鲁科版高中物理必修第三册第2章综合测试试卷含答-案答案在前.docx

第 2 章综合测试
答案解析
一、
1.【答案】B
【解析】带同种电荷时两物体间的力是斥力，距离增大，电场力做正功，则电势能减小。
2.【答案】B
【解析】带电云层靠近建筑物时，会在建筑物上感应出异种电荷，在云层与建筑物之间形成电场。当电荷积
累到一定程度时，会发生强烈放电现象，可能发生雷击。如果建筑物安装了避雷针，云层中积聚的电荷会通
过避雷针导入大地，逐渐中和云层的电荷，保护建筑物，使其免遭雷击。避雷针应选用导体材料，所以选 B。
3.【答案】A
【解析】由电容器的定义和电容器的物理意义知 A 错误，C、D 正确。由Q = CU 知 B 正确。
4.【答案】B
【解析】电荷仅受电场力作用，合力不会为零，由运动图像可知速度的大小没有变化，故电荷只能做匀速圆
周运动，故选 B。
5.【答案】A
【解析】在匀强电场中，两点间的电势差U = Ed ，而 d 是沿场强方向上的距离，所以U = −10sinq (V)，
OP
选项 A 正确。
6.【答案】C
【解析】由题图等势面可知两固定的等量异号点电荷的电场分布如图所示。带负电的粒子在等量异号点电
荷所产生电场中的偏转运动轨迹如图所示，则粒子在电场中做曲线运动。电场力对带负电的粒子先做正功
后做负功，电势能先变小后变大，故 C 正确。
7.【答案】A
【解析】先明确物理量 C、Q、U、E 中保持不变的量，再依据物理公式来讨论。保持开关 S 接通，电容器
上电压 U 保持不变，正对面积 S 减小时，由 E

U
= 可知 U 和 d 都不变，则场强 E 不变，A 错误。减小距离
d

d 时，由C

1
µ 可知电容 C 增大，因为开关 S 接通 U 不变，由Q = CU 得电荷量 Q 将增大，故电容器充电，
d
电路中有充电电流，B 正确。断开开关 S 后，电容器的电荷量 Q 保持不变，当 d 增大时电容 C 减小，由

C

Q
= 可得电压 U 将增大，C 正确。插入电介质，e 增大，电容 C 增大，因为断开 S 后 Q 不变，由C
U

=

Q
U
知电压 U 将减小，D 正确。
8.【答案】A
【解析】 x 轴上 OA 的中点 C 的电势为3 V ，则 BC 的连线为等势线，如图所示，电场的方向与等势线垂
直 ， 且 由 电 势 高 处 指 向 电 势 低 处 。 根 据 几 何 图 形 ， O 点 到 BC 的 距 离 为 d =1.5 cm ， 所 以
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E

U 3
= = V/m = 200 V/m ，故选项 A 正确。
d 0.015
9.【答案】AC
【解析】设点电荷的电荷量为 Q，根据点电荷电场强度公式

Q
E k
= ， r r =1:2 ， r :r = 3:6 ，可知，
2
a b c d
r
E : E = 4:1， E : E = 4:1，选项 A 正确，B 错误；将一带正电的试探电荷由 a 点移动到 b 点做的功
a b c d
W = q j −j = q ，试探电荷由 b 点移动到 c 点做的功 ( ) (J)
( ) 3 (J) W = a j −j = q ，试探电荷由 c 点移动 ab a b bc b c
到 d 点做功 ( ) (J)
W = q j −j = q ，由此可知，W :W = 3:1，W :W =1:1，选项 C 正确，D 错误。
cd c d ab bc bc cd
10.【答案】AD
T T
【解析】根据电子的受力情况和牛顿第二定律知，在 0～ 时间内，电子向 A 板做匀加速直线运动，在
2 2
时刻速度达到最大值；在

T
2

到 T 时间内，电子向 A 板做匀减速直线运动，在 T 时刻速度减为零；随后重复
刚才的运动，故 A、D 正确。
11.【答案】BD
【解析】三个颗粒在电场中均做类平抛运动，水平方向

