高中物理粤教版选修3-1 第 1章 电场章末测试题 Word版含解析

章末测试题3
一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。在每小题给出的四个选项中第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．(2019·扬州模拟)示波管的聚焦电场是由电极A1、A2、A3、A4形成的，实线为电场线，虚线为等势线，x轴为该电场的中心轴线。一个电子从左侧进入聚焦电场，曲线PQR是它的运动轨迹，则(　　)
A．电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度
B．电场中P点的电势比Q点的电势低
C．电子从P运动到R的过程中，电场力对它先做正功后做负功
D．若电子沿着x轴正方向以某一速度进入该电场，电子有可能做曲线运动
B　[由电场线分布的疏密程度可知，电场中Q点的电场强度大于R点的电场强度，选项A错误；沿电场方向电势越来越低，选项B正确；电子从P运动到R的过程中，电场力对它一直做正功，选项C错误；若电子沿着x轴正方向以某一速度进入该电场，电子一定做直线运动，选项D错误。]
2．(2019·兰州检测)带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是(　　)
A．粒子带负电荷
B．粒子先加速后减速
C．粒子加速度一直增大
D．粒子的机械能先减小后增大
D　[粒子受到的电场力沿电场线方向，故粒子带正电，A错误；由图象知粒子受电场力向右，所以先向左减速运动后向右加速运动，故B错误；从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增大后减小，动能先减小后增大，根据电场线的疏密知道电场强度先变小后变大，故加速度先减小后增大，C错误，D正确。]
3．(2019·黄冈模拟)如图所示，正方形ABCD的对角线相交于O点，两个等量同种正电荷分别固定在A、C两点，则(　　)
A．B、D两处电势、电场强度均相同
B．B、D两处电势、电场强度均不相同
C．若在B点静止释放一电子，电子一定在B、D间往复运动，且加速度先减小后增大
D．若在B点给电子一垂直纸面合适的速度，电子可绕O点做匀速圆周运动
D　[在等量同种电荷连线的中垂线上，电场强度从O点开始向上下两边先增大后减小，在O上方的电场强度方向竖直向上，在O下方的电场强度方向竖直向下，根据对称性可知B、D两点的电场强度大小相等、方向不同，电势相同，故A、B错误；无法判断从O到B(O到D)电场强度是一直增大，还是先增大后减小，故无法判断电子的加速度的变化情况，C错误；在垂直纸面且经过BD两点的圆上，所有点的电势相等，并且电子受到的电场力指向O点，与速度方向垂直，电子可绕O点做匀速圆周运动，D正确。]
4．如图所示，光滑平面上固定金属小球A，用长l0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1，若两球电量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有(　　)
A．x2＝x1　　　 B．x2＝x1
C．x2>x1 D．x2<x1
C　[由题意得
k0x1＝
k0x2＝
则＝
因l0＋x25.(2019·杭州模拟)两块竖直放置的平行正对的金属板构成一个平行板电容器。电容器左板接地，右板与静电计相连，在距离两板等距离的A点处有一个带电小球在静电力与细绳牵引下处于静止状态。若将左极板向右移动靠近A点(未接触)后系统再次平衡，下列说法中正确的是(　　)
A．绳子的张角变小
B．极板上的电荷量减少
C．静电计的指针偏角不变
D．若细绳断掉，小球将做匀加速直线运动(未接触极板)
D　[极板带电量Q不变，根据C＝，C＝以及E＝可得E＝，连接静电计时，移动电容器极板，电场强度不发生变化，小球受的电场力不变，则绳子的张角不变，选项A、B错误；极板靠拢时，C变大，U减小，静电计指针偏角变小，选项C错误；绳子剪断后，小球初速度为零，所受的重力和电场力都是恒力，则加速度恒定，小球做匀加速直线运动，选项D正确。]
6．(2019·杭州模拟)如图所示，四幅有关电场的说法正确的是(　　)
甲　　　　　　　　　乙
丙　　　　　　　　　丁
A．图甲为等量同种点电荷形成的电场线
B．图乙离点电荷距离相等的a、b两点电场强度相同
C．图丙中在c点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到d点
D．图丁中某一电荷放在e点与放在f点，它们的电势能相同
D　[由图可知，甲为等量异种电荷形成的电场线，故A错误；乙为正的点电荷所形成的电场线，离点电荷距离相等的a、b两点电场强度大小相同、电场强度方向不同，故B错误；只有电场线为直线时，粒子才有可能沿着电场线运动，曲线电场线中，粒子不会沿着电场线运动，故C错误；图丁中e点与f点电势相同，它们的电势能相同，故D正确。]
7.(2019·济宁模拟)如图所示，理想二极管、平行板电容器、电源组成闭合电路，带电液滴P置于水平放置的平行板电容器的正中间，且处于静止状态，平行板电容器的B板接地。若将极板A向上移动少许，下列说法中正确的是(　　)
A．电容器的电容增大
B．A、B间的电压增大
C．液滴将向上运动
D．液滴的电势能不变
D　[若将极板A向上移动少许，板间距离增加，根据C＝，电容减小，要放电，但是理想二极管具有单向导电性，不能放电，故是电荷量Q一定，由C＝、E＝可知，电场强度大小与两极板间的距离无关，电场强度不变，则液滴保持静止，故A、B、C错误；由以上分析可知电场强度不变，液滴到下极板的距离不变，所以液滴的电势能不变，故D正确。]
