湖南省邵陽市隆回縣萬和實驗學校高中物理 第一章 靜電場單元綜合評估 新人教版選修3-1（通用）

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1、湖南省邵陽市隆回縣萬和實驗學校高中物理 第一章 靜電場單元綜合評估 新人教版選修3-1 1．對電容C＝，以下說法正確的是(　　) A．電容器帶電荷量越大，電容就越大 B．對于固定電容器，它的帶電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變 C．可變電容器的帶電荷量跟加在兩極板間的電壓成反比 D．如果一個電容器沒有電壓，就沒有帶電荷量，也就沒有電容 解析：　電容量與帶電荷量及兩極間電壓無關． 答案：　B 2．如下圖所示的真空空間中，僅在正方體中的黑點處存在著電荷量大小相等的點電荷，則圖中a、b兩點電場強度和電勢均相同的是(　　) 解析：　C圖中a、b兩點處在＋q、－q連線的

2、中垂線上，且關于兩電荷連線對稱分布，電場強度和電勢均相同． 答案：　C 3．在靜電場中，將一電子由a點移到b點，電場力做功5 eV，則下列結論錯誤的是(　　) A．電場強度的方向一定是由b到a B．a(chǎn)、b兩點間的電壓是5 V C．電子的電勢能減少了5 eV D．因零電勢點未確定，故不能確定a、b兩點的電勢 解析：　由Uab＝＝＝－5 V知a、b兩點間的電勢差為－5 V，即電壓為5 V，但電場強度方向不一定由b到a，所以A錯．電場力對電荷做功5 eV，其電勢能一定減少了5 eV，而零電勢點未確定，我們只能確定a、b兩點間的電勢差，無法確定a、b兩點的電勢，所以，C、D對，本題應選A

3、. 答案：　A 4．兩塊水平放置的平行金屬板，帶等量異種電荷，一個帶電油滴恰懸浮在平行板間．如果使油滴產(chǎn)生大小等于的加速度，兩板電荷量應是原來的(　　) A．2倍　　　　　　 B. C.倍 D. 答案：　BC 5．如下圖所示，A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個點，在這些點上各固定一個點電荷，除A點處的電荷量為－q外，其余各點處的電荷量均為＋q，則圓心O處(　　) A．場強大小為，方向沿OA方向 B．場強大小為，方向沿AO方向 C．場強大小為，方向沿OA方向 D．場強大小為，方向沿AO方向 答案：　C 6.Q1、Q2為兩個帶電質(zhì)點，帶正電的檢驗電荷q沿中

4、垂線向上移動時，q在各點所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如圖中細線所示(力的方向都是向左側)，由此可以判斷(　　) A．Q2可能帶負電荷 B．Q1、Q2可能為等量異種電荷 C．Q2電荷量一定大于Q1的電荷量 D．中垂線上的各點電勢相等 解析：　由圖可知帶正電的檢驗電荷受到兩個電荷的庫侖力的合力方向為左上方或左下方，所以Q2一定帶正電荷，Q1可能帶正電荷也可能帶負電荷，且Q2>Q1，選項A、B、D錯，C正確． 答案：　C 7．如下圖所示，水平天花板下用長度相同的絕緣細線懸掛起來的兩個相同的帶電介質(zhì)小球a、b，左邊放一個帶正電的固定球＋Q時，兩懸球都保持豎直方向．下面說法正確的是

5、(　　) A．a(chǎn)球帶正電，b球帶正電，并且a球帶電荷量較大 B．a(chǎn)球帶負電，b球帶正電，并且a球帶電荷量較小 C．a(chǎn)球帶負電，b球帶正電，并且a球帶電荷量較大 D．a(chǎn)球帶正電，b球帶負電，并且a球帶電荷量較小 解析：　要使ab平衡，必須有a帶負電，b帶正電，且a球帶電較少，故應選B. 答案：　B 8.如右圖所示，AB是某點電荷電場中一條電場線，在電場線上P處自由釋放一個負試探電荷時，它沿直線向B點處運動，對此現(xiàn)象下列判斷正確的是(不計電荷重力)(　　) A．電荷向B做勻加速運動 B．電荷向B做加速度越來越小的運動 C．電荷向B做加速度越來越大的運動 D．電荷向B做加速運動

