高中物理第一章静电场检测试题含解析教科版选修
(高二)物理教科版选修3—1第1章 静电场含答案
（高二）物理教科版选修3—1第1章 静电场含答案教科版选修3—1第一章 静电场1、(双选)如图所示，A 、B 是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A 带正电，B 不带电，则以下说法中正确的是 ( )A ．导体B 将带负电B ．导体B 左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等C ．若A 不动，将B 沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等D ．只要A 与B 不接触，B 的总电荷量总是为零2、由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为( )A ．kg·A 2·m 3B ．kg·A －2·m 3·s －4C ．kg·m 2·C －2D ．N·m 2·A －23、(双选)如图所示，金属板带电量为＋Q ，质量为m 的金属小球带电量为＋q ，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O 恰好在同一条水平线上，且距离为L.下列说法正确的是( )A ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝kQ L 2B ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝mgtan αqC ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝kq L 2D ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝mgtan αQ4、(多选)如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是()A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功5、(双选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6、(多选)如图所示，一平行板电容器与电源E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*7、两个半径为r的相同金属球带上异种电荷，已知q1＝3q2，两球心相距10r，其相互作用力大小为F1，现将两球接触后分开，再放回原处，这时两球间的相互作用力大小为F2，则()A．F2＝F1B．F2＝F1 3C．F2＞F13D．F2＜F13*8、(双选)如图甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度—时间图像如图乙所示，则下列叙述正确的是()A．电场线方向由A指向BB．场强大小E A>E BC．Q在A的左侧且为负电荷D．Q可能为负电荷，也可能为正电荷*9、(双选)如图所示，在光滑的绝缘水平面上，把两个等量正电荷固定在正方形abcd的a、c两点，一质量为m带负电的光滑小球从b点由静止释放，下列说法正确的是()A．小球运动到d位置时速度不可能为零B．小球从b位置运动到d位置的过程中，加速度最大时速度一定最大C．小球从b位置运动到d位置的过程中，其电势能先减小后增大D．小球从b位置运动到d位置的过程中，电势能与动能之和始终保持不变*10、如图所示，以O点为圆心，以R＝0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ＝60°角，已知a、b、c三点的电势分别为4 3 V、4 V、－4 3 V，则下列说法正确的是()A．该匀强电场的场强E＝40 3 V/mB．该匀强电场的场强E＝80 V/mC．d点的电势为－2 3 VD．d点的电势为－4 V*11、如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P位于两板间，恰好平衡．现用外力将P固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则P在两板间()A．保持静止B．水平向左做直线运动C．向右下方运动D．不知α角的值，无法确定P的运动状态12、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋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静电力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)13、如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面．现将电荷量为10－8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为3×10－6 J，将另一电荷量为10－8 C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功为3×10－6 J.(1)U AB、U AC、U BC各为多少？(2)画出电场线方向；(3)若AB边长为2 3 cm，求电场强度．（高二）物理教科版选修3—1第1章静电场含答案教科版选修3—1第一章静电场1、(双选)如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是()A．导体B将带负电B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零BD[由于静电感应，导体B左端带负电，右端带正电，导体总电荷量为零，故A错误，D正确．B的左端感应出负电荷，右端出现正电荷，电荷量的大小相等，故B正确．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小相等，与划分的位置无关，故C 错误．]2、由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为( )A ．kg·A 2·m 3B ．kg·A －2·m 3·s －4C ．kg·m 2·C －2D ．N·m 2·A －2B [由公式F ＝k q 1q 2r 2得，k ＝Fr 2q 1q 2，故k 的单位为N·m 2C 2，又由公式q ＝It 得1 C ＝1 A·s ，由F ＝ma 可知1 N ＝1 kg·m·s －2，故1N·m 2C 2＝1 kg·A －2·m 3·s －4，选项B正确．]3、(双选)如图所示，金属板带电量为＋Q ，质量为m 的金属小球带电量为＋q ，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O 恰好在同一条水平线上，且距离为L.下列说法正确的是( )A ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝kQ L 2B ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝mgtan αqC ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝kq L 2D ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝mgtan αQBC [金属板不能看作点电荷，在小球处产生的场强不能用E ＝kQ r 2计算，故A错误；根据小球处于平衡得小球受电场力F ＝mgtan α，由E ＝F q 得：E 1＝mgtan αq ，B 正确；小球可看作点电荷，在O 点产生的场强E 2＝kq L 2，C 正确；根据牛顿第三定律知金属板受到小球的电场力大小为F ＝mgtan α，但金属板不能看作试探电荷，故不能用E ＝F Q 求场强，D 错误．]4、(多选)如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是()A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功ABC[由图中带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹可知，粒子M受到引力作用所以带负电，粒子N受到斥力作用所以带正电，选项A正确；由于a点比b点更靠近带正电的点电荷，所以粒子M由a点运动到b点的过程中粒子要克服电场力做功，动能减小，选项B正确；d点和e点在同一个等势面上，所以N在d点的电势能等于它在e点的电势能，选项C正确；粒子N带正电，从c点运动到d点的过程中电场力做正功，选项D错误．]5、(双选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等BD[由动能定理知qU＝ΔE k，因两粒子电荷量相同，故ΔE k相同，B项正确．由牛顿第二定律得a＝Uqmd，由v-t图像知位移相同，初速度大的用的时间短，A项错误；Δv＝aΔt，时间不相等，故速度增量不相等，C项错误；电场力做功都是qU，故电势能减少量相等，D项正确．]6、(多选)如图所示，一平行板电容器与电源E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BCD[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＝Ud可知U和d都不变，则场强E不变，A错误．减小距离d时，由C∝1d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，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＝QU可得电压U将增大，C正确．插入电介质，εr增大，电容C增大，因为断开S后Q不变，由C＝QU知电压U将减小，D正确．]*7、两个半径为r的相同金属球带上异种电荷，已知q1＝3q2，两球心相距10r，其相互作用力大小为F1，现将两球接触后分开，再放回原处，这时两球间的相互作用力大小为F2，则()A．F2＝F1B．F2＝F1 3C．F2＞F13D．F2＜F13D [根据题意，两球接触后分开，每个球的带电荷量应是q2.由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，当两球带异种电荷时，由于电荷间的吸引，电荷在金属球表面不再均匀分布，两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必定小于10r，如图甲所示．甲应用库仑定律，则F1＞k q1q210r2＝k3q22100r2.同理，当两球带同种电荷时，两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必定大于10r，如图乙所示．乙则F2<kq2210r2＝kq22100r2.因此F2必小于13F1，故应选D.]*8、(双选)如图甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度—时间图像如图乙所示，则下列叙述正确的是()A．电场线方向由A指向BB．场强大小E A>E BC．Q在A的左侧且为负电荷D．Q可能为负电荷，也可能为正电荷BC[由于A到B的过程中速度增加，根据动能定理可知，电场力对负电荷做正功，所以电场线的方向由B指向A，A错误；由图乙可知，电荷做加速度减小的加速运动，所以由A运动到B的过程中，由牛顿第二定律可知，电场力在减小，由F＝Eq知，E在减小，所以E A>E B，B正确；由以上分析知Q在A的左侧且为负电荷，C正确，D错误．]*9、(双选)如图所示，在光滑的绝缘水平面上，把两个等量正电荷固定在正方形abcd的a、c两点，一质量为m带负电的光滑小球从b点由静止释放，下列说法正确的是()A．小球运动到d位置时速度不可能为零B．小球从b位置运动到d位置的过程中，加速度最大时速度一定最大C．小球从b位置运动到d位置的过程中，其电势能先减小后增大D．小球从b位置运动到d位置的过程中，电势能与动能之和始终保持不变CD[由b到bd连线的中点O的过程中，电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，因此到达d点的速度等于b点的速度，故A错误．由等量正电荷连线的中垂线上电场分布可知：ac的连线与中垂线的交点处场强为0，电场线的方向指向两边，由于负电荷受到的电场力跟电场线的方向相反，所以负电荷受到的电场力始终指向ac的连线与中垂线的交点．但中垂线上场强的大小：从中点到两侧场强先增大再减小，所以小球所受的电场力从中点到两侧先增大再减小，加速度最大的点不在O点，速度最大的点在O 点，故B错误．由等量正电荷的电场分布可知，在两电荷连线的中垂线上O点的电势最高，沿电场线电势越来越低，所以从b到d，电势是先增大后减小，负电荷的电势能先减小后增大，故C正确．由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，电势能和动能之和不变，故D正确．故选C、D.]*10、如图所示，以O点为圆心，以R＝0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ＝60°角，已知a、b、c三点的电势分别为4 3 V、4 V、－4 3 V，则下列说法正确的是()A．该匀强电场的场强E＝40 3 V/mB．该匀强电场的场强E＝80 V/mC．d点的电势为－2 3 VD．d点的电势为－4 VD[在匀强电场中，平行等长的线段两端的电势差相等，有U bc＝U ad，得φd＝－4 V，选项C错误，D正确；同理得O点电势为零，又U ao＝ERsin θ，得E＝40 V/m，选项A、B错误．]*11、如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P位于两板间，恰好平衡．现用外力将P固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则P在两板间()A．保持静止B．水平向左做直线运动C．向右下方运动D．不知α角的值，无法确定P的运动状态B[设原来两板间距为d，电势差为U，则qE＝mg，当板转过α角时两板间距d′＝dcos α，E′＝Ud′＝Ecos α，此时电场力F′＝qE′＝qEcos α，其方向斜向上，其竖直分力F＝F′cosα＝qE＝mg，故竖直方向上合力为零，则P水平向左做匀加速直线运动．]12、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋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静电力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)解析：在球壳上与小圆孔相对的小圆面的电荷量q′≈πr24πR2Q＝r24R2Q.根据库仑定律，它对球心的点电荷＋q的作用力大小F＝kq′qR2＝kr24R2QqR2＝kqQr24R4，其方向由球心指向小圆孔中心．答案：kqQr24R4由球心指向小圆孔中心13、如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面．现将电荷量为10－8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为3×10－6 J，将另一电荷量为10－8 C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功为3×10－6 J.(1)U AB、U AC、U BC各为多少？(2)画出电场线方向；(3)若AB边长为2 3 cm，求电场强度．解析：(1)正点电荷从A点移到B点时，电场力做正功，故A点电势高于B点，可求得U AB＝Wq＝3×10－610－8V＝300 V，负点电荷从A点移到C点，电场力做负功，A点电势高于C点，可求得U AC＝W′q′＝－3×10－6－1×10－8V＝300 V．因此B、C 两点电势相等，故U BC＝0.(2)由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线，因此BC为一条等势线，故电场线方向垂直于BC，设D为直线BC的中点，则场强方向为由A指向D，如图所示．(3)直线AB在场强方向的距离d等于线段AD的长度，故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得E＝U ABd＝30023×10－2×cos 30°V/m＝1×104 V/m.答案：(1)300 V300 V0(2)见解析图(3)1×104 V/m。
高二物理选修3-1第一章《静电场》单元测试(含答案)
高二物理选修3-1第一章《静电场》单元测试第I 卷（选择题）1．关于电荷的电荷量，下列说法正确的是A ．电子的电荷量的精确数值最早是由密立根油滴实验测得的B ．带电物体所带电荷量可以是任意值C ．带电物体所带电荷量最小值为1.6×10－19C D ．带电体的比荷是质量与电荷量的比值m/q 【答案】AC 【解析】试题分析：密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.6×10－19C ，因而A 对；任何物体的电荷量都是e 的整数倍，故B 错，C 对， 考点：考查了对元电荷的理解 2．下列说法中，正确的是：（ ） A ．由qFE =可知电场中某点的电场强度E 与q 成反比 B ．由公式PE qϕ=可知电场中某点的电势ϕ与q 成反比 C ．由ab U Ed =可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 D ．公式QC U=，其中电容器的电容C 与电容器两极板间电势差U 无关 【答案】D 【解析】试题分析：电场中某点的电场强度只和电场本身的性质有关，与外界因素无关，A 错误，电场中某点的电势大小是人为规定的，B 错误；公式ab U Ed =中的d 是沿电场方向间的距离，ab 的距离大，但 不一定沿电场方向间的距离大，C 错误；电容器的电容是由电容器本身的性质决定的，与外界因素无关，D 正确； 考点：考查了电场强度，电势，电势差，电容3． 如图所示为电场中的一条电场线，A 、B 为其上的两点，用E A 、E B 表示A 、B 两点的电场强度，ϕA 、ϕB 表示A 、B 两点的电势，以下说法正确的是 A ．E A 与E B 一定不等，ϕA 与ϕB 一定不等 B ．E A 与E B 可能相等，ϕA 与ϕB 可能相等 C ．E A 与E B 一定不等，ϕA 与ϕB 可能相等 D ．E A 与E B 可能相等，ϕA 与ϕB 一定不等 【答案】D【解析】试题分析：因为不知道AB 两点电场线的疏密程度，故无法确定两点场强的关系；由于顺着电场线电势减低故ϕA 一定高于ϕB ，故选项D 正确。
