教科版高二物理選修31文檔《靜電場》章末習(xí)題檢測（基礎(chǔ)篇）

06/707/7/《靜電場》章末習(xí)題檢測(基礎(chǔ)篇)一、選擇題1．一個點電荷，從靜電場中a點移到b點，其電勢能的變化為零，則()A．a(chǎn)、b兩點的場強一定相等B．該點電荷一定沿等勢面移動C．作用于該點電荷的電場力與其移動的方向總是垂直的D．a(chǎn)、b兩點的電勢一定相等2．關(guān)于電場強度與電勢的關(guān)系，下面各種說法中正確的是()A．電場強度大的地方，電勢一定高B．電場強度不變，電勢也不變C．電場強度為零處，電勢一定為零D．電場強度的方向是電勢降低最快的方向3．關(guān)于電場線，下列說法中正確的是()A．電場線不是客觀存在的B．電場線與電荷運動的軌跡是一致的C．電場線上某點的切線方向與電荷在該點的受力方向共線D．沿電場線方向，場強一定越來越大4．帶負電的粒子在某電場中僅受電場力作用，能分別完成以下兩種運動：①在電場線上運動；②在等勢面上做勻速圓周運動．該電場可能由()A．一個帶正電的點電荷形成B．一個帶負電的點電荷形成C．兩個分立的帶等量負電荷的點電荷形成D．一個帶負電的點電荷與帶正電的無限大平板形成5．如圖所示，帶電小球A、B的電荷量分別為QA、QB，OA=OB，都用長為L的細線懸掛在O點，靜止時A、B相距為d．為使其平衡時AB間距離減為d／2，可采用以下哪些方法()A．將小球A、B的質(zhì)量都增加到原來的2倍B．將小球B的質(zhì)量增加到原來的8倍C．將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半D．將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半，同時將小球B的質(zhì)量增加到原來的2倍6．質(zhì)量為m的物塊，帶正電荷為Q，開始時讓它靜止在傾角=60°的固定光滑絕緣斜面頂端，整個裝置放在水平向左、大小為的勻強電場中，如圖所示．斜面高為H，釋放物塊后，物塊落地的速度大小為()A．B．C．D．7．如圖，兩電荷量分別為Q（Q＞0）和-Q的點電荷對稱地放置在x軸上原點O的兩側(cè)，a點位于x軸上O點與點電荷Q之間，b位于y軸O點上方。取無窮遠處的電勢為零，下列說法正確的是()A．b點的電勢為零，電場強度也為零B．正的試探電荷在a點的電勢能大于零，所受電場力方向向右C．將正的試探電荷從O點移到a點，必須克服電場力做功D．將同一正的試探電荷先后從O、b點移到a點，后者電勢能的變化較大8．兩帶電小球，電荷量分別為＋q和－q，固定在一長度為l的絕緣桿兩端，置于電場強度為E的勻強電場中，桿與場強方向平行，其位置如圖所示，若此桿繞過O點垂直于桿的軸轉(zhuǎn)過180°，則在此過程中靜電力做功為()A．0B．qElC．2qElD．πqEl二、填空題9．如圖所示，A、B兩板間加速電壓為U1，C、D兩板間偏轉(zhuǎn)電壓為U2.一個靜止的α粒子(eq\o\al(4,2)He)自A板起相繼被加速、偏轉(zhuǎn)，飛離偏轉(zhuǎn)電場時的最大側(cè)移為C、D板間距離一半，則它的出射速度的大小為________．10．如圖，帶正電的導(dǎo)體A位于原來不帶電的金屬球殼B的球心處。達到靜電平衡狀態(tài)時：a、b、c三點的電場強度大?。臿、Eb、Ec由大到小的頂序是；電勢φa、φb、φc由高到低的順序是三、解答題11．三個帶正電的微粒，電荷量均為Q，放在邊長為a的等邊三角形的三個頂點位置，問在此三角形的中心應(yīng)放置怎樣的電荷。才能使這一點電荷系保持平衡．12．如圖所示，帶電量為的帶電粒子（初速度為零，重力不計）質(zhì)量為，經(jīng)電壓加速后以速度垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，兩平行板間的距離為d＝1cm，偏轉(zhuǎn)電壓U2＝800V，板長L=10cm。求：（1）帶電粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度多大？（2）帶電粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)量y多大？13．如圖所示，在真空室中的兩個水平放置的金屬板，板間的距離為h．有一質(zhì)量為m的小油滴，帶電荷量為q，自上極板的下表面處由靜止開始自由下落，當它運動到兩極板間距離的中點時，給兩極板加電壓U，使油滴受到向上的力，當電壓等于多大，才能使小油滴在剛好接近下極板時，開始向上運動？14．一條長為的細線上端固定在O點，下端系一個質(zhì)量為m的小球，將它置于一個很大的勻強電場中，電場強度為E，方向水平向右，已知小球在B點時平衡，細線與豎直線的夾角為，如圖所示．求：（1）當懸線與豎直方向的夾角為多大時，才能使小球由靜止釋放后，細線到豎直位置時，小球速度恰好為零？（2）當細線與豎直方向成角時，至少要給小球一個多大的速度，才能使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動？15．如圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B相距為d，兩板間電壓為U，一質(zhì)量為m的帶電小球從兩板間的M點開始以豎直向上的初速度v0運動，當它到達電場中的N點時速度變?yōu)樗椒较?