高中物理人教版1第一章靜電場 市賽獲獎

新人教版選修3-1《第1章靜電場》單元測試卷（A卷）一、選擇題（每小題4分，共40分）1．關于電場，下列說法中正確的是（）A．電場是為了便于研究電荷的運動而引入的理想模型B．電場是電荷周圍空間實際存在的物質C．電荷周圍分布的電場線就是電場D．電荷間的相互作用不是通過電場作媒介產生的2．在x軸的原點O和軸上的P點，分別固定同種電荷Q1和Q2，已知Q1＜Q2，OP距離為2d，則場強為零的坐標x區(qū)間為（）A．x＞0 B．0＜x＜d C．d＜x＜2d D．x＞2d3．關于摩擦起電和感應起電的實質，下列說法正確的是（）A．摩擦起電說明電荷能夠被創(chuàng)造B．摩擦起電現象說明了機械能可以轉化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷C．感應起電說明電荷從帶電的物體A轉移到原來不帶電的物體B上去了D．感應起電說明電荷可以從物體的一個部分轉移到物體另一個部分4．如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內阻不計）連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)．現將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離（）A．極板間電壓變小 B．電容器的電容減小C．極板帶電量將增大 D．P點的電勢將降低5．a、b、c、d是勻強電場中的四個點，它們正好是一個平行四邊形的四個頂點，電場線與平行四邊形所在平面平行．已知a點的電勢為20V，b點的電勢為24V，d點的電勢為12V，如圖所示．由此可知c點的電勢為（）A．8V B．16V C．20V D．24V6．如圖所示，在等量異種電荷形成的電場中，有A、B、C三點，A為兩點電荷連線的中心，B為連線上距A為d的一點，C為連線中垂線上距A也為d的一點，關于三點的場強大小、電勢高低比較，正確的是（）A．EB＞EA＞EC B．EA＞EB＞EC C．φA=φC＞φB D．φB=φC＞φA7．真空中大小相同的兩個金屬小球A、B帶有等量電荷，相隔一定距離，（距離遠大于小球的直徑）兩球之間的庫侖引力大小為F，現在用另一個跟它們大小相同的不帶電金屬小球，先后與A、B兩個小球接觸后再移開，這時A、B兩球之間的庫侖力大?。ǎ〢．一定是 B．一定是 C．可能是 D．可能是8．如圖所示，勻強電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，∠ABC=∠CAB=30°，BC=m．已知電場線平行于△ABC所在的平面，一個電荷量q=﹣1×10﹣6C的點電荷由A移到B的過程中，電勢能增加了×10﹣5J，由B移到C的過程中電場力做功6×10﹣6J，下列說法正確的是（）A．B、C兩點的電勢差UBC=3VB．該電場的場強為1V/mC．正電荷由C點移到A點的過程中，電勢能增加D．A點的電勢低于B點的電勢9．如圖所示，虛線是帶電粒子在電場中運動的徑跡，不考慮重力和空氣阻力，粒子在由電場中的A點運動到B點的過程中，以下判斷正確的是（）A．粒子帶負電B．粒子在A點受到的電場力的大小比在B點受到的大C．粒子在A點的動能比在B點的動能大D．粒子在A點的電勢能比在B點的電勢能大10．如圖所示用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中．三個帶電小球質量相等，A球帶正電，平衡時三根絕緣細線都是直的，但拉力都為零．則（）A．B球和C球都帶負電荷B．B球帶負電荷，C球帶正電荷C．B球和C球所帶電量不一定相等D．B球和C球所帶電量一定相等二、填空題（共20分）11．如圖所示，兩平行金屬板間電場是勻強電場，場強大小為×104V/m，A、B兩板相距1cm，C點與A相距，若B接地，則A、C間電勢差UAC=，將帶電量為﹣×10﹣12C的點電荷置于C點，其電勢能為．