物理：第一章_静电场同步达标及单元检测试题(附答案)(新课标选修3——1)
静电场同步达标及单元检测试题一、电荷及其守恒定律课堂同步1。
电荷电荷守恒：自然界中只存在两种电荷：电荷和电荷。
电荷间的作用规律是：同种电荷相互，异种电荷相互.物体所带电荷的多少叫。
2。
静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使,这种现象叫静电感应。
利用静电感应使物体带电叫起电。
3.电荷既不能创造，也不能消灭,只能从一个物体到另一物体,或者从物体的一部分到另一部分。
4。
元电荷：ｅ＝，所有带电体的电荷量是。
5. 用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带电荷,毛皮带电荷.当橡胶棒带有2。
7×10—9库仑的电量时,电荷量为1。
6 ×10-19库仑的电子有个从移到上.6.已知验电器带负电，把带负电的物体移近它，并用手指与验电器上的小球接触一下,然后移去带电体,这验电器将（）A。
带正电B。
带负电 C.中性D。
以上三种都有可能7．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（)A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C．元电荷就是原子D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍8.下列说法正确的是（)A。
摩擦起电和静电感应都是使物体的正负电荷分开，而总电荷量并未变化B.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电,是摩擦过程中硬橡胶棒上的正电荷转移到了毛皮上C。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷是摩擦过程中玻璃棒得到了正电荷D.物体不带电，表明物体中没有电荷课后巩固1.带电微粒所带电量不可能是下列值中的（）A.2。
4×10-19CB.—6。
4×10—19CC.—1。
6×10—18CD.4。
0×10—17C2。
关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是( ）A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷D 。
通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷3.如图1-3所示，将带正电的球C 移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是 （ ）A 。
2019-2020学年高中物理 第一章 静电场 章末综合检测(含解析)教科版选修3-1
章末综合检测一、单项选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．在真空中的一个点电荷的电场中，离该点电荷距离为r 0的一点，引入电荷量为q 的检验电荷，其所受静电力大小为F ，则离该点电荷为r 处的场强大小为( )A.F qB.Fr 20qr 2C.Fr 0qrD.F q r 0r解析：在r 0处的场强E 0＝F q ＝kQ r 20，在r 处的场强E ＝kQ r 2，解得E ＝Fr 20qr2. 答案：B2．两个带正电的小球，放在光滑的水平绝缘板上，相距一定的距离，若同时释放两球，它们的加速度大小之比将( )A ．保持不变B ．先增大后减小C ．增大D ．减小解析：由于两小球之间的库仑力总是等大、反向，所以由牛顿第二定律可得两球的加速度大小之比等于其质量的倒数之比，即它们的加速度之比保持不变． 答案：A3．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为σ2ε0，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量．如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S ，其间为真空，带电荷量为Q .不计边缘效应时，极板可看做无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )A.Q ε0S 和Q 2ε0SB.Q 2ε0S 和Q 2ε0SC.Q 2ε0S 和Q 22ε0S D.Q ε0S 和Q 22ε0S 解析：均匀带电的无穷大平面在真空中触发电场的场强大小为σ2ε0，正极板的电荷在极板间触发电场的场强大小为Q 2ε0S ，负极板的电荷在极板间触发电场的场强大小为Q 2ε0S ，方向相同，故极板间的电场强度大小为Qε0S；以一极板电荷为试探电荷得两极板间相互的静电引力为F＝nqE＝Q·Q2ε0S，选项D正确．答案：D4．如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等．则( )A．直线a位于某一等势面内，φM>φQB．直线c位于某一等势面内，φM>φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功解析：由题意可知W MN＝W MP，因此N和P是等势点，由匀强电场可知，c、d为等势面，A错误．电子由M到N电场力做负功，即φM＞φN，B正确．M与Q位于同一等势面上，移动电荷不做功，C错误．由P到Q移动电子，电场力做正功，D错误．答案：B5.如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是( )A．1、2两点的场强相等B．1、3两点的场强相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等解析：同一电场中，电场线越密的地方场强越大，所以1点场强大于2、3点场强，A、B错误；同一等势面上各点电势相等，沿电场线方向电势降低，故C错误，D正确．答案：D6．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示．K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d.在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速．不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是( )A．A、K之间的电场强度为U dB．电子到达A时的动能大于eU C．由K到A电子的电势能减小了eU D．由K沿直线到A电势逐渐降低解析：A 、K 之间的电场是非匀强电场，公式U ＝Ed 不适用，因此A 、K 之间的电场强度不等于U d ，故A 错误．根据动能定理得E k －0＝eU ，则电子到达A 时的动能E k ＝eU ，故B 错误．由能量守恒定律知，由K 到A 电子的电势能减小eU ，故C 正确．电场力对电子做正功，则电场力向下，电场方向向上，则由K 沿直线到A 电势逐渐升高，故D 错误．答案：C7.如图所示，在M 、N 两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B 为连线上靠近N 的一点，C 为连线中垂线上处于A 点上方的一点．在A 、B 、C 三点中( )A ．场强最小的点是A 点，电势最高的点是B 点B ．场强最小的点是A 点，电势最高的点是C 点C ．场强最小的点是C 点，电势最高的点是B 点D ．场强最小的点是C 点，电势最高的点是A 点解析：根据等量异种电荷电场线分布特点，A 点为中垂线上场强最大的点，同时也是连线上场强最小的点，故E B >E A >E C .又因沿电场线方向电势降低，故φB >φA 且φA ＝φC ，故C 正确．答案：C二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，每小题有多个选项符合题意，把正确选项前的字母填在题后的括号内)8．对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )A ．将两极板的间距加大，电容将增大B ．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C ．在下板的内表面上放置一块面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D ．在下板的内表面上放置一块面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 解析：平行板电容器的电容大小随着两板正对面积的增大而增大，随两板间距离的增大而减小，在两极板间放入电介质，电容增大．据上面叙述可直接看出B 、C 两项正确．对D 选项，实际上是减小了平行板的间距．所以本题正确选项应为B 、C 、D.答案：BCD9．如图所示，某区域电场线左右对称分布，M 、N 为对称线上的两点．下列说法正确的是( )A ．M 点电势一定高于N 点电势B ．M 点场强一定大于N 点场强C ．正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能D ．将电子从M 点移动到N 点，电场力做正功解析：沿电场线方向，电势降低，所以M 点电势一定高于N 点电势，A 正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，M 点场强一定小于N 点场强，B 错误；正电荷q 在M 点的电势能E M ＝qφM ，在N 点的电势能E N ＝qφN ，由于φM ＞φN ，所以E M ＞E N ，C 正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM 指向M ，故从M 移动到N ，电场力做负功，D 错误．答案：AC10．两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中，存在一沿半径方向的电场，如图所示．带正电的粒子流由电场区域的一端M 射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N 射出，由此可知( )A ．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等B ．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等C ．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速率一定相等D ．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等解析：由题图可知，该粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力qE ＝m v 2r ，得r ＝mv 2qE，r、E为定值，若q相等，则12mv2一定相等；若qm相等，则速率v一定相等，故B、C正确．答案：BC11．喷墨打印机的简化模型如图所示．重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v 垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上．则微滴在极板间电场中( )A．向负极板偏转B．电势能逐渐增大C．运动轨迹是抛物线D．运动轨迹与带电荷量有关解析：由于微滴带负电，其所受电场力指向正极板，故微滴在电场中向正极板偏转，A项错误．微滴在电场中所受电场力做正功，电势能减小，B项错误．由于极板间电场是匀强电场，电场力不变，故微滴在电场中做匀加速曲线运动，并且轨迹为抛物线，C项正确．带电荷量影响电场力及加速度大小，运动轨迹与加速度大小有关，故D项正确．答案：CD12.如图为静电除尘示意图，G 、H 为金属管内两点．在M 、N 两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在电场力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管上，排出的烟就清洁了．就此示意图，下列说法正确的是( )A ．N 接电源的正极B ．M 接电源的正极C ．电场强度E H >E GD ．电场强度E H <E G解析：电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N 接电源正极．将金属棒与金属管壁看做电容器，则其内电场线分布情况如图所示．由图可知金属棒附近的H 点处电场线较密，而靠近金属管壁的G 点处电场线较疏，故H 处场强比G 处场强大，即E H ＞E G .答案：AC三、非选择题(本题共2小题，共28分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13．(14分)如图所示，一根长为l 不可伸长的细丝线一端固定于O点，另一端系住一个质量为m 的带电小球．将此装置放在水平向右的匀强电场E 中，待小球稳定后，细丝线跟竖直方向夹角为α，求：(1)小球带什么电？电荷量是多少？(2)保持小球带电荷量不变，用外力将小球缓慢拉到竖直方向的最低点，外力对小球做多少功？解析：(1)由于小球所受静电力水平向右，E 的方向水平向右，所以小球带正电．由平衡条件得qE ＝mg tan α，解得q ＝mg tan αE . (2)将小球缓慢拉到竖直方向的最低点的过程中，小球动能变化量为零，设外力对小球做功为W ，由动能定理可知 W ＋mgl (1－cos α)－qEl sin α＝0，解得W ＝mgl (1cos α－1)． 答案：(1)正电 mg tan αE (2)mgl (1cos α－1) 14．(14分)如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m ，电荷量为q ，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上．从某时刻开始，电场强度变化为原来的12，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2)求：(1)原来的电场强度的大小；(2)物体运动的加速度；(3)沿斜面下滑距离为l 时物体的速度的大小．解析：(1)对小物块受力分析如图所示，物块静止于斜面上，则mg sin 37°＝qE cos 37°，E ＝mg tan 37°q ＝3mg 4q. (2)当场强变为原来的12时，小物块的合外力为 F 合＝mg sin 37°－12qE cos 37°＝3m . 又F 合＝ma ，所以a ＝3 m/s 2，方向沿斜面向下．(3)由动能定理得F 合l ＝12mv 2－0， 所以v ＝6l .答案：(1)3mg 4q(2)3 m/s 2，方向沿斜面向下 (3)6l。
高中物理选修3-1 第一章《静电场》单元检测题(解析版)
