人教版高中物理选修3-1第一章 静电场 综合测试卷.docx

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第一章静电场综合测试卷
（满分100分，90分钟完成）班级_______姓名_______
目的要求：
1．理解电场的基本性质，熟练运用电场的基本概念和基本规律分析解决问题；
2．能熟练计算带电粒子在电场中的加速和偏转问题。

第Ⅰ卷(选择题共48分)
一、选择题：本大题共12小题，每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，至少
有一个选项正确，选对的得4分，对而不全得2分。

选错或不选的得0分。

1．两个点电荷相距为L时的排斥力为F，若两个点电荷所带电荷量不变，它们之间的斥力变为64F，则距离应为（）
A．1
64
L B．
1
8
L C．4L D．8L
2．当在电场中某点放入电荷量为q的正电荷时测得该点的电场强度为E，若在同一点放入电荷量q ＝5q的负电荷时，测得该点的电场强度（）A．大小为5E，方向与E的方向相同
B．大小为5E，方向与E的方向相反
C．大小为E，方向与E的方向相同
D．大小为E，方向与E的方向相反
3．把一个电荷量为1C的正电荷从电势为零的O点移到电场内的M点，外力克服电场力做功5J，若把这个电荷从N点移到O点，电场力做功则为6J，那么（）A．M点的电势是－5V
B ．N 点的电势是6V
C ．M 、N 两点的电势差为＋11V
D ．M 、N 两点的电势差为－1V
4．如图1所示，电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b 与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的震动膜a 构成一个电容器，a 、b 通过导线与恒定电源两极相接。

若声源S 做简谐振动，则
（ ）
A ．a 振动过程中，a 、b 板间的电场强度不变
B ．a 振动过程中，a 、b 板所带电量不变
C ．a 振动过程中，电容器的电容不变
D ．a 向右的位移最大时，a 、b 板所构成的电容器的电容最大
5．关于电势差的说法中，正确的是
（ ）
A ．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功
B ．1
C 正电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J 的功，这两点间的电势差就是1V
C ．在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关
D ．两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比
6．如图2所示，Q 是带正电荷的点电荷，P 1和P 2为其电场中的两点，若E 1、E 2为两点的电场强度的大小，φ1、φ2为两点的电势，则
（ ） A ．E 1＞E 2，φ1＞φ2 B ．E 1＞E 2，φ1＜φ2 C ．E 1＜E 2，φ1＞φ2
D ．
E 1＜E 2，φ1＜φ2
7．如图3所示，悬线下挂一个带正电的小球，它的质量为m ，电荷量为q ，整个装置处于的匀强电场中，下列说法中正确的是
（ ）
A ．场强方向一定向右
B ．若剪断悬线，则小球将静止不动
C ．若剪断悬线，则小球做匀速运动
D ．若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动
8． 如图4所示，A 、B 为两个用绝缘细线悬挂起来的质量相同的带电小球，左边放一个带正电的球C 时，两悬线都保持竖直方向（两线长度相同）。

若把C 球移走，两球没有发生接触，右图中，哪个图可以正确表示A 、B 两球的位置 （ ）
G 图1
S a
b
＋Q
P 1 P 2 图2 图3 E
9．带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图5所示。

带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动。

下列说法中正确的是
（ ）
A ．微粒在0～1s 内的加速度与1～2s 内的加速度相同
B ．微粒将沿着一条直线运动
C ．微粒做往复运动
D ．微粒在第1s 内的位移与第3s 内的位移相同
10．如图6所示，一绝缘杆长为l 的两端分别带有等量异种电荷，电荷量的绝对值为Q ，处在场强为E 的匀强电场中，杆与电场线夹角α＝60º，若使杆沿顺时针方向转过60º（以杆上某一点为圆心转动），则下列叙述正确的是
（ ） A ．电场力不做功，两电荷电势能不变 B ．电场力做的总功为
1
2QEl ，两电荷的电势能减少 C ．电场力做的总功为－1
2
QEl ，两电荷的电势能增加
D ．电场力做的总功的大小跟转轴位置有关
11．如图7所示，直线是真空中某一电场中的一条电场线，A 、B 是该电场线上的两点。

