最新人教版高中物理选修3-1复习试题及答案全套

最新人教版高中物理选修3-1复习试题及答案全套

章末综合测评(一)

(时间：90分钟分值：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题5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8～12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2分，有选错的得零分．)

1．下列说法正确的是()

A．电荷放在电势高的地方，电势能就大

B．正电荷在电场中某点的电势能，一定大于负电荷在该点具有的电势能C．无论是正电荷还是负电荷，克服电场力做功它的电势能都增大

D．电场强度为零的点，电势一定为零

C[电势能的大小与电荷的电性有关，正电荷放在电势高的地方，电势能大，而负电荷放在电势高的地方，电势能小，故A错误；正电荷在电场中电势大于零的点，其电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能；而正电荷在电场中电势小于零的点，其电势能一定小于负电荷在该点具有的电势能，故B错误；只要克服电场力做功，电荷的电势能一定增大，与电荷的电性无关，故C正确；电场强度与电势无关，可知电场强度为零的点，电势不一定为零，故D错误．] 2．如图1所示，在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近．关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中不正确的是()

图1

A．两端的感应电荷越来越多

B．两端的感应电荷是同种电荷

C．两端的感应电荷是异种电荷

D．两端的感应电荷的电荷量相等

B[由于导体内有大量可以自由移动的电子，当它慢慢靠近带负电的球P 时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端，靠近P 的一端带上了正电荷，远离P的一端带上了等量的负电荷．导体离球P距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多．]

3.如图2所示，曲线为电荷在匀强电场中的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法正确的是()

图2

A．电荷在b点的电势能大于在a点的电势能

B．电荷在a、b两点的电势能相等

C．该电场的方向水平向左

D．b点的电势高于a点的电势

A[由电荷运动轨迹可以确定电荷所受电场力水平向左，a到b过程中，电场力与速度所成的角度为钝角，则电场力做负功，电势能增大，则电荷在b点的电势能大于在a点的电势能，故A正确，B错误；由于不知道电荷的电性，所以不能确定电场线的方向，同时也就不能确定电势的高低，故C、D错误．]

4.在匀强电场中，有一质量为m，带电量为q的带电小球静止在O点，然后从O点自由释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为θ，如图3所示，那么关于匀强电场的场强大小的下列说法中正确的是()

图3

A．唯一值是mg tan θ

q B．最大值是

mg tan θ

q

C ．最小值是mg sin θq

D ．不可能是mg q

C [带电小球受到电场力与重力作用，小球沿合力方向做加速直线运动，根据图示位置可确定电场力的方向，小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线运动，当电场力的大小与重力沿合力的垂直方向分力相等时，电场力最小，即qE ＝mg sin θ，故E ＝mg sin θq ；故选C.]

5.某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B 点，电场线、粒子在A 点的初速度及运动轨迹如图4所示，可以判定( )

图4

A ．粒子在A 点的加速度大于它在

B 点的加速度

B ．粒子在A 点的动能小于它在B 点的动能

C ．粒子在A 点的电势能小于它在B 点的电势能

D ．A 点的电势低于B 点的电势

B [由电场线分布可知， E A

C 错．由于沿电场线方向电势降低，所以φA >φB ，

D 错．]

6.在真空中，上、下两个区域均有竖直向下的匀强电场，其电场线分布如图5所示，有一带负电的粒子从上边区域沿一条电场线以速度v 0匀速下落，并进入下边区域(该区域的电场范围足够广)，在下列速度—时间图象中，符合粒子在电场内运动情况的是(以v 0方向为正方向)( )

图5

A B C D

C[电场线在下边区域密，即下边区域场强大，故粒子在上边区域向下匀速运动，进入下边区域后，先做匀减速运动至速度减为零，接着向上做匀加速运动，越过边界后以速度－v0在上边区域再次做匀速运动．]

7.如图6所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点．由O点静止释放的电子恰好能运动到P点．现将C 板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子()

图6

A．运动到P点返回

B．运动到P和P′点之间返回

C．运动到P′点返回

D．穿过P′点

A[设AB、BC间的电场强度分别为E1、E2，间距分别为d1和d2，电子由O点运动到P点的过程中，据动能定理得：

eE1d1－eE2d2＝0 ①

当C板向右平移后，BC板间的电场强度

E′2＝U′

d′2＝

Q

C′d′2

＝

Q

εS

4πkd′2·d′2

＝

4πkQ

εS，

BC板间的电场强度与板间距无关，大小不变．

第二次释放后，设电子在BC间移动的距离为x，则

eE1d1－eE2x＝0－0 ②

比较①②两式知，x ＝d 2，即电子运动到P 点时返回，选项A 正确．]