《静电场》单元检测题一、单选题1.在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则( )A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小2.电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是( )A．A点的电场强度比C点的小B．负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大C．电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功D．正电荷由A移动到C，电场力做负功3.将带电量为Q和﹣3Q的可视为点电荷小球放在相距一定距离时，其相互作用力为F，则将两小球接触后放回原地，此时的相互作用力变为（）A． B． C． D．4.如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q1、Q2，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示．现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C位置时也恰好能平衡，已知AB弦是AC弦的两倍，则( )A．小球在C位置时的电量是B位置时电量的一半B．小球在C位置时的电量是B位置时电量的四分之一C．小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小D．小球2在B点对碗的压力大小大于小球2在C点时对碗的压力大小5.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一个电荷量为2 C、质量为1 kg的小物块从C点由静止释放，其运动的v－t 图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝2 V/mB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大C．从C到A电势逐渐升高D．A、B两点电势差UAB＝－5 V6.关于匀强电场场强和电势差的关系，下列叙述正确的是( )A．在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大B．电场强度越大的地方，电势越高，任意两点间的电势差越大C．沿不垂直于电场线方向任意一条直线上相同距离上的电势差必相等D．电势降低的方向一定是场强方向7.在电场中( )A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零8.电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10－8J，在B点的电势能为8.0×10－9J．已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10－9C，那么( )A．该电荷为负电荷B．该电荷为正电荷C．A、B两点的电势差UAB＝4.0 VD．把电荷从A移到B，电场力做功为W＝4.0 J9.如图所示，平行等距的竖直虚线为某一电场的等势面，一带负电的微粒以一定初速度射入电场后，恰能沿直线PQ运动，由此可知( )A．该电场一定是匀强电场，且方向水平向左B．P点电势高于Q点的电势C．微粒从P点到Q点电势能减少，机械能增加D．微粒从P点到Q点，其动能与电势能之和保持不变10.如图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线的夹角为60°，则A、B间电势差UAB为( )A．－10 V B． 10 V C．－5 V D． 5 V11.某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N 点.以下说法正确的是（）A．M、N点的场强EM＞ENB．粒子在M、N点的加速度aM＞aNC．粒子在M、N点的速度vM＞vND．粒子带正电12.如图所示的匀强电场场强为103N/C，ab、cd平行于电场线，ac、bd垂直于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是( )A．a、b之间的电势差为40 VB．a、c之间的电势差为50 VC．将q＝－5×10－3C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是－0.25 JD．将q＝－5×10－3C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 J二、多选题13. 下列公式适用于任何电场的是( )A．W＝qU B．U＝Ed C．E＝ D．E＝k14. 由电场强度的定义式E＝可知，在电场中的同一点( )A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比B．无论试探电荷所带的电荷量如何变化，始终不变C．电场强度为零，则在该点的电荷受到的静电力一定为零D．一个不带电的小球在该点受到的静电力为零，则该点的电场强度一定为零15. 下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )A．根据C＝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B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比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都恒定不变D．电容器所带电荷量增加一倍，电容就增加一倍16. 如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是( )A．粒子在三点所受电场力不相等B．粒子可能先经过a，再到b，然后到cC．粒子三点所具有的动能大小关系为E kb＞E ka＞E kcD．粒子在三点的电势能大小关系为E pc＜E pa＜E pb17. 如图所示，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷(即电荷量与质量之比)相同的带电粒子(不计重力)以相同的速率从同一等势面的a点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动，则可判断( )A．两个粒子电性相同B．经过b、d两点时，两粒子的加速度的大小相同C．经过b、d两点时，两粒子的速率相同D．经过c、e两点时，两粒子的速率相同三、计算题18.如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距为r，则：(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？19.如图所示，在场强E＝104N/C的水平匀强电场中，有一根长l＝15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g、电荷量q＝2×10－6C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s2.求：(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？20.如图所示，金属板A，B与电源相连，电源电压U＝2 V，AB板间距d＝5 cm，B板接地．在两板间有a、b、c三点，其连线组成一直角三角形，ab连线与A板垂直，ab 长L1＝3 cm，a点离A板L2＝1 cm.问：(1)ac间电势差为多少？(2)一个电子在a点具有的电势能为多少？(3)使一个电子从a点沿斜边移到c点时，电场力做功多少？答案解析1.【答案】C【解析】电场力做负功，该电荷电势能增加．正电荷在电势高处电势能较大，C正确．电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负．由动能定理可知，动能不一定减小，D错误．电势高低与场强大小无必然联系，A错误．b点电势高于a 点，但a、b可能不在同一条电场线上，B错误．2.【答案】C【解析】等势面越密集的地方电场强度越大，故A点的电场强度比C点的大，A错误；负电荷在电势越高的位置电势能越小，B错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，C 正确；正电荷由A移动到C，电场力做正功，D错误．3.【答案】B【解析】接触前库仑力F1=F=k接触后分开，两小球的电荷都为﹣Q，则库仑力F2=k= F故选：B．4.【答案】C【解析】对小球2受力分析，如图所示，小球2受重力、支持力、库仑力，其中F1为库仑力F和重力mg的合力，根据三力平衡原理可知，F1＝F N.由图可知，△OAB∽△BFF1设半球形碗的半径为R，AB之间的距离为L，根据三角形相似可知，＝＝即＝＝所以F N＝mg①F＝mg②当小球2处于C位置时，AC距离为，故F′＝F，根据库仑定律有：F＝k，F′＝k所以＝，即小球在C位置时的电量是B位置时电量的八分之一，故A、B均错误．由上面的①式可知F N＝mg，即小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小，故C正确，D错误．5.【答案】D【解析】由题图乙知，小物块在B点时加速度最大，故B点场强最大，加速度大小为2 m/s2，根据牛顿第二定律得qE＝ma，解得E＝1 V/m，A错误；由C到A的过程中小物块的动能一直增大，电势能始终在减小，电势逐渐降低，B、C错误；根据动能定理有＝mv－mv，解得UAB＝－5 V，D正确．qUBA6.【答案】C【解析】在相同距离的两点上，电势差大，两点沿电场方向的距离也大，其场强不一定大．故A错误．电场强度越大的地方，电势不一定越高，如负点电荷形成的电场，越接近点电荷，电势越低，B错误．根据匀强电场中场强和电势差的关系公式U＝Ed，得知，沿不垂直于电场线方向任意一条直线上相同距离上的电势差必相等．故C正确．电势降低的方向不一定是场强方向，电势降低最快的方向才是场强方向．故D错误．7.【答案】D【解析】电场强度大的电势不一定高，故A错；由E p＝qφ可知正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大，在电势为0处电势能为0，故B、C错，D对．8.【答案】A【解析】点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，从A到B电场力做正功，所以＝E pA－E pB＝1.2×10－8J－8.0×10－9J＝4.0×10－9J，故A项该电荷一定为负电荷，且WAB正确，B、D项错误；＝＝V＝－4.0 V，所以C选项错误．UAB9.【答案】B【解析】等势面平行等距，因为电场线和等势线垂直，所以电场线必定沿水平方向，且疏密均匀同向，该电场一定是匀强电场．负电荷受到电场力与重力，使其沿着PQ做直线运动，可知，电场力必定水平向左，故电场的方向应水平向右．故A错误．沿电场线电势降低，电场方向向右，则P点的电势高于Q点的电势，故B正确．微粒所受的电场力水平向左，从P点到Q点，电场力对微粒做负功，则其电势能增加、机械能减少，故C错误；从P到Q过程中，动能、重力势能与电势能之和保持不变，因为重力势能增加，因此动能与电势能之和减小，故D错误．10.【答案】D【解析】由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角θ＝60°，A、B两点沿电场方向的距离：d＝L cosθ，A、B两点间的电势差：UAB＝Ed＝EL cosθ＝100 V/m×0.1 m×cos 60°＝5 V，故D正确，A、B、C错误．11.【答案】D【解析】电场线的疏密程度表电场强度的大小，可知EM ＜EN，故A错误；电场力，根据牛顿第二定律，加速度，EM＜EN，则aM ＜aN，故B错误；根据曲线运动的规律，作出粒子的速度方向和所受电场力的方向，电场力与速度方向之间的夹角为锐角，说明电场力对粒子做正功，电势能减小，动能增大，速度增大，vM ＜vN，故C错误；粒子所受电场力的方向与电场线的切线方向相同，说明粒子带正电，故D正确.12.【答案】A【解析】由U＝Ed得Uab＝103×0.04 V＝40 V，A正确；a、c在同一等势面上，所以Uac＝0，B错误；将电荷沿abdca移动一周，位移为0，故电场力做功为0，C错误；Wad ＝Wab＝qUab＝(－5×10－3)×40 J＝－0.2 J，D错误.13.【答案】AC【解析】公式U＝Ed只适用于匀强电场，E＝k只适用于真空中的点电荷，故正确答案为A、C.14.【答案】BC【解析】电场强度是由电场本身所决定的物理量，是客观存在的，与放不放试探电荷无关．电场的基本性质是它对放入其中的电荷有静电力的作用，F＝Eq.若电场中某点的电场强度E＝0，那么F＝0，若小球不带电q＝0，F也一定等于零，选项B、C正确．15.【答案】BC【解析】由于电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性．一个电容器对应唯一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比．因此A错误；电容器所带电荷量增加一倍，两极板间的电压增加一倍，电容C＝不变，故D错误；由于电容是定值，由Q＝CU知，其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B、C正确．16.【答案】BD【解析】因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，选项A错误．由题图可知，电场的方向是向上的，带电粒子受到的电场力指向曲线凹侧，是向下的，粒子带负电，带电粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如图的轨迹，选项B正确．带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小．选项C错误，D正确．17.【答案】BD【解析】因轨迹是曲线，类比匀速圆周运动，合力指向圆心，可知粒子1受斥力，粒子2受引力，两个粒子的电性不同，A错误．设带电粒子距点电荷的距离为r，点电荷带电荷量为Q，则粒子运动的加速度大小为a＝＝＝·.由已知条件有：在b、d两点时，两者加速度大小相同，B正确．粒子1受斥力，从a到b过程中，电场力和运动方向成钝角，做负功，动能减小；粒子2受引力，从a到d过程中，电场力和运动方向始终成锐角，做正功，动能增加；又两粒子初速度大小相同，则两粒子经过b、d两点时的速率不相同，C错误．a、c、e三点在同一等势面上，则从a分别到c、e 两点时，两粒子动能相同，速率相同，D正确．18.【答案】(1)，方向由A→B，方向由A→B(2)，方向由A→B(3)，方向由A→B【解析】(1)如图所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由A→B.A、B两点电荷在O点产生的电场强度：EA ＝EB＝＝.(2)O点的场强为：EO＝EA＋EB＝，方向由A→B.(3)如图所示，EA ′＝EB′＝，由矢量图所形成的等边三角形可知，O′点的场强EO′＝EA′＝EB′＝，方向与A、B的中垂线垂直，即由A→B.19.【答案】(1)重力势能减少 4.5×10－3J 电势能增加3×10－3J (2)3×10－3J 1.5×103V (3)1 m/s 5×10－2N【解析】(1)ΔE p＝－mgl＝－4.5×10－3JΔE p电＝Eql＝3×10－3J(2)E p电＝3×10－3JE p电＝φBq，φB＝V＝1.5×103V(3)A→B由动能定理得：mgl－Eql＝mv所以v B＝1 m/s，在B点对小球FT－mg＝，F T＝5×10－2N20.【答案】(1)1.2 V (2)－2.56×10－19J (3)－1.92×10－19J【解析】(1)匀强电场的电场强度为E＝＝40 V/mac间电势差为Uac ＝Uab＝EL1＝40×0.03 V＝1.2 V.(2)a点的电势为φa＝E(d－L2)＝40×0.04 V＝1.6 V.一个电子在a点具有的电势能为E p＝eφa＝－1.6×10－19×1.6 J＝－2.56×10－19J (3)一个电子从a点沿斜边移到c点时，电场力做功为W＝eUac＝－1.92×10－19J。
高中物理第一章静电场阶段质量检测教科版选修31
第一章《静电场》一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，在每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的。
选对得6分，有错选或不选不得分)1．冬天脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑。
下列一些相关的说法中，正确的是（ ） A ．在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷 B ．如果内外两件衣服可看做电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小C ．在将外衣脱下的过程中，内外两衣间隔增大，衣物上电荷的电势能将增大(若不计放电中和)D ．脱衣时如果人体带上了正电，当手接近金属门把手时，由于手与门把手间空气电离会造成对人体轻微的电击解析：根据电荷守恒知，A 错；由C ＝QU 和C ∝S d知，当内外衣之间的距离d 增大时，两衣间的电势差增大，B 错；因为内外衣所带的是异种电荷，产生静电引力作用，故当两衣之间的距离增大时，电场力做负功，电荷的电势能增大，C 对；由于人体带上正电荷，当手靠近金属门把手时，产生静电感应现象，当两者之间的电压足以使空气电离时，产生放电现象，故人感觉到有轻微的电击，D 正确。
答案：CD2．如图1所示，B 为线段AC 的中点，如果在A 处放一个＋Q 的点电荷，测得B 处的场强为E B ＝48 N/C ，则（ ）图1A ．E C ＝24 N/CB ．EC ＝12 N/CC ．若要使E B ＝0，可在C 处放一个－Q 的点电荷D ．把q ＝10－9C 的点电荷放在C 处，则其受到的静电力大小为6×10－9N解析：根据点电荷的场强公式E ＝kQ r2，场强大小与距离的平方成反比，因为r B ∶r C ＝1∶2所以E B ∶E C ＝4∶1即E C ＝12 N/C ，所以把q ＝10－9C 的点电荷放在C 点，则其所受到的静电力的大小为12×10－9N ，在C 处放一个－Q 的点电荷，则E B ＝96 N/C ，故只有B 正确。
教科版高二物理选修3-1 第一章《静电场》单元检测试题
