【狀元之路】2014-2015高中物理新課標(biāo)選修3-1：單元測評(píng)(1)解析

1、狀元 NA N avuAM 2HI LM 1高中新課標(biāo)物理選修 1單元測評(píng)（一）靜電場（時(shí)間：90 分鐘滿分：100 分）第I卷（選擇題，共 48 分）一、選擇題（本題有 12 小題，每小題 4 分，共 48 分.請將正確答案填 在答題欄內(nèi)）1.小華有一次不小心購買了盜版的物理參考書，做練習(xí)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)有 一個(gè)關(guān)鍵數(shù)字看不清，拿來問老師，如果你是老師，你認(rèn)為可能是下列數(shù) 字中的（）1919A.6.2X10 CB.6.4X10C1919C.6 6X10 CD.6 8X10 C解析：此題關(guān)鍵數(shù)字，應(yīng)是元電荷的整數(shù)倍，滿足這一條件的數(shù)據(jù)只 有選項(xiàng) B.答案：B2.如圖所示，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬

2、球 A 靠近驗(yàn)電器的小球 B（不接觸）時(shí)，驗(yàn)電器的金箔張角減小，則（ ）A .金屬球一定不帶電B. 金屬球可能帶負(fù)電2C .金屬球可能帶正電D .金屬球一定帶負(fù)電解析：驗(yàn)電器的金箔之所以張開，是因?yàn)樗鼈兌紟в姓姾桑N電荷相排斥，張開角度的大小決定于兩金箔帶電荷量的多少.如果A 球帶負(fù)電，靠近驗(yàn)電器的 B 球時(shí)，異種電荷相互吸引，使金箔上的正電荷逐漸“上移”，從而使兩金箔張角減小，選項(xiàng) B 正確，A、C 項(xiàng)錯(cuò)誤.如果 A 球不帶電，在靠近 B 球時(shí)，發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象使 A 球靠近 B 球的端面出現(xiàn) 負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向 B 球的端面出現(xiàn)正的感應(yīng)電荷.A 球上的感應(yīng)電荷 與驗(yàn)電器上的正電荷發(fā)

3、生相互作用，由于負(fù)電荷離驗(yàn)電器較近而表現(xiàn)為吸 引作用，從而使金箔張角減小，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.答案：B3. （多選題）兩個(gè)完全相同的小金屬球，它們的帶電荷量之比為 5： 1（皆 可視為點(diǎn)電荷）,它們在相距一定距離時(shí)相互作用力為 Fi,如果讓它們接觸 后再放回各自原來的位置上，此時(shí)相互作用力變?yōu)?F2,則 Fi: F2可能為 （ ）A. 5 : 2B. 5 : 4C. 5 : 6D . 5 : 95q2解析：由庫侖定律，它們接觸前的庫侖力為 Fi=岸；若帶同種電荷，9q2接觸后的帶電荷量相等，為 3q,此時(shí)庫侖力為 F2= ?。蝗魩М惙N電荷， 接觸后的帶狀元NS2HI LU 高中新課標(biāo)物理選修 13

4、電荷量相等，為 2q,此時(shí)庫侖力為 F2 = k4背，由以上計(jì)算可4知選項(xiàng) B、D 正確.答案：BD4.如圖所示，有三個(gè)點(diǎn)電荷 A、B、C 位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂 點(diǎn)上，已知 A、B 都帶正電荷，A 所受B、C 兩個(gè)電荷的靜電力的合力如圖 中 FA所示，那么可以判定點(diǎn)電荷 C 所帶電荷的電性為（）A. 一定是正電B. 定是負(fù)電C .可能是正電，也可能是負(fù)電D.無法判斷解析：因 A、B 都帶正電，所以表現(xiàn)為斥力，即 B 對(duì) A 的作用力沿 BA 的延長線方向，而不論 C 帶正電還是帶負(fù)電，A 和 C 的作用力方向都必須 在 AC 連線上，由平行四邊形定則知，合力必定為兩個(gè)分力的對(duì)角線，所以

5、A 和 C 之間必為引力，所以 C 帶負(fù)電，故選 B.狀元NSAN QVUANl ZHI LU 高中新課標(biāo)物理選修 15答案：B6高中新課標(biāo)物理選修 15.實(shí)線為三條未知方向的電場線，從電場中的 M 點(diǎn)以相同的速度飛出 a、 b 兩個(gè)帶電粒子， a、 b 的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示（a、 b 只受電場 力作用），則（）A.a 一定帶正電，b 一定帶負(fù)電B.電場力對(duì) a 做正功，對(duì) b 做負(fù)功C.a 的速度將減小，b 的速度將增大D.a 的加速度將減小，b 的加速度將增大解析：由于電場線方向未知，故無法確定 a、b 的電性，A 項(xiàng)錯(cuò)；電場力對(duì) a、b 均做正功，兩帶電粒子動(dòng)能均增大，則速度均增大

