（課堂設(shè)計(jì)）高中物理 第一章 靜電場(chǎng)本章綜合檢測(cè)3 新人教版選修3-1

第一章靜電場(chǎng)本章綜合檢測(cè)3（人教版選修3-1）一、選擇題(本題共10小題．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)的得8分，選對(duì)但不全的得4分，有選錯(cuò)的得0分)1．使兩個(gè)完全相同的金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)分別帶上－3Q和＋5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點(diǎn)，它們之間庫侖力的大小為F1.現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點(diǎn)，它們之間庫侖力的大小為F2.則F1與F2之比為 A．2∶1 B．4∶1 C．16∶1 D．60∶1解析：兩個(gè)完全相同的金屬小球相互接觸后，帶電荷量均為＋Q，距離變?yōu)樵瓉淼膬杀叮鶕?jù)庫侖定律可知選項(xiàng)D正確．答案：D2．如下圖所示的真空空間中，僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷，則下圖中a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同的是 ()解析：C圖中a、b兩點(diǎn)處在＋q、－q連線的中垂線上，且關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱分布，電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同．答案：C3．如圖1所示的電容式鍵盤，是通過改變電容器的哪個(gè)因素來改變電容的圖1()圖1A．兩板間的距離B．兩板間的電壓C．兩板間的電介質(zhì)D．兩板的正對(duì)面積解析：本題考查電容器電容大小的決定因素．當(dāng)敲擊鍵盤時(shí)由公式C＝eq\f(εrS,4kπd)可知改變了極板間距離，故選A.本題難度較小．答案：A4．細(xì)胞膜也稱生物膜或質(zhì)膜．是由類脂、蛋白質(zhì)和糖類組成．質(zhì)膜中的類脂也稱膜脂，是質(zhì)膜的基本骨架，膜蛋白質(zhì)是膜功能的主要體現(xiàn)者．如果細(xì)胞膜的厚度約等于800nm(1nm＝10－9m)，當(dāng)膜的內(nèi)外層間的電壓達(dá)到0.4V時(shí)，即可讓一價(jià)鈉離子滲透．設(shè)細(xì)胞膜內(nèi)的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則鈉離子在滲透時(shí) A．膜內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度約為5×105V/mB．膜內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度約為2×105V/mC．每個(gè)鈉離子沿電場(chǎng)方向透過膜時(shí)電場(chǎng)力做功約為6.4×10－20JD．每個(gè)鈉離子沿電場(chǎng)方向透過膜時(shí)電場(chǎng)力做功約為1.6×10－19J解析：根據(jù)E＝eq\f(U,d)＝eq\f(0.4,800×10－9)V/m＝5×105V/m，A正確，B錯(cuò)誤；W＝Uq＝0.4×1.6×10－19J＝6.4×10－20J，C正確，D錯(cuò)誤．答案：AC5．冬天當(dāng)我們脫毛絨衫時(shí)，靜電經(jīng)常會(huì)跟你開個(gè)小玩笑，下列一些相關(guān)的說法正確的是 ()A．當(dāng)將外衣脫下的過程中，內(nèi)外衣間摩擦起電，內(nèi)衣和外衣所帶的電荷是同種電荷B．如果內(nèi)外兩件衣服可看作電容器的兩極，并且將外衣脫下的某個(gè)過程中兩衣間電荷量一定，隨著兩衣間距離的增大，兩衣間電容變小，則兩衣間的電勢(shì)差也將變小C．在將外衣脫下的過程中，內(nèi)外兩衣間隔增大，衣物上電荷的電勢(shì)能將減小(若不計(jì)放電中和)D．脫衣時(shí)如果人體帶上了電，當(dāng)手接近金屬門把時(shí)，會(huì)造成對(duì)人體輕微的電擊解析：逐項(xiàng)分析如下選項(xiàng)診斷結(jié)論A內(nèi)外衣摩擦起電，根據(jù)電荷守恒，所帶電荷一定是異種電荷×B若看作電容器，Q不變，電容C減小，則U增大×C外衣脫下時(shí)，兩衣間距離增大，克服電場(chǎng)力做功，電荷的電勢(shì)能增大×D人體帶電后與金屬接觸，必定會(huì)將人體上的電荷定向移動(dòng)，形成輕微的電擊√答案：D圖26．如圖2所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)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－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判斷正確的是()圖2A．