,从而发现了正电子,获得了诺贝尔物理学奖。
2020-2021学年高二物理教科版选修3-1第三章 磁场 同步单元测试(含答案)

2020--2021教科版物理:选修3—1第三章磁场含答案教科版选修3--1第三章磁场1、(双选)如图所示,光滑绝缘轨道ABP竖直放置,其轨道末端切线水平,在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域,电场竖直向上,磁场垂直纸面向里.一带电小球从轨道上的A点由静止滑下,经P点进入场区后,恰好沿水平方向做直线运动.则可判定()A.小球带负电B.小球带正电C.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向上偏D.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向下偏2、如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,当在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()A.小磁针N极向里转B.小磁针N极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动3、在如图所示的电路中,电池均相同,当开关S分别置于a、b两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为f a、f b,可判断这两段导线()A.相互吸引,f a>f b B.相互排斥,f a>f bC.相互吸引,f a<f b D.相互排斥,f a<f b4、(多选)如图所示是等腰直角三棱柱,其平面ABCD为正方形,边长为L,它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B0,则下列说法中正确的是()A.穿过ABCD平面的磁通量大小为B0L2B.穿过BCFE平面的磁通量大小为22B0L2C.穿过ADFE平面的磁通量大小为零D.穿过整个三棱柱的磁通量为零5、如图所示为电视显像管偏转线圈的示意图,当线圈通以图示的直流电时,一束沿着管颈射向纸内的电子将()A.向上偏转B.向下偏转C.向右偏转D.向左偏转6、1922年英国物理学家和化学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是()A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷qm越小D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大7、月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的16,月球表面没有磁场,根据这些特征,在月球上,下列选项中的四种情况能够做到的是()8、如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A 为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1=F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小9、(双选)有关磁感应强度B的方向,下列说法正确的是()A.B的方向就是小磁针N极所指的方向B.B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C.B的方向就是通电导线的受力方向D.B的方向就是该处磁场的方向10、如图所示,有一磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场,一束电子流以初速度v从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的场强大小和方向是()A.Bv,竖直向上 B.Bv,水平向左C.B v,垂直于纸面向里D.B v,垂直于纸面向外11、(双选)如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出.下列说法正确的是()A.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的能量E将越大B.磁感应强度B不变,若加速电压U不变,D形盒半径R越大,质子的能量E将越大C.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越长D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越短*12、下列关于磁感线的叙述,正确的说法是()A.磁感线是磁场中真实存在的一种曲线B.磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线C.磁感线总是从N极指向S极D.磁感线是由磁场中的铁屑形成的*13、(双选)如图所示,一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上,置于图示方向的磁场中,处于静止状态.现增大电流,导体棒仍静止,则在增大电流过程中,导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A.一直增大B.先减小后增大C.先增大后减小D.始终为零14、如图所示,直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场,一电子(质量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与MN成30°角的方向射入磁场中,求:(1)电子从磁场中射出时距O点多远?(2)电子在磁场中运动的时间是多少?15、如图所示为某种质谱仪的结构示意图.其中加速电场的电压为U,静电分析器中与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1;磁分析器中在以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器.而后离子由P 点沿着既垂直于磁分析器的左边界又垂直于磁场的方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器.测量出Q点与圆心O2的距离为d.(1)试求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;(2)试求磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向.2020--2021教科版物理:选修3—1第三章磁场(强化练)含答案教科版选修3--1第三章磁场1、(双选)如图所示,光滑绝缘轨道ABP竖直放置,其轨道末端切线水平,在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域,电场竖直向上,磁场垂直纸面向里.一带电小球从轨道上的A点由静止滑下,经P点进入场区后,恰好沿水平方向做直线运动.则可判定()A.小球带负电B.小球带正电C.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向上偏D.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向下偏BD[若小球带正电,小球在复合场中受到向上的电场力、向上的洛伦兹力和向下的重力,只要三力平衡,小球就能做匀速直线运动;若小球带负电,小球在叠加场中受到向下的电场力、向下的洛伦兹力和向下的重力,不可能做匀速直线运动,所以A错误,B正确;若小球从B点由静止滑下,进入场区后,所受洛伦兹力小于从A点滑下进入场区受到的洛伦兹力,小球所受合力向下,所以小球向下偏,C错误,D正确.]2、如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,当在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()A.小磁针N极向里转B.小磁针N极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动A[由安培定则判断可知,线圈内部磁场方向垂直纸面向里,故小磁针N极向里转.A项正确.]3、在如图所示的电路中,电池均相同,当开关S分别置于a、b两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为f a、f b,可判断这两段导线()A.相互吸引,f a>f b B.相互排斥,f a>f bC.相互吸引,f a<f b D.相互排斥,f a<f bD[当S接a时,电路的电源只用了一节干电池,当S接b时,电路的电源用了两节干电池,此时电路中的电流比S接a时大,所以有f a<f b;两导线MM′、NN′中的电流方向相反,依据安培定则和左手定则可知两者相互排斥.故正确选项为D.]4、(多选)如图所示是等腰直角三棱柱,其平面ABCD为正方形,边长为L,它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B0,则下列说法中正确的是()A.穿过ABCD平面的磁通量大小为B0L2B.穿过BCFE平面的磁通量大小为22B0L2C.穿过ADFE平面的磁通量大小为零D.穿过整个三棱柱的磁通量为零BCD[根据Φ=BS⊥,可知通过ABCD平面的磁通量Φ=B0L2sin 45°=22B0L2,A错误;平面BCFE⊥B0,而BC=L,CF=Lsin 45°=22L,所以平面BCFE的面积S=BC·CF=22L2,因而Φ′=B0S=22B0L2,B正确;平面ADFE与B0平行,所以穿过平面ADFE的磁通量为零,C正确;若规定从外表面穿入三棱柱的磁通量为正,那么由三棱柱内表面穿出时的磁通量就为负,而穿入三棱柱的磁感线条数总与穿出的磁感线条数相等,因此穿过整个三棱柱的磁通量为零,D正确.故选BCD.]5、如图所示为电视显像管偏转线圈的示意图,当线圈通以图示的直流电时,一束沿着管颈射向纸内的电子将()A.向上偏转B.向下偏转C .向右偏转D .向左偏转C [由安培定则可知,线圈在纸面内中心点的磁场方向向下,由左手定则可知电子将向右偏转,故C 正确.]6、1922年英国物理学家和化学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是( )A .该束带电粒子带负电B .速度选择器的P 1极板带负电C .在B 2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q m 越小D .在B 2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大C [带电粒子在磁场中向下偏转,磁场的方向垂直纸面向外,根据左手定则知,该粒子带正电,故选项A 错误.在平行金属板间,根据左手定则知,带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上,则电场力的方向竖直向下,知电场强度的方向竖直向下,所以速度选择器的P 1极板带正电,故选项B 错误.进入B 2磁场中的粒子速度是一定的,根据q v B =m v 2r 得r =m v qB ,知r 越大,比荷q m 越小,而质量m 不一定大.故选项C 正确,选项D 错误.