2020秋高中物理3-1达标检测：第一章 章末质量评估（一）含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020秋高中物理人教版选修3-1达标检测：第一章章末质量评估（一）含解析章末质量评估(一）(时间：90分钟分值：100分）一、单项选择题(每题3分，本题共10小题，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错误、不选或多选均不得分)1．下列关于点电荷的说法，正确的是(）A．点电荷一定是电量很小的电荷B．点电荷是一种理想化模型,实际不存在C．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷D．体积很大的带电体一定不能看成点电荷答案：B2．关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一带负电的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功答案：B3．如图所示为静电除尘器中电场线分布的示意图，MN为带电收尘金属板的横截面．在地面上P处的静止灰尘(不计重力和空气阻力)带负电,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中的虚线所示，最后落在MN上的O点，则（)A．从P点沿着运动轨迹到O点电势逐渐升高B．电场线方向向上C．灰尘从P点运动到O点的过程中加速度逐渐增大D．灰尘从P点运动到O点的过程中动能逐渐减小解析：灰尘由静止向上运动，受到的电场力方向沿电场线切线方向向上,由于灰尘带负电，所以电场线方向向下，选项B错误;根据“等势线与电场线垂直"和“沿电场线方向电势逐渐降低”知从P点沿着运动轨迹到O点电势逐渐升高，选项A正确；从P点沿着运动轨迹到O点,电场线疏密变化情况为疏→密→疏，根据“电场线的密疏表示场强的大小”知场强E先变大后变小，根据牛顿第二定律得a＝eq\f(qE，m)，a先变大，后变小，选项C错误；灰尘从P点运动到O点的过程中受到的电场力方向与速度方向夹角为锐角，电场力一直做正功，动能逐渐增大,选项D错误．答案：A4．如图所示，在光滑绝缘的水平面上,有一菱形ABCD，对角线交点为O，在顶点B、D处各固定一个点电荷,若将一个带正电的小球从A点静止释放，小球将沿对角线AC作往返运动．则（)A．B、D处固定的是等量的正电荷B．B、D处固定的是等量的异种电荷C．在A、C的连线上O点电势最低D．运动小球在O处的机械能最小答案：C5。如图所示，两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，则（)A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低,B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合答案:C6．如图所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静止状态．现将极板A向下平移一小段距离，但仍在P点上方,其他条件不变．下列说法中正确的是()A．液滴将向下运动B．两板电势差增大C．极板带电荷量将增加D．电场强度不变解析：A、B电容器板间的电压保持不变，故B错误；当将极板A向下平移一小段距离时，根据E＝eq\f（U，d)分析得知，板间电场强度增大,液滴所受电场力增大，液滴将向上运动,故A、D错误;根据电容的决定式C＝eq\f（εrS，4πkd)得知电容C增大，而电容器的电压U不变,极板带电荷量将增大，故C正确．答案：C7．如图所示，一价氢离子和二价氦离子（不考虑二者间的相互作用)，从静止开始经过同一加速电场加速,垂直打入偏转电场中，则它们()A．同时离开偏转电场，但出射点的位置不同B．同时离开偏转电场，出射点的位置相同C．先后离开偏转电场，但出射点的位置相同D．先后离开偏转电场,且出射点的位置不同解析:在加速电场中，qU1＝eq\f（1,2）mveq\o\al(2，0），在偏转电场中，离子沿初速度方向做匀速直线运动：vx＝v0，穿过电场的时间t＝eq\f(l，v0），在加速电场中，由牛顿第二运动定律可知a＝eq\f（qU，md），即一价离子的加速度大，运动时间短，偏转电场中，由于两种离子在偏转电场中运动的水平速度不同，一价离子的水平速度大,仍然是一价离子的运动时间短,所以一价离子先离开电场;平行于电场方向即垂直于初速度的方向做初速度为零的匀加速直线运动:加速度a＝eq\f(F，m）＝eq\f（qU2,md），偏移量y＝eq\f(1，2）at2＝eq\f（qU2l2,2mdveq\o\al（2，0）)＝eq\f（U2l2,4U1d)，可以看出，离子离开电场时的偏转位移与离子的质量和电荷量均无关，即出射位置相同，故选项C正确．答案：C8．在点电荷Q产生的电场中，等势线如图中虚线所示．一带正电的粒子以一定初速度从A点经过C点或D点后运动到B点．已知粒子从A点运动到B点的过程中,速度先增大后减小．下列说法正确的是(）A．Q一定带正电B．粒子一定经过C点C．粒子在A点的电势能小于在B点的电势能D．A点电势一定高于B点电势解析:由于粒子带正电，其从A点运动到B点的过程中，速度先增大后减小,说明电场力先做正功，后做负功，故Q一定带负电，选项A错误；由于Q带负电,又由A、C、Q、D的位置可知，粒子一定经过D点，选项B错误；由于Q带负电，沿电场线方向电势逐渐降低，故A点电势一定高于B点电势，选项D正确；由于粒子带正电，故粒子在A点电势能大于在B点的电势能,选项C错误．答案:D9．空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线,A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称，则()A．A点和B点的电势相同B．C点和D点的电场强度相同C．正电荷从A点移至B点，静电力做正功D．负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先增大后减小答案:C10．△ABC是匀强电场中一个边长为a的正三角形，O为该三角形的中心．若在△ABC的三个顶点A、B、C分别固定点电荷＋q、＋q、－q,如图所示，则O处的场强为零．据此可知，匀强电场电场强度的大小和方向为（)A。eq\f（6kq,a2)，方向由C指向O B。eq\f（\r(3)kq,a2），方向由O指向CC。eq\f(\r（3）kq，a2），方向由C指向O D。eq\f(6kq，a2)，方向由O指向C解析:由几何知识可知OC＝eq\f(\r（3),3)a,根据电场的叠加原理及平行四边形定则可知,三个点电荷在O点产生的电场的合场强大小E＝2keq\f(q,(OC）2）＝6keq\f（q,a2)，方向由O指向C；因为O点的场强为零,所以匀强电场的电场强度大小E′＝E＝6keq\f(q，a2），方向由C指向O.故选A.答案：A二、多项选择题(本题共4小题，每题4分,共16分．每小题有多个选项是正确的，全选对得4分,少选得2分,选错、多选或不选得0分)11．关于物理学史，下列说法中正确的是（）A．