8.如图7所示的U -x 图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上距离的关系．若三对金属板的负极板接地，图中x 均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是( )

图7

A ．三对金属板正极电势的关系φ1＞φ2＞φ3

B ．三对金属板间场强大小有E 1＞E 2＞E 3

C ．若沿电场方向每隔相等的电势差值作一等势面，则三个电场等势面分布的关系是1最密，3最疏

D ．若沿电场方向每隔相等距离作一等势面，则三个电场中相邻等势面差值最大的是1，最小的是3

BCD [通过U -x 图象分析可得，三对金属板的板间电势差相同，又因为金属板的负极板都接地，所以三个正极板的电势相等，A 错误．又因为板间距离不

同，由E ＝U AB d 可得E 1＞E 2＞E 3，B 正确．每隔相等的电势差值作一等势面，由

d ＝U AB E 可得，场强越大，等势面间距越小，分析得等势面分布的关系是1最密，3最疏，C 正确．沿电场方向每隔相等距离作一等势面，由U AB ＝Ed 可得，场强越大，电势差越大，分析得相邻等势面差值最大的是1，最小的是3，D 正确．]

9.如图8所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等．两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是( )

图8

A．1、3两点电场强度相同

B．5、6两点电场强度相同

C．4、5两点电势相同

D．1、3两点电势相同

ABC[两个等量异种点电荷的中垂线是等势线，所以2、4、5、6的电势相等，C正确；顺着电场线的方向电势降低，1、3电势不相等，D错误；1、2之间距离与2、3之间距离相等，由场强的矢量合成可以知道1、3两点电场强度相同，A正确；2、5之间距离与2、6之间距离相等，由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同，B正确．]

10.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图9所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是E Bx、E Cx，下列说法中正确的有()

图9

A．E Bx的大小大于E Cx的大小

B．E Bx的方向沿x轴正方向

C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大

D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功

AD[在φ-x图中，图象斜率的绝对值表示场强大小．结合题中图象特点可知E Bx>E Cx，E Ox＝0，故A对，C错．根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知E Bx沿x轴负方向，B项错．负电荷在正x轴上受电场力沿x轴负向，在负x轴上受电场力沿x轴正向，故可判断负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功后做负功，D项正确．]

11.如图10所示，在两等量异种点电荷产生的电场中，abcd是以两点电荷连线中点O为对称中心的菱形，a、c在两电荷的连线上，下列判断正确的是()

图10

A．a、b、c、d四点的电场强度的方向相同

B．a、b、c、d四点的电势相同

C．a、b两点间的电势差等于c、d两点间的电势差

D．将正试探电荷由b沿ba及ad移到d点的过程中，试探电荷的电势能先增大后减小

AD[根据等量异种电荷电场线的特点可知，a、b、

c、d四点的电场强度方向都向右，A正确；沿着电场线方

向电势逐渐降低，中垂线上各点电势为零，连线上的a点

电势高于c点电势，B错误；a、b两点间的电势差等于a、O两点间的电势差，c、d两点间的电势差等于c、O两点间的电势差，所以U aO＝－U cO，C错误；将正试探电荷由b沿ba及ad移到d点的过程中，电场力先做负功，后做正功，所以电势能先增大后减小，D正确．]

12.如图11所示，三个质量相同，带电荷量分别为＋q、－q和0的小液滴a、

b、c，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中()

图11

A．电场力对液滴a、b做的功相同

B ．三者动能的增量相同

C ．液滴a 电势能的增加量等于液滴b 电势能的减小量

D ．重力对三者做的功相同

AD [此题考查带电粒子在电场中的受力运动及能量变化规律，因a 、b 带电荷量相等，所以穿过两板时电场力做功相同，电势能增加量相同，A 对，C 错；c 不带电，不受电场力作用，由动能定理，三者动能增量不同，B 错；a 、b 、c 三者穿出电场时，由W G ＝mgh 知，重力对三者做功相同，D 对．]

二、非选择题(本题共4小题，共40分)

13．(8分) 将一个电量为－2×10－9 C 的点电荷从电场中的N 点移动到M 点， 需克服电场力做功1.4 × 10－8 J ，求：

(1)N 、M 两点间的电势差U NM 为多少？

(2)若将该电荷从M 移到N ，电场力做什么功？U MN 为多少？

【解析】 (1)由题意可知，将点电荷从N 移动到M 点，电场力做负功，即W NM ＝－1.4×10－8 J ，

根据公式U NM ＝W NM q ＝－1.4×10－

8

－2×10

－9＝7 V . (2)当点电荷从M 移到N 点时，电场力做正功．根据电势差之间的关系有： U MN ＝－U NM ＝－7 V .

