粤教版高中物理选修31第一章电场单元测试

高中物理学习资料
金戈铁骑整理制作第一章电场单元测试（粤教版选修3-1）(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(此题共7小题，每题4分，共28分)1．一个点电荷，从静电场中a点移到b点，其电势能的变化为零，则()A．a、b两点的场强必定相等B．该点电荷必定沿等势面挪动C．作用于该点电荷的电场力与其挪动的方向老是垂直的D．a、b两点的电势必定相等答案D分析点电荷从静电场中a点移到b点，电势能变化为零，说明a、b两点电势相等，但场强不必定相等，并且电荷也不必定沿等势面挪动，电场力所做的总功等于零，但其实不是说电场力在哪处都不做功，因此A、B、C均错，D对．2．对于电场强度与电势的关系，下边各样说法中正确的选项是()A．电场强度大的地方，电势必定高B．电场强度不变，电势也不变C．电场强度为零处，电势必定为零D．电场强度的方向是电势降低最快的方向答案D分析电场强度是从力的角度来描述电场性质的物理量，电势是从能的角度来描述电场性质的物理量，两者没有必定联系．场强盛时电势不必定高，场强为零电势也不必定为零，场强不变电势也可能变，可是场强的方向是指向电势降低最快的方向．3．电场中有一点P，以下说法正确的选项是()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点没有尝试电荷，则P点的场强为零C．P点的场强越大，则同一电荷在P点受的电场力越大D．P点的场强方向为尝试电荷在该点的受力方向答案C分析电场中某点的场强盛小和方向都是由电场自己的要素所决定的，与能否放尝试电荷及所放电荷量的大小均没关；由F＝Eq可知，在电荷量必定的状况下，E越大，则F越大；至于场强的方向，与该点正电荷受力方向相同，而与负电荷受力方向相反．4.两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘杆两头，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其地点如图1所示，若此杆绕过O点垂直于杆的轴转过180°，则在此过程中静电力做功为()
图1
A．0
B．qEl C．2qEl D．πqEl
答案C分析杆顺时针转动180°的过程中，静电力对两电荷做正功，W总＝W1＋W2＝2qU＝2qEL，应选项C正确．5.如图2所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C 三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则下边对于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的选项是()
图2
A．E A＝E＞E；φ＝φ＞φ
C B A C B
B．E B＞E＞E；φ＝φ＞φ
A C A C B
C．E A＜E，E＜E；φ＞φ，φ＞φ
B A
C A BA C
D．因为零电势点未规定，因此没法判断电势的高低
答案B
分析依据等量异种电荷的电场线散布疏密可知E B＞E A＞E C；依据电场线的方向可知φ＝φ＞φ
A C B.应选项B正确．
6.如图3所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b
两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示．则()
图3
A．a必定带正电，b必定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增添C．a的加快度将减小， b的加快度将增添D．两个粒子的电势能一个增添一个减小答案C分析因为不知道电场线方向，故没法确立a、b带电正负；由电场线疏密判断a的加速度减小，b的加快度增添；由电场线和轨迹形状判断静电力对a、b都做正功，故a、b速度都增添，电势能都减小．7.空间有平行于纸面的匀强电场．一电荷量为－q的质点(重力不计)．在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N，如图4所示．已知力F和MN间夹角为θ，M、N间距离为d，则()
图4
Fdcosθ
A．M、N两点的电势差为
q
Fdcosθ
B．匀强电场的电场强度大小为
q
C．带电质点由M运动到N的过程中，电势能减少了Fdcosθ
D．若要使带电质点由N向M做匀速直线运动，则F一定反向
答案A
分析因为带电质点做匀速直线运动，故静电力与拉力F大小相等，方向相反，故场
F
强盛小E＝q，B错误；带电小球由M到N，静电力做功W MN＝－Fcosθ·d＝－Fdcosθ，电
势能增添，电势差U MN＝W MN
＝
Fdcosθ
正确，C错误；若要使带电小球由N向M做－q q，故A
匀速直线运动，F和静电力仍均衡，故D错误．
二、双项选择题(此题共3小题，每题6分，共18分)
8．对于电场线，以下说法中正确的选
项是()
A．电场线不是客观存在的
B．电场线与电荷运动的轨迹是一致的C．电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向共线D．沿电场线方向，场强必定愈来愈大答案AC分析电场线是为了形象地描述电场而设想的曲线．9．图5为静电除尘表示图，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，碰到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，因此煤粉被吸附到管上，排出的烟就洁净了．就此表示图，以下说法正确的选项是()
图5
A．N接电源的正极B．M接电源的正极
C．电场强度E m＞E n D．电场强度E m＜E n
答案AC
分析电子附在煤粉上，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，N接电源正极，将金属棒与金属管壁看做电容器，则其内电场线散布状况如右图所示．由图可知金属棒邻近的m点处电场线较密，而凑近金属管壁的n点处电场线较
疏，故m处场强比n处场强盛，即E m＞E n.