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象C．法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律D．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律答案：ABD12。如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下，从静止开始由B点沿直线运动到D点，且BD与竖直方向的夹角为45°，则下列结论正确的是()A．此液滴带负电B．液滴的加速度等于eq\r(2)gC．合外力对液滴做的总功为零D．液滴的电势能减少解析:带电液滴由静止沿BD方向运动，故静电力与重力的合力必定沿BD方向，如图所示，因此，液滴带负电,由F合＝eq\f(mg，cos45°）＝ma可得a＝eq\r（2）g，故选项A、B正确；合外力做功，选项C错误；静电力F电做正功，液滴的电势能减少，选项D正确．答案：ABD13。如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态,下列说法正确的是()A．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流B．若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b→a的电流C．若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流D．若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流解析：将S断开，电容器所带电荷量不变，板间电场强度不变，故油滴仍处于静止状态,选项A错误；若S闭合，将A板左移，由E＝eq\f（U,d)可知,E不变，油滴仍静止，但因C变小，电容器极板带的电荷量变小,所以有b→a的电流流过G表，选项B正确;将A板上移,由E＝eq\f(U，d）可知，E变小，油滴应向下加速运动，因C变小，电容器要放电,所以有b→a的电流流过G表,选项C正确;当A板下移时，板间电场强度增大，油滴受的静电力增大，油滴向上加速运动，但因C增大，电容器要充电,所以有a→b的电流流过G表，故选项D错误．答案：BC14.如图，两电荷量分别为Q(Q〉0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是（)A．b点电势为零，电场强度也为零B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功D．将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大解析：等量异种电荷在其连线的中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零,但是电场强度不为零，A错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O处电势为零,O点左侧电势为正，右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点的电势低于a点的电势,将正的试探电荷从O点移到a点，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，所以先后从O、b两点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，D错误．答案：BC三、计算题（共54分）15．(12分)如图所示，空间中A、B和C三点分别位于直角三角形的三个顶点，且AB＝4cm,BC＝3cm。现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点，结果测得C点的电场强度EC＝10N/C，方向平行于A、B两点的连线．（1）试指出点电荷QA和QB的电性；（2)求点电荷QB产生的电场在C点的电场强度．解析:(1）QA带负电，QB带正电．（2）根据场强叠加原理知EC由QA和QB电荷分别在C点产生场强EA和EB的矢量和,其合成图如图所示．由相似三角形知eq\f（EB,EC)＝eq\f(BC,AB），所以EB＝eq\f(BC，AB）EC＝7.5N/C,方向由B指向C。16．（12分）如图所示是一匀强电场，已知场强E＝2×102N/C，现让一个电荷量为q＝－4×10－8C的电荷沿电场方向从M点移到N点，M、N间的距离L＝30cm，试求:（1)电荷从M点移到N点电势能的变化;(2)M、N两点间的电势差．解析：（1）负电荷在该电场中所受电场力F为恒力，方向向左,因此从M点移到N点，电荷克服电场力做功，电势能增加,增加的电势能ΔEp等于电荷克服电场力做的功W.电荷克服电场力做的功W＝｜q｜EL＝4×10－8×2×102×0。3J＝2。4×10－6J，故电势能增加了2。4×10－6J.(2)M、N两点间的电势差UMN＝eq\f（－W，q)＝eq\f（－2。4×10－6,－4×10－8）V＝60V。17。(14分)如图所示，质量为m、电荷量为e的电子（初速度为0）经加速电压U1加速后,在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应），两极板间距为d,O1O2为两极板的中线，P是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也为L。（1）求粒子进入偏转电场的速度v的大小；（2)若偏转电场两极板M、N间加恒定电压时，电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点,A点与极板M在同一水平线上,求偏转电压U2的大小．解析：（1）电子经加速电场加速，eU1＝eq\f(1,2）mv2,解得v＝eq\r（\f(2eU1，m）).(2)由题意知，电子经偏转电场偏转后水平方向上做匀速直线运动到达A点,设电子离开偏转电场时的偏转角为θ，则由几何关系得eq\f（d，2）＝eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1（L＋\f（L,2）))tanθ,解得tanθ＝eq\f(d，3L）。又tanθ＝eq\f（vy,v）＝eq\f（\f(eU2,md）·\f（L，v），v）＝eq\f(eU2L,mdv2）＝eq\f（U2L,2U1d），解得U2＝eq\f（2U1d2，3L2)。18．(16分）如图所示，ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道,固定在竖直面内．以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径AC方向建立x轴，竖直直径BD方向建立y轴．y轴右侧(含y轴)存在竖直向上的匀强电场．一质量为m、带电量为＋q的小球,从A点由静止开始沿轨道下滑,通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点处．不考虑小球之后