人教版高中物理选修3-1第一章静电场综合测试题答案及详解

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选修3-1第一章静电场综合测试题

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．

第Ⅰ卷(选择题 共40分)

一、选择题(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符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．(2009·江苏淮阴高二检测)最早提出用电场线描述电场的物理学家是 ( ) A ．牛顿 B ．伽利略 C ．法拉第 D ．阿基米德

2．如图所示，静电计垫放在绝缘物上，开关S 1一端与金属球A 连接，另一端与金属外壳B 相接．开关S 2一端与金属球连接，另一端与大地相接．当S 1与S 2都断开时，使A 球带电，看到静电计指针张开一个角度．然后合上S 1后再断开，再合上S 2，可看到指针张角

( )

A ．先减小，之后不变

B ．先减为零，之后又张开

C ．先减为零，之后不再张开

D ．先不变，之后变为零 3．(2009·河南宝丰一中高二检测)关于电场强度和电势，下列说法正确的是

( )

A ．由公式可知E 与F 成正比，与q 成反比

B ．由公式U ＝Ed 可知，在匀强电场中，E 为恒值，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比

C ．电场强度为零处，电势不一定为零

D ．无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做功，它一定是从电势高处移到电势低处，并且它的电势能一定减少

4．如图所示，在A 板附近有一电子由静止开始向B 板运动，则关于电子到达了B 板时的速率，下列解释正确的是 ( )

A ．两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大

B ．两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大

C ．与两板间的距离无关，仅与加速电压U 有关

D ．以上解释都不正确

5．如图所示，图中K 、L 、M 为静电场中的3个相距较近的等势面．一带电粒子射入此静电场中后，沿abcde 轨迹运动．已知φK <φL <φM ，且粒子在ab 段做减速运动．下列判断中正确的是 ( )

A ．粒子带负电

B ．粒子在a 点的加速度大于在b 点的加速度

C ．粒子在a 点与e 点的速度大小相等

D ．粒子在a 点的电势能小于在d 点的电势能

6．如图所示，C 为中间插有电介质的电容器，a 和b 为其两极板，a 板接地；P 和Q 为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P 板与

b 板用导线相连，Q 板接地．开始悬线静止在竖直方向，在b 板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是 ( )

A ．缩小a 、b 间的距离

B ．加大a 、b 间的距离

C ．取出a 、b 两极板间的电介质

D ．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质 7．如图所示，O 点置一个正点电荷，在过O 点的竖直平面内的A 点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m ，带电量为q ，小球落下的轨迹如图中的实线所示，它与

以O 点为圆心、R 为半径的圆(图中虚线表示)相交于B 、C 两点，O 、C 在同一水平线上，∠BOC ＝30°，A 距OC 的高度为h ，若小球通过B 点的速度为v ，则下列叙述正确的是 ( )

①小球通过C 点的速度大小是2gh ； ②小球通过C 点的速度大小是v 2＋gR ；

③小球由A 到C 电场力做功是mgh －1

2

m v 2；

④小球由A 到C 电场力做功是1

2m v 2＋mg ⎝⎛⎭⎫R 2－h . A ．①③ B ．①④ C ．②④ D ．②③

8．带电粒子以速度v 0沿竖直方向垂直进入匀强电场E 中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v 0，则一定有 ( )

A ．电场力与重力大小相等

B ．粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小

C ．电场力所做的功一定等于重力做的功的负值

D ．电势能的减小一定等于重力势能的增大 9．(2009·海门模拟)一个质量为m ，电荷量为＋q 的小球以初速度v 0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔，竖直高度相等，电场区水平方向无限长．已知每一电场区的场强大小相等，方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是

(

)

A ．小球在水平方向一直做匀速直线运动

B ．若场强大小等于mg

q

，则小球经过每一电场区的时间均相同

C ．若场强大小等于2mg

q

，则小球经过每一无电场区的时间均相同

D ．无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同

10．静电透镜是利用电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分有静电场的分布如图所示，虚线表示这个静电场在xOy 平面内的一簇等势线，等势线形状相对于Ox 轴、Oy 轴对称．等势线的电势沿x 轴正向增加，且相邻两

