人教物理选修31第1章 静电场习题附答案.docx
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人教物理选修31第1章静电场习题附答案
2020--2021人教物理选修3—1第1章静电场习题(附答案)
人教选修3—1第一章静电场
1、(双选)如图所示,A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体,起初都不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开
C.把C移近导体A,先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.把C移近导体A,先把A、B分开,再把C移走,最后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合
2、如图所示,用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是( )
A.a、b均带正电B.a、b均带负电
C.a带正电,b带负电D.a带负电,b带正电
3、关于库仑定律的理解,下面说法正确的是( )
A.对任何带电体之间的静电力计算,都可以使用库仑定律公式
B.只要是点电荷之间的静电力计算,就可以使用库仑定律公式
C.两个点电荷之间的静电力,无论是在真空中还是在介质中,一定是大小相等、方向相反的
D.摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑,说明碎纸屑一定带正电
4、两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A、B是电场线上的两点,下列判断正确的是( )
A.A、B两点的电场强度大小不等,方向相同
B.A、B两点的电场强度大小相等,方向不同
C.左边电荷带负电,右边电荷带正电
D.两电荷所带电荷量相等
5、如图所示,Q是带正电的点电荷,P1、P2为其产生的电场中的两点,若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P1和P2两点的电势,则( )
A.E1>E2,φ1>φ2B.E1>E2,φ1<φ2
C.E1 6、电场中a、b两点间的电势差Uab=1V,将一电子从a点移到b点,电子克服静电力做的功为1eV,则( ) A.场强方向一定是由b指向a B.场强方向一定是由a指向b C.电子的电势能增加1eV D.电子的电势能减少1eV 7、如图所示是一个匀强电场的等势面示意图,每两个相邻的等势面相距2cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是( ) A.竖直向下,E=100V/m B.水平向左,E=100V/m C.水平向左,E=200V/m D.水平向右,E=200V/m 8、(多选)如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b是金属板右侧表面的两点,其中a到+Q的距离较小。 下列说法正确的是( ) A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电 B.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电 C.整个导体,包括表面上的a、b点,是一个等势体,且电势等于零 D.a、b两点的电场强度不为零,且a、b两点场强方向相同,但a点的场强比b点的场强要强(大)一些 *9、(多选)关于电荷量,以下说法正确的是( ) A.物体所带的电荷量可以为任意实数 B.物体所带的电荷量只能是某些值 C.物体带正电荷1.6×10-9C,这是因为失去了1.0×1010个电子 D.物体所带电荷量的最小值为1.6×10-19C *10、如图所示,在绝缘光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,同时从静止释放,则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是( ) A.速度变大,加速度变大 B.速度变小,加速度变小 C.速度变大,加速度变小 D.速度变小,加速度变大 *11、电场中有一点P,下列说法正确的是( ) A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点场强减半 B.若P点没有试探电荷,则P点的场强为零 C.P点的场强越大,则同一电荷在P点所受的电场力越大 D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 *12、在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和场强都相同的是( ) A B C D 13、(多选)对于水平放置的平行板电容器,下列说法中正确的是( ) A.将两极板的间距加大,电容将增大 B.将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小 C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大 D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的铝板,电容将增大 14、如图所示,一个平行板电容器充电后与电源断开,从负极板处释放一个电子(不计重力),设其到达正极板时的速度为v1,加速度为a1。 若将两极板间的距离增大为原来的2倍,再从负极板处释放一个电子,设其到达正极板时的速度为v2,加速度为a2,则( ) A.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶2 B.a1∶a2=2∶1,v1∶v2=1∶2 C.a1∶a2=2∶1,v1∶v2= ∶1 D.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶ 15、如图所示,一电场中的等势面是一簇互相平行的平面,间隔均为d,各等势面的电势如图所示。 