6、，加速度的變化情況不能確定 解析：　從靜止起動的負電荷向B運動，說明它受電場力向B，負電荷受的電場力方向與電場強度的方向相反，可知此電場線的指向應從B→A，這就有兩個可能性：一是B處有正點電荷為場源，則越靠近B處場強越大，負電荷會受到越來越大的電場力，加速度應越來越大；二是A處有負點電荷為場源，則越遠離A時場強越小，負試探電荷受到的電場力越來越小，加速度越來越小，故正確答案為D. 答案：　D 9．細胞膜也稱生物膜或質(zhì)膜．是由類脂、蛋白質(zhì)和糖類組成．質(zhì)膜中的類脂也稱膜脂，是質(zhì)膜的基本骨架，膜蛋白質(zhì)是膜功能的主要體現(xiàn)者．如果細胞膜的厚度約等于800 nm(1 nm＝10－9 m)，當膜的內(nèi)外

7、層間的電壓達到0.4 V時，即可讓一價鈉離子滲透．設細胞膜內(nèi)的電場為勻強電場，則鈉離子在滲透時(　　) A．膜內(nèi)電場強度約為5×105 V/m B．膜內(nèi)電場強度約為2×105 V/m C．每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做功約為6.4×10－20 J D．每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做功約為1.6×10－19 J 解析：　根據(jù)E＝＝ V/m＝5×105 V/m，A正確，B錯誤；W＝Uq＝0.4×1.6×10－19 J＝6.4×10－20 J，C正確，D錯誤． 答案：　AC 10．如下圖為一勻強電場，某帶電粒子從A點運動到B點．在這一運動過程中克服重力做的功為2.0 J，電

8、場力做的功為1.5 J．則下列說法正確的是(　　) A．粒子帶負電 B．粒子在A點的電勢能比在B點少1.5 J C．粒子在A點的動能比在B點多0.5 J D．粒子在A點的機械能比在B點少1.5 J 解析：　粒子從A點運動到B點，電場力做正功，且沿著電場線，故粒子帶正電，所以選項A錯；粒子從A點運動到B點，電場力做正功，電勢能減少，故粒子在A點的電勢能比在B點多1.5 J，故選項B錯；由動能定理，WG＋W電＝ΔEk，－2.0 J＋1.5 J＝EkB－EkA，所以選項C對；由其他力(在這里指電場力)做功等于機械能的增加，所以選項D對． 答案：　CD 11．如下圖所示，在一個水平方向(

9、平行紙面方向)的勻強電場中．用上端固定，長為L的絕緣細線，拴一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，開始時將細線拉至水平至A點，突然松開后，小球由靜止開始向下擺動，當細線轉過60°角到B點時，速度恰好為零，求A、B兩點間的電勢差UAB的大小． 解析：　帶電小球由A運動到B的過程中，由動能定理得 mgLsin 60°＋qUAB＝0， 則UAB＝－＝－. 答案：　 12．把帶電荷量2×10－8 C的正點電荷從無限遠處移到電場中A點，要克服電場力做功8×10－6 J，若把該電荷從無限遠處移到電場中B點，需克服電場力做功2×10－6 J，求： (1)A點的電勢； (2)A、B兩點的電勢差；

10、(3)把2×10－5 C的負電荷由A點移到B點電場力做的功． 解析：　(1)正點電荷從無限遠處移到電場中A點，要克服電場力做功8×10－6 J，所以EpA＝8×10－6 J．φA＝＝＝400 V， (2)EpB＝2×10－6 J，φB＝＝＝100 V． 由電勢差定義：UAB＝φA－φB＝300 V. (3)把2×10－5 C的負電荷由A點移到B點電場力做的功為： WAB＝qUAB＝－2×10－5×300 J＝－6×10－3 J. 答案：　(1)400 V　(2)300 V　(3)－6×10－3 J 14.一束電子流在經(jīng)U＝5 000 V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進入

11、平行板間的勻強電場，如右圖所示，若兩板間距離d＝1.0 cm，板長l＝5.0 cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個極板上最大能加多大電壓？ 解析：　加速過程中，由動能定理得eU＝mv02① 進入偏轉電場，電子在平行于板面的方向上做勻速運動l＝v0t.② 在垂直于板面的方向做勻加速直線運動， 加速度a＝＝.③ 偏距y＝at2④ 能飛出的條件為y≤.⑤ 解①～⑤式得U′≤＝ V＝4.0×102 V. 即要使電子能飛出，所加電壓最大為400 V. 答案：　400 V 單元綜合評估(B卷) (本欄目內(nèi)容，在學生用書中以活頁形式分冊裝訂！) 1．帶正電荷的小球只受到電場

