1、章末检测(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。其中15 题为单项选择题,68题为多项选择题。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)1.最早提出用电场线描述电场的物理学家是()A.牛顿 B.伽利略 C.法拉第 D.阿基米德解析牛顿发现万有引力定律,提出了牛顿三定律;伽利略研究了下落物体运动的特点,并设想了理想斜面实验;法拉第最早提出用电场线描述电场,发现电磁感应现象;阿基米德研究了浮力问题等。综上所述,选项C正确。答案C2.真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷的电荷量增加了原来的,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点
2、电荷的电荷量一定减少了原来的()A. B. C. D.解析因为一个点电荷的电荷量增加了原来的,则Q1Q1,根据库仑定律的公式Fk知,若库仑力不变,则Q2Q2,即另一电荷的电荷量减少了原来的,故B正确,A、C、D错误。答案B3.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度方向相同的是()解析A选项中与点电荷等间距的a、b两点,场强大小相等,方向不同;对B选项来说,根据电场线的疏密程度及对称性可判断,b点和a点场强大小相等,方向相同;C选项中两等量同种点电荷连线的中垂线与连线等距的a、b两点,场强大小相等,方向相反;D选项中根据电场线的疏密程度可判断,b点的场强大于a点的场
3、强,方向不同。综合以上分析知B正确,A、C、D错误。答案B4.如图所示,AB是某点电荷电场中的一条电场线。在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时,它沿直线向B点运动。对此现象,下列判断正确的是(不计电荷重力)()A.电荷向B做匀速运动B.电荷向B做加速度越来越小的运动C.电荷向B做加速度越来越大的运动D.电荷向B做加速运动,加速度的变化情况不能确定解析由于负电荷从P点静止释放,它沿直线运动到B点,说明负电荷受力方向自P指向B,则场强方向自A指向B。由于只有一条电场线无法判断电场的强弱,只能确定负电荷的受力方向向左(自P指向A),不能确定受力变化情况,也就不能确定加速度变化情况,故选项D正确。答
4、案D5.把带电体上产生的静电荷移走可以防止静电荷积累而造成的危害。下列措施中,没有采取上述方法的是()A.油罐车后面装一条拖地铁链B.电工钳柄上套有绝缘胶套C.飞机上安装接地电缆D.印染车间里保持适当的湿度答案B6.如图所示,已知带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB,OAOB,都用长L的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处。静止时A、B相距为d。为使平衡时A、B间距离变为2d,可采用以下哪些方法 ()A.将小球B的质量变为原来的八分之一 B.将小球B的质量增加到原来的8倍C.将小球A、B的电荷量都增为原来的二倍,同时将小球B的质量变为原来的一半 D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球
5、B的质量增加到原来的2倍 解析如图所示,B受重力、绳子的拉力及库仑力;将拉力及库仑力合成,其合力应与重力大小相等,方向相反;根据三角形相似得,而库仑力Fk,由式得d,要使d变为2d:可以使球B的质量变为原来的八分之一,A正确,B错误;小球A、B的电荷量都增为原来的二倍,同时将小球B的质量变为原来的一半,C正确,D错误。答案AC7.如图所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电荷量为Q的小球P。带电荷量分别为q和2q的小球M和N,由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P与M相距L,P、M和N视为点电荷,且三者在同一直线上,下列说法正确的是()A.其他条件不变,将P释放,P也能静止B.M与N的距离为LC.
6、P在M、N处产生的电场强度EMEND.其他条件不变,小球P的电荷量增加为2Q,M、N及细杆组成的系统所受合外力为零解析P固定时,M、N及杆静止且P、M、N三者共线,则M、N及杆受到的合外力为零。由牛顿第三定律知P受M、N的库仑力的合力也为零,A正确;设M、N间距为x,由平衡方程得,解得x(1)L,B错误;由EM、EN得EM2EN,C错误;其他条件不变,仅将P的电荷量增加为2Q,仍有,M、N及细杆组成的系统所受合力为零,D正确。答案AD8.如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力作
7、用,根据此图可做出的正确判断是()A.带电粒子所带电荷的电性B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的加速度大小关系D.带电粒子在a、b两点的速度大小关系解析根据轨迹弯曲方向只能判断出粒子所受电场力方向,即指向轨迹凹侧,由于不知道电场线方向,故无法判断带电粒子的电性。由电场线疏密程度知a点场强大,则粒子在a点所受电场力大,在a点的加速度大于在b点的加速度,粒子由a到b电场力做负功,粒子的速度减小,故B、C、D正确。答案BCD二、计算题(共4小题,共52分。写出必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)9.(10分)一根长为l的绝缘丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球
8、静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37角,重力加速度为g,求:(sin 370.6,cos 370.8)(1)小球受到的静电力大小;(2)匀强电场电场强度的大小。解析(1)小球在电场中静止时,受力分析如图所示,由平衡条件得F电mgtan 37mg(2)E答案(1)mg(2)10.(12分)如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,细杆右侧距杆0.3 m处有一固定的点电荷Q,A、B是细杆上的两点,点A与Q、点B与Q的连线与杆的夹角均为37。中间有小孔的带电荷量为q的小球穿在绝缘细杆上滑下,通过A点时加速度为零,g取10 m/s2,求小球下落到B点时的加速度大小。解析分析小球在A处和B处
9、的受力情况,根据库仑定律和牛顿第二定律分别列式,联立求解小球下落到B点时的加速度。在A、B处,小球受力如图所示,由题意可知:在A处,kcos mg0在B处,kcos mgma由得a2g20 m/s2答案20 m/s211(15分)如图所示,一质量为m1.0102 kg、带电荷量为q1.0106 C的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场范围足够大,静止时悬线向左与竖直方向成37角。小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度g取10 m/s2。(1)求电场强度E的大小;(2)若在某时刻将细线突然剪断,求经过1 s时小球的速度大小v及方向。(sin 370.6,cos 370.8)解
10、析(1)由平衡条件得,小球所受电场力Fmgtan ,所以电场强度E N/C7.5104 N/C。(2)剪断细线后,小球的合力F合1.25mg方向沿原细线方向斜向下根据牛顿第二定律得小球的加速度a1.25g12.5 m/s2。所以1 s时小球的速度大小vat12.5 m/s,速度方向沿原细线方向向下,即方向与竖直方向成37角,斜向左下。答案(1)7.5104 N/C(2)12.5 m/s方向与竖直方向成37角,斜向左下12(15分)如图所示,在E103 V/m 的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R 0.4
11、m。一带正电荷q104 C的小滑块,质量为m 0.04 kg,与水平轨道间的动摩擦因数0.2,g取10 m/s2,求: (1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点Q,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)解析(1)滑块刚能通过轨道最高点的条件是mgm,v2 m/s滑块由释放点到最高点过程中,由动能定理得qExmgx2mgRmv2所以x代入数据得x20 m。(2)滑块从P到Q的过程中,由动能定理得mgRqERmv2mv所以vv22(g)R在P点由牛顿第二定律得NqE所以N3(mgqE),代入数据得N1.5 N。由牛顿第三定律知,滑块通过P点时,轨道对小滑块的弹力N与滑块对轨道的压力N等大、反向,所以NN1.5 N。答案(1)20 m(2)1.5 N