故选C.]7、月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的16,月球表面没有磁场,根据这些特征,在月球上,下列选项中的四种情况能够做到的是( )D[既然月球表面没有磁场,那么在月球上就不能用指南针定向,所以A错误;月球表面周围没有空气,所以无法使用电风扇吹风,而声音的传播需要介质,所以B、C均错误,只有选项D正确.]8、如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A 为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1=F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小C[由于条形磁铁外部的磁感线是从N极出发到S极,所以导线A处的磁场方向是斜向左下方的,导线A中的电流垂直于纸面向外时,由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力F,由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力F′的方向是斜向左上方的,所以磁铁对斜面的压力减小,即F N1>F N2.同时,F′有沿斜面向下的分力,使得弹簧弹力增大,可知弹簧的伸长量增大,所以选C.] 9、(双选)有关磁感应强度B的方向,下列说法正确的是()A.B的方向就是小磁针N极所指的方向B.B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C.B的方向就是通电导线的受力方向D.B的方向就是该处磁场的方向BD[磁场的方向就是磁感应强度的方向,D正确;磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指方向或小磁针N极受力方向,A错误,B正确;B的方向与通电导线所受力的方向是不一致的,C错误.]10、如图所示,有一磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场,一束电子流以初速度v从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的场强大小和方向是()A.Bv,竖直向上 B.Bv,水平向左C.B v,垂直于纸面向里D.B v,垂直于纸面向外C[使电子流经过磁场时不偏转,垂直运动方向合力必须为零,又因电子所受洛伦兹力方向垂直纸面向里,故所受电场力方向必须垂直纸面向外,且与洛伦兹力等大,即Eq=q v B,故E=v B;电子带负电,所以电场方向垂直于纸面向里.]11、(双选)如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出.下列说法正确的是()A.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的能量E将越大B.磁感应强度B不变,若加速电压U不变,D形盒半径R越大,质子的能量E将越大C.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越长D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越短BD[由q v B=m v2R得,v=qRBm,则最大动能E k=12m v2=q2B2R22m,知最大动能与加速器的半径、磁感应强度以及电荷的电量和质量有关,与加速电压无关,故A错误,B正确;由动能定理得:ΔE k=qU,加速电压越大,每次获得的动能越大,而最终的最大动能与加速电压无关,是一定的,故加速电压越大,加速次数越少,加速时间越短,故C错误,D正确;故选BD.]*12、下列关于磁感线的叙述,正确的说法是()A.磁感线是磁场中真实存在的一种曲线B.磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线C.磁感线总是从N极指向S极D.磁感线是由磁场中的铁屑形成的B[磁感线是人们为了方便研究磁场而假想出来的曲线,不是客观存在的,故A 错误,B正确;磁感线在磁体外部是从N极指向S极,在磁体内部从S极指向N极,形成一个闭合曲线,C错误;磁感线可以由磁场中的铁屑形成的曲线模拟,但模拟出来的曲线并不是磁感线,因为磁感线并不存在,故D错误.]*13、(双选)如图所示,一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上,置于图示方向的磁场中,处于静止状态.现增大电流,导体棒仍静止,则在增大电流过程中,导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A.一直增大B.先减小后增大C.先增大后减小D.始终为零AB[若摩擦力方向沿斜面向下,受力分析图如图甲所示,因导体棒静止,有F=f+mgsin αF=ILB由以上两式可知f=ILB-mgsin α可见当增大电流的过程中,摩擦力f一直增大,A正确;若摩擦力方向沿斜面向上,受力分析图如图乙所示,有F+f=mgsin αF=ILB可得f=mgsin α-ILB,可见当I增大时,f先减小,后反向增大,B正确.]甲乙14、如图所示,直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场,一电子(质量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与MN成30°角的方向射入磁场中,求:(1)电子从磁场中射出时距O点多远?(2)电子在磁场中运动的时间是多少?解析:设电子在匀强磁场中运动半径为R,射出时与O点距离为d,运动轨迹如图所示.(1)据牛顿第二定律知:Be v=m v2 R由几何关系可得,d=2Rsin 30°解得:d=m v Be.(2)电子在磁场中转过的角度为θ=60°=π3,又周期T=2πm Be因此运动时间:t=θT2π=π32π·2πmBe=πm3Be.答案:(1)m vBe(2)πm3Be15、如图所示为某种质谱仪的结构示意图.其中加速电场的电压为U,静电分析器中与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1;磁分析器中在以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器.而后离子由P 点沿着既垂直于磁分析器的左边界又垂直于磁场的方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器.测量出Q点与圆心O2的距离为d.(1)试求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;(2)试求磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向.解析:设离子进入静电分析器时的速度为v,离子在加速电场中加速的过程中,由动能定理得:qU=12m v2①(1)离子在静电分析器中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有:qE=m v2R②联立①②两式,解得:E=2UR③(2)离子在磁分析器中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有:q v B=m v2r④由题意可知,圆周运动的轨道半径为:r=d⑤联立①④⑤式,解得:B=1d2mUq⑥由左手定则判断,磁场方向垂直纸面向外.答案:(1)2UR(2)1d2mUq方向垂直纸面向外。
[学生]高中物理教科版选修3-1同步精练:第二章 直流电路 章末检测 Word版含答案
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章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)1.两个小灯泡,分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”的字样,则它们均正常发光时的电阻阻值之比为()A.2∶1 B.16∶1 C.4∶1 D.1∶162.在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势,可获得0.1 A的电流,则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是()A.0.24 J B.0.25 JC.0.26 J D.0.28 J3.为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置:只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动.如果规定,车门关紧时为“1”,未关紧时为“0”;当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶,当输出信号为“0”时,汽车不能启动.能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是()A.“与”门B.“或”门C.“非”门D.“与非”门图14.如图1所示,R4是半导体材料制成的热敏电阻,电阻率随温度的升高而减小,这就是一个火警报警器的电路,电流表是安放在值班室的显示器,电源两极之间接一个报警器,当R4所在处出现火情时,显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是() A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小图25.如图2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36.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图3所示,图中U 为路端电压,I 为干路电流,a 、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( )A.34、14B.13、23C.12、12D.23、13二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)图47.如图4所示,在一幢居民楼里有各种不同的用电器,如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等.停电时,用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ;供电后,设各家用电器全都同时使用时,测得A 、B 间电压为U ,进线电流为I ;经过一段时间t ,从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ,则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率,其中正确的是( )A .P =I 2R B .P =U 2R C .P =IU D .P =Wt图58.某学生做研究串联电路电压特点的实验时,接成如图5所示的电路,接通S 后,他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A 、C 两点间时,电压表读数为U ;当并联在A 、B 两点间时,电压表读数也为U ;当并联在B 、C 两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是( )A .AB 段断路 B .BC 段断路 C .AB 段短路D .BC 段短路图69.