高中物理 第一章 靜電場(chǎng)（1-4節(jié)）同步訓(xùn)練 新人教版選修3-1.doc

第一章靜電場(chǎng)（14節(jié)）（時(shí)間：90分鐘滿分：100分）一、選擇題（本題共10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分）1.關(guān)于電荷量,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是a.物體的帶電荷量可以是任意值b.物體的帶電荷量只能是某些值c.物體帶電荷量的最小值為1.61019c答案：a解析：物體帶電荷量的最小值為元電荷e=1.61019c,物體帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍.物體帶電實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,而每個(gè)電子帶1.61019c的負(fù)電荷,所以d項(xiàng)正確,只有a項(xiàng)錯(cuò)誤.d.一個(gè)物體帶1.6109c的正電荷,這是它失去了1.01010個(gè)電子的緣故2.下列哪些物體可視為點(diǎn)電荷a.電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點(diǎn)電荷b.均勻帶電的絕緣球體在計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)可視為點(diǎn)電荷c.帶電的細(xì)桿在一定條件下可以視為點(diǎn)電荷d.帶電的金屬球一定不能視為點(diǎn)電荷答案：bc解析：由點(diǎn)電荷的定義可知b、c正確.3.對(duì)于庫(kù)侖定律,下列說(shuō)法正確的是a.凡計(jì)算真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力,就可以使用公式b.兩個(gè)帶電小球即使相距非常近,也能用庫(kù)侖定律c.相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷,不論它們的電荷量是否相同,它們之間的庫(kù)侖力大小一定相等d.當(dāng)兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為4r時(shí),對(duì)于它們之間的靜電作用力大小,只取決于它們各自所帶的電荷量答案：ac解析：由庫(kù)侖定律和牛頓第三定律可知a、c正確.兩金屬球之間的靜電作用力大小還與球所帶電荷的性質(zhì)有關(guān),即與電荷分布有關(guān),所以d錯(cuò)誤.庫(kù)侖定律適用于真空中的點(diǎn)電荷,帶電小球相距非常近時(shí)不能看做點(diǎn)電荷,故庫(kù)侖定律不適用,b錯(cuò).4.關(guān)于電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是a.電場(chǎng)并不是客觀存在的物質(zhì)b.描述電場(chǎng)的電場(chǎng)線是客觀存在的c.電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用d.電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷沒(méi)有力的作用答案：c解析：電場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì),電場(chǎng)線是人為假想的,電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用,只有c正確.5.有關(guān)對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解,下述正確的是a.由可知,電場(chǎng)強(qiáng)度e跟放入的電荷q所受的電場(chǎng)力成正比b.當(dāng)電場(chǎng)中存在試探電荷時(shí),電荷周?chē)懦霈F(xiàn)電場(chǎng)這種特殊的物質(zhì),才存在電場(chǎng)強(qiáng)度c.由可知,在離點(diǎn)電荷很近,r接近于零時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)無(wú)窮大d.電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)本身特性的物理量,與是否存在試探電荷無(wú)關(guān)答案：d解析：電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷施加電場(chǎng)力的作用是電場(chǎng)的一個(gè)基本性質(zhì),反映電場(chǎng)具有這一力的性質(zhì),引入了物理量電場(chǎng)強(qiáng)度e,e反映了電荷周?chē)嬖诘奶厥馕镔|(zhì)電場(chǎng)本身的特性,試探電荷的引入僅僅是用來(lái)檢驗(yàn)這一特性,因此與試探電荷存在與否無(wú)關(guān).物理學(xué)中的點(diǎn)電荷是一種理想化的模型,對(duì)實(shí)際的帶電體在滿足它本身的線度遠(yuǎn)小于問(wèn)題中所涉及的空間距離時(shí),都可看成是點(diǎn)電荷,但當(dāng)r0時(shí),再也不能把電荷看成是點(diǎn)電荷了,即e=kq/r2,在r0時(shí)已不適用.6.在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,其電場(chǎng)強(qiáng)度a.處處相等b.與場(chǎng)源電荷等距的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都相等c.與場(chǎng)源電荷等距的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小都相等,但方向不同d.