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物理选修3-1第一章测试题


高中物理选修 3-1 第一章测试题 一、本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一 个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错或不答 的得 0 分。 1.两个半径为 0.25 m 的铜球,球心相距 1 m,若各带 1 C 的同种电荷时,相互作用的 力为 F1,各带 1 C 的异种电荷时,相互

作用的力为 F2。则( ) A.F1=F2 B.F1<F2 C.F1>F2 D.无法判断 2.在一个点电荷形成的电场中,关于电场强度和电势的说法中正确的是( ) B.可以找到很多电场强度相同的点 A.没有任何两点电场强度相同 C.没有任何两点电势相等 D.可以找到很多电势相等的点 3.如图所示,两平行金属板间的距离是 d,两板间的电压是 U,今有一电子从两板间 的 O 点沿着垂直于板的方向射出,到达 A 点后即返回。若 OA 距离为 h,则此电子具有的 初动能是( ) A.edh/U B.edhU C.eU/dh D.ehU/d 4.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B 是这条直线上的两点。一电 子以速度 vA 经过 A 点向 B 点运动,经过一段时间后,电子以速度 vB 经过 B 点,且 vB 与 vA 方向相反,则( ) A.A 点的场强一定大于 B 点的场强 B.A 点的电势一定低于 B 点的电势 C.电子在 A 点的动能一定小于它在 B 点的动能 D.电子在 A 点的电势能一定小于它在 B 点的电势能 5.对于点电荷 Q 产生的电场,下列说法中正确的是( A.电场强度的表达式 E = ) F 仍成立,式中 q 就是本题中所指的产生电场的点电荷 Q q
kQ ,式中 Q 就是产生电场的电荷 r2

B.在真空中,电场强度的表达式为 E = C.在真空中 E =

kq ,式中 q 是试探电荷 r2

D.上述说法都不对 6.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电量为 Q,表面无大 气,在一实验中,宇航员将一带电 q(q<<Q)的粉尘置于距该星球表面 h 高处,该粉尘恰 好处于悬浮状态;宇航员又将此粉尘带到距该星球表面 2h 处,无初速释放,则此带电粉尘 将( ) A.背向星球球心方向飞向太空 B.仍处于悬浮状态 C.沿星球自转的线速度方向飞向太空 D.向星球球心方向下落 7.科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电量的单 位,关于元电荷,下列论述中正确的是( A.把质子或电子叫元电荷
1



B.1.6×10-19 C 的电量叫元电荷 C.电子带有最小的负电荷,其电量的绝对值叫元电荷? D.质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷? 8.如图所示,A、B 为两个等量的正点电荷,在其连线中垂线上的 P 点放一个负点电 荷 q(不计重力),由静止释放后,下列说法中正确的是( ) A.点电荷在从 P 点到 O 点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来 越大 B.点电荷在从 P 点到 O 点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来 越大 C.点电荷运动到 O 点时加速度为零,速度达最大值 D.点电荷越过 O 点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度为零 9.如果不计重力的电子,只受电场力作用,那么电子在电场中可能做( ) A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 D.匀速圆周运动 C.匀变速曲线运动 10.如图所示,虚线 a、b、c 代表静电场中的三个等势面,它们的 电势分别为 φa、φb 和 φc, φa>φb>φc。一带正电的粒子射入电场中,其 运动轨迹如图中实线 KLMN 所示。由图可知( ) A.粒子从 K 到 L 的过程中,电场力做负功 B.粒子从 L 到 M 的过程中,电场力做负功 C.粒子从 K 到 L 的过程中,电势能增加 D.粒子从 L 到 M 的过程中,动能增加 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二、本题共 4 小题,共 9 小空,每小空 2 分,共 18 分。把答案填在题中的横线上。 11.如图所示,在匀强电场中有 a、b、c 三点,a、b 相距 4 cm,b、c 相距 10 cm。将 一个带电荷量为 2×10-8 C 的电荷从 a 点移到 b 点时,电场力做功为 4×10-6 J。将此电荷从 b 点移到 c 点时电场力做功为________ J,a、c 间电势差为________V。