如图6所示,已知电源电动势E =12 V ,内阻r =1 Ω,定值电阻R =2 Ω,通过小灯泡的电流为1 A ,已知小灯泡的电阻为3 Ω,小型直流电动机的线圈电阻r ′=1 Ω,则( )A .电动机两端的电压1 VB .电动机两端的电压6 VC .电动机的输入功率6 WD .电动机的输出功率5 W图710.如图7所示,电源的电动势E =1.5 V ,内阻r =2 Ω,两个定值电阻均为8 Ω,平行板电容器的电容C =3×10-6 F ,则( )A .开关断开时两极板间的电压43VB .开关断开时电容器的带电量4×10-6 C C .开关接通时两极板间的电压1 VD .开关接通时电容器的带电量3×10-6 C 三、实验题(本题共2小题,共15分)11.(6分)某直流电动机M 转动时的U -I 图像如图8甲所示,该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况,电路中使用恒压电源,R 1=15 Ω,R 2是滑动变阻器,电流表A 是理想电流表,实验操作步骤如下:图8(1)闭合开关S 2前,调节滑动变阻器,使其滑动触头应在________端.(选填“左”或“右”)(2)先闭合开关S 1,开关S 2保持断开,此时电流表的示数为0.6 A ,则恒压电源输出电压为________ V .(3)再闭合开关S 2,然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来,此时电流表的示数为1.8 A ,直流电动机M 实际消耗的电功率为________ W ,滑动变阻器接入电路中的阻值为________Ω.(取两位有效数值)答案 (1)左 (2)9 (3)3.8 4.812.(9分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值,现有的器材规格如下: A .待测电阻R x (大约100 Ω)B .直流毫安表A 1(量程0~10 mA ,内阻约100 Ω)C .直流毫安表A 2(量程0~40 mA ,内阻约40 Ω)D.直流电压表V1(量程0~3 V,内阻约5 kΩ)E.直流电压表V2(量程0~15 V,内阻约15 kΩ)F.直流电源(输出电压4 V,内阻不计)G.滑动变阻器R(阻值范围0~50 Ω,允许最大电流1 A)H.开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求,为使实验结果更加准确,直流毫安表应选______,直流电压表应选________.(2)在方框内画出实验电路图,要求电压和电流的变化范围尽可能大一些.(3)用铅笔按电路图将实物图连线.图9四、计算题(本题共4小题,共45分)13.(10分)如图10甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图像如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:图10(1)电源的电动势和内阻;(2)定值电阻R2的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值.图1114.(10分)如图11所示的电路中,电源的电动势E=12 V,内阻未知,R1=8 Ω,R2=1.5 Ω,L为规格“3 V,3 W”的灯泡,开关S断开时,灯泡恰好正常发光.(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求:(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻;(2)电源的内阻;(3)开关S闭合时,灯泡实际消耗的功率.15.(12分)在如图12甲所示的电路中,电阻R1和R2都是纯电阻,它们的伏安特性曲线分别如图乙中Oa、Ob所示.电源的电动势E=7.0 V,内阻忽略不计.图12(1)调节滑动变阻器R3,使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等,求此时电阻R1和R2阻值为多大?R3接入电路的阻值为多大?(2)调节滑动变阻器R3,使R3=0,这时电阻R1和R2消耗的电功率各是多少?16.(13分)一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V电压后,消耗的功率为66 W.求:(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流;(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率;(3)若接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,则此时通过电动机的电流多大?电动机消耗的电功率和发热功率各是多大?。
2018-2019学年物理同步人教版选修3-1模块综合检测 Word版含解析

模块综合检测(时间:90分钟 满分:110分)一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分,第1~8小题只有一个选项符合题意,第9~14小题有多个选项符合题意;全选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.如图所示,把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面,当线圈内通入图示方向的电流时,线圈将( )A .向左运动B .向右运动C .静止不动D .无法确定解析:选A 方法一:等效法。
把通电线圈等效成小磁针,由安培定则可知,线圈等效成小磁针后,左端是S 极,右端是N 极,根据异名磁极相互吸引,线圈将向左运动。
选项A 正确。
方法二:电流元法。
取线圈的上、下两小段分析,如图所示,根据其中心对称性可知线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运动。
选项A 正确。
2.如图所示,A 、B 、C 、D 、E 是半径为r 的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A 点处的电荷量为-q 外,其余各点处的电荷量均为+q ,则圆心O 处( )A .场强大小为kq r 2,方向沿OA 方向B .场强大小为kq r 2,方向沿AO 方向C .场强大小为2kq r 2,方向沿OA 方向D .场强大小为2kq r 2,方向沿AO 方向 解析:选C 在A 处放一个-q 的点电荷与在A 处同时放一个+q 和-2q 的点电荷的效果相当,因此可以认为O 处的场是五个+q 和一个-2q 的点电荷产生的场合成的,五个+q 处于对称位置上,在圆心O 处产生的合场强为0,所以O 点的场强相当于-2q 在O 处产生的场强。
故选C 。
3.以下说法正确的是( )A .根据电势差的定义式U AB =W AB q ,带电荷量为1C 正电荷,从A 点移动到B 点克服电场力做功为1 J ,则A 、B 点的电势差为-1 VB .运动电荷在磁场中一定受到力的作用C .磁感应强度的方向就是小磁针北极所指的方向D .表征磁场中某点磁场的强弱是把一小段通电导线放到该点时受到的磁场力与该段导线长度和电流乘积的比值解析:选A 从A 点移动到B 点克服电场力做功为1 J ,所以电场力做功为-1 J ,由定义式U AB =W AB q ,可得A 、B 点的电势差为-1 V ,故A 正确。
高中物理选修3-1同步练习题

高中物理第1章第1节电荷及其守恒定律练习新人教版选修3-11.物体具有吸引轻小物体的性质,我们就说它带了电,或有了电荷.2.自然界中只存在正电荷和负电荷两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷.(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷.3.物体的三种起电的方式是:摩擦起电、接触起电、感应起电.4.物体带电的实质是得失电子.5.电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变.另一种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变.6.电荷量:表示电荷的多少,单位是库仑,简称库,用C表示.元电荷:与电子(或质子)电荷量绝对值相等的电荷,用e表示.e=1.6×10-19_C;所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.7.电子的电荷量与质量的比叫做电子的比荷,电子的比荷为em e=1.76×1011_C/kg.►基础巩固1.(多选)下列说法正确的是(CD)A.电子和质子都是元电荷B.一个带电体的电荷量为205.5倍元电荷C.元电荷是最小的带电单位D.元电荷没有正、负之分解析:元电荷是最小的带电单位,带电体的带电荷量均为元电荷的整数倍;元电荷不是带电粒子,没有电性之说,故C、D正确.2.如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,这种现象产生的原因是(C)A.人身体上产生电流 B.接触带电造成的C.摩擦起电造成的 D.感应起电造成的3.关于摩擦起电和感应起电,以下说法正确的是(C)A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移D.以上说法均不正确解析:摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体,并没有产生电荷.感应起电过程电荷在电场力作用下,电荷从物体的一部分转移到另一个部分,所以ABD错误,C正确.4.(多选)对物体带电现象的叙述,下列说法正确的是(CD)A.一个不带电的物体内一定没有电荷B.物体带电一定具有多余的电子C.物体带电的过程就是电荷移动的过程D.带电体发生中和的现象是等量异种电荷完全相互抵消的结果解析:一个物体不带电并不是内部没有电荷,而是由于正、负电荷一样多,从而对外显示电中性.当正电荷多于负电荷时对外显示带正电;当负电荷多于正电荷时外显示带负电,故A、B错误.物体带电实质就是得失电子,即电荷移动,故C正确.带等量异种电荷的物体相接触时,带负电的物体中的多余电子全部移动到带正电的物体上与正电荷相互抵消,从而使两物体都呈电中性.故D正确.正确答案C、D.5.(多选)如图所示,挂在绝缘细线下的轻质带电小球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以(BC)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.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球至少有一个带电解析:两球相互吸引的可能有两个:一是带异种电荷;二是一个带电,另一个被感应带电后吸引,因此A错误、C正确;两球相斥一定是带同种电荷,故B正确、D错误.6. 两金属小球所带电荷量分别为+3Q和-Q,将两小球接触后,它们所带的电荷量一共为(B)A.+3Q B.+2Q C.+Q D.