人教版高中物理选修31第一章《静电场》单元检测题解析版.docx

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人教版高中物理选修31第一章《静电场》单元检测题解析版

《静电场》单元检测题

一、单选题

1.将带电量为Q和﹣3Q的可视为点电荷小球放在相距一定距离时，其相互作用力为F，则将两小球接触后放回原地，此时的相互作用力变为（　　）

A．

B．

C．

D．

2.如图（甲）所示，ab为原来不带电的细导体棒，q为一带正电的点电荷，当达到静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E1，O点的电势为φ1.现用一导线把导体棒的b端接地，其他条件不变，如图（乙），待静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E2，O点的电势为φ2，经分析后可知（　　）

A．E1＝E2，φ1＜φ2B．E1＞E2，φ1＝φ2

C．E1＝E2，φ1＞φ2D．E1＞E2，φ1＝φ2

3.下列说法中正确的是（　　）

A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与试探电荷在该点所受的静电力成正比

B．场中某点的场强等于

，但与试探电荷的受力大小及电荷量无关

C．场中某点的场强方向是试探电荷在该点的受力方向

D．公式E＝

和E＝k

对于任何电场都是适用的

4.一平行板电容器C，极板是水平放置的，电路如图所示．闭合开关，今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动．下列说法正确的是（　　）

A．油滴带正电

B．要使油滴上升，可增大滑动变阻器R1的阻值

C．只增大两极板间的距离，油滴将向下加速

D．只将平行板电容器上极板向右平移少许，带电液滴将加速上升

5.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距离膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一个电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（　　）

A．介质变化B．正对面积变化C．距离变化D．电压变化

6.关于电场强度，下列说法正确的是（　　）

A．以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的场强都相同

B．正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场场强大

C．若放入正电荷时，电场中某点的场强向右，则当放入负电荷时，该点的场强仍向右

D．电荷所受到的电场力很大，即该点的电场强度很大

7.如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ，一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则

A．直线a位于某一等势面内，φM>φQ

B．直线c位于某一等势面内，φM>φN

C．若电子有M点运动到Q点，电场力做正功

D．若电子有P点运动至Q点，电场力做负功

8.下列说法中正确的是（　　）

A．沿电场线的方向，电场强度一定越来越小

B．沿电场线的方向，电势一定越来越低

C．沿电场线方向移动电荷，电势能逐渐减小

D．在静电力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动

9.某同学通过以下步骤测出了从规定高度落下的排球对地面的冲击力：

将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印．再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印．记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值．下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是（　　）

A．建立“点电荷”的概念

B．建立“合力与分力”的概念

C．建立“瞬时速度”的概念

D．研究加速度与力、质量的关系

10.在电场中的某点放入电荷量为－q的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为＋3q的试探电荷时，此时测得该点的场强为（　　）

A．大小为3E，方向和E相反

B．大小为E，方向和E相同

C．大小为3E，方向和E相同

D．大小为E，方向和E相反

11.带电量分别为2q和4q的两个点电荷，相距为r，相互作用力大小为F，现在把两个点电荷的电量各减少一半，距离减少为

，则两个点电荷间的相互作用力大小为（　　）

A．2FB．FC．

D．

12.下列关于电荷的电势能的说法中正确的是（　　）

A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大

B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零

C．电荷在电势较高的地方其电势能一定较大

D．如果静电力对电荷不做功，电荷的电势能就一定不变

二、多选题

13.如图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内固定有一带正电的电荷a（图中未画出），与a带同种电荷的电荷b仅在a的库仑力作用下，以初速度v0（沿MP方向）由M点运动到N点，到N点时速度大小为v，且v

A．b电荷在M点受力一定向左上方

B．b电荷在M点受力一定向右下方

C．a电荷一定在虚线MP上方

D．a电荷一定在虚线MP下方

14.以下判断小球是否带电的说法中正确的是（　　）

A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电

B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电

C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电

D．如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电

15.如图所示，在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路．调节滑动变阻器，使A、B两板间的电压为U时，一质量为m，电荷量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中，恰从A、B两板的中点处沿原路返回（不计重力），则下列说法正确的是（　　）