《静电场》单元检测题一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.)1.如图所示，两条不等长的细线一端拴在同一点，另一端分别栓两个带同种电荷的小球，电荷量分别q1,q2质量分别为m1.m2，当两小球处于同一水平面恰好静止，且α＜β，造成α，β不相等的原因是（）A．q1＜q2B．q1＞q2C．m1＞m2D．m1＜m22.三个相同的金属小球1,2,3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电荷量为q,球2的带电荷量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1,2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1,2之间作用力的大小仍为F,方向不变.由此可知()A．n=1 B．n=2 C．n=4 D．n=63.如图所示,在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和-Q.直线MN是两点电荷连线的中垂线,O是两点电荷连线与直线MN的交点.a,b是两点电荷连线上关于O的对称点,c,d是直线MN上的两个点.下列说法中正确的是()A．a点的场强大于b点的场强,将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先增大后减小B．a点的场强小于b点的场强,将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先减小后增大C．a点的场强等于b点的场强,将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先增大后减小D．a点的场强等于b点的场强,将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先减小后增大4.如图所示,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A和C围绕B做匀速圆周运动,B恰能保持静止,其中A,C和B的距离分别是L1和L2.不计三个质点间的万有引力,则A和C的比荷(电荷量与质量之比)之比应是()A．212()LL B．221()LL C．312()LL D．321()LL5.如图所示,对于电场线中的A,B,C三点,下列判断正确的是()A．A点的电势最低B．B点的电场强度最大C．同一正电荷在A,B两点受的电场力大小相等D．同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大6.A,B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其v t图像如图所示.则此电场的电场线分布可能是()7.如图所示,A,B,C为匀强电场中的三个点,已知∠CAB=60°,AB=2AC=2 cm,ϕA=0 V,ϕB=-8 V,将一带电荷量为q=3×10-5 C的正电荷从A点移到C点,电场力做功6×10-5 J,则下列说法正确的是()A．C点电势为2 VB．电场强度E沿AB方向由A→B,大小为400 V/mC．该正电荷在B点具有的电势能为2.4×10-4 JD．将该正电荷从C点移到B点,电势能增加了1.8×10-4 J8.如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为+Q。
选修3-1物理：第一章 静电场阶段性测试题(含解析)
阶段性测试题一第一章静电场(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共52分)一、选择题(本大题共13小题，每小题4分，共52分，每小题至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)1．(2020·北京六十七中期中)下列物理量中，属于矢量的是( )A．电势B．电场强度C．功率D．电势能解析：矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量，电场强度是矢量，B 选项正确．答案：B2．(2020·深圳中学期中)下面所列举的物理学家及他们的贡献，其中正确的是( )A．元电荷最早由库仑通过油滴实验测出B．牛顿通过扭秤实验测定出了万有引力常量GC．法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场D．安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律解析：元电荷最早是由密里根通过油滴实验测出的，A选项错误；卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常量G，B选项错误；法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场，C选项正确；库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，D选项错误．答案：C3．关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是( )A．电场强度大的地方，电势一定高B．电场强度不变，电势也不变C．电场强度为零处，电势一定为零D．电场强度的方向是电势降低最快的方向解析：电场强度是描述电场力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的大小和电势高低没有必然关系，电场线的方向，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，选项A、B、C错误，选项D正确．答案：D4．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则( )A．该电荷电势能一定减少B．该电荷电势能一定增加C．b点的电势一定比a点高D．b点的电势一定比a点低解析：正电荷从a点移到b点，电场力做负功，正电荷电势能增加，电势升高，φb>φa，故选项B、C正确，A、D项错误．答案：BC5．如图所示，某区域电场线左右对称分布，M 、N 为对称线上两点．下列说法正确的是( ) A ．M 点电势一定高于N 点电势 B ．M 点场强一定大于N 点场强C ．正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能D ．将电子从M 点移动到N 点，电场力做正功解析：沿电场线方向，电势降低，所以M 点电势比N 点电势高，A 项对；N 点电场线密，则场强大，故B 项错；M 点电势高，正电荷在M 点的电势能大，故C 项对；电子在N 点电势能大，将电子从M 点移到N 点，电场力做负功，故D 项错．答案：AC6.如图所示，平行板电容器经开关S 与电池连接，a 处有一电荷量非常小的点电荷，S 是闭合的，φa表示a 点的电势，F 表示点电荷受到的静电力，现将电容器的B 板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则( )A ．φa 变大，F 变大B ．φa 变大，F 变小C ．φa 不变，F 不变D ．φa 不变，F 变小解析：从题意可知在使B 板下移的过程中，电容器两端的电压不变，当板间距离增大时，由E ＝Ud 可知板间场强E 减小，故电荷受到的静电力减小，又因为U aA ＝Ed aA ，所以U aA 减小则U aB 增大，由U aB ＝φa －0可知，φa 增大，故选项B 正确．答案：B7．中子内有一个电荷量为＋23e 的上夸克和两个电荷量为－13e 的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上，如图所示．在下图给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )解析：电荷量为＋23e 的上夸克受另两个下夸克的吸引力，合力的方向一定竖直向下．对其中一个下夸克，受力如右图所示，由于F 1的水平分力与F 2大小相等，方向相反，故F 1与F 2的合力竖直向上．答案：B8.一带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图所示，如果带电粒子只受电场力作用从a 到b 运动，下列说法正确的是( )A ．粒子带正电B ．粒子带负电C ．粒子所受电场力是恒定的D ．带电粒子做匀变速运动解析：由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲，可判断它受力方向为竖直向上，所以粒子应带负电，故A 错B 对．又由于该电场是匀强电场，粒子仅受电场力作用，则粒子所受电场力恒定，做匀变速曲线运动，故C 、D 均对．答案：BCD9．静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa 的a 点运动至电势为φb 的b 点．若带电粒子在a 、b 两点的速率分别为v a 、v b ，不计重力，则带电粒子的比荷qm为( )A．v2a－v2bφb－φa B．v2b－v2aφb－φaC．v2a－v2b2φb－φa D．v2b－v2a2φb－φa解析：由电势差公式以及动能定理：W＝qU ab＝q(φa－φb)＝12m(v2b－v2a)，可得比荷为qm＝v2b－v2a2φa－φb.答案：C10．在静电场中，下列说法正确的是( )A．沿着电场线方向，电势一定越来越低B．电场强度为零的点，电势一定为零C．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同D．只在电场力作用下，正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动解析：沿着电场线方向，电势一定越来越低，且电势沿电场线方向降低得最快，A对；电场强度的大小与电势的高低无必然关系，电场强度为零的点，电势不一定为零，电场强度相同的地方，电势不一定相同，B、C错；电荷的运动方向除了与电场力方向有关外，还与它的初速度方向有关，D错．答案：A11．在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有( ) A．电势能逐渐减小B．电势能逐渐增大C．q3受到的电场力逐渐减小D．q3受到的电场力逐渐增大解析：中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，A对，B错；中垂线上由C到D，电场强度先变大后变小，q3受到的电场力先变大后变小，C、D错．答案：A12．(2020·南通二模)如图，一对面积较大的平行板电容器水平放置，带等量异种电荷，B板固定且接地，A板用绝缘线悬挂，P为两板中点．下列结论正确的是( )A ．若在两板间充满电介质，P 点电势将升高B ．A 、B 两板电荷分别在P 点产生电场的场强大小相等，方向相同C ．若将A 板竖直向下平移一小段距离，电容器储存的电能减小D ．若将A 板竖直向上平移一小段距离，线的拉力将变大解析：B 板接地，φB ＝0，PB 间的电势差φP ＝U PB ，在两板间充满电介质，εr 变大，根据平行板电容器电容的决定式C ＝εr S 4πkd ，可知C 增大，电容器的电荷量Q 不变，根据U ＝QC 得，两板间电势差变小，E＝Ud ，电场强度变小；B 板接地，φB ＝0，根据电场强度和电势差的关系可知，PB 间的电势φP ＝U PB ＝Ed PB ，P 点电势将降低，故A 选项错误；A 、B 板带等量异种电荷，根据电场的性质可知，A 、B 两板电荷分别在P 点产生电场的场强大小相等，方向相同，故B 选项正确；将A 板竖直向下平移一小段距离，根据C ＝εr S4πkd ，可知d 减小，C 增大，电容器的电荷量Q 不变，根据U ＝QC 得，两板间电势差变小，电容器储存的电能减小，故C 选项正确；分析A 板的受力，绳子拉力向上，重力和电场力向下，mg ＋F ＝F 绳，将A 板竖直向上平移一小段距离，B 板对A 板的电场力F 变小，线的拉力将变小，故D 选项错误．答案：BC13．(2020·嘉兴一模)高速粒子轰击荧光屏可致其发光．如图，在竖直放置的铅屏A 的右表面上贴着β 射线放射源P ，放射出β粒子(实质是电子)的速度大小为v 0.足够大的荧光屏M 与铅屏A 平行放置，相距d ，其间有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E.已知电子电荷量为－e ，质量为m.不考虑相对论效应，则( )A ．垂直射到荧光屏M 上的电子速度大小为 2eEd m ＋v 20 B ．到达荧光屏离P 最远的电子运动时间为 2mdeEC ．荧光屏上发光半径为2mdv 20eE－4d 2D ．到达荧光屏的电子电势能减少了eEd解析：电子从A 到M 的运动过程，电场力做正功，根据动能定理得eEd ＝12mv 2－12mv 20，解得垂直射到荧光屏M 上的电子速度大小为v ＝2eEd m＋v 20，故选项A 正确；电子的运动方向是任意的，当电子沿平行于A 板的方向运动时到达荧光屏距A 板的距离最远，此时电子做类平抛运动，沿电场线方向：d ＝12at 2，a＝eEm，解得时间t ＝2mdeE，故B 选项正确；上述电子在垂直于电场线方向运动的距离就是荧光屏上的发光半径：r ＝v 0t ＝v 02mdeE，故C 选项错误；电子到达荧光屏的过程中，电场力做正功eEd ，根据功能关系可知，电场力做正功电势能减少，减少量为eEd ，故D 选项正确．答案：BD第Ⅱ卷(非选择题，共48分)二、计算题(本大题共4小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)14．(2020·福建)如图，真空中xOy 平面直角坐标系上的ABC 三点构成等边三角形，边长L ＝2.0 m ，若将电荷量均为q ＝＋2.0×10－6C 的两点电荷分别固定在A 、B 点，已知静电力常量k ＝9.0×109N·m 2/C 2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C 点的电场强度的大小和方向．解析：(1)根据库仑定律，A 、B 两点电荷间的库仑力大小为F ＝k q 2L 2，代入数据得，F ＝9.0×10－3N.(2)A 、B 点电荷在C 点产生的场强大小相等，均为E 1＝k qL 2，A 、B 两点电荷形成的电场在C 点的合场强大小为E ＝2E 1cos30°，联立各式并代入数据得，E ＝7.8×103N/C ，场强E 的方向沿y 轴正向．答案：(1)9.0×10－3N (2)7.8×103N/C ，沿y 轴正向15．如图所示，匀强电场中A 、B 、C 三点构成一个直角三角形，把电荷量q ＝－2×10－10C 的点电荷由A 点移到B 点，电场力做功4.8×10－8J ，再由B 点移到C 点，电荷克服电场力做功4.8×10－8J ，取B 点的电势为零，求A 、C 两点的电势及场强的方向．解析：把电荷从A 点移到B 点，由U AB ＝W ABq 得，U AB ＝4.8×10－8－2×10－10 V ＝－240 V.即φA －φB ＝φA ＝－240 V.把电荷从B 点移到C 点，U BC ＝W BC q ＝－4.8×10－8－2×10－10 V ＝240 V.即φB －φC ＝－φC ＝240 V ，所以φC ＝－240 V.由于φA ＝φC ，所以A 、C 在同一个等势面上，根据场强方向垂直于等势面并且由高电势处指向低电势处，可得到该电场的场强方向垂直于AC ，指向左上方，如图所示．答案：φA ＝φC ＝－240 V 方向垂直于AC 连线指向左上方16．(2020·安徽)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C ，极板间距离为d ，上极板正中有一小孔，质量为m 、电荷量为＋q 的小球从小孔正上方高h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)，求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量； (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间． 解析：(1)根据动能定理得，mgh ＝12mv 2，解得v ＝2gh.(2)在极板间带电小球受重力和电场力，有mg －qE ＝ma,0－v 2＝2ah 得，E ＝mg h ＋dqd，U ＝Ed ，Q ＝CU 得Q ＝Cmgh ＋d q.(3)由h ＝12gt 21，0＝v ＋at 2，t ＝t 1＋t 2，综合可得，t ＝h ＋dh 2hg . 答案：(1)2gh (2)mgh ＋d qdC mg h ＋d q (3)h ＋d h2h g17．(2020·成都模拟)如图所示，A 、B 两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连，其中A 带负电，电荷量大小为q.A 静止于斜面的光滑部分(斜面倾角为37°，其上部分光滑，下部分粗糙且足够长，粗糙部分的摩擦系数为μ，上方有一个平行于斜面向下的匀强电场)，轻绳拉直而无形变．不带电的B 、C 通过一根轻弹簧拴接在一起，且处于静止状态，弹簧劲度系数为k.B 、C 质量相等，均为m ，A 的质量为2m ，不计滑轮的质量和摩擦，重力加速度为g.(1)电场强度E 的大小为多少？(2)现突然将电场的方向改变180°，A 开始运动起来，当C 刚要离开地面时(此时 B 还没有运动到滑轮处，A 刚要滑上斜面的粗糙部分)，请求出此时B 的速度大小；(3)若(2)问中A 刚要滑上斜面的粗糙部分时，绳子断了，电场恰好再次反向，请问A 再经多长时间停下来？解析：(1)分析物块A 的受力，受到重力、支持力和电场力作用，根据平衡条件得，qE ＝2mgsin37°，解得，E ＝2mgsin37°q ＝6mg5q.(2)初态物块B 静止，弹簧处于压缩状态，压缩量为x ，由平衡条件得kx ＝mg ，末态当物块C 刚要离开地面时，弹簧处于伸长状态，伸长量为x′，由平衡条件得kx′＝mg ，则物块B 上升2x ，物块A 沿斜面下降2x ，初末状态的弹性势能相等，物块A 、B 速度大小相等，根据动能定理得，－mg·2x＋qE·2x＋2mg·2xsin37°＝123mv 2－0，解得物块B 的速度大小v ＝2g 15105mk. (3)物块A 滑上斜面粗糙部分，做匀减速直线运动，列牛顿第二定律关系式，2mgsin37°－qE － 2μmgcos37°＝2ma ，解得a ＝μgcos37°＝45μg，运动时间t ＝v a ＝16μ105mk. 答案：(1)6mg 5q (2)2g15105m k (3)16μ105mk高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
教科版高中物理必修第三册第一章静电场9带电粒子在电场中的运动练习含答案
第一章静电场
9带电粒子在电场中的运动
基础过关练
题组一带电粒子的加速
1.(2024广东汕头聿怀中学期中)如图所示,一带负电的粒子以初速度v进入范围足够大的匀强电场E中,初速度方向与电场方向平行,不计粒子重力。
下列说法正确的是( )
A.粒子一直做匀加速直线运动
B.粒子一直做匀减速直线运动
C.粒子先做匀减速直线运动,再反向做匀加速直线运动
D.粒子先做匀加速直线运动,再反向做匀减速直线运动
2.(2024四川遂宁射洪绿然学校月考)如图所示,两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m、电荷量大小为e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A点,然后返回,OA=h,则此电子具有的初动能是( )
A.edℎ
U h C.eU
dℎ
D.eUℎ
d