-Q解析:由电荷守恒定律知,两小球接触后总带电量为中和后剩余量,即为ΔQ=+3Q-Q=+2Q,故选项B正确.►能力提升7.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时,发现它的金属箔片的张角减小,由此可判断(C)A.验电器所带电荷量部分被中和B.验电器所带电荷量部分跑掉了C.验电器一定带正电D.验电器一定带负电解析:验电器的张角与所带电量的多少有关,电量大张角大,根据题意张角变小,所以说明验电器所带的电性与橡胶棒所带的电性相反,又因为毛皮摩擦过的橡胶棒带负电所以验下列说法正确的是(AD )A .π+由u 和d 组成B .π+由d 和u 组成C .π-由u 和d 组成D .π-由d 和u 组成解析:π+带电荷量为+e ,u 带电荷量为+23e ,d 带电荷量为+13e ,故π+由u 和d 组成,A 对、B 错.π-带电荷量为-e ,d 带电荷量为-13e ,u 带电荷量为-23e ,故π-由d 和u 组成,D 对、C 错.9.如图所示,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下列方法中不能使两球都带电的是(B )A .先把两球分开,再移走棒B .先移走棒,再把两球分开C .使棒与甲球瞬时接触,再移走棒D .先使乙球瞬时接地,再移走棒解析:由于静电感应,甲球感应出正电荷,乙球感应出负电荷,把两球分开后,它们带上了等量异种电荷,所以A 正确;若先将棒移走,则两球不会有静电感应现象产生,所以不会带上电荷,B 错误;使棒与甲球接触,则两球会因接触起电而都带上负电荷,所以C 正确;若使乙球瞬时接地,则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走,再将棒移走,由于甲、乙是接触的,所以甲球上的正电荷会重新分布在甲、乙两球上,结果是两球都带上了正电荷,所以D 正确.10.有两个完全相同的带电绝缘金属小球A 、B ,分别带有电荷量Q 1=6.4×10-9 C ,Q 2=-3.2×10-9 C ,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移,转移了多少?解析:当两小球接触时,带电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配.由于两小球相同,剩余正电荷必均分,即接触后两小球带电荷量Q ′A =Q′B =Q 1+Q 22 =6.4×10-9-3.2×10-92C =1.6×10-9 C.在接触过程中,电子由B 球转移到A 球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使B 球带Q′B 的正电荷量,这样,共转移的电子电荷量为ΔQ =-Q B +Q′B =(3.2×10-9+1.6×10-9)C =4.8×10-9 C.转移的电子数n =ΔQ e =4.8×10-91.6×10-19=3.0×1010(个).答案:电子由B 球转移到A 球,转移了3.0×1010个电子.第2节 库 仑 定 律1.库仑是法国物理学家,库仑定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.库仑定律公式:F =k q 1q 2r. 静电力常量k =9.0×109N ·m 2/C 2.3.库仑定律适用条件:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力.4.点电荷:带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至其形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响可以忽略.5.两个电荷之间的相互作用力,是作用力与反作用力,遵循牛顿第三定律.6.实验证明:两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变.因此,两个或两个以上的点电荷对某一个电荷的作用力等于各个点电荷对这个电荷的作用力的矢量和.7.如果知道带电体上的电荷分布,根据库仑定律和力的合成法则,就可以求出带电体间的静电力的大小和方向.►基础巩固1.下列说法中正确的是(C )A .点电荷是指体积很小的电荷B .根据F =k q 1q 2r2知,当两电荷间的距离趋近于零时,静电力将趋于无穷大 C .若两点电荷的电荷量q 1>q 2,则q 1对q 2的静电力等于q 2对q 1的静电力D .用库仑定律计算出的两电荷间的作用力是两者受力的总和2.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关.他选用带正电的小球A 和B ,A 球放在可移动的绝缘座上,B 球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C 点,如图所示.实验时,先保持两球电荷量不变,使A 球从远处逐渐向B 球靠近,观察到两球距离越小,B 球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B 球悬线的偏角越大.实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的______而增大,随其所带电荷量的________而增大.此同学在探究中应用的科学方法是 __________(选填“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”).答案:减小 增大 控制变量法3.两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F ,两小球相互接触后将其固定距离变为r 2,则两球间库仑力的大小为(C )A.112FB.34FC.43F D .12F 解析:由库仑定律得:F =k 3Q 2r 2,两球相互接触后各自带电荷量Q′=(+3Q -Q )2=Q ,故当二者间距为r 2时,两球间库仑力F′=k Q 2⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22=k 4Q 2r 2,故F′=43F ,C 正确. 4.两个半径均为1 cm 的导体球,分别带上+Q 和-3Q 的电荷量,两球心相距90 cm ,相互作用力大小为F.现将它们碰一下后又分开,两球心间相距3 cm ,则它们的相互作用力大小变为(D)A .3 000FB .1 200FC .900FD .无法确定解析:两球心相距90 cm 时,两球距离比球本身大得多,由库仑定律,F =k Q 1Q 2r 2=k Q ×3Q 0.92;两球相碰后,电荷量变为-Q 、-Q ,但两球心距离变为3 cm ,这时两球不能再被看作点电荷,所以不能用库仑定律计算.但可定性分析,由于同性相斥、异性相吸原理,电荷向远端移动,所以距离大于3 cm ,F <k Q 20.032. 5.(多选)两个完全相同的金属小球,带电荷量之比为1∶7,相距为r ,两球相互接触后再放回原来位置,则它们的库仑力可能为原来的(CD)A. 47B.37C. 97D.167解析:设两小球的电荷量分别为Q 和7Q ,则在接触前它们的库仑力大小为F =k Q ×7Q r 2.当两球带同种的电荷时,接触后它们的电荷量要平均分配,各为4Q ,库仑力大小为F =k 4Q ×4Q r 2,此时的库仑力为原来的167倍.当两球带异种电性的电荷时,接触后它们的电荷要先中和,再平均分配其余的电荷量,各为3Q ,库仑力大小为F =k 3Q ×3Q r 2,是原来的97倍. ►能力提升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 所带电荷量的大小比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,它应是(B )A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4解析:据“同电性相斥,异电性相吸”规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力F ac 、F bc 的方向,若F bc =F ac ,则两力的合力沿水平方向,考虑到a 的带电荷量小于b 的带电荷量,故F bc 大于F ac ,F bc 与F ac 的合力只能为F 2.故选B.7.两个大小相同的小球带有同种电荷(可看做点电荷),质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别是q 1和q 2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与重垂线方向的夹角为α1和α2,且两球处于同一水平线上,如右图所示,若α1=α2,则下述结论正确的是(C )A .q 1一定等于q 2B .一定满足q 1m 1=q 2m 2C .m 1一定等于m 2D .必须同时满足q 1=q 2,m 1=m 2解析:由于小球所处的状态是静止的,故用平衡条件去分析.以小球m 1为研究对象,则小球m 1受三个力F T 、F 、m 1g 作用,以水平和竖直方向建立直角坐标系,如下图所示,此时只需分解F T ,由平衡条件⎩⎪⎨⎪⎧F x 合=0F y 合=0 得⎩⎪⎨⎪⎧F T sin α1-k q 1q 2r 2=0F T cos α1-m 1g =0则tan α1=kq 1q 2m 1gr 2. 同理,对m 2分析得tan α2=kq 1q 2m 2gr 2.由于α1=α2, 故tan α1=tan α2,可得m 1=m 2.可见,只要m 1=m 2,不管q 1、q 2如何,α1都等于α2,故正确选项为C.8.(多选)如图所示,两根绝缘丝线挂着两个质量相同的小球A 、B ,此时上、下丝线的受力分别为T A 和T B ;如果使A 带正电,使B 带负电,上下丝线的受力分别为T A ′和T B ′,则下列关于T A ′和T B ′的关系判断正确的是(AD )A .T A ′=T AB .T A ′<T AC .T A ′>T AD .T B ′<T B解析:以A 、B 两球组成的整体为研究对象,无论是小球带电还是小球不带电,分析其受力情况并根据平衡条件可知:上方丝线的拉力大小总是等于下面两球的重力之和,但是以B 球为对象分析其受力情况可知,当A 、B 球不带电时:T B =m B g ,当A 、B 球分别带正电和负电时:T B ′=m B g -F.故选项A 、D 正确.9.如图所示,A 、B 两个点电荷的电荷量分别为+Q 和+q ,放在光滑绝缘水平面上,A 、B 之间用绝缘的轻弹簧相连接,当系统平衡时,弹簧的伸长量为x 0,若弹簧发生的均是弹性形变,则(B )A .保持Q 不变,将q 变为2q ,平衡时弹簧的伸长量为2x 0B .保持q 不变,将Q 变为2Q ,平衡时弹簧的伸长量小于2x 0C .保持Q 不变,将q 变为-q ,平衡时弹簧缩短量等于x 0D .保持q 不变,将Q 变为-Q ,平衡时弹簧缩短量小于x 0解析:由库仑定律F =k Q 1Q 2r 2和胡克定律F =kx 以及同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可得B 正确.10.如图,A 、B 是系在绝缘细线两端,带有等量同种电荷的小球,其中m A =0.3 kg ,现将绝缘细线绕过O 点的光滑定滑轮,将两球悬挂起来,两球平衡时,OA 的线长等于OB 的线长,A 球紧靠在光滑绝缘竖直墙上,B 球悬线OB 偏离竖直方向60°角,求:B 球的质量和细绳中的拉力大小.