人教版高中物理選修3-1第一章 靜電場單元練習(含答案)

人教版選修3-1第一章靜電場一、單選題1.在x軸上存在與x軸平行的電場，x軸上各點的電勢隨x點位置變化情況如圖所示．圖中－x1～x1之間為曲線，且關于縱軸對稱，其余均為直線，也關于縱軸對稱．下列關于該電場的論述正確的是()A．x軸上各點的場強大小相等B．從－x1到x1場強的大小先減小后增大C．一個帶正電的粒子在x1點的電勢能大于在－x1點的電勢能D．一個帶正電的粒子在－x1點的電勢能大于在－x2的電勢能2.在電場中的某點放入電荷量為－q的試探電荷時，測得該點的電場強度為E；若在該點放入電荷量為＋3q的試探電荷時，此時測得該點的場強為()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.某電場的電場線分布如圖所示，下列說法正確的是()A．c點的電場強度大于b點的電場強度B．若將一試探電荷＋q由a點靜止釋放，它將沿電場線運動到b點C．b點的電場強度大于d點的電場強度D．a(chǎn)點和b點的電場強度的方向相同4.如圖所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點，虛線為等勢線．取無窮遠處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()A．A點電勢大于B點電勢B．A、B兩點的電場強度相等C．q1的電荷量小于q2的電荷量D．q1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能5.如圖所示，a、b和c表示電場中的三個等勢面，a和c的電勢分別為φ和φ，a、b的電勢差等于b、c的電勢差．一帶電粒子從等勢面a上某處以速度v釋放后，僅受電場力作用而運動，經(jīng)過等勢面c時的速率為2v，則它經(jīng)過等勢面b時的速率為()A．B．v·v·vC．D．1.5v6.正電荷Q周圍的電場線如圖所示，由圖可知，下列判斷正確的是（）A．Ea＞EbB．Ea=EbC．Ea＜EbD．無法確定7.某一電解電容器如圖甲所示，接入如圖乙所示的電路，下列說法正確的是()A．該電容器只有在電壓為45V時，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.真空中兩個點電荷，它們之間的靜電力為F，如果將兩個點電荷的距離增大為原來的2倍，電量都增大2.為原來的倍它們之間靜電力的大小為()A．F/2B．FC．2FD．4F9.A、B兩個點電荷間距離恒定，當其他電荷移到A、B附近時，A、B之間的庫侖力將()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是不帶電的絕緣導體，設此時B的電勢為φ1；用手摸絕緣導體的左端，B的電勢變?yōu)棣?；放開手后，再將A移走，B的電勢又變?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原來不帶電的金屬棒AB，如圖所示．當達到靜電平衡后，以下說法中正確的是()A．金屬棒上A端電勢高于B端電勢B．金屬棒上A、B兩端電勢相等C．由于靜電感應，金屬棒的A端帶正電荷D．由于靜電感應，金屬棒的A端帶負電荷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，AB水平軌道部分存在水平向右的勻強電場，半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，B為最低點，D為最高點．一質(zhì)量為m、帶正電的小球從距B點x的位置在電場力的作用下由靜止開始沿AB向右運動，恰能通過最高點，則()A．R越大，x越大B．R越大，小球經(jīng)過B點后瞬間對軌道的壓力越大C．m越大，x越小D．m與R同時增大，電場力做功增大13.(多選)空間某一靜電場的電勢φ隨x變化情況如圖所示，下列說法中正確的是()A．空間各點場強的方向均與x軸垂直B．電荷沿x軸從O移到x1的過程中，電場力不做功C．正電荷沿x軸從x1移到x2的過程中，電場力做正功，電勢能減小D．負電荷沿x軸從x1移到x2的過程中，電場力做負功，電勢能增加三、填空題14.