A．使初速度变为2v0时，带电粒子恰能到达B板

B．使初速度变为2v0时，带电粒子将从B板中心小孔射出

C．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子恰能到达B板

D．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子将从B板中心小孔射出

16.如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则（　　）

A．当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小

B．当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大

C．当小球运动到最高点a时，小球的电势能最小

D．小球在运动过程中机械能不守恒

17.如图所示，A、B两板间电压为600V，A板带正电并接地，A、B两板间距离为12cm，C点离A板4cm，下列说法正确的是（　　）

A．E＝2000V/m，φC＝200V

B．E＝5000V/m，φC＝－200V

C．电子在C点具有的电势能为－200eV

D．电子在C点具有的电势能为200eV

三、计算题

18.一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零．试求：

（1）A、B两点的电势差UAB；

（2）匀强电场的场强大小；

（3）小球到达B点时，细线对小球的拉力大小．

19.如图所示，在场强为E的水平匀强电场中，一根长为l的绝缘杆，两端分别固定着带有电荷量＋q和－q的小球（大小不计）．现让绝缘杆绕中点O逆时针转动α角，求转动中带电小球克服电场力所做的功．

20.如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力向下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，bd的长度为L，匀强电场的电场强度为E，求：

（1）此液滴带何种电荷；

（2）液滴的加速度为多少；

（3）b、d两点的电势差Ubd.

答案解析

1.【答案】B

【解析】接触前库仑力F1=F=k

接触后分开，两小球的电荷都为﹣Q，则库仑力F2=k

=

F

故选：

B．

2.【答案】C

【解析】处于静电平衡的导体内部场强为零，所以E1＝E2＝0，因点电荷为正电荷，则φ1＞0；导体ab接地后电势φ2＝0，所以φ1＞φ2，C正确．

3.【答案】B

【解析】电场强度是电场本身的属性，与试探电荷电量无关，故A错误，B正确；场强方向与正的试探电荷的受力方向相同，故C错误；E＝k

只适用于点电荷形成的电场强度，故D错误．

4.【答案】C

【解析】电容器上极板带正电，板间场强方向向下，油滴处于静止状态，电场力与重力平衡，电场力方向向上，则油滴带负电．故A错误．电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R2两端的电压，改变R1，对电容器的电压没有影响，不能使油滴上升．故B错误．只增大两极板间的距离，板间电压不变，由E＝

知，板间场强减小，电场力减小，则油滴将向下加速．故C正确．只将平行板电容器上极板向右平移少许，两极板间的距离和电压均不变，板间场强不变，油滴仍处于静止状态．故D错误．

5.【答案】C

【解析】金属层和金属板之间电介质是空气，没有变化，不会导致电容变化．故A错误．振动膜前后振动，金属层和金属板正对面积没有变化，不会导致电容变化．故B错误．振动膜前后振动，金属层和金属板之间的距离发生变化，导致电容变化．故C正确．电容与电压无关，电压的变化不会导致电容变化．故D错误．

6.【答案】C

【解析】场强是矢量，有大小有方向，故A选项错；电场的强弱与正、负电荷形成的电场无关，B选项错；电荷受到的电场力很大，可能是因为电荷带电荷量很大导致的，D错误．

7.【答案】B

【解析】电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功，说明MQ为高电势，NP为低电势．所以直线c位于某一等势线内，且φM>φN，选项A错，B对．电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错．电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错．

8.【答案】B

【解析】电场线的方向就是电场强度的方向，同时也是电势降低的方向，但不一定是电场强度减小的方向，故选项A错误，B正确．只有沿电场线方向移动正电荷，电势能才减小，负电荷则相反，故选项C错误．因为不知道电荷的初速度，故选项D错误．

9.【答案】B

【解析】点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化的方法，故A错误；合力和分力是等效的，它们是等效替代的关系，故B正确；瞬时速度是把短时间内的物体的平均速度近似的认为是瞬时速度，是采用的极限的方法，故C错误；研究加速度与力、质量的关系的时候，是控制其中的一个量不变，从而得到其他两个物理量的关系，是采用的控制变量的方法，故D错误．