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)能增大解析：兩正電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零，負(fù)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)即為O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)，A錯(cuò)誤；設(shè)CD＝L，兩正電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正向，大小為2×keq\f(Q,L2)cos60°＝keq\f(Q,L2)，與負(fù)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，所以D點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，B正確；OC間的電場(chǎng)方向由O指向C，＋q由O移向C，靜電力做正功，電勢(shì)能減小，－q從O移向C，靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，C錯(cuò)誤，D正確．答案：BD7．空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖3所示，x軸上兩點(diǎn)B、C的電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說法中正確的有 ()A．EBx的大小大于ECx的大小圖3B．EBx的方向沿x軸正方向圖3C．電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x方向上的分量最大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)功解析：從題圖上分析B點(diǎn)的斜率大于C點(diǎn)的斜率，由E＝eq\f(U,d)則B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小大于C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，A正確．EBx沿x軸負(fù)方向，電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力合力為零，負(fù)電荷從B到C的過程中電勢(shì)先升高后降低，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，D正確．答案：AD圖48．一個(gè)帶負(fù)電荷q，質(zhì)量為m的小球，從光滑絕緣的斜面軌道的A點(diǎn)由靜止下滑，小球恰能通過半徑為R的豎直圓形軌道的最高點(diǎn)B而做圓周運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)在豎直方向上加如圖4所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)，若仍從A點(diǎn)由靜止釋放該小球，則 ()圖4A．小球不能過B點(diǎn)B．小球仍恰好能過B點(diǎn)C．小球能過B點(diǎn)，且在B點(diǎn)與軌道之間壓力不為0D．以上說法都不對(duì)解析：小球從光滑絕緣的斜面軌道的A點(diǎn)由靜止下滑，恰能通過半徑為R的豎直圓形軌道的最高點(diǎn)B而做圓周運(yùn)動(dòng)，則mg＝meq\f(v12,R)，mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mv12；加勻強(qiáng)電場(chǎng)后仍從A點(diǎn)由靜止釋放該小球，則(mg－qE)(h－2R)＝eq\f(1,2)mv22，聯(lián)立解得mg－qE＝eq\f(mv22,R)，滿足小球恰好能過B點(diǎn)的臨界條件，選項(xiàng)B正確．答案：B圖59．如圖5所示，將兩個(gè)擺長(zhǎng)均為l的單擺懸于O點(diǎn)，擺球質(zhì)量均為m，帶電量均為q(q>0)．將另一個(gè)帶電量也為q(q>0)的小球從O點(diǎn)正下方較遠(yuǎn)處緩慢移向O點(diǎn)，當(dāng)三個(gè)帶電小球分別處在等邊三角形abc的三個(gè)頂點(diǎn)上時(shí)，擺線的夾角恰好為120°，則此時(shí)擺線上的拉力大小等于 ()圖5A．2eq\r(3)mg B．2mg C.eq\r(3)eq\f(kq2,l2) D.eq\f(\r(3),3)·eq\f(kq2,l2)解析：本題考查物體的平衡，中檔題．當(dāng)夾角為120°時(shí)，對(duì)a或b進(jìn)行受力分析，小球受拉力、重力和另外兩個(gè)小球?qū)λ某饬?，兩個(gè)庫侖力大小相等合力方向與水平方向成30°，所以繩子拉力與庫侖力的合力成120°，根據(jù)力的合成的知識(shí)可得繩子拉力大小等于重力為mg或等于庫侖力的合力為eq\f(\r(3),3)·eq\f(kq2,l2)，D對(duì)．答案：D圖610．如圖6所示，絕緣桿兩端固定帶電小球A和B，輕桿處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，不考慮兩球之間的相互作用．初始時(shí)桿與電場(chǎng)線垂直，將桿右移的同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°，發(fā)現(xiàn)A、B兩球電勢(shì)能之和不變．