高中物理 第1章 從富蘭克林到庫(kù)侖章末綜合測(cè)評(píng) 滬科版選修1-1

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章末綜合測(cè)評(píng)(一) (分值：100分　時(shí)間：60分鐘) 一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．把兩張用軟紙摩擦過(guò)的塑料片相互靠近，它們會(huì)張開，這是由于它們之間存在(　　) A．彈力　　 B．摩擦力 C．靜電力 D．磁場(chǎng)力 【解析】　由于摩擦起電——兩個(gè)相互摩擦的物體由于其約束電子的能力不同容易使其中一個(gè)物體得到電子而另一個(gè)物體失去電子，軟紙摩擦塑料片就是這個(gè)道理，由于塑料片帶同種電荷，相互排斥，所以分開． 【答案】　C 2．(多選)對(duì)于庫(kù)侖定律，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．凡計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力，都可以使用公式F＝ B．相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論它們的電荷是否相等，它們之間的庫(kù)侖力大小一定相等 C．兩個(gè)帶電小球距離非常近時(shí)，不能使用庫(kù)侖定律 D．兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量各減為原來(lái)的一半，它們之間的距離保持不變，則它們之間的庫(kù)侖力減為原來(lái)的四分之一 【解析】　庫(kù)侖定律的適用條件是真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，故A錯(cuò)；根據(jù)牛頓第三定律，可知兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小一定相等，故B正確；當(dāng)兩個(gè)帶電小球距離非常近時(shí)，此兩小球不能視為點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律不適用，故C正確；由F＝k可知q1′＝q1，q2′＝q2，r不變時(shí)，它們之間的庫(kù)侖力F′＝k＝F，故D正確． 【答案】　BCD 3．用毛皮摩擦橡膠棒，會(huì)使橡膠棒帶負(fù)電，摩擦前后，橡膠棒上的質(zhì)子數(shù)將(　　) A．增加 B．減少 C．不變 D．先增加后減少 【解析】　摩擦過(guò)程中橡膠棒帶負(fù)電，是毛皮的電子轉(zhuǎn)移至橡膠棒上，而不是橡膠棒上的質(zhì)子減少所致，故C正確． 【答案】　C 4.如圖1是模擬避雷針作用的實(shí)驗(yàn)裝置，金屬板M接高壓電源的正極，金屬板N接負(fù)極．金屬板N上有兩個(gè)等高的金屬柱A、B，A為尖頭，B為圓頭．逐漸升高電源電壓，當(dāng)電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，可看到放電現(xiàn)象．先產(chǎn)生放電現(xiàn)象的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22940012】 圖1 A．A金屬柱 B．B金屬柱 C．A、B金屬柱同時(shí) D．可能是A金屬柱，也可能是B金屬柱 【解析】　根據(jù)導(dǎo)體表面電荷分布與尖銳程度有關(guān)可知，A金屬柱尖端電荷密集，容易發(fā)生尖端放電現(xiàn)象，故選項(xiàng)A正確． 【答案】　A 5．(多選)下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的敘述中正確的是(　　) A．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小等于單位電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小 B．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)試探電荷所受的電場(chǎng)力成正比 C．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是試探電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向 D．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān) 【解析】　用E＝來(lái)定義場(chǎng)強(qiáng)并規(guī)定在電場(chǎng)中某點(diǎn)正點(diǎn)電荷的受力方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)的方向，負(fù)點(diǎn)電荷的受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反．無(wú)論采用怎樣的試探電荷q，E＝對(duì)電場(chǎng)中的給定點(diǎn)是相同的，不存在“E與F成正比與q成反比”之說(shuō)，電場(chǎng)是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向與該點(diǎn)有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)，與試探電荷電荷量的多少和電性無(wú)關(guān)．故A，D正確． 【答案】　AD 6．