10月13日第10組使用高二物理人教版選修31靜電場單元測試題（原卷版）

高二物理人教版選修31靜電場單元測試題一、選擇題1.兩個(gè)相同的金屬小球，帶電量絕對值之比為1∶5，當(dāng)它們相距r時(shí)的相互作用力為F1．若把它們互相接觸后再放回原處，它們的相互作用力變?yōu)镕2，則F1：F2可能為（）A.5∶4B.5∶9．C.5∶1．D.5∶8．2.關(guān)于電場強(qiáng)度E的說法正確的是（）A.根據(jù)E=F/q可知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與電場力F成正比，與電量q成反比B.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)的大小與試探電荷的大小、有無均無關(guān)C.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是放在該點(diǎn)的電荷所受電場力方向D.以上說法均不正確3.如圖所示各圖中，A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是（）A.B.C.D.4.等量異種點(diǎn)電荷的連線和中垂線如圖所示，現(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷先從圖中的a點(diǎn)沿直線移動到b點(diǎn)，再從b點(diǎn)沿直線移動到c點(diǎn)，則檢驗(yàn)電荷在此全過程中（

）學(xué)§科§網(wǎng)...A.所受電場力的方向變化B.所受電場力的大小恒定C.電場力一直做正功D.電勢能先不變后減小5.如圖所示，實(shí)線表示勻強(qiáng)電場的電場線.一個(gè)帶正電荷的粒子以某一速度射入勻強(qiáng)電場，只在電場力作用下，運(yùn)動的軌跡如圖中的虛線所示，a、b為軌跡上的兩點(diǎn).若a點(diǎn)電勢為фa，b點(diǎn)電勢為фb，則()A.場強(qiáng)方向一定向左，且電勢фa>фbB.場強(qiáng)方向一定向左，且電勢фa<фbC.場強(qiáng)方向一定向右，且電勢фa>фbD.場強(qiáng)方向一定向右，且電勢фa<фb6.如圖甲所示，在一條電場線上有A、B兩點(diǎn)，若從A點(diǎn)由靜止釋放一電子，假設(shè)電子僅受電場力作用，電子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的速度時(shí)間圖像如圖乙所示，則（）A.電子在A、B兩點(diǎn)受的電場力B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.A、B兩點(diǎn)的電勢D.電子在A、B兩點(diǎn)具有的電勢能7.P,Q兩電荷的電場線分布如圖所示，c,d為電場中的兩點(diǎn).一個(gè)離子（不計(jì)重力）從a運(yùn)動到ｂ的軌跡如圖所示，則下列判斷不正確的是（）A.Q帶負(fù)電荷B.C點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢C.離子在運(yùn)動過程中受到P的排斥D.離子從a運(yùn)動到ｂ，電場力做負(fù)功8.圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場，實(shí)線為粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。則該粒子（）A.帶負(fù)電B.在c點(diǎn)受力最大C.在b點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能D.由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動能變化大于有b點(diǎn)到c點(diǎn)的動能變化9.用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖所示)．設(shè)若兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若()A.保持S不變，增大d，則θ變大B.保持S不變，增大d，則θ變小C.保持d不變，減小S，則θ變小D.保持d不變，減小S，則θ不變10.原來都是靜止的質(zhì)子和α粒子，經(jīng)過同一電壓的加速電場后，它們的速度大小之比為(