12．一個質量為m、電荷量為e的電子，以初速度v與電場線平行束射入勻強電場，經時間t電子具有的電勢能與剛進入電場時相同，則此電場的場強大小為，電子在時間t內的運動路程為．13．如圖所示是定性研究平行板電容器電容的影響因素的裝置，平行板電容器的A板與靜電計相連，B板和靜電計金屬殼都接地，指出圖甲、乙所示的情況下，靜電計指針的偏轉角度變化情況：（1）正對面積增大時，靜電計指針的偏轉角度；（2）板間距離減小時，靜電計指針的偏轉角度．三、計算題（共40分）14．如圖所示，平行金屬板長為L，一個帶電為+q、質量為m的粒子以初速度v0緊貼上板垂直射入電場，剛好從下板邊緣射出，末速度恰與下板成30°角，粒子重力不計，求：（1）粒子末速度大??；（2）上下兩個極板的電勢差是多少？15．如圖所示，某區(qū)域存在著豎直向下的勻強電場，一個質量為m，電荷量為q的帶電粒子以水平方向的初速度v0由O點射入該區(qū)域，粒子作類平拋運動剛好通過豎直平面中的P點，已知連線OP長為L，與初速度方向的夾角為θ．不考慮帶電粒子的重力大小，試求：（1）判斷帶電粒子的電性和帶電粒子在電場中運動的加速度；（2）勻強電場的場強大小；（3）OP兩點的電勢差Uop．16．如圖所示，傾角為θ的斜面AB是粗糙且絕緣的，AB長為L，C為AB的中點，在A、C之間加一方向垂直斜面向上的勻強電場，與斜面垂直的虛線CD為電場的邊界．現有一質量為m、電荷量為q的帶正電的小物塊（可視為質點），從B點開始在B、C間以速度v0沿斜面向下做勻速運動，經過C后沿斜面勻加速下滑，到達斜面底端A時的速度大小為v．試求：（1）小物塊與斜面間的動摩擦因數μ；（2）勻強電場場強E的大?。?/p>

新人教版選修3-1《第1章靜電場》單元測試卷（A卷）參考答案與試題解析一、選擇題（每小題4分，共40分）1．關于電場，下列說法中正確的是（）A．電場是為了便于研究電荷的運動而引入的理想模型B．電場是電荷周圍空間實際存在的物質C．電荷周圍分布的電場線就是電場D．電荷間的相互作用不是通過電場作媒介產生的【考點】電場線．【分析】電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲木€；電場是客觀存在的物質．電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生作用的．【解答】解：A、電荷周圍存在電場，電場是客觀存在的物質，不是理想模型，故A錯誤．B、電場是電荷周圍空間實際存在的特殊物質．故B正確．C、電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶鰪娙鹾头较蚨氲模皇钦鎸嵈嬖诘?，電荷周圍分布的是電場，不是電場線，故C錯誤，D、電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生作用的．故D錯誤故選：B．2．在x軸的原點O和軸上的P點，分別固定同種電荷Q1和Q2，已知Q1＜Q2，OP距離為2d，則場強為零的坐標x區(qū)間為（）A．x＞0 B．0＜x＜d C．d＜x＜2d D．x＞2d【考點】電場強度．【分析】根據庫侖定律，結合點電荷電場強度的公式，依據矢量的合成法則，即可求解．【解答】解：因同種電荷Q1和Q2，由點電荷電場強度的公式E=，可知，場強為零的坐標x區(qū)間在兩固定的電荷之間；又已知Q1＜Q2，因此零電場強度的位置偏離點電荷Q2，偏向點電荷Q1，則場強為零的坐標x區(qū)間為：0＜x＜d；故B正確，ACD錯誤；故選：B．3．關于摩擦起電和感應起電的實質，下列說法正確的是（）A．摩擦起電說明電荷能夠被創(chuàng)造B．摩擦起電現象說明了機械能可以轉化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷C．