高中物理人教版选修3-1假期作业：第一章+静电场+综合测评1+Word版含解析

综合测评(一)　静电场
(时间：60分钟　分值：100分)
[命题报告]
　　　难度
角度　　
简单
中等
较难
电场力性质
2
4、10
电场能性质
6
电场线
1
10、9
库仑定律
9
电容器
7
综合
3、5
11、12
一、选择题(共8个小题，每小题6分，共48分)
1．如图1所示，将带电粒子从电场中的A点无初速地释放，不计重力作用，则下列说法中正确的是(　　)
图1
A．带电粒子在电场中一定做匀加速直线运动
B．带电粒子的电势能一定逐渐减少
C．带电粒子一定向电势低的方向运动
D．带电粒子的加速度一定越来越小
【解析】　粒子由静止释放，受力方向不变但大小变化，加速度变化，但不知力方向，不能确定加速度变大变小，故A错，D错，释放后电场力一定做正功，电势能减小，B正确．由于不知运动方向，故向电势高、低方向运动不能判断，C错．
【答案】　B
2．关于场强的三个公式：①E＝，②E＝k，③E＝的适用范围，下列说法正确的是(　　)
A．三个公式都只能在真空中适用
B．公式①和②只能在真空中适用，公式③在真空中和介质中都适用
C．公式②和③只能在真空中适用，公式①在真空中和介质中都适用
D．公式①适用于任何电场，公式②只适用于点电荷形成的电场，公式③只适用于匀强电场
【答案】　D
3．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由(　　)
A．一个带正电的点电荷形成
B．一个带负电的点电荷形成
C．两个分立的带等量负电的点电荷形成
D．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成
【解析】　带负电的粒子在由一个带正电的点电荷形成的电场中，可以由电场力提供向心力，围绕正电荷做匀速圆周运动，也可以沿电场线做变速直线运动，A对、B错．C、D两个选项中的电场线均是曲线，粒子只受到电场力作用不会沿电场线运动，C、D均错．
【答案】　A
4．(·江苏高考)真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为(　　)
A．3∶1　　　 B．1∶3　　　
C．9∶1　　　 D．1∶9
【解析】　由点电荷场强公式有：E＝k∝r－2，故有＝()2＝()2＝9∶1，C项正确．
【答案】　C
5．A、B两个小球带同种电荷，放在光滑的绝缘水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，它们相距为d，同时由静止释放，在它们距离到2d时，A的加速度为a，速度为v，则(　　)
A．此时B的加速度为a/4
B．此过程中电势能减小5mv2/8
C．此过程中电势能减小
D．以上说法均不对
【解析】　相互作用的两小球在运动过程中的任一时刻，作用力大小相等，因此当质量为m 的A球的加速度为a时，质量为2m的B球加速度为a/2；由能量守恒可知，电势减少除转化为A的动能Ek＝mv2还转化为B的动能．
【答案】　D
6．如图2所示，A、B两点各放有电量为＋Q和＋2Q的点电荷，A、 B、C、D四点在同一直线上，且AC＝CD＝DB.将一正电荷从C点沿直线移到D点，则
(　　)
图2
A．电场力一直做正功
B．电场力先做正功再做负功
C．电场力一直做负功
D．电场力先做负功再做正功
【解析】　通过计算AB两点间两点电荷叠加的合场强为零的位置在C和D点之间，故将一正电荷从C点沿直线移到D点，电场力先做正功再做负功．
【答案】　B
7．某电解电容器上标有“25 V、470μF”的字样，对此，下列说法正确的是
(　　)
A．此电容器只能在直流25 V及以下电压才能正常工作
B．此电容器在交流电压的有效值为25 V及以下也能正常工作
C．当工作电压是25 V时，电容才是470μF
D．这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性
【解析】　由标称值可知，该电解电容器用于直流25 V及以下电压时才能正常工作；电容器的电容值由其内部构造所决定，在不被击穿的条件下，与其工作电压无关；电解电容器两引线有正、负极之分，使用时极性不能接错，也不能接交流电．正确答案为A.
【答案】　A
8．如图3所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是
(　　)
图3
A．粒子带正电
B．粒子在A点加速度大
C．粒子在B点动能大
D．A、B两点相比，B点电势能较高
【解析】　由粒子运动轨迹可知粒子受电场力方向与场强方向相反，带负电．A错，由EA【答案】　D
二、填空题(共2小题，共20分)
9．(8分)图4展示了等量异种点电荷的电场线和等势面，从图中我们可以看出，A、B两点的场强________、电势________，C、D两点的场强________、电势________(以上四空均填“相同”或“不同”)
图4
【答案】　相同　不同　不同　相同
10．(12分)如图5所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从极板左侧中央以相同的水平速度v先后垂直地射入匀强电场中．分别落在正极板的a、b、c处，粒子所受重力不能忽略，则可知粒子a、b、c三个粒子在电场中的加速度有aa __________ab __________ac(填“>”、“<”或“＝”)，c粒子________电(填“带正电”、“带负电” 或“不带电”)．
图5
【解析】　三粒子作类平抛运动，因为相同的水平初速度，所以飞行越远，时间越长，在竖直方向：h＝at2有a＝因此aa【答案】　<　<　 c粒子带负电
三、计算题(共2小题，共34分)
11．(16分)一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图6，AB与电场线夹角θ＝30°，已知带电微粒的质量m＝1.0×10－7kg，电量q＝1.0×1010C，A、B相距L＝20 cm.(取g＝10 m/s2，结果保留二位有效数字)求：
图6
(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．
(2)电场强度的大小和方向？
(3)要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？
【解析】　(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如题图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v0方向相反，微粒做匀减速运动．
(2)在垂直于AB方向上，有：qEsin θ－mgcos θ＝0
所以电场强度E＝1.7×104 N/C电场强度的方向水平向左．
(3)微粒由A运动到B时的速度vB＝0时，要使微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得：
mgLsin θ＋qELcos θ＝ mv　代入数据，解得v0＝2.8 m/s.
【答案】　(1)见解析
(2)1.7×104 N/C　水平向左
(3)2.8 m/s
12．(16分)在电场强度为E＝104 N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长l＝1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m＝0.2 kg，电荷量为q＝5×10－6C带正电的小球，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动．现将杆从水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中，电场力对小球作功多少？A、B两位置的电势差多少？小球的电势能如何变化？小球到达B点时的速度多大？取g＝10 m/s2
图7
【解析】　①电场力做功W＝qEL＝5×10－6×104×1＝0.05 J
②UAB＝EL＝104×1＝104 V
③由于电场力做正功，电势能减少
④由动能定理可知：
qEL＋mgL＝mv
代入数据解得，vB＝4.5 m/s.
【答案】　0.5 J　104 V　减少　4.5 m/s