解析:如图受力分析.设AB 球间作用力为F ,绳拉力为T ,墙对A 球支持力为N 对A 球:Fcos 60°+m A g =T对B 球:Tsin 60°=Fsin 60°,Tcos 60°+Fcos 60°=m B g联立解得:T =6 N ,m B =0.6 kg第3节 电 场 强 度1.电场:电荷的周围空间存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫静电力,电荷间的相互作用是通过电场发生的.2.电场强度.(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的静电力与电荷量的比值,叫该点的电场强度,简称场强.(2)定义式:E =F q,其单位是N/C 或V/m . (3)方向:场强的方向与正电荷受静电力的方向相同,与负电荷受静电力的方向相反.(4)特例:①点电荷的场强:E =kQ r. 如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就相互叠加形成合电场,这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,叫做电场的叠加.②匀强电场:场强大小、方向处处相同.3.电场线.电场发自于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷. 电场线的疏密定性地反映了电场的强弱,电场线上每一点的切线方向表示了该点场强方向.点电荷的电场线是发散(或会聚)的直线,匀强电场的电场线是间隔相等的平行直线.4.E =F q中的E 是利用比值法定义的物理量,E 的大小、方向是由电场本身决定的,是客观存在的,与放不放试探电荷,以及放入的试探电荷的正负、电荷量多少均无关.既不能认为E 与F 成正比,也不能认为E 与q 成反比.►基础巩固1.有关对电场强度的理解,下述正确的是(D )A .由E =F q可知,电场强度E 跟放入电荷q 所受的电场力成正比 B .当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C .由E =kQ r2可知,在离点电荷很近,r 接近于零时,电场强度接近无穷大 D .电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关2. 下列关于电场的叙述中,正确的是(D )A .点电荷产生的电场中,以点电荷为圆心,r 为半径的球面上,各点的场强都相同B .正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大C .取走电场中某点的试探电荷后,该点的场强为零D .电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点场强的方向不一定相同解析:A.点电荷产生的电场中,以点电荷为圆心,r 为半径的球面上,各点的场强大小都相等,方向不同,故场强不同,所以A 错误;B.电场强度大小是由某点电荷所受电场力与其电荷量的比值来确定,而与所带的电性无关,故B 错误;C.某点处的场强与试探电荷无关,只与场源电荷有关,故C 错误;D.电场强度的方向为正电荷所受电场力的方向,也可以是负电荷在该点受力的反方向,所以正、负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反,故D 正确.3.(多选)图为点电荷Q 产生的电场的三条电场线,下面说法正确的是(AC )A .若Q 为负电荷,E A >E BB .若Q 为负电荷,E A <E BC .若Q 为正电荷,E A >E BD .若Q 为正电荷,E A <E B解析:因电场线越密场强越大,所以无论Q 是何种电荷都有E A >E B .4.如图,电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点.已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零,且PR =2RQ.则 (B)A .q 1=2q 2B .q 1=4q 2C .q 1=-2q 2D .q 1=-4q 2解析:已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零,根据点电荷的电场强度公式得: kq 1(PR )2=kq 2(RQ )2且PR =2RQ ,解得:q 1=4q 2,故选B. 5.(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O 是电荷连线的中点,E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点,B 、C 和A 、D 也相对O 对称.则(AC )A .B 、C 两点场强大小和方向都相同B .A 、D 两点场强大小相等,方向相反C .E 、O 、F 三点比较,O 的场强最强D .B 、O 、C 三点比较,O 点场强最强解析:由对称性可知,B 、C 两点场强大小和方向均相同,A 正确;A 、D 两点场强大小相同,方向也相同,B 错误;在两电荷连线的中垂线上,O 点场强最强,在两点电荷连线上,O 点场强最弱,C 正确.►能力提升6.(多选)如图所示,悬线下挂着一个带正电的小球,它的质量为m 、电荷量为q ,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E ,下列说法正确的是(AD )A .小球平衡时,悬线与竖直方向夹角的正切值为qE mgB .若剪断悬线,则小球做曲线运动C .若剪断悬线,则小球做匀速运动D .若剪断悬线,则小球做匀加速直线运动解析:对小球受力分析如图可知tan α=qE mg,A 正确.剪断悬线后,小球受qE 和mg 的合力为定值,所以小球做匀加速直线运动,D 正确.7.A 、B 是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从a 点沿电场线运动到b 点,其速度v 与时间t 的关系图象如图甲所示.则此电场的电场线分布可能是图乙中的(A )解析:选A.从图象可以直接看出,粒子的速度随时间逐渐减小;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,负电荷是顺着电场线运动,由电场线疏处到达密处,正确选项是A.8.(多选)一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点,轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力,则 (BD )A .粒子带正电B .粒子加速度逐渐减小C .A 点的速度小于B 点的速度D .粒子的初速度不为零解析:由于带电粒子运动的方向与电场线不平行,故初速度不为零,粒子受电场力方向与场强方向相反,故粒子带负电,A 错, D 正确,因A 点的电场线比B 点密,故加速度逐渐减小,B 正确.带电粒子从A 运动到B 的过程中,电场力对它做负功,动能减小,速度减小,C 错误.9.如右图所示,光滑斜面倾角为37°,一带有正电的小物块质量为m ,电荷量为q ,置于斜面上,当沿水平方向加有如右图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变化为原来的12,求(1)原来的电场强度为多大?(2)物体运动的加速度大小.(3)沿斜面下滑距离为l 时物体的速度.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2)解析:(1)对小物块受力分析如右图所示,物块静止于斜面上,则mgsin 37°=qEcos 37°,E =mgtan 37°q. (2)当场强变为原来的12时,小物块的合外力 F 合=mgsin 37°-12qEcos 37°=12mgsin 37°. 又F 合=ma ,所以a =3 m/s 2,方向沿斜面向下.(3)由动能定理得F 合·l =12mv 2-0, 所以12mgsin 37°·l =12mv 2, 所以v =6l.答案:(1)mgtan 37°q(2)3 m/s 2,方向沿斜面向下 (3)6l第4节 电势能和电势1.静电力做功的特点:在电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷的运动路径无关.2.静电力做功与电荷电势能变化的关系.(1)静电力做多少正功,电荷的电势能就减少多少,克服静电力做多少功,电荷的电势能就增加多少.静电力做功与电荷电势能改变的关系式:W AB =E pA -E pB .(2)电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能点所做的功.零势能点的选取:通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.3.电势.(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势.(2)公式: φ=E p q.(3)单位:V.(4)电势只有大小,没有方向,是标量.(5)电场线指向电势降低的方向.4.等势面.(1)电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面.(2)等势面的疏密可以表示电场的强弱;等势面密的地方电场强,等势面疏的地方电场弱.(3)电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.(4)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面,匀强电场的等势面是相互平行的一簇平面.►基础巩固1.下列说法正确的是(BD)A.电场强度为零的地方,电势一定为零B.电势为零的地方,电场强度不一定为零C.电场强度相同的地方,电势一定相等D.电势相等的地方,电场强度一定相等解析:电场强度和电势的大小没有必然的联系.电场强度为零的地方,电势不一定为零,如对于等势体而言,内部的场强为零,但内部的电势不为零.电场强度相等的地方,电势也不一定相等,如匀强电场,场强处处相等,但电势并不处处相等.2.(多选)下列说法中正确的是(BD)A.沿电场线的指向,场强一定越来越小B.沿电场线的指向,电势一定越来越低C.沿电场线方向移动电荷电势能逐渐减少D.在只受电场力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动3.(多选)a、b为电场中的两点,且a点电势高于点b,则可知(AB)A.把负电荷从a点移到b点电场力做负功,电势能增加B.把正电荷从a点移到b点电场力做正功,电势能减少C.无论移动的是正电荷还是负电荷,电荷的电势能都要减少D.无论是否有电荷移动,a点的电势能总是大于b点的电势能解析:电势能是电场中的电荷和电场共同具有的能,电势能的改变与电荷量及两点间的电势差有关,负电荷从高电势点移动到低电势点电场力做负功,电势能增加,正电荷与之相反.4.(多选)一负电荷仅受电场力的作用,从电场中的A点运动到B点,在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则A、B两点电场强度E A、E B及该电荷在A、B两点的电势能E pA、E pB之间的关系为(AD)A.E A=E B B.E A<E BC.E pA=E pB D.E pA>E pB解析:负电荷在电场中只受电场力作用而做匀加速直线运动,可知电场是匀强电场,故A对.