感應起電說明電荷從帶電的物體A轉移到原來不帶電的物體B上去了D．感應起電說明電荷可以從物體的一個部分轉移到物體另一個部分【考點】電荷守恒定律．【分析】摩擦起電的實質是電子從一個物體轉移到另一個物體，并沒有創(chuàng)造電荷．感應起電的實質是電荷可以從物體的一部分轉移到另一個部分．【解答】解：AB、摩擦起電現象說明機械能可以轉化為電能，但并沒有創(chuàng)造電荷．電荷只是發(fā)生轉移．故A錯誤，B錯誤；CD、感應起電是電荷從物體的一部分轉移到另一個部分．電荷可以從帶電的物體轉移到原來不帶電的物體是接觸帶電，故C錯誤，D正確；故選：D4．如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內阻不計）連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)．現將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離（）A．極板間電壓變小 B．電容器的電容減小C．極板帶電量將增大 D．P點的電勢將降低【考點】電容器的動態(tài)分析；電勢．【分析】將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，確定電容器的電容變化情況，從而根據電容器兩板間電壓不變，確定電容器電量，由受力分析，結合平衡條件可知，油滴的電性，當接觸電源時，極板的電壓不變，當斷開電源時，極板間的電量不變，從而即可求解．【解答】解：ABC、將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，即極板間距變大，則有電容器的電容減小，由于電容器兩板間電壓不變，根據Q=UC，因此帶電量減?。蔄C錯誤，B正確．D、因電壓不變，隨著間距的增大，則電場強度減小，那么P點的電勢降低．故D正確．故選：BD．5．a、b、c、d是勻強電場中的四個點，它們正好是一個平行四邊形的四個頂點，電場線與平行四邊形所在平面平行．已知a點的電勢為20V，b點的電勢為24V，d點的電勢為12V，如圖所示．由此可知c點的電勢為（）A．8V B．16V C．20V D．24V【考點】電勢．【分析】在勻強電場中，每前進相同的距離，電勢的降落相等．根據該結論列式求解即可．【解答】解：在勻強電場中，每前進相同的距離，電勢的降落相等，故：φa﹣φd=φb﹣φc代入數據，有：20﹣12=24﹣φc解得：φc=16V，選項B正確，CD錯誤；故選：B6．如圖所示，在等量異種電荷形成的電場中，有A、B、C三點，A為兩點電荷連線的中心，B為連線上距A為d的一點，C為連線中垂線上距A也為d的一點，關于三點的場強大小、電勢高低比較，正確的是（）A．EB＞EA＞EC B．EA＞EB＞EC C．φA=φC＞φB D．φB=φC＞φA【考點】電勢；電場強度．【分析】電場強度是描述電場強弱的物理量，它是由電荷所受電場力與其電量的比值來定義．由于電場強度是矢量，電場強度疊加時滿足平行四邊形定則．電場線越密的地方，電場強度越強．正電荷所受電場力方向與電場強度方向相同．同時沿著電場線方向電勢降低．【解答】解：如圖為等量異種點電荷的電場，則電場線是從正電荷出發(fā)到負電荷終至．所以A、B兩點處于從左向右的電場線方向上，則ΦA＞ΦB．而A、C同處于一根等勢線，所以ΦA=ΦC．因此ΦA=ΦC＞ΦB．由等量異種點電荷的電場線的分布，可得B點的電場線最密，C點的最疏．所以EB＞EA＞EC故選：AC．7．真空中大小相同的兩個金屬小球A、B帶有等量電荷，相隔一定距離，（距離遠大于小球的直徑）兩球之間的庫侖引力大小為F，現在用另一個跟它們大小相同的不帶電金屬小球，先后與A、B兩個小球接觸后再移開，這時A、B兩球之間的庫侖力大?。ǎ〢．一定是 B．一定是 C．可能是 D．