人教版高中物理選修3-1第一章 靜電場(chǎng)單元練習(xí)(含答案)

人教版選修3-1第一章靜電場(chǎng)一、單選題1.在x軸上存在與x軸平行的電場(chǎng)，x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)隨x點(diǎn)位置變化情況如圖所示．圖中－x1～x1之間為曲線(xiàn)，且關(guān)于縱軸對(duì)稱(chēng)，其余均為直線(xiàn)，也關(guān)于縱軸對(duì)稱(chēng)．下列關(guān)于該電場(chǎng)的論述正確的是()A．x軸上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等B．從－x1到x1場(chǎng)強(qiáng)的大小先減小后增大C．一個(gè)帶正電的粒子在x1點(diǎn)的電勢(shì)能大于在－x1點(diǎn)的電勢(shì)能D．一個(gè)帶正電的粒子在－x1點(diǎn)的電勢(shì)能大于在－x2的電勢(shì)能2.在電場(chǎng)中的某點(diǎn)放入電荷量為－q的試探電荷時(shí)，測(cè)得該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E；若在該點(diǎn)放入電荷量為＋3q的試探電荷時(shí)，此時(shí)測(cè)得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為()A．大小為3E，方向和E相反B．大小為E，方向和E相同C．大小為3E，方向和E相同D．大小為E，方向和E相反3.某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B．若將一試探電荷＋q由a點(diǎn)靜止釋放，它將沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)C．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同4.如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線(xiàn)為等勢(shì)線(xiàn)．取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等，則下列說(shuō)法正確的是()A．A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)B．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等C．q1的電荷量小于q2的電荷量D．q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能5.如圖所示，a、b和c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，a和c的電勢(shì)分別為φ和φ，a、b的電勢(shì)差等于b、c的電勢(shì)差．一帶電粒子從等勢(shì)面a上某處以速度v釋放后，僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速率為2v，則它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b時(shí)的速率為()A．B．v·v·vC．D．1.5v6.正電荷Q周?chē)碾妶?chǎng)線(xiàn)如圖所示，由圖可知，下列判斷正確的是（）A．Ea＞EbB．Ea=EbC．Ea＜EbD．無(wú)法確定7.某一電解電容器如圖甲所示，接入如圖乙所示的電路，下列說(shuō)法正確的是()A．該電容器只有在電壓為45V時(shí)，電容才是33μFB．該電容器能容納的最大電荷量為3.3×10－5C．接通電路后，電容器的電容仍是33μFD．接通電路后，燈泡能持續(xù)發(fā)亮C8.真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力為F，如果將兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離增大為原來(lái)的2倍，電量都增大2.為原來(lái)的倍它們之間靜電力的大小為()A．F/2B．FC．2FD．4F9.A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷間距離恒定，當(dāng)其他電荷移到A、B附近時(shí)，A、B之間的庫(kù)侖力將()A．可能變大B．可能變小C．一定不變D．不能確定10.如圖所示，A是帶正電的小球，B是不帶電的絕緣導(dǎo)體，設(shè)此時(shí)B的電勢(shì)為φ1；用手摸絕緣導(dǎo)體的左端，B的電勢(shì)變?yōu)棣?；放開(kāi)手后，再將A移走，B的電勢(shì)又變?yōu)棣?；則()A．φ1＝φ2＝φ3B．φ1＞φ2＝φ3C．φ1＞φ2＞φ3D．φ1＜φ2＜φ3二、多選題11.(多選)在兩塊帶等量異性電荷的平行金屬板M、N之間，垂直于金屬板放置一個(gè)原來(lái)不帶電的金屬棒AB，如圖所示．當(dāng)達(dá)到靜電平衡后，以下說(shuō)法中正確的是()A．金屬棒上A端電勢(shì)高于B端電勢(shì)B．金屬棒上A、B兩端電勢(shì)相等C．由于靜電感應(yīng)，金屬棒的A端帶正電荷D．由于靜電感應(yīng)，金屬棒的A端帶負(fù)電荷12.(多選)如圖所示，光滑的水平軌道AB與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點(diǎn)，AB水平軌道部分存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，B為最低點(diǎn)，D為最高點(diǎn)．一質(zhì)量為m、帶正電的小球從距B點(diǎn)x的位置在電場(chǎng)力的作用下由靜止開(kāi)始沿AB向右運(yùn)動(dòng)，恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則()A．R越大，x越大B．R越大，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后瞬間對(duì)軌道的壓力越大C．m越大，x越小D．m與R同時(shí)增大，電場(chǎng)力做功增大13.(多選)空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ隨x變化情況如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A．空間各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向均與x軸垂直B．電荷沿x軸從O移到x1的過(guò)程中，電場(chǎng)力不做功C．正電荷沿x軸從x1移到x2的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小D．負(fù)電荷沿x軸從x1移到x2的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加三、填空題14.如圖，A、B、C為一條電場(chǎng)線(xiàn)上的三點(diǎn)，以A點(diǎn)為電勢(shì)零點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)和C點(diǎn)靜電力分別做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，則電場(chǎng)線(xiàn)的方向____________，B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBC＝__________V.15.