3.(2023北京北师大第二附中期中)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗,在这种疗法中,质子先被加速,具有较高的能量后被引向轰击肿瘤,杀死细胞,如图所示。
若质子的加速距离为d,要使质子由静止匀加速到v,已知质子的质量为m,电荷量为e,则下列说法不正确的是( )
A.由以上信息可以推算该加速电场的电压
B.由以上信息可以推算该加速电场的电场强度
C.由以上信息可以判断出运动过程中电场力做正功,电势能增加
D.由以上信息不可以推算出质子加速后的电势能。
物理教科版选修3-1单元检测：第一章静电场(附答案)含解析
物理教科版3—1第一章静电场单元检测(时间：90分钟满分：100分）第Ⅰ卷(选择题共40分）一、选择题(本题共10小题,每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不选的得0分）1．一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为（）．A．动能减小B．电势能增加C．动能和电势能总和减少D．重力势能和电势能之和增加2．静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上．现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们的运动轨迹如图所示，则( )．A．a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷B．a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷C．a带负电荷，b不带电荷，c带负电荷D．a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷3．图（a）为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图（b）所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图（c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是( )．图(a)图(b）图（c)4．如图所示，在点电荷Q的电场中有a、b两点,两点到点电荷的距离r a＜r b.设a、b两点场强大小分别为E a和E b,电势分别为φa和φb,则（）．A．E a一定大于E b，φa一定大于φbB．E a一定大于E b，φa可能小于φbC．E a一定大于E b，φa可能大于φbD．E a可能小于E b，φa可能小于φb5．如图所示，平行线代表电场线，但未指明方向，带电荷量为10－2C的带正电微粒在电场中只受电场力作用，当由A点运动到B点时，动能减少了0。
1 J ，已知A 点电势为－10 V ，则（ ）．A ．B 点的电势为零，微粒运行轨迹是1B ．B 点的电势是－20 V ，微粒运行轨迹是1C ．B 点的电势是零,微粒运行轨迹是2D ．B 点的电势是－20 V ，微粒运行轨迹是26．质量为m 的带正电小球由空中A 点无初速自由下落,在t 秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t 秒小球又回到A 点，不计空气阻力且小球从未落地，则（ )．A ．整个过程中小球电势能变化了2232mg t B ．整个过程中小球动量增量的大小为2mgtC ．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg 2t 2D ．从A 点到最低点小球重力势能变化了2223mg t 7．下列几种说法中正确的是( )．A ．从电场外移动一个单位正电荷到电场中某一点，电场对此电荷所做的功在数值上等于该点的电势B ．一个单位正电荷在电场力的作用下从电场中一点移动到另一点，其电势能的变化在数值上等于这两点间的电势之差C ．将一电荷匀速地从电场的一点移到另一点,外力所做的功等于该电荷电势能的变化量D ．在电场中电势越高处,电场强度一定越大8．某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（ )．A ．c 点场强大于b 点场强B ．a 点电势高于b 点电势C．若将一试探电荷＋q由a点释放,它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中,电势能减小9．如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下,从O 点经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，则应该( )．A．使U2加倍B．使U2变为原来的4倍C．使U2D．使U2变为原来的1/210．关于场强和电势，下列说法中正确的是( ）．A．在电场中A、B两点间移送电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷所经过路径上的各点场强一定为零B．电场强度的方向就是电势降落最快的方向C．两个等量同种电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，场强越来越小D．两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线上各点电势均相等，而连线中点的场强最大，沿中垂线向外，场强越来越小第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题（本题共4小题，每小题4分,共16分．把答案填在题中的横线上)11．如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，∠B ＝30°，现在A、B两点放置两点电荷q A、q B，测得C点场强的方向与AB平行,则q A带____电，q A∶q B＝______。
高中物理 第一章 电荷与电场单元测试(含解析)教科版选修1-1-教科版高中选修1-1物理试题
章末过关检测(一)(时间：90分钟，总分为：100分)一、选择题(此题共10小题，每一小题5分，共50分．在每一小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．关于物体的电荷量，以下说法中不正确的答案是( )A ．物体所带的电荷量为任意实数B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值C ．物体带有1.6×10－9 C 正电荷，这是因为该物体失去了1010个电子D ．物体所带电荷量的最小值为1.60×10－19 C解析：选A.物体所带最小电荷量为1.6×10－19 C ，称为元电荷，所有带电物体的电荷量为元电荷的整数倍．Q ＝1.6×10－9 C ＝Ne ，如此N ＝1.6×10－91.6×10－19个＝1010个，即物体失去了1010个电子．综合上述分析知，选项A 错误．2．关于电场线的以下说法中，正确的答案是( )A ．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向一样B ．沿电场线的方向，电场强度越来越小C ．电场线越密的地方同一试探电荷受到的电场力就越大D ．顺着电场线移动电荷，电荷受到的电场力大小一定不变解析：选C.电场线上每一点的切线方向是电场强度的方向，是正电荷在该点受力的方向，与负电荷受力的方向相反，故A 错；沿电场线的方向，场强可能越来越大，也可能越来越小，还可能不变，这与电场线的疏密程度有关，所以顺着电场线移动电荷，电荷所受电场力可能越来越大，可能越来越小，还可能不变，故B 、D 错．在电场线越密的地方，场强越大，如此电荷受到的电场力就越大，C 正确．3．在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为q ，受到的电场力为F ，如此该点的电场强度为E ＝F q，如下说法正确的答案是( )A ．假设移去检验电荷，如此该点的电场强度为0B ．假设检验电荷的电荷量变为4q ，如此该点的场强变为4EC ．假设放置到该点的检验电荷变为－2q ，如此场中该点的场强大小不变，但方向相反D ．假设放置到该点的检验电荷变为－2q ，如此场中该点的场强大小方向均不变解析：选D.电场中某点的电场强度只取决于电场本身，与检验电荷无关，应当选D选项．4．如图是点电荷Q周围的电场线，以下判断正确的答案是( )A．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度B．Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度C．Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度D．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度解析：选A.因电场线方向背离点电荷Q，故Q为正电荷；由于电场线的疏密表示场强的大小，A点电场线密，电场强度就大，应当选项A正确．5．如下列图为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN 左右对称．如此如下说法中正确的答案是( )A．这两点电荷一定是等量异种电荷B．这两点电荷一定是等量同种电荷C．D、C两点的电场强度一定相等D．C点的电场强度比D点的电场强度小解析：选A.由电场线分布的特征可知，产生电场的电荷一定是等量异种电荷，应当选项A正确，选项B不正确；D、C两点电场线的密度不同，D、C两点的电场强度不同，选项C不正确；C点电场线的密度大，电场强度大，选项D不正确．6．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，如下图示中可能正确的答案是(虚线是曲线在b点的切线)( )解析：选D.由题意知带负电荷的质点所受电场力方向与速度夹角大于90°，指向曲线的凹侧，场强方向与负电荷受力方向相反，故D选项正确．7．如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力( )A．小于N B．等于NC．等于N＋F D．大于N＋F解析：选D.把箱子以与两小球a、b当做一个整体．静止时地面受到的压力为N等于三个物体的总重力．在球b上升过程中，整体中的一局部具有了向上的加速度，根据整体法，N′－N＝m b a，即N′＝N＋m b a①；在球b静止时，库仑引力F1＝m b g＋F，在球b向上加速时库仑引力F2＝m b g＋ma，两球接近，库仑引力增加，有：F2>F1，所以ma>F②，根据①②可得N′>N ＋F.8．如下列图用三根长度一样的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．如此( )A．B球和C球都带正电荷B．B球带负电荷，C球带正电荷C．B球和C球所带电量不一定相等D．B球和C球所带电量一定相等解析：选D.以带电小球B为研究对象，带电小球B一定受A的吸引、C的排斥，所以A、B电性相反，B、C电性一样，所以选项A、B错误；带电小球A对B、C的吸引力一定相等，可知B球和C球所带电量一定相等，选项C错误，选项D正确．9. 静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器．某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab 为该收尘板的横截面．工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如下列图；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上．假设用粗黑曲线表示原来静止于P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，如下4幅图中可能正确的答案是(忽略重力和空气阻力)( )解析：选A.粉尘受力方向应该是电场线的切线方向，从静止开始运动时，只能是A 图那样，不可能出现B 、C 、D 图的情况．10．如下列图，点电荷＋4Q 与＋Q 分别固定在A 、B 两点，C 、D 两点将AB 连线三等分．现使一个带负电的检验电荷，从C 点开始以某一初速度向右运动，不计检验电荷的重力．如此关于该电荷在CD 之间的运动，如下说法中可能正确的答案是( )A ．一直做减速运动，且加速度逐渐变小B ．做先减速后加速的运动C ．一直做加速运动，且加速度逐渐变小D ．做先加速后减速的运动解析：选AB.由k ·4Q r 2A＝kQ r 2B 可得：r A ＝2r B .对应图示可知，AB 连线上的D 点电场强度为零，因此负电荷在CD 间所受电场力方向水平向左，假设电荷的初速度较大，恰能运动到D 点，如此电荷一直向右减速，加速度也逐渐变小，假设电荷初速度较小，没到达D ；又反向向C 点运动，此过程先减速后反向加速，应当选项A 、B 正确，选项C 、D 错误．二、填空题(此题共2小题，每一小题6分，共12分．把答案填在题中横线上)11．电荷量q ＝－5×10－9 C 的点电荷，在电场中的A 点受到水平向右的电场力F ＝3.0×10－6 N ，如此A 点电场强度E ＝________ N/C ，方向________．假设将此电荷从A 点移出电场，这时A 点电场强度E ＝________ N/C.解析：E ＝F q ＝3.0×10－65×10－9N/C ＝600 N/C. 方向与所受电场力方向相反，水平向左．移走电荷q ，A 点场强不变．答案：600 水平向左 60012．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A 和悬在管中的金属丝B 组成，A 和B 分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如下列图．A 、B 之间有很强的电场，距B 越近，场强__________(填“越大〞或“越小〞)．B 附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到________(填“A 〞或“B 〞)上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．解析：电极截面如下列图，由电场线可判断越靠近B 场强越大；粉尘吸附电子后带负电，因此向正极A 运动．答案：越大 A三、计算题(此题共4小题，共38分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)13．(9分)真空中有两个点电荷Q 1和Q 2，相距18 cm ，Q 1是正电荷，其电荷量为1.8×10－12C ，它们之间的引力大小为F ＝1.0×10－12 N ，求Q 2的电荷量与带电性质．解析：真空中的两个点电荷，符合运用库仑定律的条件．根据库仑定律F ＝k Q 1Q 2r 2得 Q 2＝F ·r 2kQ 1＝1.0×10－12×〔0.18〕29.0×109×1.8×10－12C ＝2.0×10－12 C.因为点电荷Q 1和Q 2间表现为引力，可见Q 2是负电荷．答案：2.0×10－12 C 负电荷14．(9分)如下列图，绝缘水平面上静止着两个质量均为m 、电荷量均为＋Q 的物体A 和B (A 、B 均可视为质点)，它们间的距离为r ，与水平面间的动摩擦因数均为μ.求：(1)A 受的摩擦力的大小．(2)如果将A 的电荷量增至＋4Q ，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A 、B 各运动了多远距离？解析：(1)对A 由平衡条件知f ＝F ＝k Q 2r2. (2)当a ＝0时，设A 、B 间距离为r ′，如此k 4Q 2r ′2－μmg ＝0， 所以r ′＝2Q k μmg. 由题意可知：A 、B 运动的距离均为x ＝r ′－r2， 故x ＝Q k μmg －r 2. 答案：(1)k Q 2r 2 (2)均为Q k μmg －r 215．(10分)如下列图，空间存在着电场强度为E ＝2.5×102N/C 、方向竖直向上的匀强电场，一长为L ＝0.5 m 的绝缘细线，一端固定在O 点，一端拴着质量m ＝0.5 kg 、 电荷量q ＝4×10－2C 的小球．现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，如此小球能运动到最高点．不计阻力．取g ＝10 m/s 2.求：(1)小球的电性．(2)细线在最高点受到的拉力．解析：(1)由小球运动到最高点可知，小球带正电．(2)设小球运动到最高点时速度为v ，对该过程由动能定理得，(qE －mg )L ＝12mv 2 在最高点对小球由牛顿第二定律得T ＋mg －qE ＝m v 2L解得T ＝15 N.答案：见解析16．(10分)如下列图，一根光滑绝缘细杆与水平面成α＝30°的角倾斜固定．细杆的一局部处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E ＝2×104N/C.在细杆上套有一个带电量为q ＝－1.73×105 C 、质量为m ＝3×10－2kg 的小球．现使小球从细杆的顶端A 由静止开始沿杆滑下，并从B 点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C 点．AB 间距离x 1＝0.4 m ，g ＝10 m/s 2.求：(1) 带电小球在B 点的速度v B .(2) 带电小球进入电场后滑行最大距离x 2；(3) 带电小球从A 点滑至C 点的时间是多少？解析：(1)小球在AB 段滑动过程中，由机械能守恒mg ·x 1sin α＝12mv 2B可得v B ＝2 m/s.(2)小球进入匀强电场后，在电场力和重力的作用下，由牛顿第二定律可得加速度a 2 a 2＝mg sin α－qE cos αm＝－5 m/s 2 小球进入电场后还能滑行到最远处C 点，BC 的距离为x 2＝－v 2B 2a 2＝－42×〔－5〕m ＝0.4 m. (3)小球从A 到B 和从B 到C 的两段位移中的平均速度分别为v －AB ＝0＋v B 2，v －BC ＝v B ＋02小球从A到C的平均速度为v B 2x1＋x2＝v－t＝v B2t，可得t＝0.8 s.答案：见解析。
