2017_2018学年高中物理全一册课时作业(打包26套)新人教版选修3_1

第一章 1 电荷及其守恒定律

基础夯实

一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)

1．(20172福建省三明市四地六校联考)公元前600年左右，希腊人泰勒斯就发现了用毛皮摩擦过的琥珀能吸引轻小的物体。公元一世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”。下列关于物体起电现象说法正确的是导学号 74700012( D ) A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷

B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移

C．摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体

D．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移

解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分。两个过程都没有产生电荷，故A、B错误；摩擦起电的两摩擦物体可以是导体，感应起电的物体不一定是导体，故C错误；不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移，故D正确。

2．对物体带电现象的叙述，正确的是导学号 74700013( D )

A．不带电的物体一定没有电荷

B．带电物体一定具有多余的电子

C．一根带电的导体棒放在潮湿的房间，过了一段时间后，发现导体棒不带电了，这过程中电荷不守恒

D．摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体

解析：不带电的物体内部正电荷的电量和负电荷的电量相等，体现出电中性，故A错误；物体带电可能有多余的正电荷，也有可能有多余的负电荷，故B错误；导体棒上面的电荷通过潮湿的空气发生了转移，电荷仍然守恒，故C错误；物体带电的本质都是电荷的转移，故D正确。

3．(20162广州实验中学高二上学期期中) 下列关于元电荷的说法中错误的是

导学号 74700014( A ) A．元电荷实质上是指电子和质子本身

B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍

C．元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的

D．元电荷的值通常取e＝1.60310－19C

解析：元电荷是指电子或质子所带的电荷量，不是电子或质子本身，故A错误；所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍，故B正确；元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的，故C正确；元电荷的数值通常取e＝1.60310－19C，故D正确。

4．(20162四川绵阳一中高二上学期期中) 如图所示，如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到“噼啪”的响声，还会看到电火花，关于这种现象产生的原因，下列说法正确的是

导学号 74700015( C )

A．人身体上产生电流B．接触带电造成的

C．摩擦起电造成的D．感应起电造成的

解析：脱毛衣时由于摩擦起电，衣服间产生异种电荷，当电荷积累到一定程度时，会产生电火花，并伴有“噼啪”声，选项C正确，A、B、D错误。

5．用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是导学号 74700016( CD )

A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子

B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷

C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等

D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同

解析：两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小，A错。由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，数量相等，B错C对。由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D对。

6．如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是导学号 74700017( AB )

A ．把C 移近导体A 时，A 、

B 上的金属箔片都张开

B ．把

C 移近导体A ，先把A 、B 分开，然后移去C ，A 、B 上的金属箔片仍张开

C ．先把C 移走，再把A 、B 分开，A 、B 上的金属箔片仍张开

D ．先把A 、B 分开，再把C 移走，然后重新让A 、B 接触，A 上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合

解析：C 移近A 时，带正电的小球C 对A 、B 内的电荷有力的作用，使A 、B 中的自由电子向左移动，使得A 端积累了负电荷，B 端积累了正电荷，其下部的金属箔片也分别带上了与A 、B 同种性质的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A 正确。C 靠近后保持不动，把A 、B 分开，A 、B 上的电荷因受C 的作用力不可能中和，因而A 、B 仍带等量的异种感应电荷，此时即使再移走C ，因A 、B 已经绝缘，所带电荷量也不会变，金属箔片仍张开，B 正确。先移走C ，再把A 、B 分开，A 、B 上的感应电荷会马上在其相互之间的引力作用下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C 错。先把A 、B 分开，移走C ，然后重新让A 、B 接触，A 、B 所带的异种电荷马上中和，箔片都不会张开，D 错。

二、非选择题

7．干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了－48.0μC 的净电荷。此人身上有多少个静剩余电子？他的质量增加了多少？(电子质量m e ＝ 9.1310

－31kg ，电子电荷量e ＝－1.6310－19C,1μC ＝10－6C) 。导学号 74700018

答案：3.031014个 2.73310－16kg 解析：人身上聚集的电子个数n ＝Q e ＝－48.0310－6

－1.6310

－19个＝3.031014个。,由于人身上多了n 个电子，他的质量增加m ＝nm e ＝3.03101439.1310－31kg ＝2.73310－16kg 。

能力提升

一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)

1．(20162上海市浦东新区高二上学期期末) 已知在环境的温度、湿度、气压相同的情况下，可得出以下序列：玻璃、尼龙、羊毛、丝绸、棉花、纸张、硬橡胶、腈纶……序列中两种物质摩擦时，排在前面的物质带正电，排在后面的物质带负电，而且两种物质在序列中距离越远，摩擦起电现象越显著。用事先准备的尼龙、羊毛、腈纶等三种材料，进行摩擦起电的实验，下面关于实验结果的叙述中正确的是导学号 74700019( B )

