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物理選修3-1第一章綜合測試題 一、選擇題(本題共有10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的4個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是正確的。全部選對的給4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的或不選的得0分) 1.兩個(gè)用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球,其中一個(gè)球的帶電量的絕對值是另一個(gè)的5倍,它們間的庫侖力大小是F,現(xiàn)將兩球接觸后再放回原處,它們間庫侖力的大小可能是（ ） A.5 F/9 B.4F/5 C.5F/4 D.9F/5 2.點(diǎn)電荷A和B，分別帶正電和負(fù)電，電量分別為4Q和Q，在AB連線上，如圖1-69所示，電場強(qiáng)度為零的地方在 ( ) A．A和B之間 　　 B．A右側(cè) C．B左側(cè) 　　　 D．A的右側(cè)及B的左側(cè) 圖1-69 B A Q 4Q 圖1-70 圖1-71 3．如圖1-70所示，平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合S，電容器充電，這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ，則下列說法正確的是（ ） A．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ增大 B．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變 C．?dāng)嚅_S，將A板向B板靠近，則θ增大 D．?dāng)嚅_S，將A板向B板靠近，則θ不變 4．如圖1-71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，則小球在電場中將作（ ） A．自由落體運(yùn)動(dòng) 　　B．曲線運(yùn)動(dòng) C．沿著懸線的延長線作勻加速運(yùn)動(dòng) 　　D．變加速直線運(yùn)動(dòng) 5.如圖是表示在一個(gè)電場中的a、b、c、d四點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時(shí)，測得的檢驗(yàn)電荷的電量跟它所受電場力的函數(shù)關(guān)系圖象，那么下列敘述正確的是（ ） A．這個(gè)電場是勻強(qiáng)電場 B．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是Ed>Ea>Eb>Ec C．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是Ea>Eb>Ec>Ed D．無法確定這四個(gè)點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系 6．以下說法正確的是（ ） A．由可知此場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E與F成正比 B．由公式可知電場中某點(diǎn)的電勢φ與q成反比 C．由Uab=Ed可知，勻強(qiáng)電場中的任意兩點(diǎn)a、b間的距離越大，則兩點(diǎn)間的電勢差也一定越大 F q O a b c d 圖1-72 圖２ 圖1-73 圖1-74 D．公式C=Q/U，電容器的電容大小C與電容器兩極板間電勢差U無關(guān) 7. A、B在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上,且到連線的距離相等,如圖1-73所示,則（ ） A.同一點(diǎn)電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢能相等 B.把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢能先增大后減小 C.把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢能先減小后增大 D. A、B兩點(diǎn)的連線上任意兩點(diǎn)的電勢差為零 8．一個(gè)電子在電場中A點(diǎn)具有80eV的電勢能，當(dāng)它由A運(yùn)動(dòng)到B克服電場力做功30eV，則（ ） A．電子在B點(diǎn)的電勢能是50eV B．電子的電勢能增加了30eV C．B點(diǎn)的電勢為110V D．B點(diǎn)的電勢為-110V 9.如圖1-74所示，實(shí)線是一個(gè)電場中的電場線，虛線是一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷在這個(gè)電場中的軌跡，若電荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處，以下判斷正確的是（ ） 　　A．電荷從a到b加速度減小　　 B．b處電勢能大 　　C．b處電勢高 　　D．電荷在b處速度小 10.如圖1-75所示，質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子，以初速度v0，從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場中，粒子通過電場中B點(diǎn)時(shí)，速率vB=2v0，方向與電場的方向一致，則A，B兩點(diǎn)的電勢差為：( ) 　　 圖1-75 A B 圖1-76 11．兩個(gè)半徑為0.25 m的銅球，球心相距1 m，若各帶1 C的同種電荷時(shí)，相互作用的力為F1，各帶1 C的異種電荷時(shí)，相互作用的力為F2。