一个电子以速度v A 经过A 点向右运动，经过一段时间后，该电子以速度v B 经过B 点，且v B 速度方向向左。

下列说法中正确的是 （ ） A ．A 点处的场强一定大于B 点处的场强 B ．A 点的电势一定高于B 点的电势
C ．电子在A 点的动能一定小于它在B 点的动能
D ．电子在A 点的电势能一定小于它在B 点的电势能
12．如图8所示，把一个带电小球A 固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B 。

现给小球B 一个垂直AB 连线方向的速度v o ，使其在水平桌面上运动，则（ ）
A ．若A 、
B 为同种电荷，B 球一定做速度变大的曲线运动 B ．若A 、B 为同种电荷，B 球一定做加速度变大的曲线运动
C ．若A 、B 为异种电荷，B 球可能做加速度、速度都变小的曲线运动
D ．若A 、B 为异种电荷，B 球速度的大小和加速度的大小可能都不变
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
t /s
2 0 -2
2 1
E /V m -1
3 4
图 5
v A v B 图7
A B A
B v 0
图8
+Q
E
图6
－Q
α
二、填空、实验题：本大题共6小题，每小题4分，共24分。

把正确答案填写在题中横线上
或按要求作答。

13．真空中有一电场，在电场中的P 点放一电量为2.0×10－9C 的试探电荷，它受到的电场力
为1.0×10－5N ，则P 点的场强为________N/C ；把试探电荷电荷量减小为1.0×10－9C ，则该电荷在P 点受到的电场力为__________N 。

14．如图9所示，某静电场的电场线，图中A 、B 两点电势的高低情况是φ
A
___________φB （填“＝”、“＞”或“＜”），一负电荷从A 点移到B 点
其电势能增减的情况是_____________________。

15．质量为m ，电荷量为q 的带正电粒子，在正点电荷形成的电场中，从电势为φ的某点由静
止开始运动，若不计重力，无穷远处电势为零，则带电粒子的加速度将逐渐___________；速度将逐渐___________。

16．以无穷远处为零电势点，下述情况中各物理量为正还是为负？ （1）负电荷周围空间的电势为___________值；
（2）正电荷位于某负荷电产生的电场内，它的电势能为___________值； （3）负电荷位于某负电荷产生的电场内，它的电势能为___________值。

17．如图10所示， A 、B 两个带异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在一放
在水平支持面上的木盒内的底部和顶部，木盒对地面的压力为F N ，细线对B 拉力为F 。

若将系B 的细线断开，刚断开时，木盒对地面的压力将___________F N （填“＝”、“＞”或“＜”）。

18．在《用描迹法带出电场中平面上的等势线》的实验中，提供了下面一些操作步骤：
A ．在导电纸上画出两电极的连线
B ．将灵敏电流表的一个探针接在一个电极上，用另一个探针接触导电纸，缓慢移动可划出许多点，使电流计指针不发生偏转，这些点的连线即为一条等势线
C ．在平板上先铺上白纸，再铺上复写纸，然后铺上导电纸
D ．安装好电极，连接好电路
E ．闭合电键S
F ．在两电极的连线上，等距离取五个基准点，并复印在白纸上
G ．电流表的一个探针接触某个基准点不动，另一个探针缓慢移动到电流表指针不偏转时，复印一个点。

这样反复移动，可复印出许多点，连接这些点的平滑曲线即为一条等势线。

（1）在以上提供的步骤中，缺少一个很重要步骤，它是__________________________。

（2）在以上提供的步骤中，错误的步骤是______________________________________。

（3）将以上正确步骤选出，并按正确的操作顺序将步骤的序号排列_______________。

三、计算题：本大题共2小题，计28分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步
A
B
图9
图10
B A
骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

19．（12分）如图11所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d ＝8cm ，板长为L ＝25cm ，
接在直流电源上，有一带电液滴以v 0＝0.5m/s 的初速度从板间的正中点水平射入，恰好
做匀速直线运动，当它运动到P 处时迅速将下板向上提起4
3
cm ，液滴刚好从金属板末端飞出，求： （1）下极板上提后液滴经过P 点以后的加速度（g 取10m/s 2
） （2）液滴从射入开始匀速运动到P 点所用时间。