可能是【考點】庫侖定律．【分析】理解庫侖定律的內容．知道帶電體相互接觸后移開，同種電荷電量平分，異種電荷電量先中和再平分．【解答】解：因兩球之間的庫侖引力，則兩球帶異種電荷；設A帶電量為+Q，B帶電量為﹣Q，兩球之間的相互吸引力的大小是：F=第三個不帶電的金屬小球C與A接觸后，A和C的電量都為，C與B接觸時先中和再平分，則C、B分開后電量均為﹣，這時，A、B兩球之間的相互作用力的大?。篎′==；故A正確，BCD錯誤；故選：A．8．如圖所示，勻強電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，∠ABC=∠CAB=30°，BC=m．已知電場線平行于△ABC所在的平面，一個電荷量q=﹣1×10﹣6C的點電荷由A移到B的過程中，電勢能增加了×10﹣5J，由B移到C的過程中電場力做功6×10﹣6J，下列說法正確的是（）A．B、C兩點的電勢差UBC=3VB．該電場的場強為1V/mC．正電荷由C點移到A點的過程中，電勢能增加D．A點的電勢低于B點的電勢【考點】電勢能；電場強度；電勢差．【分析】根據公式UBC=，求解B、C兩點的電勢差UBC．UAB=求出A、B間的電勢差，根據三點電勢關系，確定電場線的方向，由E=求出場強．電場力做正功，電勢能減小．【解答】解：A、B、C兩點的電勢差UBC===﹣6V．故A錯誤．B、A、B兩點的電勢差UAB==V=12V，則知C點與AB連線的中點電勢相等，則場強E==V/m=2V/m．故B錯誤．C、由上知，A、C兩點的電勢差UAC=UAB+UBC=6V，即知A點電勢高于C點電勢，正電荷在電勢高處電勢能大，則將正電荷由C點移到A點的過程中，電勢能增加．故C正確．D、A、B兩點的電勢差UAB=φA﹣φB＞0，則A點的電勢高于B點的電勢．故D錯誤．故選C9．如圖所示，虛線是帶電粒子在電場中運動的徑跡，不考慮重力和空氣阻力，粒子在由電場中的A點運動到B點的過程中，以下判斷正確的是（）A．粒子帶負電B．粒子在A點受到的電場力的大小比在B點受到的大C．粒子在A點的動能比在B點的動能大D．粒子在A點的電勢能比在B點的電勢能大【考點】電場線；電場強度；電勢能．【分析】電場線密的地方電場的強度大，電場線疏的地方電場的強度小，沿電場線的方向，電勢降低，電場力做正功，電勢能減小，電場力做負功，電勢能增加．【解答】解：A、物體做曲線運動的時候，受到的合力的方向指向物體運動軌跡的彎曲的內側，由此可知，該粒子受到的電場力的方向是向左的，與電場線的方向相反，所以是負電荷，所以A正確；B、電場線密的地方電場的強度大，電場線疏的地方電場的強度小，A點的電場線密，所以粒子在A點時受到的電場力的大小比在B點受到的大，所以B正確；C、負電荷受到的電場力是向左的，但是粒子的運動的方向是向右的，此時電場力做負功，動能減小，電勢能要增加，所以C正確，D錯誤；故選ABC．10．如圖所示用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中．三個帶電小球質量相等，A球帶正電，平衡時三根絕緣細線都是直的，但拉力都為零．則（）A．B球和C球都帶負電荷B．B球帶負電荷，C球帶正電荷C．B球和C球所帶電量不一定相等D．B球和C球所帶電量一定相等【考點】共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用；庫侖定律．【分析】由題意可知三個小球均處于共點力平衡狀態(tài)，則對B、C中的任一小球進行受力分析，由共點力的平衡條件可得出B、C所帶的電性及B、C電量的大小關系．【解答】解：B球受重力及A、C對B球的庫侖力而受于平衡狀態(tài)；則A與C球對B球的庫侖力的合力應與重力大小相等，方向相反；而庫侖力的方向只能沿兩電荷的連線方向，故可知A對B的庫侖力應指向A，C對B的作用力應指向B的左側；則可知B、C都應帶負電；故A正確、B錯；由受力分析圖可知，A對B的庫侖力應為C對B庫侖力的2倍，故C帶電量應為A帶電量的一半；同理分析C可知，B帶電量也應為A帶電量的一半，故B、C帶電量應相同；故C錯誤，D正確；故選：AD．