x = v t ，竖直方向 1 2
y = at 。由
0
2

x ＜x ＜x 可知
a b c

t ＜t ＜t ，又
a b c

y = y = y ，知
a b c

a ＞a ＞a ，由此可判断落在 a 点的颗粒带负电，b 点的不带电，c 点的带正
a b c
电，电场力对落在 c 点的颗粒做负功。故选项 B、D 正确。
12.【答案】CD
【解析】由带电粒子运动的轨迹可以看出其受力方向指向凹侧，则电场力做正功，带电粒子的动能增加，电
势能减小，A 错误、C 正确；由于不知带电粒子的电性，无法判断电场线方向，B 错误；由于带电粒子从 a
到 b 的过程中弯曲的幅度越来越大，说明受到的电场力越来越大，故加速度越来越大，D 正确。
二、
13.【答案】
【解析】题目中只要寻求电势相等的点即可确定等势面，因j = 6 V ，j = −6 V，由匀强电场的特点电势
B C
均匀分布知，在 BC 连线的中点 O 处的电势必为 0；同理，在 AC 线段上找一个电势为 0 的点，把 AC 线段
等分成三份，在等分点 O′处的电势也必为 0。连结 OO′即为该电场中的一条等势线，根据电场线与等势线垂
直，可以画出电场中的电场线，如图所示。
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1 2eU
14.【答案】（1）在加速电场中，根据动能定理得， e = 2 − ，解得 v = 0 。
U mv 0
0 0 0
2 m
（2）在偏转电场中，偏转位移为

d
2

，根据

L = v t ， a eU
= ，则
0
md

d 1 eUL UL
2 2
y = = at = = ，解得
2
2 2 2mdv 4U d
2
0 0
U

2U ?d 2´5000´10
2 −6
= = = ´
0 V 4.0 102 V
L 25´10
2 −6

。
3
15.【答案】（1）根据题设条件，电场力大小 F = mg tan 37° = mg ，方向水平向右。
4
（2）小球沿竖直方向做匀减速直线运动，初速度为 v ，
0
v = v − gt 。沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为
则 a ，
y 0 x
则

F 3 v
a = = g ，小球上升到最高点的时间t = 0 ，此过程中小球沿电场线方向的位移
x
m 4 g

1
2 3v0
2
x = a t = ，电
x
2 8?g
9
场力做功W = Fx = mv2 。
0
32
9
则小球上升到最高点的过程中，电势能减少 mv2 。
0
32
16.【答案】（1）小球受重力、电场力、细线的拉力作用，它恰好能通过最高点，说明细线拉力T = 0 ，这时
A
重力和电场力的合力提供小球做圆周运动的向心力，故有

v
2
æ Eq ö
qE mg m v g L
+ = 1 ，解得 = ç + ÷
1
L
è m ø

。
（2）小球由 A 运动到 B 点，绳子拉力不做功，重力和电场力做功，由动能定理得
1 1 2(mg + qE)2L
(gE + mg)2L = mv − mv ，解得 v2 v2
2 2 = + ， 2 1 2 1
2 2 m
æ Eq ö
将 v1 的表达式代入得 2 5
v = ç + g ÷L
è m ø

。
mv
2
（3）在 B 点，三个力的合力提供小球做圆周运动所需的向心力，有T − mg − Eq = ，T = 6(mg + qE) 。
2
B B
L
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第 2 章综合测试
一、选择题（本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分，第 1~8 题只有一项符合题目要求，第 9~12 题有多项
符合题目要求，全都选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
1.两个带同种电荷的物体间距增大一些时（ ）
A.电场力做正功，电势能增加
B.电场力做正功，电势能减小
C.电场力做负功，电势能增加
D.电场力做负功，电势能减小
2.关于避雷针的下列说法中正确的是（ ）
A.制作避雷针要选用绝缘性能好的材料
B.避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地
C.为了美观通常把避雷针顶端设计成球形
D.避雷针安装在高大建筑物的顶端，而不必接地
3.下列关于电容器和电容的说法中不正确的是（ ）
A.根据C

Q
= 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
U
B.对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压（小于击穿电压且不为零）成正比
C.无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压的比值恒定不变
D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两极板上的电压无关
4.一正电荷仅在电场力作用下，从 A 点运动到 B 点，速度大小随时间变化的图像如图所示。下列关于 A、
B 两点电场强度 E 的大小和电势 φ 的高低的判断，正确的是（ ）
A.

E ＞E ，j ＞j
A B A B
B.
E = E ，j =j
A B A B
C. E ＜E ，j ＞j
A B A B
D.

