2022-2023年鲁科版(2019)新教材高中物理必修3 前两章测试课件(1)

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高一物理测试题讲评 本套试题考点：（1）电场力、电场强度的矢量叠加性（2）从能的角度研究电场的符号法则问题（3）类平抛为问题（4）电容器的两类问题PART 1选择题1．关于元电荷和点电荷的理解正确的是(　　)A．元电荷就是电子B．元电荷就是质子C．体积很小的带电体就是点电荷D．点电荷是一种理想化模型【解析】元电荷e=1.6×10-19C是带电量的最小单元，不是物质(电子、质子)，是电荷量的单位，故A、B错误；当两个带电体的形状和大小对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷，故C错误；点电荷实际不存在，是理想化模型，D正确【答案】　D【解析】E＝F/q为场强的定义式，而电场中某点的场强只由电场本身决定，与是否引入试探电荷q及q的大小、正负无关，选项A错误；E＝KQ/q2是点电荷Q产生的电场中各点场强的决定式，故E∝Q/r2，选项B正确；因场强为矢量，E相同意味着大小、方向都相同，而在球面上各处场强方向不同，选项C错误；因所放电荷电性不知道，若为正电荷，则E与＋q受力方向相同，否则相反，故选项D错误．2．关于电场中某点的场强大小和方向的描述，下列说法正确的是A由E＝ F/q知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍B由E＝ 知，E与Q成正比，与 成反比C由E＝ 知，在以Q为球心，r为半径的球面上，各处场强均相同D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力方向【答案】　B3．如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球a、b，左边放一个带正电的固定球C其电量大小为＋Q时，两悬线都保持竖直方向．下面说法中正确的是A．a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大B．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小C．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大D．a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小　　【解析】两悬线竖直，即悬线不提供水平方向的力，A、B各自所受电场力合力为零。若Q与A带同种电荷，则Q与A对B的电场力方向相同，B球合力不为零，所以A带负电。Q对A的力向左，则B对A的力向右，所以B带正电。又A、B平衡满足：FAB=FCB 、FBA=FCAC离A近，由库仑定律知，Q在A处产生的场强大于在B处产生的场强，所以A带电量较小【思维提升】三个电荷的平衡问题：同好放中间、异号分两边 靠近小的放、对引入电荷有要求 两同交一异、两大夹一小【答案】　B4．下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的是(　　)A．质子(H) B．氘核(H)C．α粒子(He) D．钠离子(Na＋)【思维提升】1．用运动学公式和牛顿定律处理带电粒子在电场中的直线运动时，只适用于匀强电场；而动能定理可适用于匀强电场，也可用于非匀强电场，因而一般用公式qU＝mV2/2分析带电粒子在电场中的加速问题．2．据W＝qU知，电场力对带电粒子做的功，只与初、末位置间的电势差有关，而与电场强度、两点间的距离无关．3．带电粒子在电场中运动时，是否考虑重力应具体分析．一般情况下，带电粒子、离子(电子、质子)不计重力；带电微粒、油滴、小球、质点计重力． 4．带电粒子在电场中的偏转是类平抛运动，平抛运动的规律在这里仍然适用，特别是两个推论应熟记：夹角关系：tgα=2tgβ,Vy/Vx=2y/x 中点关系：反向延长交于中点4、8、12题：加速电场、偏转电场问题A．落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电B．三个小球在电场中运动的时间相等C．三个小球到达极板时的动能关系为EkA>EkB>EkCD．三个小球在电场中运动时的加速度关系为8．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带负电和不带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们分别落在A、B、C三点，则以下说法错误的是【解析】从图中落点可知，C到达下极板时间最短，A到达下极板时间最长，即tCaB>aA，根据牛顿第二定律，F合C>F合B>F合A；结合题中三者带电性质，可知，C带负电，B不带电，A带正电，三电荷运动至下极板过程中，根据动能定理得WC>WB>WA，故ΔEkC>ΔEkB>ΔEkA，而初动能相同，所以到达下极板时，EkC>EkB>EkA.综上，A正确，B、C、D错12．（18分）如图所示的真空管中，质量为m，电量为e的电子从灯丝F发出，经过电压U1加速后沿中心线射入相距为d的两平行金属板B、C间的匀强电场中，通过电场后打到荧光屏上，设B、C间电压为U2，B、C板长为L1,平行金属板右端到荧光屏的距离为L2,求：（1）电子离开匀强电场时的速度与进入时速度间的夹角．（2）电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心距离【解析】 ⑴设电子经电压Ｕ１加速后的速度为v1，根据动能定理有：mV12/2=e U1进入Ｂ、Ｃ间的匀强电场中，做类平抛运动　⑵电子通过匀强电场时偏离中心线的位移离开电场后，做匀速直线运动射到荧光屏上，竖直方向的位移∴电子打到荧光屏上时，偏离中心线的距离为5、如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV，它的动能应为【解析】等势面3的电势为零，则该电荷在此位置的电势能也为零．由于两相邻等势面的电势差相等，又知Eka>Ekb，则a点的电势能可表示为－2qU(U为相邻两等势面的电势差)，b点的电势能可表示为qU.