20．（16分）如图12所示，电荷量均为＋q 、质量分别为m 和2m 的小球A 和B ，中间连接质量不计的细绳，在方向竖直向上的匀强电场中以速度v 0匀速上升，某时刻细绳断开。

求： （1）电场的场强及细绳断开后A 、B 两球的加速度； （2）当B 球速度为零时，A 球的速度大小；
（3）自绳断开至B 球速度为零的过程中，两球组成系统的机械能增量为多少？
参考答案
一、选择题： 1．【答案】B
【点拨】根据库仑定律，在电荷量不变时，库仑力与距离的平方成反比，B 正确。

P 图11
v 0 图12
A
B m
2m E
2．【答案】C
【点拨】场强的大小和方向由电场本身决定，跟试探电荷无关，C正确。

3．【答案】 BD
【点拨】外力克服电场力做功5J，即电场力做负功5J，由公式
W
U
q
=，求出U OM＝－5V，U OM
＝φO－φM，则M点的电势φM＝5V，同理求出N点电势φN＝6V，M、N两点的电势差U MN＝φM －φN＝－1V。

4．【答案】D
【点拨】金属板b在声波驱动下沿水平方向振动，两极板间的距离发生变化，两极板与电源相连，电势差恒定，两板间的场强发生变化，A错误；电容器的电容随两板间距离面变两板带电量随电容而变，B错误；当距离最近时，电容最大，C错误、D正确。

5．【答案】B
【点拨】由电势差的定义式
W
U
q
=知，某两点间的电势差等于单位正电荷在两点间移动时电
场力做的功，A错误、B正确；由W＝qU知，在两点间移动电荷时，电场力做功与电势差成正比，C错误；电场中两点之间的电势差由电场本身决定，与放入其中的试探电荷无关，D错误。

6．【答案】D
【点拨】正点电荷电场的电场线向外发散，P2离场电荷近，场强较大，E1＜E2；电场线由P2指向P1，沿电场线方向电势逐渐降低，则有φ1＜φ2，D正确。

7．【答案】AD
【点拨】根据带正电小球的平衡知，小球受电场力方向一定向右，场强方向与正电荷的受力方向相同，所以场强方向向右，A正确；若剪断悬线，向右的电场力和竖直向下的重力的合力为恒力，小球将沿合力方向做匀加速直线运动，B、C错误，D正确。

8．【答案】B
【点拨】由左图判断，A球带负电、B球带正电，且电荷量不等。

移走C球后，两球带异种电荷，相互吸引，两球间的库仑力与电荷量无关，一定大小相等。

因两小球质量相等，所以两球的悬线与竖直方向的夹角相等，B正确。

9．【答案】BD
【点拨】从场强的变化规律知，在0～1s内的加速度与1～2s内的加速度只是大小相同，方向相反，A错误；带点微粒在电场力作用下在0～1s内匀加速运动，在1～2s内做匀减速运动，根据对称性知，第2s末速度减小为零，以后每2s重复一次0～2s内的运动，粒子做单方向直线运动，C错误，B、D正确。

10．【答案】B
【点拨】沿顺时针方向旋转，电场力对正、负电荷都做正功，根据匀强电场电场力做功的特点，
计算出功的代数和为1
2
QEl。

电场力做正功，电势能减少，B正确。

11．【答案】BD
【点拨】一条电场线无法判断场强的大小，A错误；从题意知，电子从A先向右做减速运动，速度减小到零后再返回到B点，说明电子受到的电场力方向向左，电场方向向右，A点的电势一定高于B点的电势，B正确；从A到B，电场力做负功，电势能增大，动能减少，电子在A 点的动能一定大于B点的动能，电势能一定小于它在B点的电势能，C错误，D正确。