場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與該點(diǎn)至場(chǎng)源電荷的距離r成反比答案：c解析：本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性和點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式正確選項(xiàng)是c.7.關(guān)于電勢(shì)的高低,下列說(shuō)法正確的是a.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低b.電勢(shì)降低的方向一定是電場(chǎng)線的方向c.正電荷在只受電場(chǎng)力作用下,一定向電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng)d.負(fù)電荷在只受電場(chǎng)力的作用下,由靜止釋放,一定向電勢(shì)高的地方運(yùn)動(dòng)答案：ad解析：電場(chǎng)線方向一定是電勢(shì)降落的方向,反之不一定成立,僅有電勢(shì)降落最快的方向才是電場(chǎng)線的方向.故a對(duì),b錯(cuò).對(duì)cd可先判斷出電場(chǎng)的方向,再判斷電勢(shì)的高低,c錯(cuò),d對(duì).8.關(guān)于電勢(shì)與電勢(shì)能的說(shuō)法,正確的是a.電荷在電勢(shì)越高的地方,電勢(shì)能也越大b.電荷在電勢(shì)越高的地方,它的電荷量越大,所具有的電勢(shì)能也越大c.在正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的任一處,正電荷所具有的電勢(shì)能一定大于負(fù)電荷所具有的電勢(shì)能d.在負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的任一點(diǎn),正電荷所具有的電勢(shì)能一定小于負(fù)電荷所具有的電勢(shì)能答案：cd解析：電荷具有的電勢(shì)能跟帶電荷量的多少和電荷的正負(fù)以及電勢(shì)的高低均有關(guān).9.右圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過(guò)m點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)n點(diǎn)，可以判定a.m點(diǎn)的電勢(shì)大于n點(diǎn)的電勢(shì)b.m點(diǎn)的電勢(shì)小于n點(diǎn)的電勢(shì)c.粒子在m點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在n點(diǎn)受到的電場(chǎng)力d.粒子在m點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在n點(diǎn)受到的電場(chǎng)力答案：ad解析：電場(chǎng)線由高電勢(shì)指向低電勢(shì),電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)大,粒子受力大.故選ad.10.如圖所示，在y軸上關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的a、b兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷q，在x軸上c點(diǎn)有點(diǎn)電荷q，且co=od，ado=60.下列判斷正確的是a.o點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零b.d點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零c.若將點(diǎn)電荷q從o移向c，電勢(shì)能增大d.若將點(diǎn)電荷q從o移向c，電勢(shì)能增大答案：bd解析：電場(chǎng)是矢量,疊加遵循平行四邊形定則,由和幾何關(guān)系可以得出,a錯(cuò),b對(duì).在oc之間合場(chǎng)強(qiáng)的方向向左.把負(fù)電荷從o移到c,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,c錯(cuò),d對(duì).二、填空題（本題共4小題,每小題4分,共16分）11.如圖所示,一束粒子自下而上進(jìn)入一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)后發(fā)生偏轉(zhuǎn),則電場(chǎng)方向?yàn)開(kāi),進(jìn)入電場(chǎng)后,粒子的動(dòng)能_（填“增加”“減少”或“不變”）.答案:水平向左增加解析:因粒子帶負(fù)電,粒子進(jìn)入電場(chǎng)后向右偏轉(zhuǎn),電場(chǎng)力向右,故電場(chǎng)方向水平向左;因電場(chǎng)力做正功,故粒子動(dòng)能增加.12.密立根是美國(guó)物理學(xué)家,他在1917年最早用實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電荷量e=1.641019c,與現(xiàn)在電子電荷量的精確值很接近.密立根設(shè)計(jì)的測(cè)電荷量的裝置原理是讓一個(gè)很小的帶電液滴懸在場(chǎng)強(qiáng)為e的電場(chǎng)中,調(diào)節(jié)e,使作用在液滴上的電場(chǎng)力與液滴的重力平衡.如果e=1.92105 n/c,液滴的重力g=2.841013 n,則液滴的電荷量為_(kāi).答案:1.481018c解析:由于液滴受的電場(chǎng)力與液滴的重力平衡,因此有:qe=g13.