10.【答案】B

【解析】当在电场中某点放入电荷量为－q的试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电荷量为＋3q的试探电荷时，电场强度的大小和方向都不变，即该点的场强大小仍为E，方向与E相同．

11.【答案】B

【解析】解：

由库仑定律可得：

变化前：

F=k

变化后：

F′=k

所以：

F′=F，故ACD错误，B正确．

12.【答案】D

【解析】电势大小与电场强度的大小没有关系，场强大的地方电势可大可小，再根据Ep=qφ，电势能大小也就无法判断，故A错误；

电势大小与电场强度的大小没有关系，电场强度为零的地方电势可以不为零，故电势能可以不为零，故B错误；

根据Ep=qφ，当电荷为负时，电荷在电势较高的地方其电势能小，故C错误；

电场力做功等于电势能的减小量；如果静电力对电荷不做功，电荷的电势能就一定不变；故D正确．

13.【答案】AD

【解析】b电荷运动轨迹向上弯曲，根据曲线运动特点可知，b电荷在M点受力一定向左上方，所以a电荷一定在虚线MP下方，选项A、D正确．

14.【答案】BD

【解析】用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种电荷，也可能不带电，A错误；如果能够排斥小球，则小球一定带同种电荷，故B正确；用验电器的金属球接触它时，还需知道验电器金属球的带电情况才能予以判断，因此C错误；带电小球能吸引轻小物体是带电体的性质．D正确．

15.【答案】BC

【解析】设带电粒子进入电场中的位移为x，根据动能定理得：

－qEx＝0－

mv

又E＝

得x＝

由此可见，要使带电粒子进入电场后恰能到达B板，x变为原来的2倍，采取的方法有：

使带电粒子的初速度变为

v0；或使A、B两板间的电压变为

U；或使初速度v0和电压U都增加到原来的2倍，故B、C正确，A、D错误．

16.【答案】CD

【解析】若qE＝mg，小球做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大．若qE＜mg，球在a处速度最小，对细线的拉力最小．若qE＞mg，球在a处速度最大，对细线的拉力最大．故A、B错．a点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最低，故C正确．小球在运动过程中除重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D正确．

17.【答案】BD

【解析】A板接地，则其电势为零，又因为A、B两板间的电压为600V，则B板电势为－600V，由此知C点电势为负值，则A、B两板间场强E＝

＝

＝50V/cm＝5000V/m，φC＝EdC＝50V/cm×（－4cm）＝－200V，A错误，B正确；电子在C点具有的电势能为200eV，C错误，D正确．

18.【答案】

（1）－

（2）

　（3）

mg

【解析】

（1）小球由A到B过程中，由动能定理得

mgLsin60°＋qUAB＝0

所以UAB＝－

（2）E＝

＝

（3）小球在AB间摆动，由对称性知，B处细线拉力与A处细线拉力相等，而在A处，由水平方向平衡有FTA＝qE＝

mg

所以FTB＝FTA＝

mg

或在B处，沿细线方向合力为零，有

FTB＝qEcos60°＋mgcos30°＝

mg

19.【答案】qEl（1－cosα）

【解析】每个带电小球的初、末位置沿电场线方向的距离均为d＝

（1－cosα）；

每个带电小球克服电场力做功W＝Fd＝qE

（1－cosα）；

故两个带电小球克服电场力做功

W′＝2W＝qEl（1－cosα）．

20.【答案】

（1）负电

（2）

（3）

【解析】

（1）由b到a，液滴做直线运动，所受合力沿bd所在直线，对液滴受力分析可知，电场力水平向右，与电场方向相反，所以小球带负电.

（2）由图可知，液滴所受合力

根据牛顿第二定律F=ma，解得液滴的加速度

（3）由图可知，电场力qE=mg

由b到d，沿电场方向的距离

沿电场方向电势降低，应有

<0，所以