由于总的能量守恒，则有：Eka＋(－2qU)＝Ekb＋qU即26－2qU＝5＋qU，解得qU＝7 eV则总能量为7 eV＋5 eV＝12 eV当电势能为－8 eV时，动能Ek＝12 eV－(－8) eV＝20 eV【思维提升】当带电粒子仅受电场力时，动能与电势能总和不变即：EK+EP=定值6．如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点放一个静止的负电荷(重力不计)，下列说法中正确的是A．从P到O，可能加速度越来越小，速度越来越大 B．从P到O，可能加速度先变大，再变小，速度越来越大 C．越过O点后，加速度一直变大，速度一直变小 D．越过O点后，加速度一直变小，速度一直变小【解析】在O点合场强为零，无穷远处合场强为零，中垂线上任一点，在0点以上，沿重锤线向上，在0点以下，沿重锤线向下。由此可知从O点沿中垂线场强先增大后减小．点电荷从P→O的过程中，电场力可能是先变大后变小，加速度随之先变大后变小；也可能电场力一直变小，加速度一直变小，关键是P点位置的不确定性．不过，在到达O点之前，电场力一直表现为引力，速度一定是一直变大的，在O点时加速度为零，速度最大．该电场关于直线MN对称，点电荷越过O点后的运动也不一定是单调变化的．综上所述，本题正确选项是A、B【思维提升】(1)等量同种电荷连线中垂线上，从O点向外场强先变大后减小．(2)等量异种电荷连线中垂线上，从O点向外场强逐渐变小7 ．如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板间有一个电荷q处于静止状态．现将两极板的间距变大，则A．电荷将向上加速运动B．电荷将向下加速运动C．电流表中将有从a到b的电流D．电流表中将有从b到a的电流【解析】充电后电容器的上极板A带正电．不断开电源，增大两板间距，U不变、d增大．由E＝U/d知两极板间场强减小．场强减小会使电荷q受到的电场力减小，电场力小于重力，合力向下，电荷q向下加速运动．由C＝ εS/4Kπd知电容C减小．由Q＝CU知极板所带电荷量减少．会有一部分电荷返回电源，形成逆时针方向的电流．电流表中将会有由b到a的电流，选项B、D正确【思维提升】求与平行板电容器有关的问题时，应从平行板电容器的电容决定式入手，（1）首先确定不变量（Q、U（2）根据电容决定式C＝εS/4Kπd，判断电容C的变化（3）由Q=UC判断Q或U的变化（4）由E=U/d(电压不变）；E=4KπQ/εS（电量不变）判断场强变化PART 2计算题9．（12分）在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点。当把一检验电荷＋q放在d点恰好平衡(如图所示，不计重力)。问(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？(2)检验电荷＋q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？(3)检验电荷＋q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？【解析】(1)由题意可知：F1＝ KQq/r2 ，F2＝qE 由F1＝F2，得qE＝ KQq/r2 ，得E＝ KQ/r2 匀强电场方向沿db方向(3)检验电荷放在b点：Eb＝E2＋E＝2E＝2KQ/r2 则Fb＝qEb＝2 KQq/r2,方向沿db方向【思维提升】场强满足矢量叠加性共线叠加：代数和不共线叠加：平行四边形法则、三角形法则、菱形法则10．（14分）有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4 J，从B点移到C点时静电力做功9×10－4 J。求：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)若以B点为电势零点，则A、C两点的电势各为多少？点电荷在A、C两点的电势能各为多少？【解析】 ：(1)设AB、BC、CA间电势差分别为UAB、UBC、UCA则UAB＝WAB/q ＝－6×10－4 /－3×10－6 ＝200 VUBC＝ WBC/q ＝9×10－4 /－3×10－6 ＝－300 VUCA＝－UAC＝－(UAB＋UBC)＝100 V(2)UAB＝φA－φB＝200 V，UBC＝φB－φC＝－300 V若φB＝0，则φA＝200 V，φC＝300 VA点电势能EφA＝φAq＝200×(－3×10－6) ＝－6×10－4 J同理EφC＝φCq＝300×(－3×10－6) ＝－9×10－4 J【思维提升】从能的角度研究电场的公式计算式带符号运算11．（16分）反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E1＝2.0×103 N/C和E2＝4.0×103 N/C，方向如图所示，带电微粒质量m= 1.0×10－20 kg，带电荷量q＝- 1.0×10－9C, A点距虚线MN的距离d1＝1.0cm不计带电微粒的重力．求：(1)B点距虚线MN的距离d2；(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.【解析】(1)带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理有 |q|E1d1－|q|E2d2＝0 － 0①由①式解得d2＝E1d1/E2 ＝0.5cm ② (2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有|q|E1＝ma1③ |q|E2＝ma2④设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有d1＝at2/2⑤ d2＝at2/2⑥ 又t＝t1＋t2⑦由②③④⑤⑥⑦式解得t＝1.5×10－8 s【思维提升】解决电场强度与力学知识的综合问题的一般思路(1)明确研究对象．(多为一个带电体，也可取几个带电体组成的系统)(2)分析研究对象所受的全部外力，包括电场力．(3)由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解即可，对于涉及能量的问题，一般用动能定理或能量守恒列方程求解