【學(xué)案導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年教科版物理選修3-1作業(yè)：第1章-章末檢測(cè)(A)

第一章靜電場(chǎng)章末檢測(cè)(A)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題（本題共12個(gè)小題，每小題5分，共60分）1．電荷從靜止開頭只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)(最初階段的運(yùn)動(dòng))，則電荷()A．總是從電勢(shì)高的地方移到電勢(shì)低的地方B．總是從電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方移到電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方C．總是從電勢(shì)能大的地方移到電勢(shì)能小的地方D．總是從電勢(shì)能小的地方移到電勢(shì)能大的地方答案C2．如圖1所示，實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線，a、b兩帶電粒子從電場(chǎng)中的O點(diǎn)以相同的初速度飛出．僅在電場(chǎng)力作用下，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，則()圖1A．a(chǎn)肯定帶正電，b肯定帶負(fù)電B．a(chǎn)加速度減小，b加速度增大C．a(chǎn)電勢(shì)能減小，b電勢(shì)能增大D．a(chǎn)和b的動(dòng)能肯定都增大答案BD解析由于不知道電場(chǎng)線的方向，故無法推斷粒子帶電性質(zhì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；但可以推斷左方場(chǎng)強(qiáng)大于右方的場(chǎng)強(qiáng)，故a加速度減小，b加速度增大，B項(xiàng)正確；電場(chǎng)力對(duì)兩粒子均做正功，故電勢(shì)能均減小，動(dòng)能都增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．3．電場(chǎng)中有一點(diǎn)P，下列說法中正確的有()A．若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半B．若P點(diǎn)沒有摸索電荷，則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零C．P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力越大D．P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)榉旁谠擖c(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力的方向答案C4.如圖2所示，MN是一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線．一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)從a到b穿越這條電場(chǎng)線的軌跡如圖中虛線所示．下列結(jié)論正確的是()圖2A．帶電粒子從a到b過程中動(dòng)能漸漸減小B．負(fù)點(diǎn)電荷肯定位于M點(diǎn)左側(cè)C．帶電粒子在a點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能D．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度答案CD解析本題考查電場(chǎng)力、電勢(shì)能．由粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡可知，帶電粒子受到的電場(chǎng)力向右，電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做正功，帶電粒子的電勢(shì)能減小，動(dòng)能漸漸增大，負(fù)電荷肯定在N側(cè)，帶電粒子在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于b點(diǎn)的電場(chǎng)力，所以在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度，C、D項(xiàng)正確．5.如圖3中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的確定值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)．若不計(jì)重力，則()圖3A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功D．M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零答案BD解析由O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)知，場(chǎng)強(qiáng)方向垂直虛線向下，由兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向知N粒子所受電場(chǎng)力方向向上，M粒子所受電場(chǎng)力方向向下，故M粒子帶正電、N粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤．N粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功．M粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)電場(chǎng)力也做正功．由于UaO＝UOc，且M、N粒子質(zhì)量相等，電荷的確定值相等，由動(dòng)能定理易知B正確．因O點(diǎn)電勢(shì)低于a點(diǎn)電勢(shì)，且N粒子帶負(fù)電，故N粒子運(yùn)動(dòng)中電勢(shì)能削減，電場(chǎng)力做正功，C錯(cuò)誤．O、b兩點(diǎn)位于同一等勢(shì)線上，D正確．6.如圖4所示是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，四周有1、2、3、4、5、6各點(diǎn)，其中1、2之間距離與2、3之間距離相等，2、5之間距離與2、6之間距離相等．兩條虛線相互垂直且平分，那么關(guān)于各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的敘述正確的是()圖4A．