).A.B.1:2C.D.1:111.分別將帶正電、負(fù)電和不帶電的三個(gè)等質(zhì)量小球，分別以相同的水平速度由P點(diǎn)射入水平放置的平行金屬板間，已知上板帶負(fù)電，下板接地．三小球分別落在圖中A、B、C三點(diǎn)，則正確的是()A.A帶正電、B不帶電、C帶負(fù)電B.三小球在電場中加速度大小關(guān)系是：aA<aB<aCC.三小球在電場中運(yùn)動時(shí)間相等D.三小球到達(dá)下板時(shí)的動能關(guān)系是EkC>EkB>EkA12.如圖所示，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，然后射入電勢差為U2的兩塊水平的平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場中，入射方向跟極板平行．整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略．在滿足電子能射出平行板區(qū)域的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是()．A.U1變大、U2變大B.U1變小、U2變大C.U1變大、U2變小D.U1變小、U2變小二、計(jì)算題13.如圖所示，兩個(gè)平行金屬板AB中間為一勻強(qiáng)電場，AB相距10cm,CD為電場中的兩點(diǎn)，CD=8cm,CD連線和電場方向成60°角，C點(diǎn)到A板的距離為2cm．，已知質(zhì)子從C點(diǎn)移到D點(diǎn),電場力做功為3．2×1017J。求：（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度;（2）AB兩點(diǎn)間的電勢差．（3）若將A板接地,則C、D兩點(diǎn)的電勢各為多大?14.如圖所示為兩組平行板金屬板，一組豎直放置，一組水平放置，今有一質(zhì)量為m的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的A點(diǎn)，經(jīng)電壓U0加速后通過B點(diǎn)進(jìn)入兩板間距為d、電壓為U的水平放置的平行金屬板間，若電子從兩塊水平平行板的正中間射入，且最后電子剛好能從右側(cè)的兩塊平行金屬板穿出，A、B分別為兩塊豎直板的中點(diǎn)，求（1）電子通過B點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）右側(cè)平行金屬板的長度；（3）電子穿出右側(cè)平行金屬板時(shí)的動能。15.如圖所示，BC是半徑為R的1/4圓弧形的光滑且絕緣的軌道，位于豎直平面內(nèi)，其下端與水平絕緣軌道平滑連接，整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為E.今有一質(zhì)量為m、帶正電q的小滑塊（體積很小可視為質(zhì)點(diǎn)），從C點(diǎn)由靜止釋放，滑到水平軌道上的A點(diǎn)時(shí)速度減為零。若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，求：(1)滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)水平軌道上A,B兩點(diǎn)之間的距離。高二物理人教版選修31靜電場單元測試題一、選擇題1.兩個(gè)相同的金屬小球，帶電量絕對值之比為1∶5，當(dāng)它們相距r時(shí)的相互作用力為F1．若把它們互相接觸后再放回原處，它們的相互作用力變?yōu)镕2，則F1：F2可能為（）A.5∶4B.5∶9．C.5∶1．D.5∶8．【答案】AB【解析】【分析】兩電荷間存在庫侖力，其大小可由庫侖定律求出．當(dāng)兩電荷相互接觸后再放回原處，電荷量可能相互中和后平分，也可能相互疊加再平分，所以庫侖力的變化是由電荷量變化導(dǎo)致的。【詳解】由庫侖定律可得：帶電量之比是1：5，當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為：當(dāng)兩相同金屬小球帶同種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，它們的電荷量都變?yōu)?q，當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為：所以庫侖力是原來的5：9；當(dāng)兩相同金屬小球帶異種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，它們的電荷量變?yōu)?q，當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為：所以庫侖力是原來的5：4故AB正確。【點(diǎn)睛】本題考查庫侖定律的同時(shí)，利用了控制變量法．當(dāng)控制距離不變時(shí)，去改變電荷量，從而確定庫侖力的變化．當(dāng)然也可控制電荷量不變，去改變間距，從而得出庫侖力的變化。2.關(guān)于電場強(qiáng)度E的說法正確的是（）A.根據(jù)E=F/q可知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與電場力F成正比，與電量q成反比B.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)的大小與試探電荷的大小、有無均無關(guān)C.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是放在該點(diǎn)的電荷所受電場力方向D.以上說法均不正確【答案】B【解析】【分析】利用場強(qiáng)由電場本身決定和場強(qiáng)的定義式的意義判斷；用場強(qiáng)方向的規(guī)定判斷選項(xiàng)?！驹斀狻緼、B、D項(xiàng)：場強(qiáng)由電場本身決定，并不是電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與電場力F成正比，與電量q成反比，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，故A、D錯(cuò)誤，B正確；C項(xiàng)：由場強(qiáng)方向規(guī)定可知，正電荷所受電場力的反向與場強(qiáng)的方向相同，與負(fù)電荷所受電場力的方向相反，故C錯(cuò)誤?！军c(diǎn)睛】明確場強(qiáng)由電場本身決定和場強(qiáng)方向的規(guī)定是解題的關(guān)鍵，掌握場強(qiáng)定義式的物理意義。3.如圖所示各圖中，A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】電場強(qiáng)度是矢量，只有兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向都相同時(shí)，電場強(qiáng)度才相同．根據(jù)這個(gè)條件進(jìn)行判斷?！驹斀狻緼項(xiàng)：A、B是同一圓上的兩點(diǎn)，場強(qiáng)大小相等，但方向不同，則電場強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：A、B場強(qiáng)大小不等，方向相同，則電場強(qiáng)度不同，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：A、B是勻強(qiáng)電場中的兩點(diǎn)，電場強(qiáng)度相同，故C正確；D項(xiàng)：電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小，所以A、B場強(qiáng)不等，故D錯(cuò)誤。故應(yīng)選C。【點(diǎn)睛】矢量大小和方向都相同才相同．對于常見電場的電場線分布要了解，有助于解題。4.等量異種點(diǎn)電荷的連線和中垂線如圖所示，現(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷先從圖中的a點(diǎn)沿直線移動到b點(diǎn)，再從b點(diǎn)沿直線移動到c點(diǎn)，則檢驗(yàn)電荷在此全過程中（