如左下圖所示,a、b、c三點(diǎn)為一直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),b=30,現(xiàn)在a、b兩點(diǎn)放置兩點(diǎn)電荷qa、qb,測(cè)得c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向與ab平行,則qa帶_電,qaqb=_. 答案:負(fù)18解析:放在a點(diǎn)和b點(diǎn)的點(diǎn)電荷在c處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向在ac和bc的連線上,因c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與ba方向平行,故放在a點(diǎn)的點(diǎn)電荷和放在b點(diǎn)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向只能如圖所示,由ca和由bc,故qa帶負(fù)電,qb帶正電,且eb=2ea,即又由幾何關(guān)系知所以qaqb=18.14.右上圖中a、b和c表示點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,它們的電勢(shì)分別為、和.一帶電粒子從等勢(shì)面a上某處由靜止釋放后,僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng),已知它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b時(shí)的速率為v,則它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速率為_(kāi).答案:解析:設(shè)帶電粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,由動(dòng)能定理得:聯(lián)立兩式即得經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速率三、解答題（本題共4小題,15、16題各10分,17、18題各12分,共44分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）15.真空中相距3 m的光滑絕緣平面上,分別放置兩個(gè)電荷量為q、4q的點(diǎn)電荷a、b,然后再在某一位置放置點(diǎn)電荷c,這時(shí)三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài).求c的電荷量以及相對(duì)a的位置.答案:4q,ba的延長(zhǎng)線上距a3 m處解析:根據(jù)題意,三個(gè)點(diǎn)電荷中每個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài),由此可知,三個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)位于同一條直線上,設(shè)q、4q如圖放置,為保證三個(gè)電荷都平衡,經(jīng)代入數(shù)據(jù)分析,c應(yīng)放在a、b延長(zhǎng)線左側(cè),且c應(yīng)帶正電,設(shè)電荷量為qc.a、b之間距離為r,a、c之間距離為r,則以a為研究對(duì)象,以b為研究對(duì)象,則以c為研究對(duì)象,則由以上任意兩個(gè)方程可得出qc=4q,r=r=3 m.16.空中有豎直向上的電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小處處相等.一個(gè)質(zhì)量為m=2.0107kg的帶電微粒,其帶電荷量是6.0108c,它在空中下落的加速度為0.1g.設(shè)微粒的帶電荷量不變,空氣阻力不計(jì),取g=10 m/s2,求空中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小.答案:30 n/c解析:由題意mgqe=ma解得17.在真空中的o點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q=1.0109c,直線mn通過(guò)o點(diǎn),om的距離r=30 cm,m點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q=1.01010c,如圖,求:（1）q在m點(diǎn)受到的電場(chǎng)力.（2）m點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng).（3）試分析m、n兩點(diǎn)哪點(diǎn)的電勢(shì)高,依據(jù)什么;q在哪點(diǎn)的電勢(shì)能大,依據(jù)什么.答案:(1)1.0108 n,方向水平向左(2)100 n/c,方向水平向右(3)m點(diǎn)電勢(shì)高.因?yàn)轫樦妶?chǎng)線方向電勢(shì)降低.q在n點(diǎn)的電勢(shì)能大.因?yàn)榘裶從m移到n的過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加.解析:(1)=1.0108 n,方向水平向左.(2)n/c=100 n/c,方向水平向右.(3)m點(diǎn)電勢(shì)高.因?yàn)轫樦妶?chǎng)線方向電勢(shì)降低.q在n點(diǎn)的電勢(shì)能大.因?yàn)榘裶從m移到n的過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加.18.（2009江蘇蘇州中學(xué)期中,28）如圖所示,一根長(zhǎng)為l的不可伸長(zhǎng)的細(xì)絲線一端固定于o點(diǎn),另一端系住一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球.將此裝置放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)e中,待小球穩(wěn)