6、，B、C 項(xiàng)均錯(cuò)；a 向電場線稀疏處運(yùn)動(dòng)，電場強(qiáng)度減小，電場力減小，故加速度減小， b 向電場線密集處運(yùn)動(dòng)，故加速度增大， D 項(xiàng)正確.答案：D6.如上圖所示，一帶電小球用絲線懸掛在水平方向的勻強(qiáng)電場中，當(dāng) 小球靜止后把懸線燒斷，則小球在電場中將7（）8A .做自由落體運(yùn)動(dòng)B.做曲線運(yùn)動(dòng)C .做沿著懸線的延長線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D .做變加速直線運(yùn)動(dòng)解析：燒斷前，小球受三個(gè)力而平衡，線的拉力與重力和電場力的合 力等大反向，燒斷線后，拉力消失，而另外兩個(gè)力不變，合力與拉力方向相反，則小球?qū)⒀刂鴳揖€的延長線做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故 C項(xiàng)正確.7. （多選題）如圖所示，在 y 軸上關(guān)于 0 點(diǎn)

7、對(duì)稱的 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)電荷一 Q 且 C0= 0D, / ADO = 60下列 判斷正確的是（ ）A. O 點(diǎn)電場強(qiáng)度為零B. D 點(diǎn)電場強(qiáng)度為零C. 若將點(diǎn)電荷+ q 從 O 移向 C,電勢能增大狀元NS ZHUJANQVUAM 2HI LU 高中新課標(biāo)物理選修 19D. 若將點(diǎn)電荷一 q 從 O 移向 C,電勢能增大10解析：根據(jù)對(duì)稱性和疊加原理，0 點(diǎn)有三個(gè)場強(qiáng)矢量，其中 A、B 兩點(diǎn)的電荷在 0 點(diǎn)的場強(qiáng)矢量等大反向，矢量和為零，即 0 點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于C 點(diǎn)電荷在該處的場強(qiáng)；D 點(diǎn)有三個(gè)場強(qiáng)矢量，方向分布互為 120故合 場強(qiáng)為零，A

8、項(xiàng)錯(cuò)、B 項(xiàng)對(duì).由于 D 點(diǎn)場強(qiáng)為零，作為分界點(diǎn)，D 的左邊 場強(qiáng)方向向左，右邊方向向右.則將點(diǎn)電荷+ q 從 0 移向 C 的過程中，靜 電力的方向跟移動(dòng)方向相同，靜電力做正功，電勢能減??；將點(diǎn)電荷一 q 從0 移向 C 的過程中，靜電力的方向跟移動(dòng)方向相反，靜電力做負(fù)功，電勢能增加，選項(xiàng) C 錯(cuò)、D 對(duì).答案：BD8.金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細(xì)桿 MN，如圖所示，金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為 Ea、Eb、Ec,三者相比（）A. Ea最大B. Eb最大C.Ec最大D . Ea= Eb= Ec解析：感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的

9、場強(qiáng)與場源電荷在球內(nèi)產(chǎn)生的場強(qiáng) 的矢量和狀元NS ZHNJAN QVUAM 2HI LU 高中新課標(biāo)物理選修 111為零.離場源電荷越近的點(diǎn)場強(qiáng)越大，所以感應(yīng)電荷在該點(diǎn)的場 強(qiáng)也越大，選項(xiàng) C 正確.狀元NS2HI LU 12高中新課標(biāo)物理選修 1答案：C9.如圖所示是一只利用電容器電容 C 測量角度B的電容式傳感器的示 意圖.當(dāng)動(dòng)片和定片之間的角度B發(fā)生變化時(shí)，電容 C 便發(fā)生變化， 于是 通過知道電容 C 的變化情況就可以知道角度B的變化情況.下列圖象中， 最能正確反映角度B與電容 C 之間關(guān)系的是（ ）高中新課標(biāo)物理選修 113解析：兩極板正對(duì)面積 S=舟舟(L0)R2,則 S 鞏n-B

10、).又因?yàn)?CS,所以 C 鞏0)令 C= k(0，貝卩0= nc( (k 為常數(shù)) )，所以 B 項(xiàng)正確.答案：B 410.一個(gè)帶正電的油滴從右圖所示的勻強(qiáng)電場上方A 點(diǎn)自由下落，油滴落入勻強(qiáng)電場后，能較準(zhǔn)確地描述油滴運(yùn)動(dòng)軌跡的是下圖中的( () )14C解析：油滴從 A 點(diǎn)自由下落以一豎直速度進(jìn)入電場，進(jìn)入電場后受重力和電場力兩恒力作用.如圖，根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，運(yùn)動(dòng)軌跡將向右彎 曲，故選B.答案：B11.（多選題）如圖所示，在豎直紙面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為 m、帶 電荷量為一 q 的小球在一恒力 F 的作用下沿圖中虛線由 A 勻速運(yùn)動(dòng)至 B.已 知力 F 和狀元 N高中新課標(biāo)物理