E ＜E ，j ＜j
A B A B
5.如图所示，在 xOy 平面内有一个以 O 为圆心、半径 R = 0.1 m 的圆，P 为圆周上的一点，O、P 两点连线
与 x 轴正方向的夹角为q 。若空间存在沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小 E =100 V/m，则 O、P 两点的
电势差可表示为（ ）
A.U = −10sinq(V)
OP
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B.U =10sin×q(V)
OP
C.U = −10cosq(V)
OP
D.U =10cosq(V)
OP
6.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中 A
点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中（ ）
A.做直线运动，电势能先变小后变大
B.做直线运动，电势能先变大后变小
C.做曲线运动，电势能先变小后变大
D.做曲线运动，电势能先变大后变小
7.如图所示，一平行板电容器与电源 E、电阻 R 和电流表相连接，接通开关 S，电源即给电容器充电，下列
说法中不正确的是（ ）
A.保持 S 接通，使两极板的面积错开一些（仍平行则两极板间的电场强度减小
B.保持 S 接通，减小两极板间的距离，则电流表中有从左到右的电流流过
C.断开 S，增大两极板间的距离，则两极板间的电压增大
D.断开 S，在两极板间插入一块电介质板，则两极板间的电势差减小
8.如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点 O 处的电势为0 V ，
点 A 处的电势为 6 V ，点 B 处的电势为3 V ，则电场强度的大小为（ ）
A. 200 V/m B. 200 3 V/m
C.100 V/m D.100 3 V/m
9.在一静止点电荷的电场中，任一点的电势j 与该点到点电荷的距离 r 的关系如图所示。电场中四个点

a、b、c 和 d 的电场强度大小分别为 E 、
a

E 、 E 和
b c

E 。点 a 到点电荷的距离 r 与点 a 的电势
j 已在图中
d a a
用坐标（
r ，j ）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由 a 点依次经b、c 点移动到 d 点，在相邻两
a a
点间移动的过程中，电场力所做的功分别为
W 、W 和W 。下列选项正确的是（ ）
ab bc cd
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A. E : E = 4:1 B. E : E = 2:1
a b c d
C.W :W = 3:1 D.W :W =1:3
ab bc bc cd
10.在两块平行金属板 A、B 间加如图所示变化的电压，此电压的值不变，但每过
A 板电势为正，若在此时由 B 板自由释放一电子，那么（ ）

T
2

改变一次极性。t = 0 时，
A.电子会一直向 A 板运动
B.电子在 A、B 两板间来回运动
C.在t = T 时，电子回到出发点
T
D.在
t = 时电子具有最大速度
2
11.三个分别带正电、负电和不带电的质量相同的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度 v 垂
0
直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的 a、b、c 三点，如图所示，下列判断正确的是
（ ）
A.落在 a 点的颗粒带正电， c 点的带负电，b 点的不带电
B.三个颗粒在电场中的加速度的关系是 a ＞a ＞a
a b c
C.三个颗粒在电场中运动的时间关系是t ＞t ＞t
a b c
D.电场力对落在 c 点的颗粒做负功
12.如图所示，MN 是点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带电粒子（不计重力）从 a 到b 穿越这条电
场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论中正确的是（ ）
A.带电粒子从 a 到 b 过程中动能逐渐减小
B.电场线的方向由 N 指向 M
C.带电粒子在 a 点的电势能大于在b 点的电势能
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D带电粒子在 a 点的加速度小于在b 点的加速度
二、计算题（本题共 4 小题，共 46 分）
13.如图所示，虚线方框内为一匀强电场，A、B、C 为该电场中的三个点。已知j =12 V ，j = 6 V ，j = −6 V。
A B C
试在该方框内作出该电场的示意图（即画出几条电场线），并要求保留作图时所用的辅助线。
14.一束电子流在经 0 5 000 V
U = 的加速电场由静止加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电
场，如图所示。若两板间距 d =1´10−3 m ，板长 L = 5´10−3 m ，求：
（1）电子离开加速电场时的速度大小；（结果用字母 eU 、m 表示）
0
（2）若要使电子刚好从平行板间边缘飞出，求两个极板上的电压。（结果保留两位有效数字）
15.真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为 m 、带正电的小球由
静止释放，运动中小球的速度方向与竖直方向夹角为 37°（sin 37° = 0.6，cos37° = 0.8 ，重力加速度为 g ）。
求：
（1）小球受到的电场力的大小及方向；
（2）若以速度 v 竖直向上抛出该小球，求小球从抛出点至最高点的电势能变化量。
0
16.如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一绝缘轻细线一端固定于 O 点，另一端系一带正电的小球在
竖直平面内做圆周运动。小球带的电荷量为 q ，质量为 m ，绝缘细线长为 L，电场的电场强度为 E，若带电
小球恰好能通过最高点 A，则：
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（1）在 A 点时小球的速率 v 为多大？
1
（2）小球运动到最低点 B 时的速率 v 为多大？
2
（3）运动到 B 点时细线对小球的拉力为多大？
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