【答案】 (1)7 V (2)正功 －7 V

14. (10分)在一个点电荷Q 的电场中，Ox 坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为2.0 m 和5.0 m ．已知放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图12所示中的直线A 、B 所示，放在A 点的电荷带正电，放在B 点的电荷带负电．求：

图12

(1)B点的电场强度的大小和方向；

(2)试判断点电荷Q的电性，并确定点电荷Q的位置坐标. 【解析】(1)由题图可得B点电场强度的大小

E B＝F

q＝2.5 N/C.

因B点的试探电荷带负电，而受力指向x轴的正方向，故B点场强的方向沿x轴的负方向．

(2)因A点的正电荷受力和B点的负电荷受力均指向x轴的正方向，故点电荷Q位于A、B两点之间，带负电．

设点电荷Q的坐标为x，则

E A＝k Q

(x－2)2

，

E B＝k Q

(5－x)2

.

由题图可得E A＝40 N/C，解得x＝2.6 m.

【答案】(1)2.5 N/C沿x轴的负方向(2)负电2.6 m

15. (10分)如图13所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q，A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球P，质量为m、电荷量为＋q(可视为点电荷，不影响电场的分布．)，现将小球P从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球P向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v.已知MN与AB 之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g.求：

图13

(1)C 、O 间的电势差U CO ；

(2)O 点处的电场强度E 的大小；

(3)小球P 经过与点电荷B 等高的D 点时的速度．

【解析】 (1)根据动能定理则，从C 到O

mgd ＋qU CO ＝12m v 2

则U CO ＝m v 2－2mgd 2q

. (2)A 点和B 点在O 点的电场强度均为E ＝k Q r 2，其中r ＝AO ＝BO ＝2d ，所

以E ＝k Q 2d 2，根据对称性可知，两点电荷场强在水平方向的分场强抵消，合场强为：

E 合＝2E ·cos 45°＝2kQ 2d 2.

(3)从C 到D 点，由于电场线的对称性，U CD ＝2U CO ，

则根据动能定理有：mg 2d ＋2qU CO ＝12m v 2D ，

所以v D ＝2v .

【答案】 (1)m v 2－2mgd 2q (2)2kQ 2d 2 (3)2v

16. (12分)如图14所示，在绝缘水平面上，相距为L 的A 、B 两处分别固定着两个带电量相等的正电荷，a 、b 是AB 连线上的两点，其中Aa ＝Bb ＝L /4，O 为AB 连线的中点，一质量为m 、带电荷量为＋q 的小滑块(可以看作质点)以初

动能E 0从a 点出发，沿直线AB 向b 点运动，其中小滑块第一次经过O 点的动能为初动能的n 倍(n ＞1)，到达b 点时动能恰好为零，小滑块最终停在O 点，求：

图14

(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数；

(2)O 、b 两点间的电势差U O b ；

(3) 小滑块运动的总路程．

【解析】 (1)因为＋q A ＝＋q B ，a 、b 以中点O 对称，所以U ab ＝0.滑块由a 到b 的过程，根据动能定理：

qU ab －μmg L 2＝－E 0，

所以μ＝2E 0mgL .

(2)对小滑块由O 到b 的过程，根据动能定理：

qU Ob －μmg L 4

＝－nE 0， U Ob ＝14μmgL －nE 0q ＝(1－2n )E 02q

. (3)U aO ＝－U Ob ＝(2n －1)E 02q

， 小滑块从a 点开始，最终停在O 点，根据动能定理

qU aO －μmgs ＝－E 0，

s ＝qU aO ＋E 0μmg ＝(2n ＋1)L 4

. 【答案】 (1)2E 0mgL (2) (1－2n )E 02q (3)(2n ＋1)L 4

章末综合检测(二

)

(时间：90分钟分值：100分)

一、选择题(本题共10小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求．第6～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的2分，有选错的得零分．)

1.某同学用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电流表和电压表接成如图1所示的电路，接通电源后，可能出现的情况是()