如圖所示，a、b、c表示點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為φ、φ和φ(φ>0)，該點(diǎn)電荷的電性為_(kāi)_______．一帶電粒子從等勢(shì)面a上某處由靜止釋放，僅受到電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng)，已知帶電粒子經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b時(shí)的速率為v，它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速率為_(kāi)_______．16.如圖所示，在帶電體C的右側(cè)有兩個(gè)相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B，均放在絕緣支座上．若先將C移走，再把A、B分開(kāi)，則A電，B電．若先將A、B分開(kāi)，再移走C，則A電，B電．17.如圖所示，把電荷量為－5×10－9C的電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能________(選填“增大”“減小”或“不變”)；若A點(diǎn)的電勢(shì)φA＝15V，B點(diǎn)的電勢(shì)φB＝10V，則此過(guò)程中靜電力做的功為_(kāi)_______J.18.如圖所示，電場(chǎng)中某一電場(chǎng)線(xiàn)為一直線(xiàn)，線(xiàn)上有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，電荷q1＝10－8C，從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí)靜電力做了10－7J的功；電荷q2＝－10－8C，在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)時(shí)大10－7J，那么：(1)比較A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)高低，由高到低的排序是________；(2)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是________V；(3)若設(shè)B點(diǎn)的電勢(shì)為零，電荷q2在A點(diǎn)的電勢(shì)能是________J.四、計(jì)算題19.在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線(xiàn)一端連著一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電小球，另一端固定于O點(diǎn)．將小球拉起直至細(xì)線(xiàn)與場(chǎng)強(qiáng)平行，然后無(wú)初速度釋放，則小球沿圓弧做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，此時(shí)線(xiàn)與豎直方向的最大夾角為θ(如圖)．求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)；(2)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力．20.示波管的主要結(jié)構(gòu)由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成．在電子槍中，電子由陰極K發(fā)射出來(lái)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速，然后通過(guò)兩對(duì)相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極形成的電場(chǎng)，發(fā)生偏轉(zhuǎn)．其示意圖如圖(圖中只給出一對(duì)yy′方向偏轉(zhuǎn)的電極)所示．已知：電子質(zhì)量為m，電量為e，兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極間的距離為d，偏轉(zhuǎn)電極邊緣到熒光屏的距離為L(zhǎng).沒(méi)有加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子從陰極射出后，沿中心線(xiàn)打到熒光屏上的O點(diǎn)時(shí)動(dòng)能是E0.設(shè)電子從陰極發(fā)射出來(lái)時(shí)的初速度可以忽略，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只存在于兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極之間．求：(1)電子槍中的加速電壓U是多少？(2)如果yy′方向的偏轉(zhuǎn)電極加的偏轉(zhuǎn)電壓是Uy，電子打到熒光屏上P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Et.求電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，距中心線(xiàn)的距離sy為多少？21.一個(gè)電容器所帶的電荷量為4×10－8C，兩極板間的電壓是2V，那么這個(gè)電容器的電容是多少？如果電容器的電荷量減少了1×10－8C，則板間電壓變成多少？答案解析1.【答案】B【解析】φ－x圖象的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度大小，故x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤；從－x1到x1場(chǎng)強(qiáng)斜率先減小后增大，故場(chǎng)強(qiáng)先減小后增大，故B正確；由圖可知，場(chǎng)強(qiáng)方向指向O，根據(jù)電場(chǎng)力做功可知，一個(gè)帶正電的粒子在x1點(diǎn)的電勢(shì)能等于在－x1點(diǎn)的電勢(shì)能，故C、D錯(cuò)誤.2.【答案】B【解析】當(dāng)在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入電荷量為－q的試探電荷時(shí)，測(cè)得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E，若在同一點(diǎn)放入電荷量為＋3q的試探電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都不變，即該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小仍為E，方向與E相同．3.【答案】C【解析】電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表征了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由題圖可知Ea＜Eb，Ed＞Ec，Eb＞Ed，Ea＞Ec，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由于電場(chǎng)線(xiàn)是曲線(xiàn)，由a點(diǎn)靜止釋放的正電荷不可能沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，a點(diǎn)和b點(diǎn)的切線(xiàn)方向不在同一條直線(xiàn)上，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4.