高中同步测试卷·人教物理选修3－1：高中同步测试卷（二） Word版含解析

高中同步测试卷(二)第二单元　电场能的性质(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 (本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．在静电场中(　　)A．电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零B．电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同C．电场强度的方向总是跟等势面垂直D．电势降低的方向就是电场强度的方向2．在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是(　　)3．如图所示，一点电荷在A点的电势能为1.2×10－8J，在B点的电势能为0.80×10－8J．已知A、B两点在同一条电场线上，该点电荷的电荷量为1.0×10－9C，则(　　)A．该电荷为负电荷B．该电荷为正电荷C．A、B两点的电势差UAB＝4.0VD．把电荷从A移到B，电场力做功为W＝－4.0×10－8J4.如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E＝100V/m，则O、P两点的电势差可表示为(　　)A．UOP＝－10sinθV　　　　B．UOP＝10sinθVC．UOP＝－10cosθVD．UOP＝10cosθV5．在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E关于c电荷的对称点，则下列说法中正确的是(　　)A．D点的电场强度一定不为零、电势可能为零B．E、F两点的电场强度等大反向C．E、G、H三点的电场强度相同D．若释放c电荷，c电荷将一直做加速运动6.一正点电荷仅在电场力的作用下运动，其速率－时间图象如图所示，其中ta和tb是电荷在电场中a、b两点运动的时刻，则下列说法正确的是(　　)A．a、b两点电场强度关系为Ea＝EbB．a、b两点电场强度关系为Ea＞EbC．带电粒子从a点运动到b点时，电场力做正功电势能减少D．a、b两点电势关系为φa＜φb7.如图，匀强电场E的区域内，在O点放置一点电荷＋Q.a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是(　　)A．b、d两点的电场强度相同B．a点的电势等于f点的电势C．点电荷＋q在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功D．将点电荷＋q在球面上任意两点之间移动时，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8．如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点．可以判定(　　)A．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力B．M点的电势高于N点的电势C．粒子带正电D．粒子在M点的动能大于在N点的动能9.如图所示，虚线所示的圆是一点电荷电场中某等势面的截面．a、b两个带电粒子以大小相同、方向相反的速度，从电场中P点沿等势面的切线方向飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，则在粒子飞出的一小段时间内(粒子在图示区域内)，下列说法正确的是(　　)A．a粒子所受电场力逐渐变小，b粒子所受电场力逐渐变大B．a粒子的速度将逐渐减小，b粒子的速度将逐渐增大C．a、b两粒子所带电荷的电性必定相反D．a、b两个粒子的电势能均增大10.如图所示，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在A、B两点间取一正五角星形路径abcdefghija，五角星的中心O与A、B的中点重合，其中af连线与AB连线垂直．现有一电子沿该路径逆时针移动一周，下列正确的是(　　)A．g点和e点的电场强度相同B．a点和f点的电势相等C．电子从e点移到f点的过程中，电场力做负功，电势能增加D．若A、B两点处点电荷电荷量都变为原来的2倍，则A、B连线中点O点场强变为原来的2倍11．如图甲所示，A、B为某电场中一条直线上的两个点，现将负点电荷从A点静止释放，仅在电场力作用下运动一段距离到达B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图乙所示．从A到B过程中，下列说法正确的是(　　)A．电场力对电荷一直做正功B．电势先增大，再减小C．电荷所受电场力先减小后增大D．电荷所受电场力先增大后减小12.如图所示，在直角坐标系点(2，0)处固定一个电荷量为＋2q的点电荷，点(－2，0)处固定一个电荷量为－q的点电荷．下列说法正确的是(　　)A．在x轴上电场强度为零的点有两个B．图中(0，2)点的电场强度大小是E＝eq\f(\r(5)kq,8)C．(0，0)点的电势一定高于(0，2)点的电势D．