高中物理选修3-1 第一章《 静电场》单元检测题(解析版)
《静电场》单元检测题一、单选题1.如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z＜0的空间，z＞0的空间为真空．将电荷为q的点电荷置于z轴上z＝h处，则在xOy平面上会产生感应电荷．空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的．已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z＝处的场强大小为(k为静电力常量)( )A．k B．k C．k D．k2.如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应( )A．带负电，放在A点B．带正电，放在B点C．带负电，放在C点D．带正电，放在C点3.图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P 是中垂线上的一点．下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧( )A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q2B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|4.两个半径均为1 cm的导体球，分别带上＋Q和－3Q的电荷量，两球心相距90 cm，相互作用力大小为F.现将它们碰一下后又分开，两球心间相距3 cm，则它们的相互作用力大小变为( )A． 3 000F B． 1 200F C． 900F D．无法确定5.在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2，且Q1＝2Q2.用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在x轴上( )A．E1＝E2的点只有一处，该点合场强为0B．E1＝E2的点共有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2E2C．E1＝E2的点共有三处，其中两处合场强为0，另一处合场强为2E2D．E1＝E2的点共有三处，其中一处合场强为0，另两处合场强为2E26.对于一个已经带负电的物体，下列说法中正确的是( )A．物体上有多余的电子B．物体上缺少电子C．物体带电量可能是－4×10－19CD．物体上原有的正电荷消失了7.如图所示，带正电的金属圆环竖直放置，其中心处有一电子，若电子某一时刻以初速度v0从圆环中心处水平向右运动，则此后电子将( )A．做匀速直线运动B．做匀减速直线运动C．以圆心为平衡位置振动D．以上说法均不对8.如图，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，不能起到屏蔽外电场或内电场作用的是( )A． B． C． D．9.某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，电视信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是( )A．将电视机用一金属笼子罩起来B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地C．将高频热合机用一金属笼子罩起来D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地10.如图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α＜β，两小球在同一水平线上，由此可知( )A．B球受到的库仑力较大，电荷量较大B．B球的质量较大C．B球受到的拉力较大D．两球接触后，再处于静止状态时，悬线的偏角α′、β′仍满足α′＜β′11.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )A．甲图中与点电荷等距的a、b两点B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中非匀强电场中的a、b两点12.电场中有一点P，下列说法正确的是( )A．若放在P点的点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零C．P点的场强越大，则同一电荷在P点受的静电力越大D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向二、多选题13. 如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑绝缘水平面上．P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点，且PO＝ON.现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)，由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的速度图象中，可能正确的是( )A． B． C． D．14. 图中的实线为点电荷的电场线，M、N两点在以点电荷为圆心的同一圆上，下列说法正确的是( )A．M处的电场强度比N处的大B．M处的电场强度比N处的小C．M、N处的电场强度大小相等D．M、N处的电场强度方向不同15. 一个不带电的空心金属球，在它的球内放一个正电荷如图所示，其电场分布正确的是( )A． B． C． D．16. 下列措施中，属于防止静电危害的是( )A．油罐车后面有一条拖在地面上的铁链B．小汽车上有一根露在外面的小天线C．在印刷车间中保持适当的湿度D．在地毯中夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维17. 某验电器金属小球和金属箔片均带负电，金属箔片处于张开状态．现用绝缘柄将带有少量负电荷的硬橡胶棒向验电器的金属小球移近稍许，则验电器金属箔片( ) A．张角增大稍许B．张角减小稍许C．硬橡胶棒的靠近稍许，使金属小球上的电子向金属箔片移动D．硬橡胶棒的靠近稍许，使金属箔片上的质子向金属小球移动三、计算题18.已经证实质子、中子都是由上夸克和下夸克两种夸克组成的(u表示上夸克，d表示下夸克)，上夸克带电为e，下夸克带电为－e，e为电子所带电荷量的大小．如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l＝1.5×10－15m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力．(e＝1.60×10－19C，k＝9.0×109N・m2/C2)19.如图所示，大球A原来的电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q；现给A球补充电荷，使其电荷量为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？20.如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ＝30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球间的距离．答案解析1.【答案】D【解析】在z轴上－处，合场强为零，该点场强为q和导体近端感应电荷产生电场的场强的矢量和，q在－处产生的场强为：E1＝＝；由于导体远端离－处很远，影响可以忽略不计，故导体在－处产生场强近似等于近端在－处产生的场强；－处场强为：0＝E1＋E2，故E2＝－E1＝－；根据对称性，导体近端在处产生的场强为－E2＝；电荷q在处产生的场强为：＝；故处的合场强为：＋＝.2.【答案】C【解析】小球a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时，才能静止在斜面上．可知只有小球b带负电、放在C点才可使a受合力为零，故选C.3.【答案】B【解析】Q1、Q2都是正电荷，对放在P点的正试探电荷都是排斥力，故合力在两个排斥力之间的某个方向，由于Q1＜Q2，故Q2的排斥力较大，故合力偏向左侧，故电场强度偏向左侧，不可能指向MN的右侧．故A错误；Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|，故Q1对放在P点的正试探电荷的排斥力大于Q2对其的吸引力，故合力偏向右，故电场强度偏向MN右侧，故B正确；Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2，故Q1对放在P点的正试探电荷的吸引力小于Q2对其的排斥力，故合力偏向左，故电场强度偏向MN左侧，故C错误；Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|，对放在P点的正试探电荷都是吸引力，故合力在两个吸引力之间的某个方向，由于|Q1|＞|Q2|，故Q1的吸引力较大，故合力偏向MN左侧，故电场强度偏向左侧，故D错误．4.【答案】D【解析】两球心相距90 cm时，两球距离比球本身大得多，由库仑定律，F＝k＝k ；两球相碰后，电荷量变为－Q、－Q，但两球心距离变为 3 cm，这时两球不能再被看做点电荷，所以不能用库仑定律计算．但可定性分析，由于同性相斥、异性相吸原理，电荷向远端移动，所以距离大于3 cm，F′＜k.5.【答案】B【解析】设两点电荷连线长为L，E1＝E2的点离Q2的距离为x，由点电荷的场强E＝k 知，当点在Q1、Q2连线外侧时，k＝k，解得x＝(＋1)L，此处两电场反向，合场强为零．当点在连线之间时，k＝k，解得x＝(－1)L，此处两电场同向，E＝2E.所以本题选项B正确．26.【答案】A【解析】电子带负电，物体带负电的原因是物体带有多余的电子造成的，物体上原有的正电荷没有消失．故A正确，B、D错误．电子带电量e＝1.6×10－19C是最小的电荷量，任何带电体带的电荷量都是电子电量的整数倍．4×10－19C是电子电量的2.5倍，故C错误．7.【答案】C【解析】电子某一时刻以初速度v0从圆环中心处水平向右运动，由于受到正电荷的作用力，所以减速运动直至速度为零，然后在电场力作用下反向加速，到圆心处由对称性可知速度仍为v0，然后减速，再反向加速，即电子以圆心为平衡位置振动．8.【答案】C【解析】当正电荷放在金属壳外时，使金属壳左端带负电荷，右端带正电荷，两端出现电压，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零．起到屏蔽的作用，故A正确；当正电荷放在金属壳外时，使金属壳左端带负电荷，由于右端接地，则不带电，两端仍出现电压，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零．起到屏蔽的作用，故B正确；当正电荷放在金属壳内时，使金属内壳带负电荷，外壳带正电荷，出现电场，导致出现感应电场，没起到屏蔽的作用，故C错误；当正电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，外部没有电场，从而起到屏蔽的作用，故D正确．9.【答案】D【解析】为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用，故选项D正确．10.【答案】D【解析】分别以A、B球为研究对象，其受力情况如图所示，由共点力的平衡条件得mAg ＝、F TA＝，mBg＝、F TB＝.而FA＝FB，又α＜β，所以mA＞mB，F TA＞F TB.两球接触后，每个小球的电荷量可能都发生变化，但相互间的静电力仍满足牛顿第三定律，因此仍有上述关系，故选D.11.【答案】C【解析】甲图中与点电荷等距的a、b两点，场强大小相同，方向不相反，A错；对乙图来说，根据电场线的疏密及对称性可判断，b点和a点场强大小、方向均相同，B错；丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点，场强大小相等、方向相反，C对；对丁图来说，根据电场线的疏密可判断，b点的场强大于a点的场强，D 错．12.【答案】C【解析】电场强度与试探电荷电荷量大小无关，是电场本身的属性，场强大的地方，同一个电荷受到的静电力大．13.【答案】AB【解析】在AB的垂直平分线上，从无穷远处到O点电场强度先变大后变小，到O点变为零，负电荷受力沿垂直平分线，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在O 点加速度变为零，速度达到最大，v－t图线的斜率先变大后变小；由O点到无穷远，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性．如果PN足够远，则B正确，如果PN很近，则A正确．14.【答案】CD【解析】依据点电荷周围电场分布特点可知：以点电荷为圆心的同一圆上各点的电场强度大小相等，在如题图所示的电场中，电场方向沿电场线指向圆心，因此方向不同，故A，B错误，C，D正确．15.【答案】CD【解析】空心金属球内放一正电荷，由于静电感应使金属球壳带正电，球壳上达到静电平衡，内部场强为零，当外壳接地时，对外具有屏蔽作用，故选项C、D正确．16.【答案】ACD【解析】油罐车在运输过程中，油和罐之间不断摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链，及时导走，这是防止静电危害．故A符合题意．小汽车上有一根露在外面的小天线，用来接收无线电信号．故B不符合题意．印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害．故C符合题意．不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害．故D符合题意．17.【答案】AC【解析】金属内可以自由移动的是自由电子，故选项D错误；当橡胶棒向金属小球靠近时，橡胶棒与金属小球上的负电荷间相互排斥，金属小球上的电子向金属箔片移动，使金属箔片上的电荷量增加，所以张角增大．选项A、C正确，B错误．故选A、C. 18.【答案】上夸克之间的静电力为45.5 N，是排斥力；上夸克与下夸克之间的静电力为22.8 N，是吸引力【解析】质子带电荷量为＋e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的．按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，这时上夸克与上夸克之间的静电力应为＝k＝k・，代入数据，得Fuu≈45.5 N，是排斥力．上夸克与下夸克之间的Fuu＝k＝k代入数据，得Fud≈22.8 N，是吸引力．静电力为Fud19.【答案】【解析】由于两个球的形状和大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分配比例不是1∶1，但应该是一个确定的值．根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷量关系可知，此比例为(Q－q)∶q.如图经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B球带电荷量为q′，则有＝，解得q′＝.20.【答案】【解析】如图所示，小球B受竖直向下的重力mg、沿绝缘细线的拉力F T、A对它的库仑力F.由力的平衡条件，可知F＝mg tanθ，根据库仑定律得F＝k，解得r＝＝。
2024_2025学年高中物理第1章静电场章末测评含解析教科版选修3_1