A ．尼龙棒与羊毛摩擦，尼龙棒带负电

B ．腈纶与羊毛摩擦，羊毛带正电

C ．尼龙与腈纶摩擦，不会发生起电现象

D ．尼龙与羊毛摩擦较羊毛与腈纶摩擦，尼龙与羊毛摩擦有更显著的起电现象

解析：由题可知，尼龙、羊毛、腈纶等三种材料中，尼龙排在最前面，腈纶排在最后面。

尼龙排在羊毛的前面，所以尼龙棒与羊毛摩擦，尼龙棒带正电，故A错误；羊毛排在腈纶的前面，所以腈纶与羊毛摩擦，羊毛带正电，故B正确；尼龙与腈纶摩擦，会发生摩擦起电现象，故C错误；由题可知，排序的位置差别越大，则越容易发生摩擦起电现象，所以尼龙与羊毛摩擦较羊毛与腈轮摩擦，羊毛与腈纶摩擦有更显著的起电现象，故D错误。

2．如图所示，有一金属箔验电器，起初金属箔闭合，当带正电的棒靠近验电器上部的金属板时，金属箔张开。在这个状态下，用手指接触验电器的金属板，金属箔闭合，问当手指从金属板上离开，然后使棒也远离验电器，金属箔的状态如何变化？从下图中的①～④ 4个选项中选取一个正确的答案。导学号 74700020( B )

A．图①B．图②C．图③D．图④

解析：手指接触验电器后，验电器上端带负电，手指离开，验电器上电荷分布不变，金属箔仍闭合，将棒远离后，验电器上电荷重新分布，金属箔张开，B正确。

3．绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图所示，现使b带电，则导学号 74700021( B )

A．b将吸引a，吸住后不放开

B．b先吸引a，接触后又把a排斥开

C．a、b之间不发生相互作用

D．b立即把a排斥开

解析：b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出现与b同种的感应电荷。虽然a上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷离b更近，所以b对a的静电力表现为引力。当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a便带同种电荷，有斥力作用，因而又把a排斥开，所以B正确。

4．如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，

导体B用导线经开关S接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B

导学号 74700022( C )

A．不带电B．带正电C．带负电D．不能确定解析：在感应起电的过程中，远端带同种电荷，近端带异种电荷。将B的左端接地后，B和地球组成了一个大导体，地球是导体的远端，故B成了近端，带负电。

5．如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球M靠近验电器的小球N(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则导学号 74700023( AB )

A．金属球可能不带电B．金属球可能带负电

C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电

解析：验电器的金属箔片之所以张开，是因为它们都带有正电荷，由于同种电荷相互排斥引起的。张开角度的大小决定于两个金属箔片带电荷量的多少。如果M球带负电，靠近验电器的N球时，异种电荷相互吸引，使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”，从而使两个金属箔片夹角减小，选项B正确，同时否定选项C。如果M球不带电，在靠近N球时，发生静电感应现象，靠近N球的端面出现负的感应电荷，而背向N球的端面出现正的感应电荷。M球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，从而使金属箔片张角减小。

6．(20162浙江省杭州二中高二上学期质检) 如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手(图中为右手)按在金属球上，并远离周围其他物体。一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是导学号 74700024( BD )

A．若用左手也去摸金属球，会被电击

B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击

C ．若右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态

D ．若右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态

解析：若用左手也去摸金属球，不会被电击，选项A 错误；若用左手与旁边的观众握手，会发生放电现象而被电击，选项B 正确；若右手离开金属球，电荷不会转移，则头发仍然四处散开，选项C 错误；若右手离开金属球而且走下绝缘凳，则电荷将进入大地，人体将不再带电，头发会立刻恢复常态，选项D 正确。故选BD 。

二、非选择题

7．如图所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8310－12C 的电荷量，求：导学号 74700025

(1) 金属瓶上收集到多少个电子？

(2) 实验的时间为多长？

答案：(1) 53107

个 (2) 5000s

解析：(1) 金属瓶上收集的电子数目为： N ＝Q e ＝－8310－12C －1.6310－19C

＝ 53107(个) (2) 实验的时间：t ＝53107

13104s －1＝5000s 第一章 2 库仑定律

基础夯实

一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)

1．下列说法中正确的是导学号 74700039( D )

A ．点电荷就是体积很小的带电体

B ．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体

C ．根据F ＝kq 1q 2r 可知，当r →0时F →∞

D ．静电力常量的数值是由实验得出的

解析：由点电荷的定义、库仑定律及其适用条件知A 、B 、C 错误，D 正确。

2．(20162北京大学附中河南分校高二上学期检测) 如图所示，在粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停

止。在物块运动过程中，下列表述正确的是导学号 74700040( C )