，大小變?yōu)?％，求M、N兩點間的電勢差和電場力對帶電小球所做的功．（不計帶電小球?qū)饘侔迳系碾姾删鶆蚍植嫉挠绊?，設(shè)重力加速度為g）【答案與解析】一、選擇題1．【答案】D【解析】點電荷從靜電場中a點移到b點，電勢能變化為零，說明a、b兩點電勢相等，但場強不一定相等，而且電荷也不一定沿等勢面移動，電場力所做的總功等于零，但并不是說電場力在何處都不做功，所以A、B、C均錯，D對．2．【答案】D【解析】電場強度是從力的角度來描述電場性質(zhì)的物理量，電勢是從能的角度來描述電場性質(zhì)的物理量，二者沒有必然聯(lián)系．場強大時電勢不一定高，場強為零電勢也不一定為零，場強不變電勢也可能變，但是場強的方向是指向電勢降低最快的方向．3．【答案】AC【解析】電場線是為了形象地描繪電場而假想的曲線．4．【答案】A【解析】負電荷在電場線上運動，說明電場是直線；負電荷在等勢面上做勻速圓周運動，說明等勢線是圓形曲線，能滿足以上兩種情況的場源電荷可以是一個帶正電的點電荷，不可能是帶負電的點電荷，所以A正確、B錯誤．兩個分立的帶等量正電荷的點電荷可以滿足以上條件，而兩個分立的帶等量負電荷的點電荷不能使負電荷完成題中運動，所以C錯誤．D中情況的等勢線不能使負電荷做勻速圓周運動，D錯誤．5．【答案】BD【解析】由B的共點力平衡圖可知，而，可知，選B、D．6．【答案】C【解析】想要弄清物體的運動情況，必須先分析清楚物體的受力情況，否則就容易因思維定式而出錯．此題易錯的原因就是沒有仔細分析物體的受力情況，而直接認為物體是沿斜面下滑．不少同學(xué)在做這道題時，一看到“固定光滑絕緣斜面”就想物塊沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由動能定理得，得，而錯選A．其實“固定光滑絕緣斜面”是干擾因素，只要分析物塊的受力就不難發(fā)現(xiàn)，物塊根本不會沿斜面下滑，而是沿著重力和電場力合力的方向做勻加速直線運動，弄清了這一點，就很容易求得本題正確答案，故正確答案為C．7．【答案】BC【解析】因為等量異種電荷在其連線的中垂線上的電場方向為水平指向負電荷，所以電場方向與中垂線方向垂直，故中垂線為等勢線，因為中垂線延伸到無窮遠處，所以中垂線的電勢為零，故b點的電勢為零，但是電場強度不為零，A錯誤；等量異種電荷連線上，電場方向由正電荷指向負電荷，方向水平向右，在中點O處電勢為零，O點左側(cè)電勢為正，右側(cè)電勢為負，又知道正電荷在正電勢處電勢能為正，故B正確；O點的電勢低于a點的電勢，電場力做負功，所以必須克服電場力做功，C正確；O點和b點的電勢相等，所以先后從O、b點移到a點，電場力做功相等，電勢能變化相同，D錯誤。8．【答案】C【解析】桿順時針轉(zhuǎn)動180°的過程中，靜電力對兩電荷做正功，W總＝W1＋W2＝2qU＝2qEL，故選項C正確．二、填空題9．【答案】【解析】在加速電場中由動能定理得：在偏轉(zhuǎn)電場中，由動能定理得：解得：.10．【答案】則Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φc【解析】當靜電平衡時，金屬球殼B內(nèi)壁感應(yīng)出負電荷，外表面感應(yīng)出正電荷，畫出電場線的分布如圖：由于a處電場線較密，c處電場線較疏，b處場強為零，則Ea＞Ec＞Eb．根據(jù)順著電場線方向電勢降低，整個金屬球殼B是一個等勢體，表面是一個等勢面，分析可知電勢關(guān)系是φa＞φb＞φc．三、解答題11．【答案】應(yīng)放置一個電荷量為的負電荷【解析】如圖所示，必須在等邊三角形的中心放置一個負電荷．這一點電荷系才有可能平衡．分析Q1受力，根據(jù)共點力的平衡條件及力的平行四邊形定則，得F3=2F1cos30°，而，，所以，即．此題既要用到共點力的平衡條件、力的平行四邊形定則，還要應(yīng)用三角函數(shù)的知識，稍有疏忽，就算不出正確答案．12．【答案】（1）；（2）【解析】（1）由動能定理得（2）帶電粒子在電場中的加速度：帶電粒子在電場的運動時間：帶電粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)量：13．【答案】【解析】方法一：油滴做自由落體運動至兩板間中點時速度為v，由得，加上電壓后油滴所受合力，油滴豎直向上的加速度，再經(jīng)速度減為零，即．由以上各式得．方法二：分析油滴運動的整個過程由可知，前半程的加速度與后半程的加速度一定大小相等、方向相反，即，解得．方法三：前半程由動能定理得，后半程由動能定理得，可得．方法四：油滴從上極板到下極板的整個運動過程，對全過程應(yīng)用動能定理得，，解得．14．【答案】（1）2（2）【解析】（1）小球在B點受力平衡，如圖甲所示，由平衡條件有：因Fsin=qE；Fcos=mg，所以qE=mgtan．設(shè)小球由C點（細線與豎直線夾角為）運動至最低點A時速度恰為零，此過程小球的重力勢能減少mg(1－cos)，電勢能增加qEsin．由能量守恒有mg(1－cos)=qEsin．由以上各式得．即，則=2．方法二：由于小球是在勻強電場和重力場的復(fù)合場中運動，其等效重力加速度（復(fù)合場場強）g′=g／cos（見圖乙），小球在A、C間的運動類比為一單擺，B點為振動的平衡位置，A、C點為最大位移處，由對稱性即可得出結(jié)論：=2．（2