【答案】C【解析】由于電場(chǎng)力做負(fù)功，所以Q應(yīng)帶負(fù)電荷，由負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)的分布規(guī)律可判斷出φB>φA，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由E＝k，r不相等，所以EA≠EB，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由φA＝、φB＝，因?yàn)閃A→∞<WB→∞<0，φA<φB<0，所以>，即q1<q2，故C項(xiàng)正確；由于外力克服電場(chǎng)力做功相等，且無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，所以q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能等于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．5.【答案】B2－v2)＝1.5mv2＝0.8qφ，設(shè)該粒子經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b時(shí)的速率為【解析】由動(dòng)能定理知從a到c：qUac＝m(4vvb，則qUab＝m(v－v2)＝0.4qφ，聯(lián)立可得：vb＝·v，B正確．6.【答案】A【解析】根據(jù)公式E=k可知，E與r的平方成反比，則距點(diǎn)電荷越近處電場(chǎng)強(qiáng)度越大．故A正確，BCD錯(cuò)誤．7.【答案】C【解析】無(wú)論電容器是否充電，其電容都是33μF，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；該電容器能容納的最大電荷量Q＝CU≈1.5×10－3C，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電容器僅在充電時(shí)燈泡發(fā)光，充電結(jié)束后，燈泡熄滅，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.8.【答案】B【解析】由庫(kù)侖定律的公式F=k知，將它們的電量都增大為原來(lái)的2倍，它們之間的距離增加為原來(lái)的2倍，則它們之間的靜電力大小變?yōu)椋蔅正確.9.【答案】C【解析】?jī)蓚€(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)電荷的存在而改變．10.【答案】C【解析】把一個(gè)在絕緣支架上不帶電的絕緣導(dǎo)體放在帶正電的導(dǎo)體A附近，達(dá)到靜電平衡后，絕緣導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體．帶正電的導(dǎo)體產(chǎn)生的是發(fā)散的電場(chǎng)，產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)如圖所示，由于沿著電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)降低，以無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，那么電場(chǎng)中的所有電勢(shì)都是正值，即φ1＞0；用手摸絕緣導(dǎo)體的左端，手與大地相連，則B的電勢(shì)為零，即φ2＝0，當(dāng)放開(kāi)手后，再將A移走，B帶負(fù)電，則B的電勢(shì)小于零，即φ3＜0；所以φ1＞φ2＞φ3，故A、B、D均錯(cuò)誤，C正確．11.【答案】BD【解析】達(dá)到靜電平衡后，導(dǎo)體為等勢(shì)體，導(dǎo)體上的電勢(shì)處處相等，所以可以得到φA＝φB，由于正電荷在左邊，所以棒A端帶負(fù)電，B端帶正電，所以B、D正確，A、C錯(cuò)誤．12.【答案】AD【解析】小球在BCD部分做圓周運(yùn)動(dòng)，在點(diǎn)，mg＝mD，小球由B到D的過(guò)程中有：－2mgR＝mv－mv，解得vB＝，R越大，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度越大，則x越大，選項(xiàng)A正確；在B點(diǎn)有：FN－mg＝m，解得FN＝6mg，與R無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Eqx＝mv，知m、R越大，小球在B點(diǎn)的動(dòng)能越大，則x越大，電場(chǎng)力做功越多，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．13.【答案】CD【解析】因電勢(shì)有變化，則沿x方向有場(chǎng)強(qiáng)的分量，場(chǎng)強(qiáng)不可能與x軸垂直．故A錯(cuò)誤；由O到x1電勢(shì)降低，電勢(shì)能變化，必有電場(chǎng)力做功．故B錯(cuò)誤；正電荷沿x軸從x1移到x2的過(guò)程中，電勢(shì)降低，則電勢(shì)能減小，則電場(chǎng)力做正功．故C正確；負(fù)電荷從x1移到x2的過(guò)程中，電勢(shì)降低，則電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做負(fù)功．故D正確．14.【答案】從A到C4【解析】質(zhì)子帶正電，從A點(diǎn)移到B點(diǎn)和C點(diǎn)靜電力分別做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，電場(chǎng)力做正功，說(shuō)明電場(chǎng)線(xiàn)的方向從A到C；UAB＝；；UAC＝所以UBC＝UAC－UAB＝＝＝4V.15.【答案】正v【解析】沿著電場(chǎng)線(xiàn)的方向電勢(shì)降低，由題中關(guān)系可知場(chǎng)源電荷為正電荷；由動(dòng)能定理得q(φa－φb)＝mv2①q(φa－φc)＝mv②由①②得：vc＝v16.【答案】不帶；不帶；帶負(fù)；帶正【解析】解：若先移走C，此時(shí)導(dǎo)體A和B中的電荷又發(fā)生中和，不再帶電，再把導(dǎo)體A和B分開(kāi)，同樣不再帶電，所以此時(shí)A不帶電，B不帶電．先把導(dǎo)體A和B分開(kāi)，再移走C，導(dǎo)體A和B由于感應(yīng)起電帶上異種電荷，所以此時(shí)A帶負(fù)電，B帶正電．17.【答案】增大－2.5×10－8【解析】負(fù)電荷受到的靜電力方向逆著電場(chǎng)線(xiàn)的方向，電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中，靜電力對(duì)其做負(fù)功，電勢(shì)能增大；靜電力做功WAB＝qUAB＝(－5×10－9)×(15－10)J＝－2.5×10－8J.18.【答案】(1)φC＞φB＞φA(2)－20(3)10－7【解析】從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí)靜電力做正功，電勢(shì)能減小，根據(jù)電荷的電性可以判斷A點(diǎn)電勢(shì)最低，C點(diǎn)電勢(shì)最高．19.【答案】(1)(2)mg(3－)【解析】設(shè)細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)為l，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，因帶電小球的電荷量為正，故勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的方向?yàn)樗较蛴遥畯尼尫劈c(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理有WG＋WE＝ΔE＝0，故mglcosθ＝qEl(1＋s