1、3兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．5、6兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．4、5兩點(diǎn)電勢(shì)相同D．1、3兩點(diǎn)電勢(shì)相同答案ABC解析兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的中垂線是等勢(shì)線，所以2、4、5、6的電勢(shì)相等，C正確；順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，1、3電勢(shì)不相等，D錯(cuò)誤；1、2之間距離與2、3之間距離相等，由場(chǎng)強(qiáng)的矢量合成可以知道1、3兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同，A正確；2、5之間距離與2、6之間距離相等，由場(chǎng)強(qiáng)的矢量合成得5、6兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同，B正確．7.如圖5所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30°角．關(guān)于a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Ea、Eb及電勢(shì)φa、φb的關(guān)系，正確的是()圖5A．Ea＝3Eb，φa>φbB．Ea＝3Eb，φa<φbC．Ea＝eq\f(Eb,3)，φa<φbD．Ea＝eq\r(3)Eb，φa<φb答案B解析點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝keq\f(Q,r2)，又由題圖可知ratan60°＝rb，所以Ea＝3Eb.點(diǎn)電荷所形成的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的球面，從a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向可知此點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，所以φa<φb.8．如圖6甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電子原來靜止在左極板小孔處，不計(jì)電子的重力，下列說法正確的是()圖6A．從t＝0時(shí)刻釋放電子，電子始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上B．從t＝0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)C．從t＝T/4時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)，也可能打到右極板上D．從t＝3T/8時(shí)刻釋放電子，電子必定打到左極板上答案AC解析若t＝0時(shí)刻釋放電子，電子將重復(fù)先加速后減速，直到打到右極板，不會(huì)在兩板間振動(dòng)，所以A正確，B錯(cuò)誤；若從t＝T/4時(shí)刻釋放電子，電子先加速T/4，再減速T/4，有可能電子已到達(dá)右極板，若此時(shí)未到達(dá)右極板，則電子將在兩極板間振動(dòng)，所以C正確；同理，若從t＝3T/8時(shí)刻釋放電子，電子有可能到達(dá)右極板，也有可能從左極板射出，這取決于兩板間的距離，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤；此題考查帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．9.如圖7所示，在水平放置的已經(jīng)充電的平行板電容器之間，有一帶負(fù)電的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，若某時(shí)刻油滴的電荷量開頭減小，為維持該油滴原來的靜止?fàn)顟B(tài)，應(yīng)()圖7A．給平行板電容器充電，補(bǔ)充電荷量B．給平行板電容器放電，減小電荷量C．使兩金屬板相互靠近些D．使兩金屬板相互遠(yuǎn)離些答案A解析為維持油滴靜止?fàn)顟B(tài)，應(yīng)增大兩板間場(chǎng)強(qiáng)，由Q＝CU，U＝Ed可知增大Q，E也增大，故A項(xiàng)對(duì)，B項(xiàng)錯(cuò)；Q不變，轉(zhuǎn)變d，E不變，C、D項(xiàng)錯(cuò)．10.空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖8所示，x軸上兩點(diǎn)B、C的電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的重量分別是EBx、ECx，下列說法中正確的有()圖8A．EBx的大小大于ECx的大小B．EBx的方向沿x軸正方向C．電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x方向上的重量最大D．負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功答案AD解析在φ—x圖中，圖象斜率表示場(chǎng)強(qiáng)大?。Y(jié)合題中圖象特點(diǎn)可知EBx>ECx，EOx＝0，故A對(duì)，C錯(cuò)．依據(jù)電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)漸漸降低可知EBx沿x軸負(fù)方向，B項(xiàng)錯(cuò)．負(fù)電荷在正x軸上受電場(chǎng)力沿x軸負(fù)向，在負(fù)x軸上受電場(chǎng)力沿x軸正向，故可推斷負(fù)電荷從B移到C的過程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，D項(xiàng)正確．11.如圖9所示，帶等量異號(hào)電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一帶電粒子(不計(jì)重力)以速度vM經(jīng)過M點(diǎn)在電場(chǎng)線上向下運(yùn)動(dòng)，且未與下板接觸，一段時(shí)間后，粒子以速度vN折回N點(diǎn)，則()圖9A．粒子受電場(chǎng)力的方向肯定由M指向NB．粒子在M點(diǎn)的速度肯定比在N點(diǎn)的大C．粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能肯定比在N點(diǎn)的大D．