）學(xué)&科&網(wǎng)...學(xué)&科&網(wǎng)...學(xué)&科&網(wǎng)...學(xué)&科&網(wǎng)...學(xué)&科&網(wǎng)...學(xué)&科&網(wǎng)...A.所受電場力的方向變化B.所受電場力的大小恒定C.電場力一直做正功D.電勢能先不變后減小【答案】C【解析】兩個(gè)等量異種電荷連線的中垂線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)橛烧姾傻囊贿呏赶蜇?fù)電荷的一邊，且與中垂線垂直，中垂線與兩電荷連線的交點(diǎn)處的電場強(qiáng)度最大，并從交點(diǎn)處沿中垂線向兩邊遞減，直至為零所以，兩電荷連線上電場方向沿連線方向由正電荷指向負(fù)電荷，且交點(diǎn)處場強(qiáng)最小，從交點(diǎn)處沿連線向兩邊逐漸增大即，故，從a到b再到c電場方向都是豎直向下，方向未變，電場力大小逐漸增大所以AB錯(cuò)誤。兩電荷的中垂線是一條等勢線，所以從a到b的過程中電場力不做功，電勢能不變，從b到c的過程中由于帶負(fù)電，電場力做正功，電勢能減小，所以C錯(cuò)誤D正確。5.如圖所示，實(shí)線表示勻強(qiáng)電場的電場線.一個(gè)帶正電荷的粒子以某一速度射入勻強(qiáng)電場，只在電場力作用下，運(yùn)動的軌跡如圖中的虛線所示，a、b為軌跡上的兩點(diǎn).若a點(diǎn)電勢為фa，b點(diǎn)電勢為фb，則()A.場強(qiáng)方向一定向左，且電勢фa>фbB.場強(qiáng)方向一定向左，且電勢фa<фbC.場強(qiáng)方向一定向右，且電勢фa>фbD.場強(qiáng)方向一定向右，且電勢фa<фb【答案】C【解析】【分析】粒子在電場力作用下，由運(yùn)動與力關(guān)系可知，根據(jù)軌跡的彎曲程度，判斷出合力（電場力）的方向，再根據(jù)電場力方向和電荷性質(zhì)判斷場強(qiáng)方向。【詳解】由圖正電荷運(yùn)動軌跡可知，正電荷受向右的電場力作用，故場強(qiáng)方向一定向右沿著電場線的方向電勢降低的，可判定a點(diǎn)的電勢大于b點(diǎn)，即電勢фa＞фb故C正確?！军c(diǎn)睛】電場線雖然不存在，但可形象來描述電場的分布．對于本題關(guān)鍵是根據(jù)運(yùn)動軌跡來判定電場力方向，由曲線運(yùn)動條件可知合力偏向曲線內(nèi)側(cè)。6.如圖甲所示，在一條電場線上有A、B兩點(diǎn)，若從A點(diǎn)由靜止釋放一電子，假設(shè)電子僅受電場力作用，電子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的速度時(shí)間圖像如圖乙所示，則（）A.電子在A、B兩點(diǎn)受的電場力B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.A、B兩點(diǎn)的電勢D.電子在A、B兩點(diǎn)具有的電勢能【答案】BC【解析】電子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，由圖象知斜率越來越小，加速度越來越小，電子受到電場力越來越小，A錯(cuò)。場強(qiáng)也越來越小，B對。從A到B速度增大，動能增大，電勢能減小，D錯(cuò)。負(fù)電荷電勢高處電勢能低，C對。7.P,Q兩電荷的電場線分布如圖所示，c,d為電場中的兩點(diǎn).一個(gè)離子（不計(jì)重力）從a運(yùn)動到ｂ的軌跡如圖所示，則下列判斷不正確的是（）A.Q帶負(fù)電荷B.C點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢C.離子在運(yùn)動過程中受到P的排斥D.離子從a運(yùn)動到ｂ，電場力做負(fù)功【答案】C【解析】【分析】根據(jù)電場線的方向確定場源電荷的正負(fù)；