8．(2019·厦门模拟)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是(　　)
A．电场强度的方向处处与等势面垂直
B．电场强度为零的地方，电势也为零
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
AD　[因为等势面和电场线垂直，所以电场强度方向一定和等势面垂直，A正确；电势是人为规定的，而电场强度与电场本身的性质有关，两者没有直接联系，B、C错误；根据U＝Ed可得任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向，D正确。]
9．(2019·江川模拟)两个相同的金属小球，带电荷量之比为1∶3，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的(　　)
A．　　 B．　　　　C．　　　　D．
CD　[由库仑定律F＝k得，库仑力与电量的乘积成正比，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为2∶2，原来带电量之比为1∶3，原来库仑力为F＝，现在的库仑力为F′＝，所以库仑力是原来的。当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为＝q，所以库仑力F″＝，是原来的，故C、D正确，A、B错误。]
10.(2019·合肥调研)如图所示，电路中R1和R2均为可变电阻，平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S，电路达到稳定时，一带电油滴恰好悬浮在两板之间。下列说法正确的是(　　)
A．仅增大R1的阻值，油滴仍然静止
B．仅增大R2的阻值，油滴向上运动
C．增大两板间的距离，油滴仍然静止
D．断开开关S，油滴将向下运动
ABD　[电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R2的电压，当增大R1的阻值时，对电容器的电压没有影响，板间场强不变，油滴受力情况不变，仍静止，故A正确。当增大R2的阻值时，R2分担的电压增大，电容器的电压增大，电容器板间场强增大，油滴所受的电场力增大，因此油滴将向上运动，故B正确。增大两板间的距离，电容器的电压不变，由E＝知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，所以油滴将向下运动，故C错误。断开开关S，电容器通过两个电阻放电，电容器板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动，故D正确。]
二、非选择题(本题共2小题，共40分，按题目要求作答。计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
11．(18分)如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止。重力加速度用g表示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)电场强度的大小E；
(2)将电场强度减小为原来的时，物块加速度的大小a；
(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能Ek。

解析：(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，
FNsin 37°＝qE
FNcos 37°＝mg
可得电场强度E＝。
(2)若电场强度减小为原来的，则E′＝
mgsin 37°－qEcos 37°＝ma
可得加速度a＝0.3g。
(3)电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功
由动能定理则有：mgLsin 37°－qE′Lcos 37°＝Ek－0
可得动能Ek＝0.3mgL。
答案：(1)　(2)0.3g　(3)0.3mgL
12．(22分)如图所示，虚线MN左侧有一电场强度为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏，现将一电子(电荷量为e，质量为m，重力不计)无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：
(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；
(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tan θ；
(3)电子打到屏上P′点到O点的距离x。
解析： (1)电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律和运动学公式得：
a1＝＝
＝a1t
v1＝a1t1，t2＝
运动的总时间为t＝t1＋t2＝3。
(2)设电子射出电场E2时，沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律得，电子在电场中的加速度为
a2＝＝
t3＝，vy＝a2t3
tan θ＝
联立各式解得tan θ＝2。
(3)如图，设电子在电场中E2的偏转距离为x1，在PQ到屏之间运动的竖直距离为x2
则x1＝a2t
tan θ＝
解得：x＝x1＋x2＝3L。
答案：(1)3　(2)2　(3)3L