人教版高中物理选修3-1全册同步检测试题解析版(6)

高中物理选修3-1单元测试题

高二物理同步训练试题解析

一、选择题

1．如图1－6－14为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2 cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为( )

图1－6－14

A．E＝100 V/m，竖直向下 B．E＝100 V/m，竖直向上 C．E＝100 V/m，水平向左 D．E＝100 V/m，水平向右

解析：选C.电场方向与等势面垂直且指向电势降低的方向，故电场方向水平向左，由U＝

U2

Ed可得：E＝＝ V/m＝100 V/m，故C正确．

d2×10－22.如图1－6－15所示，圆O所在的平面内有匀强电场存在，电场方向与圆面平行．一个带正电荷的微粒(不计重力)从图中A点出发，以相同的初动能在圆内向各个方向运动，图中AB是圆的一条直径，∟BAC＝30°，已知只有当该微粒从图中C点处离开圆面时，动能才能达到最大值，则平面内的电场线方向为( )

图1－6－15

A．沿A→B方向 B．沿A→C方向 C．沿O→C方向 D．沿B→C方向

解析：选C.由W＝Uq可知，微粒由A射入到从C离开圆面时，动能最大，说明A、C两点的电势差最大，故知C点为圆上电势最低的点，过C的切线为电势最低的等势面，故电场方向为沿O→C方向，C正确．

3.(2011年湖北黄冈质检)如图1－6－16所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心．已知电场线与圆所在平面平行．下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是( )

图1－6－16

A．a点的电势为6 V B．a点的电势为－2 V

C．O点的场强方向指向a点

D．O点的场强方向指向电势为2 V的点

解析：选AD.由匀强电场特征可知：在匀强电场中，沿某一直线若存在电势变化，则沿与该直线平行的其他直线也会存在相同的电势变化规律，所以有10 V－6 V＝φa－2 V，解得φa＝6 V，选项A正确、B错误；O点与a点处于同一等势面上，所以O点场强方向垂直O与

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a连线指向电势为2 V的点，选项C错误、选项D正确．

4．如图1－6－17中，a、b、c、d、e五点在一直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离．在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为＋Q，已知在＋Q的电场中b、c两点间的电势差为U，将另一个点电荷＋q从d点移动到e点过程中，下列说法正确的是( )

图1－6－17

A．电场力做功qU B．克服电场力做功qU C．电场力做功大于qU D．电场力做功小于qU

解析：选D.离点电荷＋Q越远，电场越弱，由U＝Ed可得Ude

5．如图1－6－18中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∟ABC＝60°，BC＝20

－5

cm，把一个电荷量q＝10C的正电荷从A移到B，静电力做功为零，从B移到C，静电力

－

做功为－1.73×103J，则该匀强电场的场强大小和方向是( )

图1－6－18

A．865 V/m，垂直AC向左 B．865 V/m，垂直AC向右 C．1000 V/m，垂直AB斜向上 D．1000 V/m，垂直AB斜向下

解析：选D.把电荷q从A移到B，静电力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线AB即为等势线，场强方向垂直于等势面，可见，选项A、B不正确．

－3

WBC－1.73×10UBC＝＝V＝－173 V，B点电势比C点低173 V，因电场线指向电势降低的－

q105UU173

方向，所以场强的方向必垂直于AB斜向下，场强大小E＝＝＝ V/m

dBCsin60°3

0.2 ×2

＝1000 V/m，因此选项D正确，C错误．

6．如图1－6－19所示，一条绝缘细线，上端固定，下端拴一个质量为m的带电小球．将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E，方向水平向右．当细线离开竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡状态，则小球所带的电荷量为( )

图1－6－19

mgA.sinα EmgC.tanα E解析：

mg

B.cosα EmgD.cotα E

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选C.对小球受力分析如图所示，由物体的平衡条件得： Fcosα＝mg Fsinα＝Eq

mg

可得：q＝tanα，故C正确．

E

7.如图1－6－20所示，在沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，r为半径做逆时针转动，当OA与x轴正向成θ角时，O、A两点间的电势差为 ( )

图1－6－20

A．UOA＝Er B．UOA＝Ersinθ C．UOA＝Ercosθ D．UOA＝－Ercosθ

解析：选C.由图可知OA沿场强方向的距离d＝OAcosθ＝rcosθ，故UOA＝Ed＝Ercosθ.故C正确．

8．如图1－6－21所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN.P点在y轴右侧，MP⊥ON.则( )

图1－6－21

A．M点的电势比P点的电势高

B．将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功

C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差

D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动

解析：选AD.作出过点M的等势线，因电场线与等势线是正交的，且沿电场线方向电势是降低的，故A正确．将负电荷从O点移到P点时，因所处位置电势降低，其电势能增大，故应是克服电场力做功，B错误．由E＝U/d及电场线疏密程度知O、M两点间电势差应大于M、N两点间电势差，C错误．沿y轴上各点场强方向相同，故从O点由静止释放的带正电粒子运动中始终受到沿y轴正方向的外力，D正确． 9.如图1－6－22所示，空间有平行于纸面的匀强电场．一电荷量为－q的质点(重力不计)．在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N，如图所示．已知力F和MN间夹角为θ，M、N间距离为d，则( )

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图1－6－22

Fdcosθ

A．M、N两点的电势差为

q

F cosθ

B．匀强电场的电场强度大小为

q

C．带电质点由M运动到N的过程中，电势能减少了Fdcosθ D．若要使带电质点由N向M做匀速直线运动，则F必须反向

解析：选A.由于重力不计，质点匀速运动，所受拉力F与电场力大小相等、方向相反．从

W电Fdcosθ

M到N过程中，电场力做功W电＝－Fdcosθ，M、N两点的电势差UMN＝＝，A

q－q

F

项正确；匀强电场场强E＝，B项不正确；此过程中，电场力做负功，电势能增加，C项

q

不正确．若要使带电质点由N向M做匀速直线运动，则所受合力一定为零，因此F必须沿原方向，D项不正确． 二、计算题

10.如图1－6－23所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，已知φA＝12 V，φB＝6 V，φC＝－6 V．试画出该电场的电场线，并保留作图时所用的辅助线(用虚线表示)．

图1－6－23

解析：连接A、C，将线AC三等分，等分点为D、E，则φD＝6 V，连接BD即为电场中的一个等势面，过A、E、C三点分别作BD的平行线得到另外三个等势面，过A、B、C三点分别作和等势面的垂线，即为三条电场线，方向由高电势指向低电势，如图所示．

答案：见解析

－

11．如图1－6－24所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1.0×106 C的负电荷从A

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