電勢的高低看電場線的指向，沿著電場線電勢一定降低；

根據(jù)軌跡曲線的彎曲方向可知粒子的受力方向；

根據(jù)力與速度的夾角判斷功的正負(fù)；【詳解】A、根據(jù)電場線的方向，從P出發(fā)，終止于Q，所以P帶正電，Q帶負(fù)電，故A正確；

B、沿著電場線電勢一定降低，所以c點(diǎn)電勢大于d點(diǎn)的電勢，故B正確；

C、電荷所受電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，所以離子在運(yùn)動過程中受到P的吸引，故C錯(cuò)誤；

D、離子從a到b，電場力與速度的夾角為鈍角，所以做負(fù)功，故D正確?！军c(diǎn)睛】通過電場線的指向看電勢的高低，根據(jù)曲線的彎曲方向可知粒子的受力方向，同時(shí)根據(jù)功的公式來判斷功的正負(fù)。8.圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場，實(shí)線為粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。則該粒子（）A.帶負(fù)電B.在c點(diǎn)受力最大C.在b點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能D.由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動能變化大于有b點(diǎn)到c點(diǎn)的動能變化【答案】CD【解析】A、根據(jù)軌跡彎曲方向判斷出，粒子在的過程中，一直受靜電斥力作用，根據(jù)同性電荷相互排斥，故粒子帶正電荷，故A錯(cuò)誤；

B、點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的特點(diǎn)是離開場源電荷距離越大，場強(qiáng)越小，粒子在C點(diǎn)受到的電場力最小，故B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)動能定理，粒子由b到c，電場力做正功，動能增加，故粒子在b點(diǎn)電勢能一定大于在c點(diǎn)的電勢能，故C錯(cuò)誤；

D、a點(diǎn)到b點(diǎn)和b點(diǎn)到c點(diǎn)相比，由于點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的特點(diǎn)是離開場源電荷距離越大，場強(qiáng)越小，故a到b電場力做功為多，動能變化也大，故D正確。點(diǎn)睛：電場線與等勢面垂直．電場線密的地方電場的強(qiáng)度大，電場線疏的地方電場的強(qiáng)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(fù)功，電勢能增加。視頻9.用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖所示)．設(shè)若兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若()A.保持S不變，增大d，則θ變大B.保持S不變，增大d，則θ變小C.保持d不變，減小S，則θ變小D.保持d不變，減小S，則θ不變【答案】A【解析】AB：保持S不變，增大d，電容器的電容減小，極板所帶電荷量不變，據(jù)可得兩板間電勢差變大，靜電計(jì)指針偏角θ變大。故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。CD：保持d不變，減小S，電容器的電容減小，極板所帶電荷量不變，據(jù)可得兩板間電勢差變大，靜電計(jì)指針偏角θ變大。故CD兩項(xiàng)錯(cuò)誤。點(diǎn)睛：①平行板電容器充電后，若保持其始終與直流電源相連，則板間電壓不變。當(dāng)電容器電容的影響因素發(fā)生變化后，據(jù)、、來判斷各量如何變化。②平行板電容器充電后與電源斷開，由于電荷不能移動，電容器的帶電量不變。當(dāng)電容器電容的影響因素發(fā)生變化后，據(jù)、、來判斷各量如何變化。10.原來都是靜止的質(zhì)子和α粒子，經(jīng)過同一電壓的加速電場后，它們的速度大小之比為(