10．如图6所示，在x轴上对于原点O对称的两点固定搁置等量异种点电荷＋Q和－Q，x轴上的P点位于－Q的右边．以下判断正确的选项是()
图6
A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同
B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同
C．若将一尝试电荷＋q从P点移至O点，则其电势能增大
D．若将一尝试电荷＋q从P点移至O点，则其电势能减小
答案AC
分析依据等量正负点电荷的电场散布可知，在x轴上还有一点与P点电场强度相同，即与P点对于O点对称的点，A正确．若将一尝试电荷＋q从P点移至O点，电场力先做
正功后做负功，因此电势能先减小后增大．一般规定无量远处电势为零，过O点的中垂线
电势也为零，因此尝试电荷＋q在P点时电势能为负值，移至O点时电势能为零，因此电势
能增大，C正确．
三、填空题(此题共2小题，共14分)
11.(6分)如图7所示，A、B两板间加快电压为U1，C、D两板间偏转电压为U2.一个静
4
C、D板间距
止的α粒子(2He)自A板起接踵被加快、偏转，飞离偏转电场时的最大侧移为
离一半，则它的出射速度的大小为________．
图7
答案
2e
2U
1＋U 2 m
分析
在加快电场中由动能定理得：
qU 1＝1
mv 02
2
1 1
1
在偏转电场中，由动能定理得：
2
2
qU 2＝ mv
－mv 0
2
2
2
解得：v ＝
2e
2U 1＋U 2. m
12．(8分)如图8所示，A 、B 、C 三点为向来角三角形的三个极点，∠ B ＝30°，此刻A 、
B 两点搁置两点电荷
q A 、q B ，测得C 点场强的方向与 BA 方向平行，则 q A 带________电， q A ∶q B ＝________.
图
8
答案
负
1∶8
分析
放
在
A 点和
B 点的点电荷在
C 处产生的场强方向在
A
C
和 B C
的连线上，
因
C
点场强方向与
BA 方向平行，故放在 A 点的点电荷和放在 B 点的点电荷产生的场强方向只
能如右图所示，故 q 带负电，q
B
带正电，且E ＝2E
A
，得k q B 2＝2k q A
2.又由几何关系知
A
B
BC AC BC ＝2AC ，因此q A ∶q B ＝1∶8.
四、计算题(此题共4个小题，共
40分)
13．(8分)如图9所示，已知平行板电容器两极板间距离 d ＝4mm ，充电后两极板电势
差为120V ．A 板带正电，若它的电容为 3μF，且P 到A 板距离为 1mm.求：
图9(1)每一板的带电荷量；(2)一个电子从 B 板出发到A 板获取的动能；(3)两板间的电场强度．
答案
－ 4
4
×10 C(2)120eV(3)3×10 N/C
－4
分析 (1)由Q ＝UC 得：Q ＝120×3×10 －6
C ＝×10C.
(2)因为电子从B 板出发到A 板的过程中电场力做正功，电势能减小，动能增添，因此
E k －0＝qU AB ，E k ＝120eV.
(3)E ＝U/d ＝3×104N/C.
14.(10分)如图10 所示，在一匀强电场中的 A 点有一小球，并用细线与固定的
O 点相
连，而后把细线水平拉直，但没有伸长．现让小球从
A 点由静止开始运动．小球经过
O 点 正下方时的速度多大？
(已知小球的质量m ＝×10－4
kg ，所带电荷量 q ＝＋×10 －7
C ， 细线长度L ＝10cm ，电场强度E ＝×104N/C ，g ＝10m/s 2)
图
10
答案分析小球从A
m/s 此题中qE ＝点开始沿
直线经
3mg ，因此电场力与重力的协力的方向与水平方向的夹角为30°，O 点正下方B 处，小球从
A 点运动到
B 点是做匀变速直线运动，
而不是一开始就做圆周运动，由动能定理得：
qEL ＋mgLtan30°＝1mv 2，代入数据解
得：2
v
m/s.15.(10分)如图11所示，a 、b 分别为x 、y 轴上两点，它们与原点 O 的距离相等，一束电子以初速度v 0垂直于x 轴从a 点射入，因为匀强电场的作用，电子束恰巧从b 点射出，求电子从b 点射出时的速度大小．
图11
答案
5v 0 分析
电子沿y 方向做匀速运动，x 方向在电场力作用下做匀加快直线运动；依据运动
at 2 at 2
学公式则有：y ＝v 0t ，x ＝2；x ＝y ，2＝v 0t
得：v x ＝at ＝2v 0
电子从b 点射出时y 方向分速度为：v y ＝v 0
则电子从b 点射出时的合速度为：v ＝v x 2＋v 2y ＝at 2＋v 02＝2v 0
2
＋v 02＝5v 0.
16．(12分)如图12所示，两平行金属板水平搁置，间距为 d ，板间存在匀强电场．一
个质量为m 、电荷量为q 的带负电小球，以竖直向下的初速度从上板的小孔射入， 当它从下
板的小孔穿出时所用的时间为
t ，若小球以相同大小的初速度从下板的小孔竖直向上射入， 则从上板小孔穿出时所用的时间为 t/2.不计空气阻力
图12
(1)
指出两板间电场强度的方向．
(2)
求电场强度的大小．
v 2之比v 1∶v 2.
(3)
求小球穿出下板小孔时速度 v 1与穿出上板小孔时速度 答案(1)场强方向竖直向下
(2) 4md mg (3) 1
3qt 2
＋q 7
分析(1)假定电场方向向上，则小球所受协力方向必向下，加快度向下，其向下板运动的时间必小于向上极运动的时间，
与题给条件不符，因此场强方向竖直向下．(2)依据题意，小球在电场中运动的加快度a 应竖直向上．Eq －mg ＝ma ①
12
t
从上往下：d ＝v 0t －at ②1t 2
从下往上：d ＝v 02＋2a(2)③ 4md
mg
由①②③式解得电场强度E ＝3qt 2＋q 4d5d
(3)由②③两式解得a ＝3t 2，v 0＝3t
则v1＝v0－at＝d 3t
t 7d
v2＝v0＋a2＝3t
v11因此＝。