A ．两个物块的机械能守恒

B ．物块受到的库仑力不做功

C ．两个物块之间的库仑力逐渐减小

D ．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力

解析：两物块之间由于带同种电荷，它们之间存在库仑斥力，库仑力对两个物块都做正功，则机械能不守恒。故A 、B 错误。根据库仑定律得知：库仑力与两个物块之间的距离平方成反比，故C 正确；库仑力先大于物块所受的摩擦力，后小于摩擦力，故D 错误。

3．(20172上海市金山中学高二上学期期中) 两个相同的金属小球A 、B ，所带的电量q A ＝＋q 0、q B ＝－7q 0，相距r 放置时，相互作用的引力大小为F 。现将A 球与B 球接触，再把A 、B 两球间的间距增大到2r ，那么A 、B 之间的相互作用力将变为导学号 74700041( A )

A ．斥力、9F 28

B ．斥力、9F 14

C ．引力、9F 28

D ．引力、9F 14

解析：金属小球A 和B ，带电量分别为＋q 0和－7q 0，相互作用力大小为F ，根据库仑定律，有：F ＝k q 027q 0r 2

将两球接触后再放回原处，电荷先中和再平分，带电量变为

q 0－7q 0

2＝－3q 0，根据库仑定律，有：F ′＝k 3q 023q 0 2r 2＝928

F ，且表现为斥力，故A 正确，BCD 错误；故选：A 。 4．如图所示，光滑绝缘的水平面上的P 点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N 点由静止开始释放一个也带正电的小球(可视为质点) ，以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是导学号 74700042( B )

解析：N 点的小球释放后，受到向右的库仑力作用，开始向右运动，根据库仑定律F ＝k Q 1Q 2r 2

可得，随着两者之间的距离的增大，小球受到的库仑力在减小，根据牛顿第二定律a ＝

F m

可得，小球做加速度减小的加速直线运动，故选项B 正确。 5．如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a ，带电小球b 固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a 球保持静止状态的情景是导学号 74700043( ACD )

解析：若要使A 球处于静止状态其所受的合力为零，对a 球所处的各种状态进行受力分析，可知A 、C 、D 选项中a 球可能处于平衡状态。

6．宇航员在探测某星球时有如下发现：导学号 74700044

(1) 该星球带负电，而且带电均匀；

(2) 该星球表面没有大气；

(3) 在一次实验中，宇航员将一个带电小球(小球的带电量远小于星球的带电量) 置于离星球表面某一高度处无初速释放，带电小球恰好能处于悬浮状态。

则根据以上信息可以推断( BD )

A ．小球一定带正电

B ．小球一定带负电

C ．只改变小球的电荷量，从原高度无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态

D ．只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态

解析：可以将带负电均匀的星球视为负点电荷，带电小球处于平衡状态，即为库仑斥力与万有引力平衡，则

kQq r 2＝GMm r

2，所以正确答案为B 、D 。 二、非选择题

7.(20172安徽省蚌埠五中、蚌埠十二中高二期中联考) 把质量2g 的带负电小球A ，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q ＝4.0310－6C 的带电球B 靠近A ，当两个带电小球在同一高度相距30cm 时，绳与竖直方向成α＝45°角。试求：导学号 74700045

(1) B 球受到的库仑力多大？

(2) A 球带电荷量是多少？

答案：(1)2310－2N (2)5.0310－8C

解析：(1) 带负电的小球A 处于平衡状态，A 受到库仑力F ′、重力mg 以及绳子的拉力T 的作用，其合力为零。因此mg －T cos α＝0

① F ′－T sin α＝0

② ②÷①得F ′＝mg tan α＝2310－331031N＝2310－2N 。

根据牛顿第三定律有F ＝F ′＝2310－2N ，

(2) 根据库仑定律F ′＝k qQ

r 2 ∴q ＝F ′r 2kQ ＝2310－23 0.3 2

9310934.0310

－6C ＝5.0310－8C 。

能力提升

一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)

1．(20162哈尔滨六中高二上学期检测) 如图所示，在一绝缘斜面C 上有一带正电的小物体A 处于静止状态。现将一带正电的小球B 沿以A 为圆心的圆弧缓慢地从P 点转至A 正上方的Q 点处，已知P 、A 在同一水平线上，且在此过程中物体A 和C 始终保持静止不动，A 、B 可视为质点。关于此过程，下列说法正确的是导学号 74700046( A )

A ．物体A 受到斜面的支持力先增大后减小

B ．物体A 受到斜面的支持力一直增大

C ．地面对斜面C 的摩擦力先增大后减小

D ．地面对斜面C 的摩擦力先减小后增大

解析：对A 研究：P 对A 的库仑力垂直于斜面方向的分力，先逐渐增大后逐渐减小，当库仑力与斜面垂直时最大，设该分力为F ′，根据平衡条件：斜面对A 的支持力N ＝mg cos α＋F ′，可知N 先增大后减小，故A 正确，B 错误。以A 和C 整体为研究对象，分析受力情况如图所示。设P 对A 的库仑力大小为F ，与竖直方向的夹角为θ。根据平衡条件得：f ＝F sin θ由于F 大小不变，θ减小，则知地面对斜面C 的摩擦力逐渐减小，故C 、D 错误，故选A 。