如圖，A、B、C為一條電場線上的三點，以A點為電勢零點，一個質(zhì)子從A點移到B點和C點靜電力分別做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，則電場線的方向____________，B、C兩點的電勢差UBC＝__________V.15.如圖所示，a、b、c表示點電荷電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為φ、φ和φ(φ>0)，該點電荷的電性為________．一帶電粒子從等勢面a上某處由靜止釋放，僅受到電場力作用而運動，已知帶電粒子經(jīng)過等勢面b時的速率為v，它經(jīng)過等勢面c時的速率為________．16.如圖所示，在帶電體C的右側有兩個相互接觸的金屬導體A和B，均放在絕緣支座上．若先將C移走，再把A、B分開，則A電，B電．若先將A、B分開，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，從電場中的A點移到B點，其電勢能________(選填“增大”“減小”或“不變”)；若A點的電勢φA＝15V，B點的電勢φB＝10V，則此過程中靜電力做的功為________J.18.如圖所示，電場中某一電場線為一直線，線上有A、B、C三個點，電荷q1＝10－8C，從B點移到A點時靜電力做了10－7J的功；電荷q2＝－10－8C，在B點的電勢能比在C點時大10－7J，那么：(1)比較A、B、C三點的電勢高低，由高到低的排序是________；(2)A、C兩點間的電勢差是________V；(3)若設B點的電勢為零，電荷q2在A點的電勢能是________J.四、計算題19.在方向水平的勻強電場中，一不可伸長的不導電細線一端連著一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電小球，另一端固定于O點．將小球拉起直至細線與場強平行，然后無初速度釋放，則小球沿圓弧做往復運動．已知小球擺到最低點的另一側，此時線與豎直方向的最大夾角為θ(如圖)．求：(1)勻強電場的場強；(2)小球經(jīng)過最低點時細線對小球的拉力．20.示波管的主要結構由電子槍、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，經(jīng)加速電場加速，然后通過兩對相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極形成的電場，發(fā)生偏轉(zhuǎn)．其示意圖如圖(圖中只給出一對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.沒有加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子從陰極射出后，沿中心線打到熒光屏上的O點時動能是E0.設電子從陰極發(fā)射出來時的初速度可以忽略，偏轉(zhuǎn)電場只存在于兩個偏轉(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點時的動能為Et.求電子離開偏轉(zhuǎn)電場時，距中心線的距離sy為多少？21.一個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強度大小，故x軸上的電場強度不同，故A錯誤；從－x1到x1場強斜率先減小后增大，故場強先減小后增大，故B正確；由圖可知，場強方向指向O，根據(jù)電場力做功可知，一個帶正電的粒子在x1點的電勢能等于在－x1點的電勢能，故C、D錯誤.2.【答案】B【解析】當在電場中某點放入電荷量為－q的試探電荷時，測得該點的場強為E，若在同一點放入電荷量為＋3q的試探電荷時，電場強度的大小和方向都不變，即該點的場強大小仍為E，方向與E相同．3.【答案】C【解析】電場線的疏密表征了電場強度的大小，由題圖可知Ea＜Eb，Ed＞Ec，Eb＞Ed，Ea＞Ec，故選項C正確，選項A錯誤．由于電場線是曲線，由a點靜止釋放的正電荷不可能沿電場線運動，故選項B錯誤．電場線的切線方向為該點電場強度的方向，a點和b點的切線方向不在同一條直線上，故選項D錯誤．4.