12、力作用從靜止開始運動，它在任意一段時間內(nèi)(　　) A．一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動 B．一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動 C．不一定沿電場線運動，但一定由高電勢處向低電勢處運動 D．不一定沿電場線運動，也不一定由高電勢處向低電勢處運動 解析：　帶正電荷的小球只受到電場力作用從靜止開始運動，電場力一定做正功，由于電場的性質(zhì)不知，所以不一定沿電場線運動，由UAB＝知，UAB＞0，所以運動過程中電勢一定降低，故選C. 答案：　C 2．使兩個完全相同的金屬小球(均可視為點電荷)分別帶上－3Q和＋5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點，它們之間庫侖力的大小為F1.現(xiàn)用絕緣工具

13、使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點，它們之間庫侖力的大小為F2.則F1與F2之比為(　　) A．2∶1　　　　　　　　　　 B．4∶1 C．16∶1 D．60∶1 解析：　兩個完全相同的金屬小球相互接觸后，帶電荷量均為＋Q，距離變?yōu)樵瓉淼膬杀?，根?jù)庫侖定律可知選項D正確． 答案：　D 3．A、B、C是勻強電場中的三個點，各點電勢φA＝10 V，φB＝2 V，φC＝6 V，A、B、C三點在同一平面上，如圖所示，關于A、B、C三點的位置及電場強度的方向表示正確的是(　　) 解析：　根據(jù)電場線和等勢面垂直的關系和沿電場方向電勢降低，可以判斷D選項正確． 答案：　

14、D 4．電場中有A、B兩點，A點的電勢φA＝30 V，B點的電勢φB＝10 V，一個電子由A點運動到B點的過程中，下列說法中正確的是(　　) A．電場力對電子做功20 eV，電子的電勢能減少了20 eV B．電力克服電場力做功20 eV，電子的電勢能減少了20 eV C．電場力對電子做功20 eV，電子的電勢能增加了20 eV D．電子克服電場力做功20 eV，電子的電勢能增加了20 eV 解析：　WAB＝qUAB＝－20 eV，根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關系可知選項D正確． 答案：　D 5．(2020·黃岡高二檢測)如下圖所示，正電荷q在電場中由P向Q做加速運動，而且加速度

15、越來越大，由此可以判定，它所在的電場是圖中的(　　) 解析：　正電荷受力的方向和電場強度方向相同，電場線越密的地方電荷受力越大，根據(jù)牛頓第二定律，電荷的加速度也就越大，所以根據(jù)題意，Q點的電場線應比P點的電場線密，故選項A、B錯誤；又由于電荷做加速運動，所以選項C錯誤，選項D正確． 答案：　D 6．如下圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關S合上后，靜電計指針張開一個角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是(　　) A．使A、B兩板靠近一些 B．使A、B兩板正對面積減小一些 C．斷開S后，使B板向右平移一些 D．斷開S后，使A、B正對面積減小一些

16、解析：　靜電計顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針張角越大，表示兩板間的電壓越高．當合上S后，A、B兩板與電源兩極相連，板間電壓等于電源電壓不變，靜電計指針張角不變；當斷開S后，板間距離增大，正對面積減小，都將使A、B兩板間的電容變小，而電容器所帶的電荷量不變，由C＝可知，板間電壓U增大，從而靜電計指針張角增大．所以本題的正確答案是C、D. 答案：　CD 7.如右圖所示，光滑絕緣水平面上有三個帶電小球a，b，c(可視為點電荷)，三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)對b的靜電力一定是引力 B．a(chǎn)對b的靜電力可能是斥力 C．a(chǎn)的電量可能比b

17、少 D．a(chǎn)的電量一定比b多 解析：　由三個電荷平衡的規(guī)律“三點共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠大”可知，a和c一定是同種電荷，a和b一定是異種電荷，并且a的電量一定比b的帶電量要多，這樣c才可能平衡，所以本題正確答案應選A、D. 答案：　AD 8．如下圖所示，圖中實線表示一勻強電場的電場線，一帶負電荷的粒子射入電場，虛線是它的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若粒子所受重力不計，則下列判斷正確的是(　　) A．電場線方向向下 B．粒子一定從a點運動到b點 C．a(chǎn)點電勢比b點電勢高 D．粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能 解析：　無論粒子從a點或者從b點射入電場，由于運動軌跡向