則（ ） A．F1=F2 B．F1＜F2 C．F1＞F2 D．無法判斷 12．在一個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場中，關(guān)于電場強(qiáng)度和電勢的說法中正確的是（ ） A．沒有任何兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同 B．可以找到很多電場強(qiáng)度相同的點(diǎn) C．沒有任何兩點(diǎn)電勢相等 D．可以找到很多電勢相等的點(diǎn) 13．如圖所示，兩平行金屬板間的距離是d，兩板間的電壓是U，今有一電子從兩板間的O點(diǎn)沿著垂直于板的方向射出，到達(dá)A點(diǎn)后即返回。若OA距離為h，則此電子具有的初動(dòng)能是（ ） A．edh/U B．edhU C．eU/dh D．ehU/d 14．如圖所示的直線是真空中某電場的一條電場線，A、B是這條直線上的兩點(diǎn)。一電子以速度vA經(jīng)過A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，電子以速度vB經(jīng)過B點(diǎn)，且vB與vA方向相反，則（ ） A．A點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場強(qiáng) B．A點(diǎn)的電勢一定低于B點(diǎn)的電勢 C．電子在A點(diǎn)的動(dòng)能一定小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能 D．電子在A點(diǎn)的電勢能一定小于它在B點(diǎn)的電勢能 15．對于點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場，下列說法中正確的是（ ） A．電場強(qiáng)度的表達(dá)式仍成立，式中q就是本題中所指的產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷Q B．在真空中，電場強(qiáng)度的表達(dá)式為，式中Q就是產(chǎn)生電場的電荷 C．在真空中，式中q是試探電荷 D．上述說法都不對 16．宇航員在探測某星球時(shí)，發(fā)現(xiàn)該星球均勻帶電，且電性為負(fù)，電量為Q，表面無大氣，在一實(shí)驗(yàn)中，宇航員將一帶電q（q<φb>φc。一帶正電的粒子射入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線KLMN所示。由圖可知（ ） A．粒子從K到L的過程中，電場力做負(fù)功 B．粒子從L到M的過程中，電場力做負(fù)功 C．粒子從K到L的過程中，電勢能增加 D．粒子從L到M的過程中，動(dòng)能增加 二、填空題（本大題共15分，把答案填在題中的橫線上或按題目的要求作答） 21．氫原子中電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)軌道半徑增大時(shí),電子的電勢能 , 電子的動(dòng)能增 , 運(yùn)動(dòng)周期 .(填增大、減小、不變) 22．如圖1-76所示，兩平行金屬板間電場是勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為1.0104V／m，A、B兩板相距1cm，C點(diǎn)與A相距0.4cm，若B接地，則A、C間電勢差UAC＝____,將帶電量為－1.010-12C的點(diǎn)電荷置于C點(diǎn)，其電勢能為____ ． 23.帶正電1.010-3C的粒子，不計(jì)重力,在電場中先后經(jīng)過A、B兩點(diǎn)，飛經(jīng)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為10J，飛經(jīng)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為4J，則帶電粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中電勢能增加了______，AB兩點(diǎn)電勢差為____． 24．如圖所示，在勻強(qiáng)電場中有a、b、c三點(diǎn)，a、b相距 4 cm,b、c相距10 cm。將一個(gè)帶電荷量為210-8 C 的電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)，電場力做功為410-6 J。將此電荷從b點(diǎn)移到c點(diǎn)時(shí)電場力做功為________ J，a、c間電勢差為________V。 第11題圖 第12題圖 25．A、B是某電場中的一條電場線上兩點(diǎn)，一正電荷僅在電場力作用下沿電場線從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的v—t圖象如上圖所示。比較A、B兩點(diǎn)電勢φ的高低和場強(qiáng)E的大?。?φA________φB，EA________EB。 26．A、B兩點(diǎn)電荷，原來相距r，相互作用力為F。若將A、B的電荷量都增大到原來的兩倍，則相互作用力為________。若再將距離也增大到原來的兩倍，則相互作用力為________。 27．有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為3 V，現(xiàn)使它的電荷量減少310-4 C，于是電容器兩極板間電壓降為原來的，此電容器的電容是________ μF，電容器原來的帶電荷量是________ C，若電容器極板上的電荷全部放掉，電容器的電容是________ μF。 圖1-77 三、計(jì)算題(本大題共45分,) 28．