11、選修 115AB 間夾角0=60 AB 間距離為 d,且 F = mg則（ ）A.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E=q16C.帶電小球由 A 運(yùn)動(dòng)到 B 的過程中電勢能增加了 了 mgdD .電場方向與 F 方向關(guān)于 AB 對(duì)稱解析：恒力 F 的大小和重力的大小相等并且夾角為 120，根據(jù)小球做勻速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可判斷電場力方向與豎直方向夾角為60向左，大小等于 F ,即 mg= qE= F.從 A 到 B 過程中，電場力做功 WAB= Eq dcos 60=2,答案：AB12.如右圖所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊沿垂直電場 方向射入勻強(qiáng)電場，且恰好從正極板邊沿飛出，現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)?原

12、來的兩倍，而電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊沿飛出，則兩極板 的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼模?）A. 2 倍B. 4 倍狀元Ng ZHBJAN QVUAjM 2HI LU 高中新課標(biāo)物理選修 1B.A、BFd2qA、B 兩點(diǎn)間的電勢差為 UABWAB=q Fd2q.17歸倍D.1倍解析：電子在兩極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)：高中新課標(biāo)物理選修 1水平方向：i0t，t=1，豎直方向：d=2af=2mdv2，故 d2=2 盟，即 dVo，故 C 項(xiàng)正確.答案：C第H卷（非選擇題，共 52 分）二、計(jì)算題（本題有 4 小題，共 52 分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、 方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有

13、數(shù)值計(jì)算的題，13. （12 分）光滑絕緣導(dǎo)軌與水平面成 45角，兩個(gè)質(zhì)量均為 m、帶等 量同種電荷的小球 A、B,帶電荷量均為 q,靜止于導(dǎo)軌的同一水平高度處， 如圖所示.求：兩球之間的距離.2解析：設(shè)兩球之間的距離為 x,相互作用的庫侖力為 F，貝卩：F = kq2（5由平衡條件得：Fcos45 = mgsin45 （5 分）由以上兩式解得：x= q 盤（2 分）狀元NBA N QVMAhl 2HI LU iimg狀元NS2HI LU 19高中新課標(biāo)物理選修 1rf f.A:11J（QXrific14. （12 分）如圖所示，光滑絕緣桿豎直放置，它與以正點(diǎn)電荷 Q 為圓心的某一圓周交于 B

14、、C 兩點(diǎn)，質(zhì)量為 m、帶電荷量為一 q 的有孔小球從桿 上的 A點(diǎn)無初速度下滑，已知 q? Q, AB= h,小球滑到 B 點(diǎn)時(shí)速度大小為 3gh,則小球從 A運(yùn)動(dòng)到 B 的過程中，電場力做多少功？若取 A 點(diǎn)電勢為 零，C 點(diǎn)電勢是多大？1解析：由動(dòng)能定理得：mgh + W電=2mv2（5 分）解得：W電=mgh（2 分）W電mgh 八 也=帕= 2q （5分）1. mgh答案：2mgh 2q高中新課標(biāo)物理選修 115. （14 分）長為 L 的絕緣細(xì)線下端系一帶正電的小球，其帶電荷量為 Q,懸狀元NS2HI LU 20于 0 點(diǎn)，如圖所示.當(dāng)在 0 點(diǎn)另外固定一個(gè)正電荷時(shí)，如果球靜止 在

15、 A 處，則細(xì)線拉力是重力 mg 的兩倍.現(xiàn)將球拉至圖中 B 處（0=60，放 開球讓它擺動(dòng)，問：（1） 固定在 0 處的正電荷的帶電荷量為多少？（2） 球擺回到 A 處時(shí)懸線拉力為多少？解析：（1）球靜止在 A 處受三個(gè)力作用：重力 mg、靜電力 F 和細(xì)線拉 力 F拉，由受力平衡和庫侖定律列式得：F拉=F + mg, F = 燈,F拉=2mg（3 分）聯(lián)立解得：q=豐豐 （2 分）（2）擺回的過程只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，規(guī)定最低點(diǎn)重力勢能 等于零，則:1mgL（1 cos 0） = qmv2（3 分）由牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，V2八F拉一 mg F = m（3 分）由（1）知靜

16、電力 F = mg, （1 分）聯(lián)立解得：F拉=3mg.（2 分）答案：（1）（2）3mg21高中新課標(biāo)物理選修 116. (14 分)如圖所示，水平放置的平行板電容器，與某一電源相連， 它的極板長 L= 0.4 m,兩板間距離 d= 4X10一3m,有一束由相同帶電微粒 組成的粒子流，以相同的速度 vo從兩板中央平行極板射入，開關(guān) S 閉合前， 兩板不帶電，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒質(zhì)量為m=4X105kg,電量 q=+ 1X108C. (g= 10 m/s?)問：L- sJ hd15 電源11也q、%1-1-1(1)微粒入射速度 vo為多少？為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場，電容器的上板應(yīng)與電 源的正極還是負(fù)極相連？所加的電壓 U 應(yīng)取什么范圍？Ld 1解析：（1）2= v0t, 2= 2gt2（2 分）(2)電容器的上板應(yīng)接電源的負(fù)極當(dāng)所加的電壓為 U