章末综合测评(一) 静电场(时间：90分钟 分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是( )A ．依据电场强度的定义式E ＝Fq可知，电场中某点的电场强度与摸索电荷所带的电荷量成反比B ．依据电容的定义式C ＝Q U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C ．依据真空中点电荷的电场强度公式E ＝k Q r2可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D ．依据电势差的定义式U AB ＝W ABq可知，带电荷量为1 C 的正电荷，从A 点移动到B 点克服电场力做功为1 J ，则A 、B 两点间的电势差为－1 VD [电场强度E 与F 、q 无关，由电场本身确定，A 错误；电容C 与Q 、U 无关，由电容器本身确定，B 错误；E ＝k Q r2是电场强度的确定式，故C 错误；在电场中，克服电场力做功，电场力做负功，由U AB ＝W ABq可知D 正确．] 2．真空中保持肯定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷增加了原来的12，但仍旧保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电量肯定削减了原来的( )A ．12B ．13C ．14D ．124B [设原来的电荷量分别为Q 1、Q 2，则F ＝k Q 1Q 2r 2，由题意知k Q 1Q 2r 2＝k 32Q 1Q 2′r 2，解得Q 2′＝23Q 2，所以电荷量削减了原来的13，故B 正确．] 3.如图所示，等边三角形ABC 处在匀强电场中，电场方向与三角形所在平面平行，其中φA ＝φB ＝0，φC ＝φ＞0，保持该电场的电场强度大小和方向不变，让等边三角形绕A 点在三角形所在平面内顺时针转过30°，则此时B 点的电势为( )A．33φ B．φ2C．－33φD．－φ2C[因φA＝φB＝0，所以AB是一等势线，电场方向垂直AB向左，设等边三角形边长为L，因φC＝φ，所以电场强度为E＝φL cos 30°，当等边三角形绕A点在三角形所在平面内顺时针转过30°时，B点到原来AB的距离d＝L sin 30°，B点电势为φB＝－Ed＝－φtan 30°＝－33φ，C正确．]4.已知表面电荷匀称分布的带电球壳，其内部电场强度到处为零．现有表面电荷匀称分布的带电半球壳，如图所示，CD为通过半球顶点C与球心O的轴线．P、Q为CD轴上关于O 点对称的两点．则( )A．P点的电场强度与Q点的电场强度大小相等，方向相同B．P点的电场强度与Q点的电场强度大小相等，方向相反C．P点的电场强度比Q点的电场强度强D．P点的电场强度比Q点的电场强度弱A[将该半球壳补全成为整个带电球壳，如图所示：由题意知P、Q两点场强大小为零，由对称性可知左右两个半球壳在P点和在Q点产生的场强均大小相等方向相反，所以左侧半球壳在两点产生的场强大小相等，方向相同，故A项正确．]5.两个固定的等量异号点电荷所产生的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，最终离开电场，粒子只受电场力作用．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C [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的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，故选项C 正确．]6.如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点，A 、C 、D 三点电势分别为1.0 V 、2.0 V 、3.0 V ，正六边形所在平面与电场线平行，则( )A ．E 点的电势与C 点的电势相等B ．U EF 与U BC 相同C ．电场强度的大小为2033 V/mD ．电场强度的大小为20 3 V/mC [A 、D 两点电势分别为1.0 V 和3.0 V ，则AD 中点O 的电势为2.0 V ，C 点与O 点等势，C 与E 不等势，A 错误；U EF 和U BC 大小相同，但正负不同，B 错误；电场强度E ＝U DCDC ·cos 30°＝2033V/m ，C 正确，D 错误．] 7.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地．两板间有一个负摸索电荷固定在P 点，如图所示，以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ表示P 点的电势，E p 表示负电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x 0的过程中，各物理量与负极板移动距离x 的关系图像中正确的是( )D[当负极板右移时，d减小，由C＝εr S4πk d－x可知，C与x的关系图像不是一次函数图像，故A错误；由U＝QC可知，U＝4πkdεr SQ，则E＝Ud＝4πkQεr S，故E与d无关，故B错误；因正极板接地，设P点原来距正极板l，则P点的电势φ＝－El不变，故C错误；电势能E p ＝－φq＝Eql，故D正确．]8.某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变更规律如图所示．在O点由静止释放一个负点电荷，该负点电荷仅受电场力的作用，则在－x0～x0区间内( )A．该静电场是匀强电场B．该静电场是非匀强电场C．负点电荷将沿x轴正方向运动，加速度不变D．负点电荷将沿x轴负方向运动，加速度渐渐减小AC[φx图线的斜率大小等于电场中电场强度的大小，故该条电场线上各点电场强度一样，该静电场为匀强电场，A正确，B错误；由沿着电场线的方向电势降低，可知电场方向沿x轴负方向，故负点电荷沿x轴正方向运动，其受到的电场力为恒力，由牛顿其次定律可知其加速度不变，C正确，D错误．]9.三个质量相同，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，最终从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中( )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 [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，由动能定理知，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．]10.在两块平行金属板A 、B 间加如图所示变更的电压，此电压的值不变，但每过T2变更一次极性．t ＝0时，A 板电势为正，若在此时由B 板自由释放一电子，那么( )A ．电子会始终向A 板运动B ．电子在A 、B 两板间来回运动C ．在t ＝T 时，电子回到动身点D ．在t ＝T2时电子具有最大速度AD [依据电子的受力状况和牛顿其次定律知，在0～T2时间内，电子向A 板做匀加速直线运动，在T 2时刻速度达到最大值；在T2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．粗糙绝缘的水平地面上，有两块竖直平行相对而立的金属板A 、B ，板间地面上静止着带正电的物块，如图甲所示，当两金属板如图乙所示的交变电压时，设直到t 1时刻物块才起先运动(最大静摩擦力与滑动摩擦力可认为相等)，则 ( )A ．在0～t 1时间内，物块受到渐渐增大的摩擦力，方向水平向左B ．在t 1～t 3时间内，物块受到的摩擦力先渐渐增大，后渐渐减小C ．t 3时刻物块的速度最大D ．t 4时刻物块的速度最大AC [在0～t 1时间内，电场力小于最大静摩擦力，物块静止，静摩擦力等于电场力，即f ＝qE ＝q Ud，电压增大，摩擦力增大，又正电荷所受电场力与电场同向向右，所以摩擦力方向水平向左，选项A 对．在t 1～t 3时间内，电场力大于最大静摩擦力，物块始终加速运动，摩擦力为滑动摩擦力，由于正压力即重力不变，所以摩擦力不变，选项B 错．t 3～t 4阶段，电场力小于摩擦力，物块仍在运动，但为减速运动，所以t 3时刻速度最大，选项C 对，D 错．]12．如图所示，长为L ＝0.5 m 、倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一带电荷量为＋q ，质量为m 的小球(可视为质点)，以初速度v 0＝2 m/s 恰能沿斜面匀速上滑，g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法中正确的是 ( )A ．小球在B 点的电势能大于在A 点的电势能 B ．水平匀强电场的电场强度为3mg 4qC ．若电场强度加倍，小球运动的加速度大小为3 m/s 2D ．若电场强度减半，小球运动到B 点时速度为初速度v 0的一半BD [在小球由A 到B 的过程中，重力做负功，电场力做正功，小球电势能削减，A 错；由动能定理知qEL cos θ－mgL sin θ＝0，所以水平匀强电场的电场强度为3mg4q ，B 对；电场强度加倍后，则有q ·2E cos θ－mg sin θ＝ma ，所以a ＝0.6g ＝6 m/s2，C 错；电场强度减半后，则有mg sin θ－q E2cos θ＝ma 1，a 1＝0.3g ＝3 m/s 2，由v 20－v 2＝2a 1L 代入数值得v ＝1 m/s ，D 对．]二、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答)13.(12分)如图所示平行金属板A 、B 之间有匀强电场，A 、B 间电压为600 V ，A 板带正电并接地，A 、B 两板间距为12 cm ，C 点离A 板4 cm.求：(1)C 点的电势；(2)若将一电子从场外移到C 点，电场力做多少功？做正功还是做负功？ 解析：(1)板间场强为E ＝U d ＝6000.12V/m ＝5×103 V/m 已知A 板与C 点间的距离为d ′＝0.04 m 则U AC ＝Ed ′＝5×103×0.04 V＝200 V.因为A 板接地，φA ＝0，且沿电场方向电势降低，所以可得φC ＝－200 V. (2)“场外”可理解为离电场无穷远，此处电势也为零．由W ＝qU 可得将电子从场外移到C 点，电场力做的功为W ＝e (0－φC )＝－1.6×10－19×200J ＝－200 eV.负号说明电场力做的是负功．答案：(1)－200 V (2)－200 eV 做负功14.(12分)如图所示，已知AC ⊥BC ，∠ABC ＝60°，BC ＝20 cm ，A 、B 、C 三点都在匀强电场中，且A 、B 、C 所在平面与电场线平行，把一个电荷量q ＝10－5C 的正电荷从A 移到B ，电场力做功为零；从B 移到C ，电场力做功为－3×10－3J.(1)求A 、C 间的电势差；(2)若规定B 点电势为零，求C 点的电势； (3)求匀强电场的场强大小及方向． 解析：依据W AB ＝U AB q 得，U AB ＝0，即φA ＝φBU BC ＝W BCq＝－3×102 V.(1)U AC ＝φA －φC ＝φB －φC ＝U BC ＝－3×102V.(2)φB ＝0，U BC ＝φB －φC ，所以φC ＝φB －U BC ＝3×102V. (3)AB 为等势线，场强方向垂直AB 连线指向右下方，故E ＝|U BC |BC sin 60°＝1 000 V/m.答案：(1)－3×102V(2)3×102V(3)1 000 V/m 方向与水平方向夹角为30°指向右下方15．(14分)如图所示，空间存在着电场强度E ＝2.5×102N/C 、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L ＝0.5 m 的绝缘细线一端固定于O 点，另一端拴着质量为m ＝0.5 kg 、电荷量为q ＝4×10－2C 的小球．现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂，取g ＝10 m/s 2.求：(1)小球运动到圆周最高点的速度大小； (2)细线能承受的最大拉力值；(3)当细线断后，小球接着运动到与O 点水平方向的距离为L 时，小球距离O 点的高度． 解析：(1)(2)由小球运动到最高点细线被拉断，则说明电场力竖直向上，再由电场线竖直向上，则可判定小球带正电，设小球运动到最高点时速度为v ，对该过程由动能定理有：(qE －mg )L ＝12mv2①在最高点对小球由牛顿其次定律得T ＋mg －qE ＝m v 2L②由①②式解得T ＝15 N ，v ＝10m/s.(3)小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为a ， 则a ＝qE －mgm③设小球在水平方向运动L 的过程中，历时t ， 则L ＝vt④设竖直方向上的位移为y ，则y ＝12at 2⑤由①③④⑤解得y ＝0.125 m得小球距O 点高度为h ＝y ＋L ＝0.625 m. 答案：(1)10m/s (2)15 N (3)0.625 m16．(14分)如图所示，CD 左侧存在场强大小为E ＝mg q、方向水平向左的匀强电场，一个质量为m 、电荷量为q 的光滑绝缘小球，从底边BC 长L ，倾角α＝53°的直角三角形斜面顶端A 点由静止起先下滑，运动到斜面底端C 点后进入一细圆管内(C 处为一小段长度可忽视的圆弧，圆管内径略大于小球直径)，恰能到达D 点，随后从D 点离开后落回到斜面P 点，重力加速度为g .(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：(1)DA 两点间的电势差U DA ； (2)圆管半径r ；(3)小球从D 点运动到P 点的时间t . 解析：(1)由U DA ＝EL 得U DA ＝mgL q.(2)由恰好过D 点，推断v D ＝0 依据动能定理，从A 到D 过程mgL tan 53°－EqL －mg 2r ＝0解得r ＝L6.(3)由于mg ＝Eq ，小球进入电场与水平方向成45°角斜向下做匀加速直线运动(如图所示)．设到达P 处水平位移为x ，竖直位移为y ，则有x ＝yx tan 53°＋y ＝2r解得x ＝L 7，y ＝L7竖直方向做自由落体运动有y ＝12gt 2解得t ＝2L 7g.mgL q (2)L6(3)2L7g答案：(1)。
学高中物理第一章静电场章末检测(含解析)教科版选修解析
静电场(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共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．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．(杭州七校高二联考)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，由此对摩擦起电的说法正确的是( )A．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B．两个物体摩擦起电时，可能同时带上种类及数量不同的电荷C．同一物体与不同种类的物体摩擦时，该物体带电荷种类一定相同D．同一物体与不同种类的物体摩擦时，该物体带电荷种类可能不同解析：选D．根据摩擦起电的原理，在摩擦过程中哪种物质易失去电子，这种物质就带有正电荷，故D正确．2．(·广东东莞调研)如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法中正确的是( )A．这两点电荷一定是等量异种电荷B．这两点电荷一定是等量同种电荷C．D、C两点的电场强度一定相等D．C点的电场强度比D点的电场强度小解析：选A．由电场线分布的特征可知，产生电场的电荷一定是等量异种电荷，A正确；D、C 两点电场线的疏密程度不同，D、C两点的电场强度不同，C不正确；C点电场线较密，电场强度大，D不正确．3．如图所示，带电小球A、B的电荷分别为Q A、Q B，OA＝OB，都用长L的绝缘丝线悬挂在O点．静止时，A与竖直绝缘墙壁接触，OA丝线竖直且A、B相距为D．为使平衡时AB间距离减为0.5d，可采用的方法是( )A ．将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍 B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍解析：选BD ．作出小球B 的受力图可知F m B g ＝d L ，而F ＝kQ A Q Bd 2，可知：d ＝3kQ A Q B L m B g .故选B 、D ．4．A 、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A 点沿电场线运动到B 点，其速度—时间图像如图所示．则这一电场可能是( )解析：选A ．由v －t 图像知，微粒做加速度变大的减速运动．a 变大，即E 变大．故B 、C 错，又因减速运动，说明力与v 反向，故A 对D 错．5．如图所示，空心绝缘球壳的表面均匀分布负电荷时，球内各点的电场强度为零．现移走半只球壳，余下部分电荷分布不变．此半球壳的对称轴线上有一P 点，半球壳负电荷在P 点处的合场强的方向为( )A ．水平向左B ．水平向右C ．竖直向上D ．竖直向下解析：选A ．取半球壳截面直径上的两个点分析，如图所示，E M 、E N 的合场强E P 水平向右，由对称性知，半球壳右半部分在P 处的合场强水平向右，根据E P ＝0知，半球壳左半部分在P 处的场强水平向左，A 对．6．如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间距离d 变化时，电容C 便发生变化，通过测量电容C 的变化就可知道两极板之间的距离d 的变化的情况．在下列图中能正确反映C 与d 之间变化规律的图像是( )解析：选A ．根据平行板电容器电容的决定式C ＝εr S4πkd，故只有A 对．7．(·广东湛江一中高二检测)如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c 为ab 中点，a 、b 电势φa ＝5 V ，φb ＝3 V ．下列叙述正确的是( )A ．该电场在c 点处的电势一定为4 VB ．a 点处的场强E a 一定大于b 点处的场强C ．一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少D ．一正电荷运动到c 点时受到的电场力由c 指向a解析：选C ．因此场是否是匀强电场不清楚，所以A 、B 不能选；正电荷从高电势移动到低电势，电势能减少，所以C 正确；因φa >φb ，故电场线的方向向右，所以正电荷受到的电场力应向右，因此D 错误．8．(·广东省实验中学高二检测)如图所示在xOy 坐标系中，将一负检验电荷q 由y 轴上a 点移至x 轴上b 点，需克服电场力做功W ；若将该负检验电荷从a 点移至x 轴上的c 点，也需克服电场力做功W .关于此空间静电场的说法正确的是( )A ．a 点的电势低于b 点的电势B ．负检验电荷q 在a 点的电势能高于b 点的电势能C ．可能是处于第Ⅳ象限某位置的负点电荷形成的电场D ．点b 、c 一定处在同一等势面上解析：选CD ．由W ab ＝W ac 知U ab ＝U ac ，故φb ＝φc ，D 对．因a →b ，负电荷做负功，则φa ＞φb ，A 错．由负电荷在高电势处，电势能低，B 错．若负点电荷在第Ⅳ象限，b 、c 也可能在同一圆周上，故C 对．9．(2013·高考重庆卷)如图所示，高速运动的α粒子被位于O 点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M 、N 和Q 为轨迹上的三点，N 点离核最近，Q 点比M 点离核更远，则( )A ．α粒子在M 点的速率比在Q 点的大B ．三点中，α粒子在N 点的电势能最大C ．在重核产生的电场中，M 点的电势比Q 点的低D ．α粒子从M 点运动到Q 点，电场力对它做的总功为负功解析：选B ．利用动能定理可判断α粒子的速率大小．由电势的高低可判断电势能的大小．重原子核带正电，离核越近，电势越高，选项C 错误；同一正电荷电势越高，其电势能越大，选项B 正确；带正电的α粒子在从M 点到Q 点的过程中，电场力做的总功为正功，据动能定理知，其速率增大，选项A 错误，选项D 错误．