现有一质量为m的带电微粒,以速度v0射入电场,且v0的方向与水平方向成45°角斜向上。 若射入电场后,质点做直线运动,求: (1)微粒带何种电荷? 电荷量是多少? (2)微粒在入射方向的最大位移是多少? 16、如图所示,长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场,而后刚好从下板边缘射出,射出时其末速度恰与下板的夹角θ=30°,不计粒子重力,求: (1)粒子的末速度大小; (2)匀强电场的场强大小; (3)两板间的距离。 2020--2021人教物理选修3—1第1章静电场习题(附答案) 人教选修3—1第一章静电场 1、(双选)如图所示,A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体,起初都不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( ) A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开 B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开 C.把C移近导体A,先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开 D.把C移近导体A,先把A、B分开,再把C移走,最后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合 AB [A、B开始都不带电,把C移近导体A时,由于静电感应,A、B中的自由电子向左移动,使得A端积累负电荷,B端积累正电荷,所以A、B上的金属箔片都张开,A对;若此时先把A、B分开再移走C,因A、B已经绝缘,所带电荷量不会变,金属箔片仍张开,B正确;但如果先移走C,A、B上的感应电荷会马上中和,不再带电,所以金属箔片都不会张开,C错误;先把A、B分开,再移走C,A、B仍然带电,但重新让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,金属箔片都不会张开,D错误。 ] 2、如图所示,用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是( ) A.a、b均带正电B.a、b均带负电 C.a带正电,b带负电D.a带负电,b带正电 A [毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,靠近验电器金属小球a,发生静电感应,用手指接触金属杆的瞬间,电子从金属杆转移到地球上,故拿开橡胶棒后,小球a和金箔b都带正电,A正确。 ] 3、关于库仑定律的理解,下面说法正确的是( ) A.对任何带电体之间的静电力计算,都可以使用库仑定律公式 B.只要是点电荷之间的静电力计算,就可以使用库仑定律公式 C.两个点电荷之间的静电力,无论是在真空中还是在介质中,一定是大小相等、方向相反的 D.摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑,说明碎纸屑一定带正电 C [库仑定律适用于真空中的点电荷,故A、B错。 库仑力也符合牛顿第三定律,C对。 橡胶棒吸引纸屑,纸屑带正电或不带电都可以,D错。 ] 4、两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A、B是电场线上的两点,下列判断正确的是( ) A.A、B两点的电场强度大小不等,方向相同 B.A、B两点的电场强度大小相等,方向不同 C.左边电荷带负电,右边电荷带正电 D.两电荷所带电荷量相等 C [电场线的疏密代表电场强度的强弱,电场线越密,代表电场越强,电场方向为电场线的切线方向,故从图中可以看出A点、B点电场强度大小和方向均不同,故A、B错误;电场线从正电荷指向负电荷,故C正确;右边电荷周围的电场线密集,故此电荷的电荷量较大,故D错误。 ] 5、如图所示,Q是带正电的点电荷,P1、P2为其产生的电场中的两点,若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P1和P2两点的电势,则( ) A.E1>E2,φ1>φ2B.E1>E2,φ1<φ2 C.E1 A [由正电荷周围电场线的特点可知E1>E2,沿电场线方向电势逐渐降低,可知φ1>φ2,选项A正确。 ] 6、电场中a、b两点间的电势差Uab=1V,将一电子从a点移到b点,电子克服静电力做的功为1eV,则( ) A.场强方向一定是由b指向a B.场强方向一定是由a指向b C.电子的电势能增加1eV D.电子的电势能减少1eV C [静电力对电子做负功,所以a点的电势高于b点的电势,但场强方向不一定由a指向b,选项A、B错误;电子克服静电力做的功等于电势能的增加量,选项C正确,选项D错误。 ] 7、如图所示是一个匀强电场的等势面示意图,每两个相邻的等势面相距2cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是( ) A.竖直向下,E=100V/m B.水平向左,E=100V/m C.水平向左,E=200V/m D.水平向右,E=200V/m B [电场强度E= =100V/m,电场强度的方向垂直于等势面指向电势降落的方向,即水平向左,选项B正确。 ] 8、(多选)如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b是金属板右侧表面的两点,其中a到+Q的距离较小。 下列说法正确的是( ) A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电 B.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电 C.整个导体,包括表面上的a、b点,是一个等势体,且电势等于零 D.a、b两点的电场强度不为零,且a、b两点场强方向相同,但a点的场强比b点的场强要强(大)一些 BCD [若金属板不接地,右侧表面将感应出负电荷,左侧表面将感应出正电荷;若金属板接地,自由电子通过接地导线导入金属板,再次达到静电平衡时左侧表面不带电,整个金属板的电势都为零,所以选项A错误,选项B、C正确。 