【答案】C【解析】由于電場力做負功，所以Q應帶負電荷，由負點電荷產(chǎn)生電場的電場線的分布規(guī)律可判斷出φB>φA，故A項錯誤；由E＝k，r不相等，所以EA≠EB，B項錯誤；由φA＝、φB＝，因為WA→∞<WB→∞<0，φA<φB<0，所以>，即q1<q2，故C項正確；由于外力克服電場力做功相等，且無窮遠處電勢能為零，所以q1在A點的電勢能等于q2在B點的電勢能，故D項錯誤．5.【答案】B2－v2)＝1.5mv2＝0.8qφ，設該粒子經(jīng)過等勢面b時的速率為【解析】由動能定理知從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，則距點電荷越近處電場強度越大．故A正確，BCD錯誤．7.【答案】C【解析】無論電容器是否充電，其電容都是33μF，選項A錯誤，C正確；該電容器能容納的最大電荷量Q＝CU≈1.5×10－3C，選項B錯誤；電容器僅在充電時燈泡發(fā)光，充電結束后，燈泡熄滅，選項D錯誤.8.【答案】B【解析】由庫侖定律的公式F=k知，將它們的電量都增大為原來的2倍，它們之間的距離增加為原來的2倍，則它們之間的靜電力大小變?yōu)?，故B正確.9.【答案】C【解析】兩個點電荷之間的作用力不因第三個電荷的存在而改變．10.【答案】C【解析】把一個在絕緣支架上不帶電的絕緣導體放在帶正電的導體A附近，達到靜電平衡后，絕緣導體是個等勢體．帶正電的導體產(chǎn)生的是發(fā)散的電場，產(chǎn)生的電場的電場線如圖所示，由于沿著電場線電勢降低，以無窮遠處的電勢為零，那么電場中的所有電勢都是正值，即φ1＞0；用手摸絕緣導體的左端，手與大地相連，則B的電勢為零，即φ2＝0，當放開手后，再將A移走，B帶負電，則B的電勢小于零，即φ3＜0；所以φ1＞φ2＞φ3，故A、B、D均錯誤，C正確．11.【答案】BD【解析】達到靜電平衡后，導體為等勢體，導體上的電勢處處相等，所以可以得到φA＝φB，由于正電荷在左邊，所以棒A端帶負電，B端帶正電，所以B、D正確，A、C錯誤．12.【答案】AD【解析】小球在BCD部分做圓周運動，在點，mg＝mD，小球由B到D的過程中有：－2mgR＝mv－mv，解得vB＝，R越大，小球經(jīng)過B點時的速度越大，則x越大，選項A正確；在B點有：FN－mg＝m，解得FN＝6mg，與R無關，選項B錯誤；由Eqx＝mv，知m、R越大，小球在B點的動能越大，則x越大，電場力做功越多，選項C錯誤，D正確．13.【答案】CD【解析】因電勢有變化，則沿x方向有場強的分量，場強不可能與x軸垂直．故A錯誤；由O到x1電勢降低，電勢能變化，必有電場力做功．故B錯誤；正電荷沿x軸從x1移到x2的過程中，電勢降低，則電勢能減小，則電場力做正功．故C正確；負電荷從x1移到x2的過程中，電勢降低，則電勢能增加，電場力做負功．故D正確．14.【答案】從A到C4【解析】質(zhì)子帶正電，從A點移到B點和C點靜電力分別做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，電場力做正功，說明電場線的方向從A到C；UAB＝；；UAC＝所以UBC＝UAC－UAB＝＝＝4V.15.【答案】正v【解析】沿著電場線的方向電勢降低，由題中關系可知場源電荷為正電荷；由動能定理得q(φa－φb)＝mv2①q(φa－φc)＝mv②由①②得：vc＝v16.【答案】不帶；不帶；帶負；帶正【解析】解：若先移走C，此時導體A和B中的電荷又發(fā)生中和，不再帶電，再把導體A和B分開，同樣不再帶電，所以此時A不帶電，B不帶電．先把導體A和B分開，再移走C，導體A和B由于感應起電帶上異種電荷，所以此時A帶負電，B帶正電．17.【答案】增大－2.5×10－8【解析】負電荷受到的靜電力方向逆著電場線的方向，電荷從A點移到B點的過程中，靜電力對其做負功，電勢能增大；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點移到A點時靜電力做正功，電勢能減小，根據(jù)電荷的電性可以判斷A點電勢最低，C點電勢最高．19.【答案】(1)(2)mg(3－)【解析】設細線長為l，勻強電場的場強為E，因帶電小球的電荷量為正，故勻強電場的場強的方向為水平向右．從釋放點到左側最高點，由動能定理有WG＋WE＝ΔE＝0，故mglcosθ＝qEl(1＋s