根據(jù)如圖給出的位置關(guān)系，下列說法正確的是 ()圖6A．A一定帶正電，B一定帶負(fù)電B．A、B兩球帶電量的絕對(duì)值之比qA∶qB＝1∶2C．A球電勢(shì)能一定增加D．電場(chǎng)力對(duì)A球和B球都不做功解析：A、B兩球電勢(shì)能的變化量的絕對(duì)值相同，即：qAE·2L＝qBE·L，則有qA∶qB＝1∶2，故B項(xiàng)正確；由于無法判斷A、B兩球的電勢(shì)能是增加了還是減少了，故A、B答案：B二、非選擇題(本題共4小題，共40分)11．(10分)如圖7所示，一個(gè)電子以4×106m/s的速度沿與電場(chǎng)垂直的方向從A點(diǎn)飛進(jìn)勻強(qiáng)電場(chǎng)，并且從另一端B點(diǎn)沿與場(chǎng)強(qiáng)方向成150°角方向飛出，那么，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少伏？(電子的質(zhì)量為9.1×10－圖7解析：電子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即達(dá)B點(diǎn)時(shí)，水平分速度仍為vA，圖7則vB＝vA/cos60°＝2vA.由動(dòng)能定理：－eUAB＝eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2.解得UAB＝－1.4×102V.答案：－1.4×102V圖812．(10分)如圖8所示，在x>0的空間中，存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E；在x<0的空間內(nèi)，存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小也等于E，一電子(－e，m)在x＝d處的P點(diǎn)以沿y軸正方向的初速度v0開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)電子重力．求：圖8(1)電子在x軸方向的分運(yùn)動(dòng)的周期；(2)電子運(yùn)動(dòng)的軌跡與y軸的各個(gè)交點(diǎn)中，任意兩個(gè)相鄰交點(diǎn)之間的距離l.解析：(1)設(shè)電子從射入到第一次與y軸相交所用時(shí)間為t，則有d＝eq\f(1,2)eq\f(Ee,m)t2，解得t＝eq\r(\f(2md,Ee))，所以，電子在x方向分運(yùn)動(dòng)的周期為T＝4t＝4eq\r(\f(2md,Ee))；(2)在豎直方向上有y＝v0t＝v0eq\r(\f(2md,Ee))，電子運(yùn)動(dòng)的軌跡與y軸的各個(gè)交點(diǎn)中，任意兩個(gè)相鄰交點(diǎn)之間的距離l＝2y＝2v0eq\r(\f(2md,Ee)).答案：(1)4eq\r(\f(2md,Ee))(2)2v0eq\r(\f(2md,Ee))圖913.(8分)如圖9所示，在一個(gè)水平方向(平行紙面方向)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用上端固定長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線，拴一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，開始時(shí)將細(xì)線拉至水平至A點(diǎn)，突然松開后，小球由靜止開始向下擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角到B點(diǎn)時(shí)，速度恰好為零，求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB的大?。畧D9解析：帶電小球由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，由動(dòng)能定理得mgLsin60°＋qUAB＝0，則UAB＝－eq\f(mgLsin60°,q)＝－eq\f(\r(3)mgL,2q).答案：－eq\f(\r(3)mgL,2q)圖1014．(12分)如圖10所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B相距為d，兩板間電壓為U，一質(zhì)量為m的帶電小球從兩板間的M點(diǎn)開始以豎直向上的初速度v0運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)電場(chǎng)中的N點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)樗椒较?，大小變?yōu)?v0，求M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和電場(chǎng)力對(duì)帶電小球所做的功．(不計(jì)帶電小球?qū)饘侔迳系碾姾删鶆蚍植嫉挠绊?，設(shè)重力加速度為g)圖10解析：帶電小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中，在豎直方向上僅受重力作用，從初速度v0勻減速到零，水平方向上僅受電場(chǎng)力作用，速度從零勻加速到2v0.豎直位移：h＝eq\f(v02,2g)，水平