将一个正电荷从(1，1)点移动到(－2，－1)点，电势能增大 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(10分)把一检验电荷q放在点电荷Q所形成的电场中的A点，若检验电荷的电荷量为q＝－2.0×10－8C，它所受的电场力F＝2.0×10－3N，方向背向Q，如图所示，求：(1)A点的场强大小及方向；(2)若将检验电荷q从电场中的A点移到B点，电场力做功为4.0×10－6J，则A、B之间的电势差是多少？检验电荷q的电势能变化了多少？14.(10分)如图所示，在匀强电场中，电荷量q＝5.0×10－10C的正电荷在平行于电场方向的平面内分别由A点运动到B点和由A点运动到C点，电场力做的功都为3.0×10－8J.已知△ABC中，∠A＝37°，∠C＝90°，AB＝20cm.(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)求：(1)A、B两点间的电势差UAB；(2)匀强电场场强E的大小和方向．15.(10分)如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为零，若此电荷在A点处的加速度大小为eq\f(3,4)g，试求(静电力常量为k)：(1)此电荷在B点处的加速度；(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)．16．(12分)如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点分别固定着等量正点电荷．O为AB连线的中点，C、D是AB连线上两点，其中AC＝CO＝OD＝DB＝eq\f(1,4)L.一质量为m，电荷量为＋q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从C点出发，沿直线AB向D运动，滑块第一次经过O点时的动能为nE0(n>1)，到达D点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1)小滑块与水平面之间的动摩擦因数μ；(2)OD两点间的电势差UOD；(3)小滑块运动的总路程s.参考答案与解析1．[导学号66870017]　【解析】选C.电场强度的大小和电势的高低没有直接关系，不能根据电场强度的大小判断电势的高低，也不能根据电势的高低判断电场强度的大小，A、B均错．电场强度的方向一定跟等势面垂直，C正确．沿电场强度的方向电势逐渐降低，但电势降低的方向不一定是电场强度的方向，电势降低最快的方向才是电场强度的方向，D错误．2．[导学号66870018]　【解析】选C.A选项的a、b两点电势相等，场强方向相反，B选项中利用矢量合成法得出电场强度方向不同，只有C选项电场强度矢量相同，选C.3．[导学号66870019]　【解析】选A.由电场线的方向可知A点电势小于B点电势，进而可知该电荷电性为负；电场力所做功等于电势能的减少量．4．[导学号66870020]　【解析】选A.由于电场强度方向沿y轴负方向，由题意可知：UOP<0，则UOP＝－ERsinθ＝－10sinθV，答案为A.5．[导学号66870021]　【解析】选D.a、b、c处固定的正点电荷在D点各自的电场场强大小相等，且互成120°角，故D点的电场强度一定为零，将正试探电荷从无穷远处移到D点的过程需要克服电场力做功，故D点电势大于0，所以选项A错误；c处固定的正点电荷在E、F两点的电场强度等大反向，a、b处分别固定的正点电荷在E点的合场强为0，但在F点的合场强不为0，故选项B错误；E、G、H三点的电场强度大小相等，都等于所对顶点处电荷在该位置的电场强度，但方向各不相同，故C错误；若释放c电荷，c电荷将沿EF方向做加速度越来越小的加速运动，D正确．6．[导学号66870022]　【解析】选C.v－t图象的斜率等于加速度，由v－t图象看出，点电荷做加速度增大的加速运动，而点电荷在电场中仅受电场力作用，则知电场力增大，说明电场强度增大，即有Ea＜Eb，故A、B错误．点电荷的动能增大，由能量守恒定律得知，其电势能一定减小，电场力做正功，故C正确．由于点电荷带正电，从a点运动到b点时，电势能减小，所以由Ep＝qφ知，φa＞φb，故D错误．故选C.7．[导学号66870023]　【解析】选D.点电荷＋Q在b点产生的电场方向为竖直向上，在d点产生的电场方向为竖直向下，匀强电场方向水平向右，根据平行四边形定则可知，b点的合场强斜向右上方，d点的合场强斜向右下方，两点场强大小相同，方向不同，电场强度不同，故A错误；将一个试探正电荷由a点移动到f点，点电荷电场力不做功，匀强电场的电场力做正功，故合力做正功，电势能减小，电势降低，故B错误；当电荷＋q沿着球面上的bedf移动时，匀强电场的电场力不做功，点电荷电场力也不做功，故合电场力不做功，故C错误；将点电荷＋q在球面上任意两点之间移动时，点电荷电场力不做功，从a点移动到c点，匀强电场的电场力做功最大，故合力做功最大，电势能的变化量最大，故D正确．故选D.8．[导学号66870024]　【解析】选BC.电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密集，场强越大．M点所在区域电场线比N点所在区域电场线疏，所以M点的场强小，粒子在M点受到的电场力小，故A错误．沿电场线方向，电势逐渐降低．从总的趋势看，电场线的方向是从M到N的，所以M点的电势高于N点的电势，故B正确．如图所示，用“速度线与力线”的方法，即在粒子运动的始点M作上述两条线，显然电场力的方向与电场线的方向基本一致，所以粒子带正电，C正确．