2．(20162江西鹰潭一中高二上学期检测)如图所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l ，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电量的绝对值均为Q ，那么，a 、b 两球之间的万有引力F 引、库仑力F 库分别为导学号 74700047( D )

A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2

l

2 B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2 C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2

l 2 D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l

2 解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l 只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。因此，可以应用万有引力定律。对于a 、b 两带电球壳，由于两球心间的距离l 只有半径的3倍，不能看成点电荷，不满足库仑定律的适用条件，故D 正确。,3.一根放在水平面内的绝缘光滑玻璃管，内部有两个完全相同的弹性金属小球A 和B ，带电荷量分别为＋9Q 和－Q 。两小球从图示位置由静止释放，那么，两小球再次经过图示位置时，A 球的瞬时加速度为释放时的导学号 74700048( A )

A ．169倍

B ．916倍

C ．1倍

D ．320

倍 解析：设图示位置时两小球之间的距离为r ，则释放时两小球之间的静电力大小为F ＝k 9Q

2r 2，由牛顿第二定律可得释放时A 球的瞬时加速度a 1＝F m ＝9kQ 2

mr 2。释放后在静电引力作用下，两小球接触后再分开，电量先中和再平分，二者带了等量同种电荷，当再次经过图示位置时，两小球之间的静电力大小为F ′＝k 4Q 2r 2＝k 16Q 2r 2，A 球的瞬时加速度为a 2＝F ′m ＝16kQ 2mr 2，所以a 2a 1＝169

。A 正确。

4．(20162天津一中高二上学期月考) 如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂两个相同的带电介质小球A、B，左边放一个带电荷量为＋Q的固定球时，两悬线都保持竖直方向。下列说法中正确的是导学号 74700049( BC )

A．A球带正电，B球带正电，并且A球带电荷量较小

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B球带电荷量较大

D．A球带正电，B球带负电，并且B球带电荷量较大

解析：存在固定球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自所受电场力合力为零，说明A球带负电而B球带正电。根据库仑定律A离固定球近，所以A球带电荷量较小，B球带电荷量较大。故A、D错误，B、C正确。

5．(20172江西省宜春市高二上学期期末) 如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘丝线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为α、β，且β＞α。若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，则

导学号 74700050( AB )

A．a球的质量比b球的大B．a、b两球同时落地

C．a球的电荷量比b球的大D．a、b两球飞行的水平距离相等

解析：对小球受力分析，根据平衡条件有：m a g＝F库

tanα，m b g＝

F库

tanβ

，由于β＞α，

所以m a＞m b，故A正确；m a＞m b，因此水平方向上，a的加速度小于b的加速度。竖直方向上作自由落体运动，根据运动的独立性可知，两球同时落地，故B正确；a球的电荷量和b球的电量大小无法判断，故C错误；由于a的加速度小于b的加速度，因此a球水平飞行的距离比b球小，故D错误。故选AB。

二、非选择题

6．一半径为R的绝缘球壳上均匀的带有电量为＋Q的电荷，另一电量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为r(r?R) 的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为__k____(已知静电力常量为k) ，方向__由球

心指向小孔中心____。导学号 74700051

解析：绝缘球壳电荷的面密度为：σ＝Q

4πR

2 球壳上挖去半径为r 的小圆孔，去掉的电量为q ′，则： q ′＝σπr 2＝Qr 2

4R 2 与球心O 对称位置相应电荷对球心电荷的库仑力大小为

F ＝k qq ′R 2＝k Qqr 2

4R

4 是斥力，方向由球心指向小孔中心。

7．(20162江苏省天一中学高二检测) 如图所示，竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管，细管截面半径远小于半径R ，在中心处固定一电荷量为＋Q 的点电荷。一质量为m 、电荷量为＋q 的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动，当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力，求当小球运动到最低点时对管壁的作用力大小。导学号 74700052

答案：6mg

解析：设小球在最高点时的速度为v 1，根据牛顿第二定律 有mg －kQq R 2＝m v 2

1R

设小球在最低点时的速度为v 2，管壁对小球的作用力为F ，

根据牛顿第二定律F －mg －kQq R 2＝m v 2

2R 小球从最高点运动到最低点的过程中只有重力做功，故机械能守恒，

则12mv 21＋mg 22R ＝12

mv 22 解得F ＝6mg ，由牛顿第三定律得小球对管壁的作用力F ′＝6mg 。

第一章 3 电势能和电势

基础夯实

一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)