電場(chǎng)中M點(diǎn)的電勢(shì)肯定高于N點(diǎn)的電勢(shì)答案B解析兩平行金屬板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)．帶電粒子先向下運(yùn)動(dòng)又折回說明粒子先向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，折回后向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．整個(gè)過程具有對(duì)稱性，由此可知B項(xiàng)正確．12.如圖10所示，三個(gè)質(zhì)量相同，帶電荷量分別為＋q、－q和0的小液滴a、b、c，從豎直放置的兩板中間上方由靜止釋放，最終從兩板間穿過，軌跡如圖所示，則在穿過極板的過程中()圖10A．電場(chǎng)力對(duì)液滴a、b做的功相同B．三者動(dòng)能的增量相同C．液滴a電勢(shì)能的增加量等于液滴b電勢(shì)能的減小量D．重力對(duì)三者做的功相同答案AD解析此題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的受力運(yùn)動(dòng)及能量變化規(guī)律，因a、b帶電荷量相等，所以穿過兩板時(shí)電場(chǎng)力做功相同，電勢(shì)能增加量相同，A對(duì)，C錯(cuò)；c不帶電，不受電場(chǎng)力作用，由動(dòng)能定理，三者動(dòng)能增量不同，B錯(cuò)；a、b、c三者穿出電場(chǎng)時(shí)，由WG＝mgh知，重力對(duì)三者做功相同，D對(duì)．二、計(jì)算題（本題共4個(gè)小題，滿分40分）13.（10分）如圖11所示，P、Q兩金屬板間的電勢(shì)差為50V，板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向左，板間的距離d＝10cm，其中Q板接地，兩板間的A點(diǎn)距P板4圖11(1)P板及A點(diǎn)的電勢(shì)．(2)保持兩板間的電勢(shì)差不變，將Q板向左平移5cm，則A答案(1)－50V－30V(2)－10V解析(1)UPQ＝φP－φQ＝－50V，φA＝eq\f(UPQ,d)·d1＝eq\f(－50,0.1)×0.06V＝－30V．因Q板接地，故P點(diǎn)電勢(shì)φP＝－50V.(2)φA′＝eq\f(UPQ,d′)·d2＝eq\f(－50,0.50)×0.01V＝－10V.14.（10分）在一個(gè)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場(chǎng)線重合，坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m．已知放在A、B兩點(diǎn)的摸索電荷受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同，電場(chǎng)力的大小跟摸索電荷所帶電荷量大小的關(guān)系如圖12所示中的直線A、B所示，放在A點(diǎn)的電荷帶正電，放在B圖12(1)B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；(2)試推斷點(diǎn)電荷Q的電性，并確定點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)．答案(1)2.5N/C沿x軸的負(fù)方向(2)負(fù)電2.6解析(1)由題圖可得B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小EB＝eq\f(F,q)＝2.5N/C.因B點(diǎn)的摸索電荷帶負(fù)電，而受力指向x軸的正方向，故B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向沿x軸的負(fù)方向．(2)因A點(diǎn)的正電荷受力和B點(diǎn)的負(fù)電荷受力均指向x軸的正方向，故點(diǎn)電荷Q位于A、B兩點(diǎn)之間，帶負(fù)電．設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為x，則EA＝keq\f(Q,x－22)，EB＝keq\f(Q,5－x2).由題圖可得EA＝40N/C，解得x＝2.615.（10分）如圖13所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平位置的平行板電容器兩板間，距下板0.8cm，兩板間的電勢(shì)差為300V．假如兩板間電勢(shì)差減小到60V，圖13答案4.5×10－2s解析取帶電小球?yàn)闋?zhēng)辯對(duì)象，設(shè)它帶電荷量為q，則帶電小球受重力mg和電場(chǎng)力qE的作用．當(dāng)U1＝300V時(shí)，小球平衡：mg＝qeq\f(U1,d)①當(dāng)U2＝60V時(shí)，帶電小球向下極板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：mg－qeq\f(U2,d)＝ma②又h＝eq\f(1,2)at2③由①②③得：t＝eq\r(\f(2U1h,U1－U2g))＝eq\r(\f(2×0.8×10－2×300,300－60×10))s＝4.5×10－2s16.（10分）如圖14所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B，板距d＝0.04m，兩板間的電壓U＝400V，板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．在A、B兩板上端連線的中點(diǎn)Q的正上方，距Q為h＝1.25m的P點(diǎn)處有一帶正電的小球，已知小球的質(zhì)量m＝5×10－6kg，電荷量q＝5×10－8C．設(shè)A、B板足夠長圖14(1)帶正電的小球從P點(diǎn)開頭由靜止下落，經(jīng)多長時(shí)間和金屬板相碰；(2)相碰時(shí)，離金屬板上端的距離多大．答案(1)0.52s(2)0.102解析(1)設(shè)小球從P到Q需時(shí)間t1，由h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)得t1＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×1.25,10))s＝0.5s，小球進(jìn)入電場(chǎng)后其飛行時(shí)間取決于電場(chǎng)力產(chǎn)生的加速度a，由力的獨(dú)立作用原理，可以求出小球在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2.應(yīng)有qE＝ma，E＝eq\f(U,d)，e