18、下彎曲，說明粒子受電場力方向向下，可判斷電場線的方向向上而不是向下，A錯誤；粒子既可以從a點運動到b點，也可以從b點運動到a點，B錯誤；由于順著電場線方向電勢在降低，故有φa＜φb，C錯誤；負電荷逆著電場方向運動時電勢能減少，順著電場方向運動時電勢能增加，因而粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能，D正確． 答案：　D 9．示波管是一種多功能電學儀器，它的工作原理可以等效成下列情況：如下圖所示，真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計)，經(jīng)過電壓為U1的加速電場后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中．金屬板長為L，相距為d，當A、B間電壓為U2時電子偏離中心線飛出電場打到熒光屏上而顯示亮

19、點．已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計電子重力，下列情況中一定能使亮點偏離中心距離變大的是(　　) A．U1變大，U2變大　　　　　　　 B．U1變小，U2變大 C．U1變大，U2變小 D．U1變小，U2變小 解析：　當電子離開偏轉電場時速度的反向延長線一定經(jīng)過偏轉電場中水平位移的中點，所以電子離開偏轉電場時偏轉角度越大(偏轉距離越大)，亮點距離中心就越遠． 設電子經(jīng)過U1加速后速度為v0，離開偏轉電場時側向速度為vy.根據(jù)題意得：eU1＝mv02① 電子在A、B間做類平拋運動，當其離開偏轉電場時側向速度為vy＝at＝·.② 結合①②式，速度的偏轉角θ滿足： tan θ

20、＝＝. 顯然，欲使θ變大，應該增大U2、L，或者減小U1、d.正確選項是B. 答案：　B 10．下圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如右圖中兩條實線所示．點a、b、c為實線與虛線的交點．已知O點電勢高于c點，若不計重力，則(　　) A．M帶負電荷，N帶正電荷 B．N在a點的速度與M在c點的速度大小相同 C．N在從O點運動至a點的過程中克服電場力做功 D．M在從O點運動至b點的過程中，電場力對它做的功等于零 解析：　因為O點電勢高于c點電勢，可知

21、場強方向豎直向下，正電荷受到的電場力向下，負電荷受到的電場力向上，可知M是正電荷，N是負電荷，故A錯，M運動到c點電場力做正功，N運動到a點電場力也做正功，且M、N電量荷相等，勻強電場相等距離的等勢線間的電勢差也相等，所以做功相等，選項B正確、C錯；由于O、b點在同一等勢面上，故M在從O點運動到b點的過程中電場力做功為零，選項D正確． 答案：　BD 11．如圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B相距為d，兩板間電壓為U，一質(zhì)量為m的帶電小球從兩板間的M點開始以豎直向上的初速度v0運動，當它到達電場中的N點時速度變?yōu)樗椒较?，大小變?yōu)?v0，求M、N兩點間的電勢差和電場力對帶電小球所做的功．

22、(不計帶電小球對金屬板上的電荷均勻分布的影響，設重力加速度為g) 解析：　帶電小球從M點運動到N點的過程中，在豎直方向上僅受重力作用，從初速度v0勻減速到零，水平方向上僅受電場力作用，速度從零勻加速到2v0.豎直位移：h＝， 水平位移：x＝·t，又h＝t，所以：x＝2h＝，所以M、N兩點間的電勢差UMN＝·x＝.從M點運動到N點的過程中，由動能定理得：WE＋WG＝mvN2－mv02，又WG＝－mgh＝－mv02，所以WE＝2mv02. 答案：　UMN＝　W＝2mv02 12．如下圖所示，有一水平向左的勻強電場，場強為E＝1.25×104 N/C，一根長L＝1.5 m、與水平方向的夾角

23、為θ＝37°的光滑絕緣細直桿MN固定在電場中，桿的下端M固定一個帶電小球A，電荷量Q＝＋4.5×10－6 C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動，電荷量q＝＋1.0×10－6 C，質(zhì)量m＝1.0×10－2 kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運動．(靜電力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (1)小球B開始運動時的加速度為多大？ (2)小球B的速度最大時，與M端的距離r為多大？ 解析：　(1)開始運動時小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力，沿桿方向運動，由牛頓第二定律得 mgsin θ－－qEcos θ＝ma① 解得：a＝gsin θ－－② 代入數(shù)據(jù)解得： a＝3.2 m/s2.③ (2)小球B速度最大時合力為零，即 mgsin θ－－qEcos θ＝0④ 解得：r＝⑤ 代入數(shù)據(jù)解得：r＝0.9 m. 答案：　(1)3.2 m/s2　(2)0.9 m