如圖1-77所示，在勻強(qiáng)電場中的M、N兩點(diǎn)距離為2 cm，兩點(diǎn)間的電勢差為5 V,M、N連線與場強(qiáng)方向成60角，則此電場的電場強(qiáng)度多大？ 圖1-78 A B 29.如圖1-78所示，QA=310-8C，QB=－310-8C，A，B兩球相距5cm，在水平方向外電場作用下，A，B保持靜止，懸線豎直，求A，B連線中點(diǎn)場強(qiáng)。（兩帶電小球可看作質(zhì)點(diǎn)） A B 圖1-79 30．如圖1-79所示，質(zhì)量m＝5.0X10-8千克的帶電粒子，以初速Vo=2m/s的速度從水平放置的平行金屬板A、B的中央，水平飛入電場，已知金屬板長0.1m，板間距離d＝2X10-2m，當(dāng)UAB=1000V時(shí)，帶電粒子恰好沿直線穿過電場，若兩極板間的電勢差可調(diào)，要使粒子能從兩板間飛出，UAB的變化范圍是多少?(g取10m／s2) A B H 圖1-80 31.如圖1-80所示,質(zhì)量為m、帶電量為-q的小球在光滑導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，半圓形滑環(huán)的半徑為R，小球在A點(diǎn)時(shí)的初速為V0，方向和斜軌平行.整個(gè)裝置放在方向豎直向下，強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，斜軌的高為H，試問：(1)小球離開A點(diǎn)后將作怎樣的運(yùn)動(dòng)? (2)設(shè)小球能到達(dá)B點(diǎn)，那么，小球在B點(diǎn)對圓環(huán)的壓力為多少? (3)在什么條件下，小球可以以勻速沿半圓環(huán)到達(dá)最高點(diǎn)，這時(shí)小球的速度多大? 圖1-81 32.如圖1-81所示，一個(gè)電子以速度v0=6.0106m/s和仰角α=45從帶電平行板電容器的下板邊緣向上板飛行。兩板間場強(qiáng)E= 2.0104V/m，方向自下向上。若板間距離d=2.010-2m，板長L=10cm，問此電子能否從下板射至上板？它將擊中極板的什么地方？ 33．（10分）有一帶電荷量q= -310-6 C的點(diǎn)電荷，從某電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電荷克服電場力做610-4 J的功，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力對電荷做910-4 J的功，求A、C兩點(diǎn)的電勢差并說明A、C兩點(diǎn)哪點(diǎn)的電勢較高。 34．（10分）如圖所示，兩塊相距為d，足夠長的金屬板A、B平行豎直放置，兩板間電壓為U，長為L緣細(xì)線一端拴質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定在左板上某點(diǎn)，小球靜止時(shí)絕緣線與豎直方向的夾角為θ。如突然將細(xì)線剪斷，問： (1)小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)？ (2)小球經(jīng)多長時(shí)間打到金屬板上？ 35．（10分）氫原子由一個(gè)質(zhì)子（原子核）和一個(gè)核外電子組成。電子質(zhì)量me = 9.110-31kg，質(zhì)子質(zhì)量mp = 1.6710-27kg，電子和原子核所帶電荷量都等于e = 1.610-19C。電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑r = 5.310-11m。試求： （1）電子所受靜電引力是萬有引力的多少倍？ （2）電子繞核旋轉(zhuǎn)的周期是多少？ 答案 一：選擇題 1. BD 2. C 3. D 4. C 5. B 6.D 7. AD 8. BD 9. BD 10. C 題號 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B AD D D B B BCD C BC AC 二：填空題 21. 增大、減小、增大 22. 40V -6.010-11J 23. 6J 6000V 24．510-6 450 25．＜ ＞ 26．4F, F 27．150 4.510-4 150 三:應(yīng)用題 28.500V/m 29. 7.56105N/C 方向向左 30. 大于200V小于1800V 31.當(dāng)mg=qE時(shí),小球做勻速直線運(yùn)動(dòng); 當(dāng)mg>qE時(shí), 小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng); 當(dāng)mgφB 電勢差UAB == V=200 V 負(fù)電荷從B移至C,電場力做正功,可見負(fù)電荷從電勢低處移至電勢高處，即φC>φB 電勢差UBC == V= -300 V 而電勢差UAC = φA-φC = φA-φB +φB-φC = UAB + UBC = -100 V 所以,A、C兩點(diǎn)的電勢差大小為100 V,A、C兩點(diǎn)中C點(diǎn)的電勢較高. 34．（1）由于小球原來是靜止的,則合外力為零.所以細(xì)線剪斷時(shí),小球在重力和電場力這兩個(gè)恒力作用下,將做勻加速直線運(yùn)動(dòng). （2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s=v0t+at2和a=g/cosθ 解得：t=. 35．(1) 根據(jù)庫侖定律有 根據(jù)萬有引力定律有， 所以。 (2)根據(jù)上面的計(jì)算, F電>>F萬，可見在核外電子繞氫原子核旋轉(zhuǎn)時(shí)，萬有引力完全可以忽略不計(jì)。 核外電子所受靜電力就是核外電子繞氫原子核旋轉(zhuǎn)的向心力， 即。 所以，核外電子繞氫原子核旋轉(zhuǎn)的周期為