由于电场力对负电荷做正功,动能增加,则电势能减少,故D对.5.在两个等量负点电荷所形成的电场中,设这两个点电荷连线中点为a,该连线的中垂线上有一点b,这两点的电势分别为φa、φb,+q在a、b两点的电势能为E pa、E pb,则下列说法中正确的是(D)A.a点场强为零φa<φb,E pa>E pbB.a点场强不为零φa<φb,E pa>E pbC.a点场强不为零φa=φb,E pa=E pbD.a点场强为零φa<φb,E pa<E pb解析:a点为电荷连线的中点,a点的场强是两个完全相同的电荷在该点处产生场强的矢量和,故E a=0;从两等量负电荷的等势面可知,a点处的电势最低,所以φa<φb;电势越低的地方,其电势能越低,故E pa<E pb,所以选项D正确.6.如图为一头大一头小的导体周围等势面和电场线(带有箭头的线为电场线)示意图,已知两个相邻等势面间的电势差相等,则(B)A.a点和d点的电场强度一定相同B.a点的电势一定低于b点的电势C.将负电荷从c点移到d点,电场力做正功D.将正电荷从c点沿虚线移到e点,电势能先减小后增大解析:a点和d点的电场强度大小相等,方向不同,A错误;根据沿着电场线的方向电势逐渐降低和同一等势面上的各点电势相等,可判断B正确;c点、d点在同一等势面上,将负电荷从c点移到d点,电场力不做功,C错误;将正电荷从c点沿虚线移到e点,电场力先做负功再做正功,电势能先增大后减小,D错误.►能力提升7.如题图所示,高速运动的α粒子(带正电)被位于O点的重原子核散射,实线表示α粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N点离核最近,Q点比M点离核更远,则(B)A.α粒子在M点的速率比在Q点的大B.三点中,α粒子在N点的电势能最大C.在重核产生的电场中,M点的电势比Q点的低D.α粒子从M点运动到Q点,电场力对它做的总功为负功解析:高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射,离原子核越近,速率越小,电势能越大,所以α粒子在M点的速率比在Q点的小,三点中,α粒子在N点的电势能最大,。
人教版高中物理选修3-1高二同步测试(3).docx

高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)新课标高二物理同步测试(3)磁场(C )(时间60分钟,共100分)一、选择题(每小题5分,共50分。
在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。
)1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是:( )A .磁感线从磁体的N 极出发,终止于S 极B .磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C .沿磁感线方向,磁场逐渐减弱D .在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2.关于磁感应强度,下列说法正确的是( )A .由ILF B 可知,B 与F 成正比与IL 成反比 B .通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零。
C .通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场(即B =0)D .磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线无关。
3.如图所示的四种情况,通电导线均置于匀强磁场中,其中通电导线不受安培力作用的是( )A B C D4.家用照明电路中的火线和零线是相互平行的,当用电器工作,火线和零线都有电流时,它们将( )A .相互吸引B .相互排斥C .一会吸引,一会排斥D .彼此不发生相互作用5.如图所示,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方,磁针的S 极向纸内偏转,这一带电粒子束可能是 ( )A .向右飞行的正离子束B .向左飞行的正离子束C .向右飞行的负离子束D .向左飞行的负离子束6.如图所示,弹簧秤下挂一条形磁铁,其中条形磁铁N 极的一部分位于未通电的螺线管内,下列说法正确的是( )①若将a 接电源正极,b 接负极,弹簧秤示数减小②若将a 接电源正极,b 接负极,弹簧秤示数增大③若将b 接电源正极,a 接负极,弹簧秤示数增大④若将b 接电源正极,a 接负极,弹簧秤示数减小A .①②B .①③C .②③D .②④7.质量为m 、带电量为q 的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为B ,如图所示。
(2021年整理)高中物理选修3-1同步练习电荷守恒与库仑定律附答案

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第01讲 电荷守恒与库仑定律❖ 电荷守恒定律A1.如图所示,在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ,均放在绝缘支座上。
若先将+Q 移走,再把A 、B 分开,则A 电, B 电;若先将A 、B 分开,再移走+Q ,则A 电,B 电。
2.同种电荷相互排斥,在斥力作用下,同种电荷有尽量 的趋势,异种电荷相互吸引,而且在引力作用下有尽量的趋势.3.一个带正电的验电器如图所示,当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时,验电器中金属箔片的张角减小,则( )A .金属球A 可能不带电B .金属球A 一定带正电C .金属球A 可能带负电D .金属球A 一定带负电4.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时,发现它的金属箔片的张角减小,由此可判断( )A .验电器所带电荷量部分被中和B .验电器所带电荷量部分跑掉了C .验电器一定带正电D .验电器一定带负电5.以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体,而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移6.现有一个带负电的电荷A,和一个能拆分的导体B,没有其他的导体可供利用,你如何能使导体B 带上正电?7.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的A. 2。
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高中同步测试卷(三)第三单元 电容和带电粒子在电场中的运动(时间:90分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.)1. 如图所示是一个平行板电容器,其电容为C ,带电荷量为Q ,上极板带正电,两极板间距为d .现将一个试探电荷+q 由两极板间的A 点移动到B 点,A 、B 两点间的距离为s ,连线AB 与极板间的夹角为30°,则静电力对试探电荷+q 所做的功等于( )A.qCsQdB.qQs CdC.qQs 2CdD.qCs2Qd2.静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小.如图所示,A 、B 是平行板电容器的两个金属板,G 为静电计.开始时开关S 闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开的角度增大些,下列采取的措施可行的是( )A .断开开关S 后,将A 、B 分开些 B .保持开关S 闭合,将A 、B 两极板分开些C .保持开关S 闭合,将A 、B 两极板靠近些D .保持开关S 闭合,将变阻器滑动触头向右移动3. 如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电子入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板的间距应变为原来的( )A .2倍B .4倍C .0.5倍D .0.25倍4.一个带正电的粒子,在xOy 平面内以速度v 0从O 点进入一个匀强电场,重力不计.粒子只在电场力作用下继续在xOy 平面内沿图中虚线轨迹运动到A 点,且在A 点时的速度方向与y 轴平行,则电场强度的方向可能是( )A.沿x轴正方向B.沿x轴负方向C.沿y轴正方向D.垂直于xOy平面向里5. 如图所示,从炽热的金属丝飘出的电子(速度可视为零),经加速电场后从两极板中间垂直射入偏转电场.电子的重力不计.在满足电子能射出偏转电场的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是()A.仅将偏转电场极性对调B.仅增大偏转电极板间的距离C.仅增大偏转电极板间的电压D.仅减小偏转电极板间的电压6.如图所示,矩形区域内有水平方向的匀强电场,一个带负电的粒子从A点以某一速度v A 射入电场中,最后以另一速度v B从B点离开电场,不计粒子所受的重力,A、B两点的位置如图所示,则下列判断中正确的是()A.电场强度的方向水平向左B.带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能C.粒子在电场中运动的全过程中,电势能最大处为B点D.粒子在电场中运动的全过程中,动能最大处为B点7.如图所示,有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒子沿②轨迹落到B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为()A.U1∶U2=1∶8 B.U1∶U2=1∶4C.U1∶U2=1∶2 D.U1∶U2=1∶1二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意.)8. 如图所示,将平行板电容器与电池相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则()A.电容器带电量变大B.尘埃仍静止C.电容器内部的场强变大D.灵敏电流计中有a→b的电流9. 传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是()A.若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流B.若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流C.若F向上压膜片电极,电路中不会出现电流D.若电流表有示数,则说明压力F发生变化10.如图所示,在等势面沿竖直方向的匀强电场中,一带负电的微粒以一定初速度射入电场,并沿直线AB运动,由此可知()A.电场中A点的电势高于B点的电势B.微粒在A点时的动能大于在B点时的动能,在A点时的电势能小于在B点时的电势能C.微粒在A点时的动能小于在B点时的动能,在A点时的电势能大于在B点时的电势能D.微粒在A点时的动能与电势能之和等于在B点时的动能与电势能之和11.如图所示,M、N是竖直放置的两平行金属板,分别带等量异种电荷,两极板间产生一个水平向右的匀强电场,场强为E,一质量为m、电荷量为+q的微粒,以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中,微粒垂直打到N极板上的C点,已知AB=BC.