12．【答案】 ACD
【点拨】若A、B为同种电荷，两者间为斥力，在斥力作用下，两者间距离增大，斥力减小，加速度减小，B球做加速度减小速度增大的变加速曲线运动，A正确，B错误；若A、B为异种电荷，两者间为引力，由于B球有一初速度，两者间距离可能增大，引力减小，B球可能做加速度、速度都变小的曲线运动，C正确；若A、B为异种电荷，B球也可能在引力的作用下绕A 球做匀速圆周运动，B球速度的大小和加速度的大小可能都不变，D正确。

二、填空、实验题：
13．【答案】5.0×103；5.0×10－6
【点拨】根据场强公式
F
E
q
＝5.0×103N/C，试探电荷减小为q′＝1.0×10－9C时，该电荷在
P点受到的电场力F＝q′E＝5.0×10－6N。

14．【答案】＞，增加
【点拨】沿电场线方向电势逐渐降低，所以φA＞φB；负电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增加。

15．【答案】减少；增大
【点拨】带正电粒子在正点电荷形成的电场中，仅受电场力作用，从静止开始将逐渐远离场源电荷，加速度将减小，电场力做正功，电势能减小，动能增大，速度将增大。

16．【答案】负；负；正
【点拨】负电荷的电场线从无穷远指向负电荷，无穷远处为零电势点，所以负电荷周围空间的电势为负值；电势能ε＝qφ，所以正电荷位于负荷电产生的电场内，它的电势能为负值，负电荷位于负荷电产生的电场内，它的电势能为正值。

17．【答案】＞
【点拨】将系B的细线断开，B球会加速向上运动，系统处于超重状态，地面木盒的支持力增大，木盒对地面的压力增大。

18．【答案】（1）缺少的步骤：H ：在探测等势点前，要探明流经电流表的电流方向和指针偏转方向之间的关系，以便移动探针，找到等势点。

（2）错误的步骤：B
（3）正确步骤的顺序：CDAFEGH 【点拨】略 三、计算题：
19．【答案】（1）2m/s 2
；（2）0.3s
【解析】（1）带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴匀速运动，所以有：
U
q
mg d
= 当下板向上提后，d 减小，E 增大，电场力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动。

此时液滴所受电场力为U d
F q
mg d d '==''
，根据牛顿第二定律有： F ′－mg ＝ma
解得：15
F mg a g m '-==＝2m/s 2。

（2）因液滴刚好从金属末端飞出，所以液滴在竖直方向上的侧位移是1
2
d 。

液滴沿极板方向始终做匀速运动，从刚进入电场到飞出电场的时间为
L
t v =
＝0.5s 设液滴从P 点开始在匀强电场中偏转的时间为t 2，在垂直于极板方向有
2211
22
d at = 解得：2d
t a
=
＝0.2s 所以液滴从射入开始匀速运动到P 点的时间t 1＝t －t 2＝0.3s 。

20．【答案】（1）E ＝
32mg q ；2A g a =，方向竖直向上； 4
B g
a =，方向竖直向下；（2）03v v A =；（3）2
015mv
【解析】（1）设电场强度为E ，把小球A 、B 看作一个系统，由于绳未断前作匀速运动，有：
23qE mg =
解得：32mg
E q
=。

细绳断后，根据牛顿第二定律，有： 对A 球：A qE mg ma -= 解得：2
A g
a =
，方向竖直向上。

对B 球：22B qE mg ma -= 解得：4
B g
a =-
，负号表示方向竖直向下。

（2）细绳断开前后两绳组成的系统满足外力这和为零，所以系统总动量守恒。

设B 球速度为零时，A 球的速度为A v ，根据动量守恒定律，得：
0(2)0A m m v mv +=+
解得：03v v A =
（3）设自绳断开到球B 速度为零的时间为t ，则：
00B v a t =+
解得：0
4v t g
=
在该时间内A 的位移为：2
000
(3)82A v v v s t g
+== 由功能关系知，电场力对A 做的功等于物体A 的机械能改变，有：
2
0Δ12A A E qEs mv ==。

同理，B 的机械能改变为：
2
2
0023Δ32B B v mg E qEs q mv q g
==⋅=
在这一过程中电场力对两球均做正功，故系统的机械能增加：2
015mv E E E B A =∆+∆=∆。