光滑絕緣水平面上有一帶正電的小球正在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)突然加上一個(gè)平行水平面的電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球沿曲線abc運(yùn)動(dòng)且速度逐漸增大，則下列關(guān)于所加電場(chǎng)在b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向合理的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)(　　) 【解析】　由題知，小球原來(lái)只受重力和支持力作用，加上電場(chǎng)后，小球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變僅由電場(chǎng)力引起，因小球帶正電，所受電場(chǎng)力方向(指向軌跡凹側(cè))與電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，又因小球速率是增加的，所以電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角應(yīng)小于90，C對(duì)． 【答案】　C 7．關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．由E＝知，檢驗(yàn)電荷在某點(diǎn)所受電場(chǎng)力越大，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng) B．由E＝知，檢驗(yàn)電荷所帶電量越少，檢驗(yàn)電荷所在位置的場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng) C．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷的電量和所受的電場(chǎng)力無(wú)關(guān) D．電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向就是檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向 【解析】　電場(chǎng)強(qiáng)度E與F、q均無(wú)關(guān)，取決于源電荷本身，電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向就是正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向，故只有C正確． 【答案】　C 8．如圖2所示，AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在線上O點(diǎn)放一個(gè)自由的負(fù)電荷，它將沿電場(chǎng)線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，下列判斷中正確的是(　　) 圖2 A．電場(chǎng)線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度一定越來(lái)越小 B．電場(chǎng)線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，由題設(shè)條件知其加速度大小的變化不能確定 C．電場(chǎng)線由A指向B，電荷做勻加速運(yùn)動(dòng) D．電場(chǎng)線由B指向A，電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度一定越來(lái)越大 【解析】　負(fù)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明該負(fù)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力方向由A指向B，而負(fù)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向(即電場(chǎng)線方向)相反，所以電場(chǎng)線應(yīng)由B指向A，選項(xiàng)C錯(cuò)；因一根電場(chǎng)線無(wú)法判斷其疏密程度，也就不能判斷該電場(chǎng)在A，B兩處哪點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大．所以不能確定負(fù)電荷由O向B運(yùn)動(dòng)時(shí)受到電場(chǎng)力(或加速度)大小的變化，故選項(xiàng)A，D錯(cuò)，選項(xiàng)B正確． 【答案】　B 9．如圖3所示是電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布圖，A是電場(chǎng)中的一點(diǎn)，下列判斷中正確的是(　　) 圖3 A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左 B．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右 C．負(fù)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)受力向右 D．正點(diǎn)電荷在A點(diǎn)受力向左 【解析】　正電荷在電場(chǎng)中受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，故B正確． 【答案】　B 10．(多選)兩個(gè)半徑相同的金屬小球，帶電荷量之比為1∶7，相距r，兩者相互接觸后，再放回原來(lái)的位置，則相互作用力可能是原來(lái)的(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 【解析】　由庫(kù)侖定律可知，庫(kù)侖力與電荷量的乘積成正比．設(shè)原來(lái)兩小球分別帶電荷量為q1＝q，q2＝7q.若兩小球原來(lái)帶同種電荷，接觸后等分電荷量，則q1′＝4q，q2′＝4q，則D正確．若兩小球原來(lái)帶異種電荷，接觸后則q1″＝3q，q2″＝3q，則由庫(kù)侖定律可知，C正確． 【答案】　CD 二、填空題(本題共2個(gè)小題，共16分) 11．