不计空气阻力,则可知()A.微粒在电场中做抛物线运动B.微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等C.MN板间的电势差为2m v20/qD.MN板间的电势差为E v20/(2g)12.如图所示,质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入,它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打到上极板的过程中()A.它们运动的时间t Q=t PB.它们运动的加速度a Q<a PC.它们所带的电荷量之比q P∶q Q=1∶2D.它们的动能增加量之比ΔE k P∶ΔE k Q=1∶2三、计算题(本题共4小题,共42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.)13.(10分)如图所示,一平行板长l=4 cm,板间距离为d=3 cm,倾斜放置,使板面与水平方向夹角α=37°,若两板间所加电压U=100 V,一带电荷量q=3×10-10C的负电荷以v0=0.5 m/s的速度自A板左边缘水平进入电场,在电场中沿水平方向运动,并恰好从B板右边缘水平飞出,则带电粒子从电场中飞出时的速度为多少?带电粒子的质量为多少?(g取10 m/s2)14.(10分)绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场,其俯视图如图所示,图中xOy所在平面与光滑水平面重合,电场方向与x轴正向平行,电场的半径为R= 2 m,圆心O与坐标系的原点重合,场强E=2 N/C.一带电荷量为q=-1×10-5 C、质量m=1×10-5 kg的粒子,由坐标原点O处以速度v0=1 m/s沿y轴正方向射入电场(重力不计),求:(1)粒子在电场中运动的时间;(2)粒子出射点的位置坐标;(3)粒子射出时具有的动能.15. (10分)如图所示,为一个从上向下看的俯视图,在光滑绝缘的水平桌面上,固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD,AB段为直线,BCD段是半径为R的一部分圆弧(两部分相切于B 点),挡板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆的直径MN平行.现使一带电量为+q、质量为m的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放,为使小球沿挡板内侧运动,最后从D点抛出,试求:(1)小球经BCD段圆弧的哪个点时对圆弧可能无挤压?并求出此情况时的速度?(2)小球从释放到N点沿电场强度方向的最小距离s;(3)在上述条件下小球经过N点时对挡板的压力大小.16.(12分)如图甲所示,真空中有竖直放置的平行金属板A、B和水平放置相距为d的平行金属板C、D,C、D板长为L,A、B板间加有恒定电压U0,质量为m、电荷量为q的带电粒子从A 板静止释放,经A、B间的电场加速后进入C、D两板的正中间.在带电粒子进入C、D间的同时,给C、D两板加上如图乙所示周期性变化的交变电压.(粒子重力不计)(1)求带电粒子进入C、D间的速度大小;(2)若此粒子在T/2时间内从C、D间飞出,求飞出时在电场方向的位移是多少?(3)若此粒子从C、D间飞出时恰能以平行于两板的速度飞出,求交变电压U1的取值范围.参考答案与解析1.导学号39800033]【解析】选C.电容器两极板间电势差为U=QC,场强为E=Ud=QCd,而A、B两点间电势差为U AB=Es sin 30°=Qs2Cd,静电力对+q所做的功为W=qU AB=qQs2Cd,C正确.2.导学号39800034]【解析】选A.静电计测电容器的电压.断开S后,电荷量Q将不改变,将A、B分开些,电容C减小,由U=QC可知U增加,静电计指针张开的角度增大,A项对.只要开关S闭合,电容器与电源相连接,电压U就不改变,静电计指针张开的角度不改变,故B、C、D项都错.3.导学号39800035]【解析】选C.假设电源电压为U,极板距离为d,长度为l,由题可知,粒子在极板间的运动满足d=12at2=qUl22dm v2,即d∝1v,使电子入射速度变为原来的两倍,两极板的间距变为原来的一半,C正确.4.导学号39800036]【解析】选B.在O点粒子速度有水平向右的分量,而到A点时水平分量变为零,说明该粒子所受电场力向左或有向左的分量,又因为粒子带正电,故只有B正确.5.导学号39800037]【解析】选C.改变偏转电场的极性,只能改变电子的受力方向,但电子的偏转角大小不变,A错误;根据E=Ud可知,当两极板间距离d增大时,E减小,所以电子受到的电场力减小,其偏转角也减小,B错误;电子进入偏转电场后做类平抛运动,则L=v0t、e U d=ma、tan θ=atv0,可得:tan θ=eULmd v20,当U增大时偏转角也增大,C正确、D错误.6.导学号39800038]【解析】选D.根据力和运动的关系,可判定电场强度的方向水平向右,A错;粒子在电场中运动的全过程中,电场力先做负功,后做正功,电势能先增大后减小,所以带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能,粒子在电场中运动的全过程中,电势能最大处应在A点的右下方,粒子在电场中运动的全过程中,动能最大处应为B点,故D对,B、C错.7.导学号39800039]【解析】选A.由y=12at2=12·Uqmd·l2v20得:U=2m v20dyql2,所以U∝yl2,可知A项正确.8.导学号39800040]【解析】选BD.电容器始终接在电源的两侧,则两端的电势差不变,将两板缓慢地错开一些,正对面积减小,根据C=εS4πkd,知道电容减小,根据Q=CU知,电荷量减小,灵敏电流计中有a→b的电流,故A错误,D正确.电势差不变,两极板间的距离不变,则电场强度不变,尘埃所受的电场力不变,尘埃仍然静止.故B正确,C错误.故选BD.9.导学号39800041]【解析】选BD.F向上压膜片电极,使得电容器两板间的距离减小,电容器的电容增大,又因电容器两极板间的电压不变,所以电容器的电荷量增大,电容器继续充电,电路中有从b到a的电流,B正确.若电流表有示数,则电容器在不断充电(或放电),故Q在变化,F变化,D正确.10.导学号39800042]【解析】选AB.带负电的微粒以一定初速度射入电场,并沿直线AB运动,其受到的静电力F只能垂直等势面水平向左,场强则水平向右,如图所示.所以电场中A点的电势高于B点的电势,A对;微粒从A向B运动,则合外力做负功,动能减小,静电力做负功,电势能增加,C错,B对;微粒的动能、重力势能、电势能三种能量的总和保持不变,所以D错.11.导学号39800043]【解析】选AB.微粒所受合外力为恒力,故微粒做抛物线运动,A项正确;因AB=BC,即v02·t=v C2·t,可见v C=v0,故B项正确;A→C由动能定理得:W电-W重=ΔE k=0,所以W电=W重,即:q U2=mgh,而h=v202g,所以U=m v20q,故C项错误;又由mg=qE得q=mgE,代入U=m v20q,得U=E v20g,故D项错误.12.导学号39800044]【解析】选AC.设P、Q两粒子的初速度为v0,加速度分别为a P和a Q,粒子P到上极板的距离是h/2,它们做类平抛运动的水平距离为l.则对P,由l=v0t P,h2=12a P t2P,得到a P=h v20l2.同理对Q,l=v0t Q,h=12a Q t2Q,得到a Q=2h v20l2.由此可见t P=t Q,a Q=2a P,而a P=q P Em,a Q=q Q Em,所以q P∶q Q=1∶2.由动能定理,它们的动能增加量之比ΔE k P∶ΔE k Q=ma Ph2∶ma Q h =1∶4.综上所述,A 、C 正确.13.导学号39800045] 【解析】带电粒子能沿直线运动,所受合力与运动方向在同一直线上,由此可知重力不可忽略,受力分析如图所示.静电力在竖直方向上的分力与重力等大反向,则带电粒子所受合力与静电力在水平方向上的分力相同,即水平方向上F 合=qE sin α=q Udsin α竖直方向上mg =qE cos α m =qE cos αg =qU cos αdg =3×10-10×1003×10-2×10×0.8 kg =8×10-8 kg 根据动能定理有12m v 2-12m v 20=F 合x ,x =l 2+d 2联立以上各式解得v =1 m/s. 【答案】1 m/s 8×10-8 kg14.导学号39800046] 【解析】(1)粒子沿x 轴负方向做匀加速运动,加速度为a ,则有 Eq =ma ,x =12at 2沿y 轴正方向做匀速运动,有 y =v 0t ,x 2+y 2=R 2,解得t =1 s.(2)设粒子射出电场边界的位置坐标为(-x 1,y 1),则有x 1=12at 2=1 m ,y 1=v 0t =1 m ,即为(-1 m ,1 m).(3)射出时由动能定理得,Eqx 1=E k -12m v 20代入数据解得E k =2.5×10-5 J.【答案】(1)1 s (2)(-1 m ,1 m) (3)2.5×10-5 J15.导学号39800047] 【解析】(1)据题意,当小球的向心力由重力与电场力的合力提供向心力时,小球对圆弧轨道无压力;即此时速度为(mg )2+(qE )2=m v 2Rv =4(mg )2+(qE )2mR .(2)根据题意分析可知,小球过M 点对挡板恰好无压力时,s 最小,根据牛顿第二定律有qE =m v 2MR ,由动能定理得qE (s -2R )=12m v 2M ,联立解得s =52R , (3)小球过N 点时,根据牛顿第二定律,有N -qE =m v 2NR ,由动能定理得qEs =12m v 2N,联立解得N =6qE .由牛顿第三定律可知,小球对挡板的压力大小为6qE .【答案】(1)见解析 (2)52R (3)6qE16.导学号39800048] 【解析】(1)带电粒子在经A 、B 间加速电场加速后进入C 、D 间的过程中,根据动能定理得:qU 0=12m v 20解得进入C 、D 间的速度大小为:v 0=2qU 0m. (2)粒子在T /2时间内从C 、D 间飞出时,在C 、D 间的电压为恒压U 1,则粒子在C 、D 间的运动是类平抛运动,根据运动学规律得:E =U 1d ,F =qE ,a =F m =qU 1md ,t =L v 0当粒子从C 、D 间飞出时,沿电场方向的位移为: y =12at 2,y =qU 1L 22md v 20=U 1L 24dU 0. (3)带电粒子在沿电场方向做单方向的反复加速、减速运动,每次加速和减速过程中在沿电场方向的位移大小都相等,其大小为:y 0=12at 21=12qU 1md ⎝⎛⎭⎫T 22=qU 1T 28md欲使粒子恰能以平行于两板的速度飞出,则应有: Lv 0=nT (n =1、2、3、…) 因2ny 0<d2故整理得:U 1<4nd 2U 0L 2(n =1、2、3…)【答案】见解析高中同步测试卷(十四)学业水平测试卷(时间:90分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.)1.下列说法中正确的是( )A .摩擦起电,是因为摩擦导致质子从一个物体转移到另一个物体而形成的B .在电场中无论移动正电荷还是负电荷,只要电场力做正功,电荷电势能一定要减少C .