第 11 题图 第 12 题图 12.A、B 是某电场中的一条电场线上两点,一正电荷仅在电场力作用下沿电场线从 A 点到 B 点运动过程中的 v—t 图象如上图所示。比较 A、B 两点电势 φ 的高低和场强 E 的大 小: φA________φB,EA________EB。 13.A、B 两点电荷,原来相距 r,相互作用力为 F。若将 A、B 的电荷量都增大到原来 的两倍,则相互作用力为________。若再将距离也增大到原来的两倍,则相互作用力为 ________。 14.有一充电的平行板电容器,两板间电压为 3 V,现使它的电荷量减少 3×10-4 C, 于是电容器两极板间电压降为原来的 ,此电容器的电容是________ μF,电容器原来的 带电荷量是________ C,若电容器极板上的电荷全部放掉,电容器的电容是________ μF。
2

1 3

三、本题共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 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。 15.(10 分)有一带电荷量 q= -3×10-6 C 的点电荷,从某电场中的 A 点移到 B 点,电 荷克服电场力做 6×10-4 J 的功,从 B 点移到 C 点,电场力对电荷做 9×10-4 J 的功,求 A、 C 两点的电势差并说明 A、C 两点哪点的电势较高。

16.(10 分)如图所示,两块相距为 d,足够长的金属板 A、B 平行竖直放置,两板 间电压为 U,长为 L 的绝缘细线一端拴质量为 m 的带电小球,另一端固定在左板上某点, 小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为θ。如突然将细线剪断,问: (1)小球将如何运动? (2)小球经多长时间打到金属板上?

17.(10 分)氢原子由一个质子(原子核)和一个核外电子组成。电子质量 me = 9.1×10-31kg,质子质量 mp = 1.67×10-27kg,电子和原子核所带电荷量都等于 e = 1.6×10-19C。 电子绕核旋转的轨道半径 r = 5.3×10-11m。试求: (1)电子所受静电引力是万有引力的多少倍? (2)电子绕核旋转的周期是多少?

3

参考答案: 参考答案: 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B AD D D B B BCD C BC AC -6 11.5×10 450 12.< > 13.4F, F 14.150 4.5×10-4 150 15.负电荷从 A 移到 B 点的过程,电荷克服电场力做功,可见负电荷从电势高处移至电 势低处.即 φA>φB 电势差 UAB =
W AB ?6 × 10 V=200 V = q ?3 ×10 ?6
?4

负电荷从 B 移至 C,电场力做正功,可见负电荷从电势低处移至电势高处,即 φC>φB 电势差 UBC = 9 × 10 W BC V= -300 V = q ?3 × 10= 6
?4

而电势差 UAC = φA-φC = φA-φB +φB-φC = UAB + UBC = -100 V 所以,A、C 两点的电势差大小为 100 V,A、C 两点中 C 点的电势较高. 16.(1)由于小球原来是静止的,则合外力为零.所以细线剪断时,小球在重力和电场力 这两个恒力作用下,将做匀加速直线运动. (2)根据匀变速直线运动规律:s=v0t+ at2 和 a=g/cosθ 17.(1) 根据库仑定律有 F电 = k e = 9 × 10 9 × (1.6 × 10 ) = 8.2 × 10 ?8 N 2 ?11 2
2 ?19 2

1 2

解得:t=

2(d ? L sin θ ) . g ? tan θ

r

(5.3 × 10

)

根据万有引力定律有 F万 = G 所以 F


me m p r2

= 6.67 × 10?11 ×

9.1× 10?31 × 1.67 × 10?27 = 3.6 × 10?47 N , ?11 2 (5.3 × 10 )

F万

= 2.28 × 1039



(2)根据上面的计算, F 电>>F 万,可见在核外电子绕氢原子核旋转时,万有引力完全 可以忽略不计。 核外电子所受静电力就是核外电子绕氢原子核旋转的向心力, 即 F电 = me ( 2π )2 r 。
T

所以, 核外电子绕氢原子核旋转的周期为 T = 2π

me r 9.1 × 10 ?31 × 5.3 × 10 ?11 = 2 × 3.14 × ≈ 1.5 × 10 ?16 s F电 8.2 × 10 ?8

4


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