等势线的电势差相等．一个电子经过P 点(其横坐标为－x 0)时，速

度与Ox 轴平行．适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在Ox 轴上方运动．在通过电场区域过程中，该电子沿y 方向的分速度v y 随位置坐标x 变化的示意图是 ( )

第Ⅱ卷(非选择题 共60分)

二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上) 11．(2009·贵州兴义市清华实验中学高二检测)如图，质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，且处在场强为E 的匀强电场中，当小球A 静止时细线与竖直方向成30°角，已知电场方向恰使小球受的电场力最小，则小球所带电量为________．

12．有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103N/C ，在电场内作一半径为10cm 的圆，圆周上取A 、B 两点，如图所示，连线AO 沿E 方向，BO ⊥AO ，

另在圆心O 处放一电量10－

8C 的正点电荷，则A 处的场强大小为________；B 处的场强大小和方向为________．

13．如图所示，匀强电场水平向左，带正电物块A 沿绝缘水平板向右运动，经P 点时动能为200J ，到Q 点时动能减少了160J ，电势能增加了96J ，则它再回到P 点时的动能为________J.

14．密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值，其实验装置如图所示，油滴从喷雾器喷出，以某一速度进入水平放置的平行板之间．今有一带负电的油滴，不加电场时，油滴由于受到重力作用加速下落，速率变大，受到的空气阻力也变大，因此油滴很快会以一恒定速率v 1匀速下落．若两板间加一电压，使

板间形成向下的电场E ，油滴下落的终极速率为v 2.已知运动中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f ＝6πηr v 计算(其中r 为油滴半径，η为空气粘滞系数)．实验时测出r 、v 1、v 2，E 、η为已知，则

(1)油滴的带电量________．

(2)经多次测量得到许多油滴的Q 测量值如下表(单位10－

19C)

6.41 8.01 9.65 11.23 12.83 14.48 分析这些数据可知____________． 三、论述·计算题(共5小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

15．(7分)如图所示，A 、B 是两个带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10cm 长的绝缘支杆上，B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，若B 的质量为303g ，则B 带

电量是多少？(取g ＝10m/s 2

)

16．(7分)研究表明，地球表面附近的电场强度不为零，假设地球表面附近的电场强度平均值为30N/C ，方向竖直向下，试求地球表面附近每平方米所带的负电荷的电量．

17．(8分)如图所示，BC 是半径为R 的1/4圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E .今有一质量为m 、带正电q 的小滑块(体积很小可视为质点)，从C 点由静止释放，滑到水平轨道上的A 点时速度减为零．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，求：

(1)滑块通过B 点时的速度大小．

(2)水平轨道上A 、B 两点之间的距离．

18．(8分)如图所示，倾角为θ的斜面AB 是粗糙且绝缘的，AB 长为L ，C 为AB 的中点，在A 、C 之间加一方向垂直斜面向上的匀强电

场，与斜面垂直的虚线CD 为电场的边界．现有一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小物块(可视为质点)，从B 点开始在B 、C 间以速度v 0沿斜面向下做匀速运动，经过C 后沿斜面匀加速下滑，到达斜面底端A 时的速度大小为v .试求：

(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ； (2)匀强电场场强E 的大小． 19．(10分)如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K 发出(初速度不计)，经灯丝与A 板间的加速电压U 1

加速，

从

A

板中心孔沿中心

线

KO 射出，

然后进入由两块平行金属板

M

、N 形成的偏转电场中(偏转

电场可视为匀强电场)，电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P 点．已知M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L 1，板右端到荧光屏的距离为L 2，电子质量为m ，电荷量为e .求：

(1)电子穿过A 板时的速度大小； (2)电子从偏转电场射出时的侧移量； (3)P 点到O 点的距离．