10．带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q 的电场中，沿图中实线轨迹从a 运动到b ，a 、b 两点到点电荷Q 的距离分别为r a 、r b (r a ＞r b )，b 为运动轨迹上到Q 的最近点，不计粒子的重力，则可知( )A ．运动粒子带负电B ．b 点的场强大于a 点的场强C ．a 到b 的过程中，电场力对粒子不做功D ．a 到b 的过程中，粒子动能和电势能之和保持不变解析：选BD ．由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电；由点电荷所形成电场的场强公式E ＝k Q r知，E b ＞E a ；粒子从a 到b 的过程中，电场力对粒子做负功，动能减小，电势能增大，但总能量不变，故选BD ．11．如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下，从静止开始由b 沿直线运动到d ，且bd 与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论不．正确的是( )A ．此液滴带负电B ．液滴的加速度等于2gC ．合外力对液滴做的总功等于零D ．液滴的电势能减少 解析：选C ．带电液滴由静止沿bd 方向运动，因此静电力与重力的合力必定沿bd 方向，如图所示．因此，液滴带负电，由F合＝mgcos 45°＝ma可得：a＝2g，故A、B正确；合外力做正功，C错误；静电力F电做正功，液滴的电势能减少，D正确．12．(2012·高考新课标全国卷)如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( )A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动解析：选BD．带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用，一是重力mg，方向竖直向下；二是电场力F＝Eq，方向垂直于极板向上．因二力均为恒力，已知带电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，选项D正确，选项A、C错误；从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，选项B正确．二、计算题(本题共4小题，共52分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(12分)在匀强电场中，如图所示，分布着A、B、C三点，当把一个电量q＝10－5C的正电荷从A沿AB线移到B点时，电场力做的功为零；从B移到C时，电场力做功为－1.73×10－3J，试判断该电场的方向，算出场强的大小．解析：将电荷由A移至B时电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，又由于是匀强电场，等势面为平面，故AB面为一等势面；再将正电荷由B移至C时克服电场力做功可以知道，C点电势高于B点电势，场强方向应如图所示．根据W ＝qU ，可得U BC ＝W BC q ＝－1.73×10－310－5V ＝－173 V(4分) 又由匀强电场中场强与电势差的关系E ＝U /d (4分) 可得E ＝|U BC |d＝17320×10－2×sin 60°V/m＝1 000 V/m.(4分) 答案：见解析14．(12分)如图所示，在水平向右的匀强电场中的A 点，有一个质量为m 、带电荷量为－q 的油滴以速度v 竖直向上运动．已知当油滴经过最高点B 时，速度大小也为v .求：场强E 的大小及A 、B 两点间的电势差．解析：根据分运动与合运动的等时性以及匀变速直线运动平均速度公式有：h ＝vt 2，x ＝vt2，故h ＝x .(3分)由动能定理得：qEx －mgh ＝0，即E ＝mg q，(3分) 再由动能定理得：qU AB －mgh ＝0，mgh ＝12mv 2，(4分)所以U AB ＝mv 22q .(2分)答案：mg q mv 22q15．(14分)如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两极板不带电，上极板接地，极板长L ＝0.1 m ，两板间距离d ＝0.4 cm ，有一束由相同粒子组成的带正电粒子流，以某一初速度v 0从两板中央平行于极板射入，由于重力的作用，粒子恰能落到下板中点O 处．已知粒子质量为m ＝2×10－6kg ，电荷量q ＝1×10－8 C ，电容器的电容C ＝1×10－6 F ，g 取10 m/s 2，不计空气阻力．(1)求粒子入射速度v 0的大小；(2)若在两极板间加上适当的恒定电压，要让以速度v 0入射的上述带电粒子，恰好做匀速直线运动从两板间飞出，试确定下极板的带电性质和电荷量？解析：(1)带电粒子做平抛运动水平位移：L2＝v 0t ①(2分)竖直位移：d 2＝12gt 2②(2分)由①②得v 0＝L2gd＝2.5 m/s(1分) (2)下极板带正电荷(1分) 由平衡条件有qE ＝mg ③(2分) 又E ＝U /d ④(2分) Q ＝CU ⑤(2分)由③④⑤得Q ＝mgCd /q ⑥(1分)将数据代入⑥式，解得Q ＝8×10－6C ．(1分)答案：(1)2.5 m/s (2)正电荷 8×10－6C16．(14分)(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)如图，匀强电场中有一半径为r 的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行．a 、b 为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行．一电荷为q (q >0)的质点沿轨道内侧运动．经过a 点和b 点时对轨道压力的大小分别为N a 和N B ．不计重力，求电场强度的大小E 、质点经过a 点和b 点时的动能．解析：小球在光滑轨道上做圆周运动，在a 、b 两点时，静电力和轨道的作用力的合力提供向心力，由b 到a 只有电场力做功，利用动能定理，可求解E 及a 、b 两点的动能．质点所受电场力的大小为 F ＝qE ①(1分)设质点质量为m ，经过a 点和b 点时的速度大小分别为v a 和v b ，由牛顿第二定律有F ＋N a ＝m v 2ar ②(2分)N b －F ＝m v 2br③(2分)设质点经过a 点和b 点时的动能分别为E k a 和E k b ，有E k a ＝12mv 2a ④(1分) E k b ＝12mv 2b ⑤(1分)根据动能定理有E k b －E k a ＝2rF ⑥(4分) 联立①②③④⑤⑥式得E ＝16q (N b －N a )(1分) E k a ＝r12(N b ＋5N a )(1分)E k b ＝r12(5N b ＋N a )．(1分)答案：16q (N b －N a ) r 12(N b ＋5N a ) r12(5N b ＋N a )。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
静电场检测试题(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分.第1～4小题为单项选择题,第5～8小题为多项选择题,选对但不全的得3分)1.(2016·浙江卷,15)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A,B下部的金属箔都张开,( C )A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A,B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A,B下部的金属箔都闭合解析:由静电感应可知,A左端带负电,B右端带正电,A,B的电势相等,选项A,B错误;若移去C,则两端的感应电荷消失,则贴在A,B下部的金属箔都闭合,选项C正确;先把A和B分开,然后移去C,则A,B带的电荷仍然存在,故贴在A,B下部的金属箔仍张开,选项D错误.2.如图所示,空心绝缘球壳的表面均匀分布负电荷时,球内各点的电场强度为零.现移走半只球壳,余下部分电荷分布不变.此半球壳的对称轴线上有一P点,半球壳负电荷在P点处的合场强的方向为( A )A.水平向左B.水平向右C.竖直向上D.竖直向下解析:取半球壳截面直径上的两个点分析,如图所示,E M,E N的合场强E P水平向右,由对称性知,半球壳右半部分在P处的合场强水平向右,根据E P=0知,半球壳左半部分在P处的场强水平向左,选项A正确.3.如图所示,三个同心圆是以点电荷Q为圆心的等势面,相邻等势面的电势差相等,则下列说法正确的是( D )A.一个点电荷+q在B点所受的电场力比在A点的大B.一个点电荷+q在B点具有的电势能比在A点的小C.将同一个电荷由B点移到D点电场力做的功比由C点移到A点多D.将电荷+q由B点移到C点,电场力做正功解析:点电荷电场中,离点电荷越近场强越大,所以E A>E B,点电荷+q在A点受的电场力比在B 点受的电场力大,故选项A错误;从B向A移动+q,电场力做正功,电势能减小,即+q在B点电势能比在A点大,故选项B错误;从B到D移动电荷量为+q的电荷,电场力做功W BD=qU BD,从C 到A所做的功是W CA=qU CA,因为U BD=U CA,故W BD=W CA,选项C错误;从B到C移动+q,电场力应做正功,选项D正确.4.(2016·天津卷,4)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,E p表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( D )A.θ增大,E增大B.θ增大,E p不变C.θ减小,E p增大D.θ减小,E不变解析:若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离,则根据C=可知,C变大,Q一定,则根据Q=CU可知,U减小,则静电计指针偏角θ减小;根据E=,Q=CU,C=联立可得E=,可知E不变;根据U=Ed可知,P点离下极板的距离不变,且E不变,P点与下极板间的电势差不变,P点的电势不变,则电势能E p也不变,选项A,B,C错误,D正确.5.(2014·全国Ⅱ卷,19)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是( AD )A.电场强度的方向处处与等电势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的地方解析:因电场线方向处处与等势面方向垂直,因此电场强度的方向处处与等势面垂直,由此可知A项正确;电场强度大小与电势的大小没有必然的关系,因此B,C项错误;在电场中电场强度的方向是电势降落最快的方向,由此可知任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,D项正确.6.(2017·哈尔滨市第六中月考)如图所示,矩形虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(方向未画出),一质子从bc边上的P点以速度v0垂直于bc边射入电场,从cd边上的Q点飞出电场,不计重力.则下列说法正确的是( AB )A.质子到Q点时的速度方向可能与cd边垂直B.不论电场方向如何,若已知a,b,c三点的电势,一定能确定d点的电势C.静电力一定对质子做正功D.P点电势一定高于Q点电势解析:若静电力斜向右下方,质子竖直方向有向下的分力,水平方向有向右的分力,竖直方向上质子做匀减速运动,到达Q点时,速度可能为零,则到Q点时的速度方向可能与cd边垂直,故A正确;根据匀强电场中电势差与场强的关系式U=Ed知,除等势面上外,沿任何方向相等的距离,两点间的电势差都相等,故若知道a,b,c三点的电势,一定能确定出d点的电势,故B 正确;由于静电力方向未知,若静电力方向与瞬时速度成钝角,静电力对质子做负功,故C错误;整个过程中,静电力可能做正功,也可能做负功,也可能不做功,故电势能可能变小、变大、不变,故电势可能升高、降低或不变,故D错误.7.(2017·济南高二检测)带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中,沿图中实线轨迹从a运动到b,a,b两点到点电荷Q的距离分别为r a,r b(r a>r b),b为运动轨迹上到Q的最近点,不计粒子的重力,则可知( BD )A.运动粒子带负电B.b点的场强大于a点的场强C.a到b的过程中,电场力对粒子不做功D.a到b的过程中,粒子动能和电势能之和保持不变解析:由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电,由点电荷所形成电场的场强公式E=k知,E b>E a;粒子从a到b的过程中,电场力对粒子做负功,动能减小,电势能增大,但总能量不变,故选项B,D正确.8.如图所示,两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场.两极板间相距为 d.一带负电的微粒从上极板M的边缘以初速度v0射入,沿直线从下极板N的边缘射出.已知微粒的电荷量为q,质量为m.下列说法正确的是( ACD )A.微粒运动的加速度为0B.微粒的电势能减小了mgdC.两极板间的电势差为D.M极板的电势高于N极板的电势解析:带电微粒在合外力为零的作用下沿斜线运动,所以加速度为零.因为电场力向上,所以电场线竖直向下,选项A,D正确;负电荷由高电势向低电势移动,电势能增加了mgd,选项B错误;由mg=q,得U=,选项C正确.二、非选择题(共4小题,共52分)9.(12分)(2017·荆州中学月考)如图所示,匀强电场中A,B,C三点构成一个直角三角形中,∠A=30°,边长AC=32 cm.把电荷量q=-2×10-10 C 的点电荷由A点移到B点,静电力做功4.8×10-8 J,再由B点移到C点,电荷克服静电力做功4.8×10-8 J,取B点的电势为零,求:(1)A,C两点的电势;(2)匀强电场的场强.解析: (1)A,B间U AB== V=-240 V, (2分)B,C间U BC== V=240 V (2分)又U AB=ϕA-ϕB,U BC=ϕB-ϕC,ϕB=0,得到ϕA=-240 V,ϕC=-240 V. (2分)(2)因A,C在同一等势面上,场强方向垂直A,C连线指向左上方.(2分)A,B两点沿场强方向的距离d=ACcos 30°sin 30°=0.24 m. (2分)大小E== V/m=103 V/m. (2分)答案:(1)-240 V -240 V (2)103 V/m 方向垂直AC指向左上方10.(12分)(2017·西安高二质检)如图所示,一带负电小球质量m=1 kg,用长度L=1 m绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ角,且θ=37°,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2.(1)求小球所受的电场力的大小F;(2)若仅将电场强度大小突然减小为原来的,求小球摆到最低点时的速度大小v和细线对小球的拉力大小T.解析:(1)小球静止时,根据平衡条件可得F=Eq=mgtan θ (2分)则电场力大小为F=mg=7.5 N. (2分)(2)小球从静止摆动到最低点的过程中,根据动能定理可得mgL(1-cos θ)-Lsin θ=mv2-0. (2分)解得v=1 m/s. (2分)又因T-mg=m. (2分)故T=11 N. (2分)答案:(1)7.5 N (2)1 m/s 11 N11.(14分)如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,极板长L=0.1 m,两板间距离d=0.4 cm,有一束由相同粒子组成的带正电粒子流,以某一初速度v0从两板中央平行于极板射入,由于重力的作用,粒子恰能落到下板中点O处.已知粒子质量为m= 2×10-6 kg,电荷量q=1×10-8 C,电容器的电容C=1×10-6 F,g取10 m/s2,不计空气阻力.(1)求粒子入射速度v0的大小;(2)若在两极板间加上适当的恒定电压,要让以速度v0入射的上述带电粒子,恰好做匀速直线运动从两板间飞出,试确定下极板的带电性质和电荷量?解析:(1)带电粒子做平抛运动水平方向:=v0t (2分)竖直方向:=gt2 (2分)联立解得v0==2.5 m/s. (1分)(2)下极板带正电荷. (2分)由平衡条件有qE=mg (2分)又E=U/d (1分)Q=CU (1分)解得Q=mgCd/q,将数据代入,解得 (2分)Q=8×10-6 C. (1分)答案:(1)2.5 m/s (2)正电荷8×10-6 C12.(14分)(2017·冀州高二检测)如图所示,在真空中,沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy,在x轴上方有一沿x轴正方向的匀强电场E(电场强度E的大小未知).有一质量为m、带电荷量为+q的小球,从坐标原点O由静止开始自由下落,当小球运动到P(0,-h)点时,在x轴下方突然加一竖直向上的匀强电场,其电场强度与x轴上方的电场强度大小相等,且小球从P返回到O点与从O点下落到P点所用的时间相等.重力加速度为g.试求:(1)小球返回O点时速度的大小;(2)匀强电场的电场强度E的大小;(3)小球运动到最高点时的位置坐标.解析:(1)设小球从O点运动到P点所用的时间为t,在P点的速度为v1,返回O点时的速度为v2,则h=gt2,解得t= (2分)则v1=gt= (1分)加上竖直向上的匀强电场后,有h=t (1分)解得v2=2. (1分)(2)加上竖直向上的匀强电场后,加速度a==3g (2分)Eq-mg=ma,解得E=. (2分)(3)竖直方向有y==4h (1分) 设小球进入x轴上方运动到最高点所用时间为t2,则t2==2 (1分) 水平方向有a x==4g (1分) 则x=a x=16h (1分) 所以小球运动到最高点时的位置坐标为(16h,4h). (1分) 答案:(1)2(2)(3)(16h,4h)。