“速度线与力线”夹角为锐角，所以电场力做正功，粒子的电势能减小，由能量守恒知其动能增加，故D错误．9．[导学号66870025]　【解析】选AC.距离点电荷越近，场强越大，故a飞出后的一小段时间内其所处的位置场强越来越小，而b飞出后的一小段时间内其所处的位置场强越来越大，所以飞出后的一小段时间内a受到的电场力变小，b受到的电场力变大，故A正确．由于飞出后电场力始终对粒子做正功，故两粒子的电势能均减小，动能越来越大，所以两个粒子的速度都将越来越大，故B、D错误．由于两粒子所受的电场力的方向相反，则a、b两粒子所带的电荷的电性相反，故C正确．10．[导学号66870026]　【解析】选BD.根据等量异种电荷电场线的分布可知，g、e两点电场线疏密相同，说明场强大小相等，但方向不同，则这两点的场强不同，故A错误；a、f处于等量异种电荷连线的中垂线上，而这条中垂线是一条等势线，故a点和f点的电势相等，故B正确；电子从e点移到f点的过程中，电势升高，电子带负电，电势能减小，故C错误；若A、B两点处的点电荷电荷量都变为原来的2倍，根据E＝keq\f(Q,r2)分析可知，两个点电荷Q在O点产生的场强均变为原来的2倍，则叠加后O点的场强也变为原来的2倍，故D正确．11．[导学号66870027]　【解析】选BC.由题图乙可知负点电荷的电势能先减小，再增大，故从A到B过程中，电势先增大，再减小，B正确；电场力先做正功再做负功，A错误；由于题图乙中图象斜率的绝对值对应电场力的大小，由此可知，图象斜率的绝对值先减小再增大，故电荷所受电场力先减小后增大，C正确，D错误．12．[导学号66870028]　【解析】选BC.在(－2，0)点左侧，根据E＝eq\f(kQ,r2)，＋2q和－q产生的电场强度存在一个大小相等、方向相反的点，即存在一个电场强度为零的点；在(－2，0)点到(2，0)点之间，根据E＝eq\f(kQ,r2)，电场强度方向都是向左，不为零；在(2，0)点右侧，根据E＝eq\f(kQ,r2)，＋2q和－q产生的电场强度总是＋2q产生的电场强度大，故不存在一个电场强度为零的点；故在x轴上电场强度为零的点只有一个，A错误．(0，2)点场强是－q和＋2q在该点场强的叠加，E－q＝keq\f(q,r2)，E＋2q＝keq\f(2q,r2)，E＝2,－q)eq\r(E＋Eeq\o\al(2,＋2q))＝eq\f(\r(5)kq,8)，B正确．由(0，0)点沿y轴正向向(0，2)点移动一个正电荷，电场力做正功，电势能减小，φ(0，2)<φ(0，0)，C正确．越靠近负电荷电势越低，将一正试探电荷从(1，1)点移到(－2，－1)点，电势能减小，D错误．13．[导学号66870029]　【解析】(1)设A点的场强大小为E，则：E＝|eq\f(F,q)|代入数据可得：E＝1.0×105N/C由负检验电荷所受的电场力方向与电场方向相反可得A点的场强方向指向Q.(2)设A、B之间的电势差为UAB则：UAB＝eq\f(WAB,q)代入数据可得：UAB＝－200V由ΔEp＝－W可得：ΔEp＝－4.0×10－6J，即检验电荷q的电势能减小了4.0×10－6J.【答案】(1)1.0×105N/C，方向为在AB连线上指向Q(2)－200V　减小4.0×10－6J14．[导学号66870030]　【解析】(1)从题中我们可得由A点运动到B点，电场力做的功为3.0×10－8J根据公式：W＝qU代入数据可得UAB＝eq\f(W,q)＝60V.(2)因为由A点运动到B点和由A点运动到C点，电场力做的功相等，所以B、C两点的电势相等，故BC是电场中的一条等势线，因为电场线和等势线垂直，所以AC是匀强电场中的一条电场线根据公式E＝eq\f(U,d)可得：E＝eq\f(UAB,dAC)即E＝eq\f(60,0.2cos37°)V/m＝375V/m方向沿AC方向．【答案】(1)60V　(2)375V/m　方向沿AC方向15．[导学号66870031]　【解析】(1)这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q，由牛顿第二定律，在A点时mg－keq\f(Qq,h2)＝m·eq\f(3,4)g，在B点时keq\f(Qq,（0.25h）2)－mg＝m·aB，解得q＝eq\f(mgh2,4kQ)，aB＝3g，方向竖直向上．(2)从A到B过程，由动能定理得mg(h－0.25h)＋qUAB＝0解得：UAB＝－eq\f(3kQ,h).【答案】(1)3g　方向竖直向上　(2)－eq\f(3kQ,h)16．[导学号66870032]　【解析】(1)因O为AB连线的中点，C、D是AB连线上两点，其中AC＝CO＝OD＝eq\f(1,4)L.知CD关于O点对称，则UCD＝0.设滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对滑块从C到D的过程中，由动能定理得：qUCD－f·eq\f(L,2)＝0－E0，且f＝μmg.得μ＝eq\f(2E0,mgL).(2)对于滑块从O到D的过程中，由动能定理得qUOD－f·eq\f(L,4)＝0－nE0，则UOD＝eq\f(（1－2n）E0,2q).(3)对于小滑块从C开始运动最终在O点停下的整个过程，由动能定理得：qUCO－fs＝0－E0，而UCO＝－UOD＝eq\f(（2n－1）E0,2q)，得s＝eq\f(2n＋1,4)L.【答案】见解析