(8分)兩個(gè)點(diǎn)電荷甲和乙同處于真空中． (1)甲的電荷量是乙的4倍，則甲對(duì)乙的作用力是乙對(duì)甲的作用力的__________倍． (2)把每個(gè)電荷的電荷量都增大為原來(lái)的4倍，那么它們之間的距離必須變?yōu)樵瓉?lái)的__________倍，才能使其間的相互作用力不變． 【解析】　甲對(duì)乙的作用力和乙對(duì)甲的作用力是一對(duì)作用力與反作用力，所以兩者大小相等；由庫(kù)侖定律F＝k得：當(dāng)兩者的電荷量都增大為原來(lái)的4倍時(shí)，要使作用力不變，距離必須變?yōu)樵瓉?lái)的4倍． 【答案】　(1)1　(2)4 12．(8分)在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們之間距離是L時(shí)，相互作用的庫(kù)侖力大小是F，如果把兩個(gè)電荷之間的距離縮短10 cm，則相互作用的庫(kù)侖力大小變?yōu)?F，由此可知L的大小是________cm. 【解析】　設(shè)兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為Q1和Q2，由庫(kù)侖定律，F(xiàn)＝k，4F＝k，所以L＝2L′＝2(L－0.1 m)，L＝0.2 m＝20 cm. 【答案】　20 三、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題，共44分，解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中應(yīng)明確寫出數(shù)值和單位) 13．(10分)甲、乙兩導(dǎo)體球，甲球帶有4.810－16 C的正電荷，乙球帶有3.210－16 C的負(fù)電荷，放在真空中相距為10 cm的地方，甲、乙兩球的半徑遠(yuǎn)小于10 cm，k＝9.0109 Nm2/C2. (1)試求兩球之間的靜電力，并說(shuō)明是引力還是斥力？ (2)將兩個(gè)導(dǎo)體球相互接觸一會(huì)兒，再放回原處，其作用力能求出嗎？是斥力還是引力？ 【解析】　(1)因?yàn)閮汕虻陌霃蕉歼h(yuǎn)小于10 cm, 因此可以作為兩個(gè)點(diǎn)電荷考慮．由庫(kù)侖定律可求：F＝k＝9.0109 N≈1.3810－19 N，兩球帶異種電荷，它們之間的作用力是引力． (2)將兩個(gè)導(dǎo)體球相互接觸，首先正負(fù)電荷相互中和，還剩余(4.8－3.2)10－16 C的正電荷，這些正電荷將重新在兩導(dǎo)體球間分配，由于題中并沒(méi)有說(shuō)明兩個(gè)導(dǎo)體球是否完全一樣，因此我們無(wú)法求出力的大小，但可以肯定兩球放回原處后，它們之間的作用力變?yōu)槌饬Γ? 【答案】　(1)1.381016 N　引力　(2)不能　斥力 14．(10分)兩個(gè)很小的帶同種電荷的小球A和B，用絕緣細(xì)線連在一起，如圖4所示，A球質(zhì)量mA＝1.010－3 kg，電荷量為qA＝2.010－8 C，B球質(zhì)量mB＝2.010－3 kg，電荷量為qB＝3.010－8 C，兩球心相距r＝3.010－2 m，求兩條細(xì)線上的拉力分別為多少？(取g＝10 m/s2) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22940013】 圖4 【解析】　把AB看作一個(gè)整體，則上端細(xì)線拉力F＝(mA＋mB)g＝3.010－2 N 再以B為研究對(duì)象，則對(duì)B有：mBg＋k＝F′ 可得F′＝2.610－2 N. 【答案】　上端細(xì)線：3.010－2 N　下端細(xì)線：F′＝2.610－2 N 15．(12分)如圖5所示，用三根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線將三個(gè)帶電小球連接后懸掛在空中．三個(gè)帶電小球質(zhì)量相等，A球帶正電．平衡時(shí)三根絕緣細(xì)線都是直的，但拉力都為零． 圖5 (1)指出B球和C球分別帶何種電荷；并說(shuō)明理由． (2)若A球帶電荷量為Q，則B球的帶電荷量為多少？ 【解析】　(1)因?yàn)锳球與B球間繩無(wú)拉力，A球與C球間繩也無(wú)拉力，所以B球、C球均與A球帶相反電性的電荷，即B，C兩球都帶負(fù)電荷． (2)由對(duì)稱性知：qB＝qC，B球受三力作用，根據(jù)平衡條件有： cos 60＝ 解以上兩式得：qB＝. 故B球的帶電荷量為－. 【答案】　(1)B，C均帶負(fù)電，理由見(jiàn)解析　(2)－ 16. (12分)把一個(gè)電荷量q＝－10－6 C的電荷，依次放在帶正電的點(diǎn)電荷Q周圍的A、B兩點(diǎn)如圖6，受到的靜電力大小分別是FA＝510－3 N，F(xiàn)B＝3 10－3 N. 圖6 (1)畫出電荷q在A、B兩點(diǎn)的受力方向； (2)求出A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度； (3)如在A、B兩點(diǎn)分別放上另一個(gè)電荷量為q′＝10－5 C的電荷，受到的靜電力是多大？ 【解析】　(1)電荷在A、B兩點(diǎn)的受力方向沿著它們與點(diǎn)電荷Q的連線向內(nèi)，如圖所示． (2)A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為 EA＝＝ N/C＝5103 N/C EB＝＝ N/C ＝3103 N/C 電場(chǎng)強(qiáng)度的方向決定于正電荷的受力方向，因此沿著A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的連線向外． (3)當(dāng)在A、B兩點(diǎn)放上電荷q′時(shí)，受到的靜電力分別為 FA′＝EAq′＝510310－5 N＝510－2 N FB′＝EBq′＝310310－5 N＝310－2 N 其方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同． 【答案】　(1)見(jiàn)解析 (2)EA＝5103 N/C　EB＝3103 N/C (3)FA′＝510－2 N　FB′＝310－2 N