图1

A．电流表被烧坏B．电压表被烧坏

C．小灯泡被烧坏D．小灯泡不亮

D[由于电压表的内阻很大，所以电路中的电流很小，电压表、电流表、灯泡都不会被烧坏，但灯泡不亮，D正确．]

2．两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为()

A．4R B．R

C．R

2D．无法计算

B[当两电阻串联接入电路中时I＝E

2R＋r

，当两电阻并联接入电路中时I＝

E R

2＋r ×

1

2，由以上两式可得r＝R，B正确．]

3．两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，

直径为d；B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为()

A．Q A∶Q B＝1∶1 B．Q A∶Q B＝2∶1

C．Q A∶Q B＝1∶2 D．Q A∶Q B＝4∶1

B[直径比为1∶2，则横截面积比为1∶4，根据电阻定律R＝ρl

S，知电阻

之比为2∶1，根据Q＝I2Rt，电流相等，则热量之比为2∶1.故选B.]

4.如图2所示，A灯与B灯电阻相同，当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时，两灯的变化是()

图2

A．A灯变亮，B灯变亮

B．A灯变暗，B灯变亮

C．A灯变暗，B灯变暗

D．A灯变亮，B灯变暗

C[当变阻器的滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，根据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流I增大，内电压增大，路端电压U减小，A灯两端电压减小，亮度变暗；另一支路电流I′＝I －I A增大，R1两端电压U1＝I′R1增大，故R与B灯的并联支路电压U B＝U－U1减小，B灯变暗，C正确．]

5．某一网络电路中的部分电路如图3所示，已知I＝3 A，I1＝2 A，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，R3＝30 Ω，则下列结论正确的是()

图3

A．通过R3的电流为0.5 A，方向从a→b

B．通过R3的电流为0.5 A，方向从b→a

C．通过电流表的电流为0.5 A，电流表“＋”接线柱在右边

D．通过电流表的电流为1.5 A，电流表“＋”接线柱在左边

B[R1两端的电压U1＝I1R1＝2×10 V＝20 V；R2两端的电压U2＝I2R2＝(3

－2×5) V＝5 V，所以R3两端的电势差U ab＝U2－U1＝5 V－20 V＝－15 V，b点

电势高，电流由b→a，I3＝|U ab|

R3＝0.5 A，A错误，B正确；电流表中的电流方向

应该向右，大小I A＝I2－I3＝0.5 A，C、D均错误．]

6.如图4所示，U-I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α＝β，则下列说法中正确的是()

图4

A．在b点时，电源有最大输出功率

B．在b点时，电源的总功率最大

C．从a到b时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将增大

D．从b到c时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将减小

AD[在b点α＝β说明此时外电阻R等于内阻，电源有最大输出功率，A 对；电源总功率P总＝IE，则电流越大，总功率越大，B、C错，D正确．] 7．在如图5甲所示的电路中，电源的电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关闭合后，下列说法中正确的是()

甲乙

图5

A．L1中的电流为L2中的电流的2倍

B．L1的电阻为12 Ω

C．L1消耗的电功率为0.75 W

D．L2消耗的电功率为0.375 W

BC[L1两端电压为3 V时，由题图乙可知L1中的电流为0.25 A，L1的电

阻R＝U

I＝12 Ω，B正确；L1消耗的电功率P＝UI＝0.75 W．L2、L3串联分压，

分到的电压为1.5 V，由题图乙可知L2和L3中的电流为0.20 A，L2消耗的电功率P＝UI＝0.30 W，D错误；L1中的电流为L2中的电流的1.25倍，A错误．]

8.如图6所示的电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则()

图6

A．电源的功率变小

B．电容器贮存的电荷量变小

C．电源内部消耗的功率变大

D．电阻R消耗的电功率变小

BC[由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R总变小，I总增大，U端减小，而R1分压U1增大，所以电容器上的电压减小．电源功率P总＝I 总

E增大，A错误；Q＝CU减小，B正确；电源内部消耗功率P内＝I2总r增大，C 正确；电阻R1消耗的功率增大，R上消耗的功率无法确定．]

9．将分压电阻串联在表头上，改装成电压表，下列说法中正确的是() A．接上分压电阻后，增大了表头的满偏电压

B．接上分压电阻后，电压按一定比例分别降在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变

C．如果分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍

D．通电时，表头和分压电阻中通过的电流一定相等

BD[接上分压电阻后，电压按一定比例分别降在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变，A错误，B正确；分压电阻是表头内阻的n倍，则表头满偏时