在地毯中夹杂导电纤维是为了利用人在地毯上行走时摩擦产生的静电D .电势降低的方向,一定就是场强方向2.如图所示的两个电场中,点电荷+Q 位于圆心处,乙图中另有一水平向右的匀强电场,关于圆上a 、b 、c 、d 四点的场强和电势说法正确的是( )A.a、b两点场强不同,电势相同B.a、b两点场强不同,电势不同C.c、d两点场强相同,电势相同D.c、d两点场强相同,电势不同3. 如图所示,实验得到甲、乙两闭合电路的路端电压U与干路电流强度I的图像,由图像可知()A.E甲=E乙,r甲>r乙B.E甲=E乙,r甲<r乙C.E甲>E乙,r甲=r乙D.E甲<E乙,r甲=r乙4. 如图所示,在真空中有两个带正电的点电荷,分别置于M、N两点.M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量,A、B为M、N连线的中垂线上的两点.现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点,在此过程中,q的电势能()A.逐渐减小B.逐渐增大C.先增大后减小D.先减小后增大5.在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是()A.I1增大,I2不变,U增大B.I1减小,I2增大,U减小C.I1增大,I2减小,U增大D.I1减小,I2不变,U减小6.如图所示为“滤速器”装置示意图.a 、b 为水平放置的平行金属板,其电容为C ,板间距离为d ,平行板内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B .a 、b 板带上电荷量,可在平行板内产生匀强电场,且电场方向和磁场方向互相垂直.一带电粒子以速度v 0经小孔O 进入正交电磁场可沿直线OO ′运动,由O ′射出,粒子所受重力不计,则a 板所带电荷量情况是( )A .带正电,其电荷量为C v 0BdB .带负电,其电荷量为Bd v 0C C .带正电,其电荷量为CBd v 0D .带负电,其电荷量为B v 0Cd7.如图所示,在y >0的区域内存在匀强磁场,磁场垂直于图中的xOy 平面向外,原点O 处有一离子源,沿各个方向射出速率相等的同价负离子,对于进入磁场区域的离子,它们在磁场中做圆周运动的圆心所在的轨迹,可用下面给出的四个半圆中的一个来表示,其中正确的是( )二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意.)8.在用“伏安法”测电阻的实验中,某小组设计了下面四种实验电路,有些设计存在严重错误,其中实验时可能烧坏器材的是( )9.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ,额定电流为I ,线圈电阻为R ,将它接在电动势为E ,内阻为r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则下列说法错误的是( )A .电动机消耗的总功率为UIB .电动机消耗的热功率为U 2RC .电源的输出功率为EID .电源的效率为IrE10.某同学设计了一种静电除尘装置,如图甲所示,其中有一长为L 、宽为b 、高为d 的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料.图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒定为U 的高压直流电源相连.带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v 0,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集.将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值,称为除尘率.不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用.要增大除尘率,则下列措施可行的是( )A.只减小电压U B.只减小长度LC.只减小高度d D.只减小尘埃被吸入的水平速度v011.如图所示,一块矩形截面金属导体abcd和电源连接,处于垂直于金属平面的匀强磁场中,当接通电源、有电流流过金属导体时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差,这种现象被称为霍尔效应.利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件,它是一种重要的磁传感器,广泛运用于各种自动控制系统中.关于这一物理现象下列说法中正确的是() A.导体受向左的安培力作用B.导体内部定向移动的自由电子受向右的洛伦兹力作用C.在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势低于cd电势D.在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势高于cd电势12.如图所示,电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面.不加磁场时,电子束将通过磁场中心O 点而打到屏幕的中心M,加磁场后电子束偏转到P点外侧.现要使电子束偏转回到P点,可行的办法是()A.增大加速电压B.增加偏转磁场的磁感应强度C.将圆形磁场区域向屏幕靠近些D.将圆形磁场的半径增大些三、实验题(按题目要求作答.)13.(10分)在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,给定以下的器材来完成实验.待测干电池E一节;电压表V(量程0~3~15 V,内阻约为10 kΩ);电流表A(量程0~0.6~3 A,内阻约为1 Ω);滑动变阻器R1(0~10 Ω);滑动变阻器R2(0~200 Ω);导线、开关S.(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”).(2)实验所用电路如图甲所示,请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图,要求保证开关在闭合前滑动变阻器的滑片处于正确的位置.(3)该同学根据实验数据得到图丙中的图线a,根据图线a求得电源电动势E=________V,内电阻r=________Ω.(4)图丙中b图线是标有“1.5 V、1.6 W”的小灯泡的伏安特性曲线,该同学将该小灯泡与本实验中的电池连成一闭合电路,小灯泡实际消耗的电功率是________W(保留2位有效数字).四、计算题(本题共3小题,共32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.)14.(10分)如图所示的电路中,开关闭合时电路消耗的总功率为40 W,电阻R1为4 Ω,R2为6 Ω,电源内阻r为0.6 Ω,电源的效率为94%,求:(1)a、b两点间的电压;(2)电源的电动势.15.(10分)制作半导体时,需向单晶硅或其他晶体中掺入杂质.单晶硅内的原子是规则排列的,在两层电子间的间隙会形成上下对称的匀强电场.设某空间存在上下对称的匀强电场,并在该电场中的下半区域加一方向垂直纸面向里的匀强磁场如图所示.电荷量为+q、质量为m的带电小球从上边界以初速度v0垂直电场入射,已知足够长的上下场区的宽均为d,电场强度E=mg q,初速度v0=32gd,sin 37°=35,cos 37°=45.求:(1)小球第一次经过对称轴OO′时的速度;(2)要使小球不越过下边界,所加磁场的磁感应强度B的最小值.16.(12分)如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),场强大小随时间变化情况如图乙所示;磁场磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示.在t=1 s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,在此之后,每隔2 s有一个相同的粒子沿AB方向以初速度v0射出,并恰好均能击中C 点,若AB=BC=l,且粒子由A点运动到C点的时间小于1 s.不计空气阻力,试求:(1)电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比;(2)第一个粒子和第二个粒子通过C点的动能之比.参考答案与解析1.导学号39800198]【解析】选B.由于不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同,在两个物体相互摩擦的过程中,束缚核外电子能力强的物体得电子带负电,束缚核外电子能力弱的失电子带正电.所以摩擦起电是因为摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的,故A 错误;在电场中无论移动正电荷还是负电荷,根据功能关系可知:只要电场力做正功,电荷电势能一定要减少,故B正确;人在地毯上行走后,通过摩擦起电,从而使人有触电的感觉.在地毯中夹杂导电纤维是为了将人在地毯上行走时摩擦产生的静电导入大地,消除静电的危害,故C错误;电势降低的方向,不一定是场强方向,电势降低最快的方向,一定才是场强方向,故D错误.2.导学号39800199]【解析】选A.由点电荷场强E=kQr2得,甲图中a、b场强大小相等,方向不同,a、b在同一等势面上,φa=φb;乙图中,由电场叠加可知,c、d场强大小相等,方向不同,由处于同一等势面可得φc=φd.3.导学号39800200]【解析】选B.据题意,从图像可知甲和乙电路中两个电源的电动势相等;而图线乙的斜率较大,故图线乙对应的内阻较大,故选项B正确.4.导学号39800201]【解析】选A.在此过程中,两正点电荷对q的电场力分别指向两正点电荷,它们的合力方向与A、B连线的夹角肯定是锐角,所以在此过程中,电场力对q做正功,q 的电势能逐渐减小,选项A正确.5.导学号39800202]【解析】选B.将R2的滑动触点向b端移动时,R2的接入电阻变小,则整个电路外电阻减小,电压表示数U减小;并联部分的电阻也减小,并联电压减小,I1减小,又总电流变大,故I2增大,B正确.6.导学号39800203]【解析】选C.对带电粒子受力分析,a极板带正电,带电粒子受力平衡,q v0B=q Ud,U=QC,可得电荷量为Q=CB d v0,所以答案选C.7.导学号39800204]【解析】选C.磁场垂直于xOy平面向外并位于y轴上方,离子带负电,利用左手定则判断出离子受洛伦兹力的方向,画出草图找出圆心,可判断C图是正确的.8.导学号39800205]【解析】选AD.A、D两图中,当滑动变阻器的滑动触头放在最左端时,电源被短路而烧坏;B、C两图中,供电电路正确,B图虽然电流表和电压表接错位置,但由于串联的电压表内阻较大,不会烧坏电流表;C图则可测较大电阻的阻值.9.导学号39800206]【解析】选BCD.电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为UI,A正确;电动机消耗的热功率为I2R,B错;电源的输出功率为UI,C错,电源的效率为UE=E-IrE,D错.10.导学号39800207]【解析】选CD.根据y=UqL22dm v20可知,除尘率为k=yd=UqL22d2m v20,要增大除尘率,可只增大电压U,只增大长度L,选项A、B错误;可只减小高度d,只减小尘埃被吸入。