二、填空題（共20分）11．如圖所示，兩平行金屬板間電場是勻強電場，場強大小為×104V/m，A、B兩板相距1cm，C點與A相距，若B接地，則A、C間電勢差UAC=40V，將帶電量為﹣×10﹣12C的點電荷置于C點，其電勢能為﹣6×10﹣11J．【考點】電勢能；電場強度．【分析】由題是勻強電場，根據CB距離，由公式U=Ed求出C與A間的電勢差UCA．電場線方向從A指向B，C點的電勢高于B點的電勢．由UCB=φC﹣φB，φB=0，求出C點電勢φC．由公式Ep=qφC求解點電荷置于C點時的電勢能．【解答】解：A與C間的電勢差：UAC=EdAC=×104××10﹣2V=40V同理可得：UCB=60V，由：UCB=φC﹣φB，φB=0，得到：φC=UCB=60V點電荷置于C點時的電勢能：Ep=qφC=﹣×10﹣12×60J=﹣6×10﹣11J故答案為：40V，﹣6×10﹣11J．12．一個質量為m、電荷量為e的電子，以初速度v與電場線平行束射入勻強電場，經時間t電子具有的電勢能與剛進入電場時相同，則此電場的場強大小為，電子在時間t內的運動路程為．【考點】帶電粒子在勻強電場中的運動；電場強度；電勢能．【分析】由題，電子以初速度v與電場線平行束射入勻強電場，經時間t電子具有的電勢能與剛進入電場時相同，速度大小相等，說明電子在勻強電場中做有往復的勻變速直線運動，根據對稱性，往返時間相等．根據牛頓第二定律和速度公式結合，求出場強．由平均速度公式求出電子勻減速運動的位移大小，再求解路程．【解答】解：電子經過時間t時，初末時刻電勢能相同，則電場力不做功、初末位置和速度都相同，電子在電場中一直作勻減速運動．從進入到速度減為0所用時間為t1=，則有v=at1．根據牛頓第二定律得，a=，得到v=at1=，解得，E=通過位移為s==；電子在電場中的運動路程為S=2s=．故答案為：，．13．如圖所示是定性研究平行板電容器電容的影響因素的裝置，平行板電容器的A板與靜電計相連，B板和靜電計金屬殼都接地，指出圖甲、乙所示的情況下，靜電計指針的偏轉角度變化情況：（1）正對面積增大時，靜電計指針的偏轉角度減小；（2）板間距離減小時，靜電計指針的偏轉角度減?。究键c】電容器的動態(tài)分析．【分析】靜電計測量的是電容器兩極板間的電勢差，電勢差越大，金屬箔張角越大．根據C=，判斷電容的變化，根據U=判斷電勢差的變化．【解答】解：（1）正對面積增大時，根據C=，判斷電容變大，電容器的帶電量Q不變，根據U=判斷電勢差變小，所以靜電計指針的偏轉角度減??；（2）板間距離減小時，根據C=，判斷電容變大，電容器的帶電量Q不變，根據U=判斷電勢差變小，靜電計指針的偏轉角度減?。蚀鸢笧椋海?）減?。唬?）減?。?、計算題（共40分）14．如圖所示，平行金屬板長為L，一個帶電為+q、質量為m的粒子以初速度v0緊貼上板垂直射入電場，剛好從下板邊緣射出，末速度恰與下板成30°角，粒子重力不計，求：（1）粒子末速度大?。唬?）上下兩個極板的電勢差是多少？【考點】帶電粒子在勻強電場中的運動．【分析】粒子在平行板間做類平拋運動，根據平行四邊形定則求出粒子的末速度大小．根據動能定理求出上下兩個極板間的電勢差．【解答】解：（1）粒子在平行板間做類平拋運動，根據平行四邊形定則知，．（2）根據動能定理得，，解得．答：（1）粒子末速度大小為；（2）上下兩個極板的電勢差是．15．如圖所示，某區(qū)域存在著豎直向下的勻強電場，一個質量為m，電荷量為q的帶電粒子以水平方向的初速度v0由O點射入該區(qū)域，粒子作類平拋運動剛好通過豎直平面中的P點，已知連線OP長為L，與初速度方向的夾角為θ．不考慮帶電粒子的重力大小，試求：（1）判斷帶電粒子的電性和帶電粒子在電場中