内容正文:
第一章 水平测评
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟.
第Ⅰ卷(选择题,共50分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.法拉第提出了场的观点,并用电场线形象地描述电场,以下关于电场和电场线的说法正确的是( )
A.电场线是实际存在的,用来表示电场的强弱和方向
B.带电粒子在电场中受力的方向就是场强的方向
C.在同一幅图里,电场线越密的地方电场强度越大,电场线越稀疏的地方电场强度越小
D.沿电场线方向,电场强度逐渐减小
答案 C
解析 电场线是人为假想的线,不是真实存在的,故A错误;在电场中正电荷的受力方向与场强方向相同,负电荷的受力方向与场强方向相反,故B错误;电场线的疏密表示电场的强弱,在同一幅图里,电场线越密的地方电场强度越大,电场线越稀疏的地方电场强度越小,故C正确;沿电场线方向,电场强度不一定减小,故D错误.
2.如图所示,在某一点电荷Q产生的电场中,有a、b两点,其中a点的场强大小为Ea,方向与ab连线成30°角;b点的场强大小为Eb,方向与ab连线成60°角.则a、b两点场强大小的关系是( )
A.Ea=3Eb B.Ea= C.Ea=2Eb D.Ea=
答案 B
解析 通过作图找出点电荷Q的位置,并设a、b间距为2l,则a、b两点距点电荷的距离分别为l和l,如图所示;根据点电荷周围的场强公式E=k∝,及ra=l和rb=l,可知Ea∶Eb=1∶3,即Ea=,B正确.
3.关于静电场,下列说法正确的是( )
A.电势等于零处的物体一定不带电
B.电场强度为零的点,电势一定为零
C.同一电场线上的各点,电势一定相等
D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加
答案 D
解析 零电势的选取是任意的,一般选取大地或无限远处的电势为零,如一个接地的带电体其所在处电势就为零,A错误;场强为零,电势不一定为零,B错误;沿电场线方向电势降低,C错误;负电荷沿电场线方向移动时,静电力做负功,电势能增加,D正确.
4.如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,一个电子以某一初速度只在静电力作用下沿AB由A点运动到B点,其速度—时间图像如图乙所示,电子到达B点时速度恰为零.下列判断正确的是( )
A.A点的电场强度一定大于B点的电场强度
B.电子在A点的加速度一定大于在B点的加速度
C.该电场可能是匀强电场
D.该电场可能是负点电荷产生的
答案 C
解析 从图像可知,电子从A点运动到B点,做匀减速运动,加速度不变,A到B之间的电场应为匀强电场,A、B错误,C正确;由vt图像可知,电子加速度不变,即电场强度大小不变,故该电场不可能是由点电荷产生的,D错误.
5.如图所示,一个绝缘圆环,当它的均匀带电且电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E,现使半圆ABC均匀带电+2q,而另一半圆ADC均匀带电-2q,则圆心O处电场强度的大小和方向为( )
A.2E,方向由O指向D
B.4E,方向由O指向D
C.2E,方向由O指向B
D.0
答案 A
解析 当圆环的均匀带电,电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E,根据微元法及对称性可知,电场方向沿圆环对称轴由圆心指向背离带电圆环一侧;当半圆ABC的带电荷量为+2q,由如图所示的矢量合成可得,在圆心处的电场强度大小为E,方向由O指向D;当另一半圆ADC均匀带电-2q,同理,在圆心处的电场强度大小为E,方向由O指向D;根据矢量的合成法则,圆心O处的电场强度的大小为2E,方向由O指向D,A正确,B、C、D错误.
6.(2021·山西省太原市高二上期末)如图所示,空间正四棱锥的底面边长和侧棱长均为a,水平底面的四个顶点处均固定着电荷量为+q的小球,顶点P处有一个质量为m的带电小球,在库仑力和重力的作用下恰好处于静止状态.若将P处小球的电荷量减半,同时加竖直方向的电场强度为E的匀强电场,此时P处小球仍能保持静止.重力加速度为g,静电力常量为k,则所加匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 设P处的带电小球所带电荷量为Q,根据库仑定律可知,P处小球受到各个顶点小球的库仑力大小均为:F=;根据几何关系可知,正四棱锥的侧棱与竖直方向的夹角为45°,再由力的合成法则及平衡条件有:4××=mg.若将P处小球的电荷量减半,则四个顶点处的小球对P处小球的库仑力的合力为:F′=4××==;当外加匀强电场后,P处小球仍保持平衡,则有:+E=mg,解得E==,故D正确,A、B、C错误.
[名师点拨] 在实际分析问题中,经常遇到一些立体问题,而分析这类问题时,通常把立体转化