).A.B.1:2C.D.1:1【答案】C【解析】【分析】根據(jù)動能定理列式得到加速獲得的速度表達(dá)式，結(jié)合質(zhì)子和α粒子的比荷求解速度之比?！驹斀狻吭O(shè)任一帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，加速電場的電壓為U，根據(jù)動能定理得：解得：即得速度大小與比荷的平方根成正比質(zhì)子和α粒子比荷之比為所以解得速度之比vH：vα=故C正確?！军c(diǎn)睛】本題帶電粒子在電場中加速問題，根據(jù)動能定理求速度是常用方法．本題還要對質(zhì)子與α粒子的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)要區(qū)分清楚。11.分別將帶正電、負(fù)電和不帶電的三個(gè)等質(zhì)量小球，分別以相同的水平速度由P點(diǎn)射入水平放置的平行金屬板間，已知上板帶負(fù)電，下板接地．三小球分別落在圖中A、B、C三點(diǎn)，則正確的是()A.A帶正電、B不帶電、C帶負(fù)電B.三小球在電場中加速度大小關(guān)系是：aA<aB<aCC.三小球在電場中運(yùn)動時(shí)間相等D.三小球到達(dá)下板時(shí)的動能關(guān)系是EkC>EkB>EkA【答案】ABD【解析】試題分析：由圖可以知道，A、B、C三個(gè)小球在電場中做類平拋運(yùn)動，水平方向都做勻速直線運(yùn)動，由圖看出水平位移關(guān)系是：，而且三個(gè)小球水平速度相同，由得，運(yùn)動時(shí)間關(guān)系是：。豎直方向上三個(gè)小球都做勻加速直線運(yùn)動，由圖看出豎直位移y大小相等，由得到加速度關(guān)系為：。根據(jù)牛頓第二定律得到合力關(guān)系為：，三個(gè)小球重力相同，而平行金屬板上板帶負(fù)極，可以判斷出來A帶正電、B不帶電、C帶負(fù)電，故AB正確，C錯(cuò)誤。由于三個(gè)小球所受合力方向都豎直向下，合力都做正功，豎直位移大小相等，而合力，則合力做功大小關(guān)系為：，根據(jù)動能定理得，三小球到達(dá)下板時(shí)的動能關(guān)系是。故D正確?？键c(diǎn)：帶電粒子在電場中的運(yùn)動【名師點(diǎn)睛】本題考查帶電粒子在電場中的運(yùn)動即類平拋運(yùn)動，其水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做勻加速直線運(yùn)動．由圖看出水平位移的關(guān)系，比較運(yùn)動時(shí)間關(guān)系，豎直位移大小相等，根據(jù)牛頓第二定律和位移公式分析加速度關(guān)系，判斷三個(gè)小球的電性，根據(jù)動能定理分析三小球到達(dá)下板時(shí)的動能關(guān)系。12.如圖所示，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，然后射入電勢差為U2的兩塊水平的平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場中，入射方向跟極板平行．整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略．在滿足電子能射出平行板區(qū)域的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是()．A.U1變大、U2變大B.U1變小、U2變大C.U1變大、U2變小D.U1變小、U2變小【答案】B【解析】電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，入電勢差為U2的兩塊水平的平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場中，、、解得：，故一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是B選項(xiàng)。二、計(jì)算題13.如圖所示，兩個(gè)平行金屬板AB中間為一勻強(qiáng)電場，AB相距10cm,CD為電場中的兩點(diǎn)，CD=8cm,CD連線和電場方向成60°角，C點(diǎn)到A板的距離為2cm．，已知質(zhì)子從C點(diǎn)移到D點(diǎn),電場力做功為3．2×1017J。求：（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度;（2）AB兩點(diǎn)間的電勢差．（3）若將A板接地,則C、D兩點(diǎn)的電勢各為多大?【答案】（1）5000V/m（2）500V（3）100V；300V【解析】試題分析：（1）由W=qU得UCD===200V由幾何關(guān)系得d=CDcos600=8cm×cos600=4cmE===5000V/m（2）UAB=E·AB=5000V/m×0．1v=500V（3）UAC=E·AC=5000V/m×0．02m=100VUAC=φAφcφA=0φc=100VUAD=E·AD=5000V/m×0．06m=300VUAD=φ