金属板接地时,右侧表面上有感应负电荷,而且a点附近的电场线密度(单位表面积的电荷量)比b点附近的电场线密度要大些,场强要强(大)些,又因为整个金属板是等势体,右侧表面是等势面,电场线与等势面垂直,可见a、b两点的场强方向都垂直指向右侧面,方向相同,所以选项D正确。 ] *9、(多选)关于电荷量,以下说法正确的是( ) A.物体所带的电荷量可以为任意实数 B.物体所带的电荷量只能是某些值 C.物体带正电荷1.6×10-9C,这是因为失去了1.0×1010个电子 D.物体所带电荷量的最小值为1.6×10-19C BCD [元电荷为1.6×10-19C,任何带电体电荷量均是元电荷的整数倍,故A错,B、C、D对。 ] *10、如图所示,在绝缘光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,同时从静止释放,则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是( ) A.速度变大,加速度变大 B.速度变小,加速度变小 C.速度变大,加速度变小 D.速度变小,加速度变大 C [因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同,故电荷将一直做加速运动,又由于两电荷间距离增大,它们之间的静电力越来越小,故加速度越来越小。 ] *11、电场中有一点P,下列说法正确的是( ) A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点场强减半 B.若P点没有试探电荷,则P点的场强为零 C.P点的场强越大,则同一电荷在P点所受的电场力越大 D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C [电场强度是由电场本身决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关,选项A、B错误。 电荷量一定时,由F=Eq可知,场强越大,所受的电场力越大,C正确。 若试探电荷是正电荷,它的受力方向就是该点的场强方向,若试探电荷是负电荷,它的受力方向的反方向是该点场强的方向,D错误。 ] *12、在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和场强都相同的是( ) A B C D C [因为电势是标量,并且a、b在题中的四个电场中具有对称性,故四个电场中a、b两点的电势都是相等的,而电场强度是矢量,A图中两对称点的电场强度大小相等、方向相反;B图中两个场强叠加后,a点的场强方向斜向右上方,b点的场强方向斜向右下方;C图中两对称点的场强大小相等,方向都是水平向右;D图中a点的场强方向向上,b点的场强方向向下,因此只有选项C正确。 ] 13、(多选)对于水平放置的平行板电容器,下列说法中正确的是( ) A.将两极板的间距加大,电容将增大 B.将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小 C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大 D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的铝板,电容将增大 BCD [影响平行板电容器电容大小的因素有: ①随正对面积的增大而增大;②随两极板间距离的增大而减小;③在两极板间放入电介质,电容增大。 由此可知B、C选项正确。 对D选项,实际上是减小了平行板的间距,所以D也对。 ] 14、如图所示,一个平行板电容器充电后与电源断开,从负极板处释放一个电子(不计重力),设其到达正极板时的速度为v1,加速度为a1。 若将两极板间的距离增大为原来的2倍,再从负极板处释放一个电子,设其到达正极板时的速度为v2,加速度为a2,则( ) A.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶2 B.a1∶a2=2∶1,v1∶v2=1∶2 C.a1∶a2=2∶1,v1∶v2= ∶1 D.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶ D [电容器充电后与电源断开,再增大两极板间的距离时,场强不变,电子在电场中受到的静电力不变,故a1∶a2=1∶1。 由动能定理Ue= mv2得v= ,因两极板间的距离增大为原来的2倍,由U=Ed知,电势差U增大为原来的2倍,故v1∶v2=1∶ 。 ] 15、如图所示,一电场中的等势面是一簇互相平行的平面,间隔均为d,各等势面的电势如图所示。 现有一质量为m的带电微粒,以速度v0射入电场,且v0的方向与水平方向成45°角斜向上。 若射入电场后,质点做直线运动,求: (1)微粒带何种电荷? 电荷量是多少? (2)微粒在入射方向的最大位移是多少? [解析] 要使微粒做直线运动,微粒所受合力与v0应在一条直线上,又电场力与等势面垂直,沿水平方向,因此需考虑微粒的重力作用。 (1)电场线与等势面垂直,且由电势高处指向电势低处,可得电场线方向水平向左,且E= = 。 为使合力与v0在一条直线上,微粒的受力情况如图所示,分析可知微粒带正电,且mg=qE,则q= = 。 (2)带电微粒沿入射方向做匀减速直线运动,其加速度a= g。 则微粒在入射方向的最大位移xmax= = = 。 [答案] (1)正电 (2) 16、如图所示,长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场,而后刚好从下板边缘射出,射出时其末速度恰与下板的夹角θ=30°,不计粒子重力,求: (1)粒子的末速度大小; (2)匀强电场的场强大小; (3)两板间的距离。 [解析] (1)粒子在平行金属板间做类平抛运动,把射出极板的速度分解,如图所示,则粒子的末速度v= = v0。 (2)竖直分速度vy=v0tan30°= v0 由牛顿第二定律得qE=ma 由类平抛运动规律得L=v0t,vy=at,解得E= 。 (3)由类平抛运动规律得tan30°= ,解得d= 。 [答案] (1) (2) (3)
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