《2017-2018学年高中物理 第一章 静电场检测试题（含解析）教科版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第一章 静电场检测试题（含解析）教科版选修3-1（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、静电场检测试题(时间:60分钟满分:100分)【测控导航】知识点题号1.感应起电1(易)2.电场的强弱及描述2(易),5(易)3.电场力做功、电势能3(易),7(中),9(中)4.平行板电容器4(易),8(中)5.带电粒子在电场中的运动6(易),10(中),11(中),12(难)一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分.第14小题为单项选择题,第58小题为多项选择题,选对但不全的得3分)1.(2016浙江卷,15)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A,B下部的金属箔都张开,(C)A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B
2、电势高C.移去C,贴在A,B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A,B下部的金属箔都闭合解析:由静电感应可知,A左端带负电,B右端带正电,A,B的电势相等,选项A,B错误;若移去C,则两端的感应电荷消失,则贴在A,B下部的金属箔都闭合,选项C正确;先把A和B分开,然后移去C,则A,B带的电荷仍然存在,故贴在A,B下部的金属箔仍张开,选项D错误.2.如图所示,空心绝缘球壳的表面均匀分布负电荷时,球内各点的电场强度为零.现移走半只球壳,余下部分电荷分布不变.此半球壳的对称轴线上有一P点,半球壳负电荷在P点处的合场强的方向为(A)A.水平向左B.水平向右C.竖直向上D.竖直向下解析
3、:取半球壳截面直径上的两个点分析,如图所示,EM,EN的合场强EP水平向右,由对称性知,半球壳右半部分在P处的合场强水平向右,根据EP=0知,半球壳左半部分在P处的场强水平向左,选项A正确.3.如图所示,三个同心圆是以点电荷Q为圆心的等势面,相邻等势面的电势差相等,则下列说法正确的是(D)A.一个点电荷+q在B点所受的电场力比在A点的大B.一个点电荷+q在B点具有的电势能比在A点的小C.将同一个电荷由B点移到D点电场力做的功比由C点移到A点多D.将电荷+q由B点移到C点,电场力做正功解析:点电荷电场中,离点电荷越近场强越大,所以EAEB,点电荷+q在A点受的电场力比在B点受的电场力大,故选项A
4、错误;从B向A移动+q,电场力做正功,电势能减小,即+q在B点电势能比在A点大,故选项B错误;从B到D移动电荷量为+q的电荷,电场力做功WBD=qUBD,从C到A所做的功是WCA=qUCA,因为UBD=UCA,故WBD=WCA,选项C错误;从B到C移动+q,电场力应做正功,选项D正确.4.(2016天津卷,4)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则(D)A.增大,E增大B
5、.增大,Ep不变C.减小,Ep增大D.减小,E不变解析:若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离,则根据C=S4kd可知,C变大,Q一定,则根据Q=CU可知,U减小,则静电计指针偏角减小;根据E=Ud,Q=CU,C=S4kd联立可得E=4kQS,可知E不变;根据U=Ed可知,P点离下极板的距离不变,且E不变,P点与下极板间的电势差不变,P点的电势不变,则电势能Ep也不变,选项A,B,C错误,D正确.5.(2014全国卷,19)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是(AD)A.电场强度的方向处处与等电势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降
6、低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的地方解析:因电场线方向处处与等势面方向垂直,因此电场强度的方向处处与等势面垂直,由此可知A项正确;电场强度大小与电势的大小没有必然的关系,因此B,C项错误;在电场中电场强度的方向是电势降落最快的方向,由此可知任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,D项正确.6.(2017哈尔滨市第六中月考)如图所示,矩形虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(方向未画出),一质子从bc边上的P点以速度v0垂直于bc边射入电场,从cd边上的Q点飞出电场,不计重力.则下列说法正确的是(AB)A.质子到Q点时的速度方向可能与cd边垂直B.不论电场方向如何
7、,若已知a,b,c三点的电势,一定能确定d点的电势C.静电力一定对质子做正功D.P点电势一定高于Q点电势解析:若静电力斜向右下方,质子竖直方向有向下的分力,水平方向有向右的分力,竖直方向上质子做匀减速运动,到达Q点时,速度可能为零,则到Q点时的速度方向可能与cd边垂直,故A正确;根据匀强电场中电势差与场强的关系式U=Ed知,除等势面上外,沿任何方向相等的距离,两点间的电势差都相等,故若知道a,b,c三点的电势,一定能确定出d点的电势,故B正确;由于静电力方向未知,若静电力方向与瞬时速度成钝角,静电力对质子做负功,故C错误;整个过程中,静电力可能做正功,也可能做负功,也可能不做功,故电势能可能变
8、小、变大、不变,故电势可能升高、降低或不变,故D错误.7.(2017济南高二检测)带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中,沿图中实线轨迹从a运动到b,a,b两点到点电荷Q的距离分别为ra,rb(rarb),b为运动轨迹上到Q的最近点,不计粒子的重力,则可知(BD)A.运动粒子带负电B.b点的场强大于a点的场强C.a到b的过程中,电场力对粒子不做功D.a到b的过程中,粒子动能和电势能之和保持不变解析:由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电,由点电荷所形成电场的场强公式E=kQr2知,EbEa;粒子从a到b的过程中,电场力对粒子做负功,动能减小,电势能增大,但总能量不变,故选项B,D正确.8
9、.如图所示,两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场.两极板间相距为d.一带负电的微粒从上极板M的边缘以初速度v0射入,沿直线从下极板N的边缘射出.已知微粒的电荷量为q,质量为m.下列说法正确的是(ACD)A.微粒运动的加速度为0B.微粒的电势能减小了mgdC.两极板间的电势差为mgdqD.M极板的电势高于N极板的电势解析:带电微粒在合外力为零的作用下沿斜线运动,所以加速度为零.因为电场力向上,所以电场线竖直向下,选项A,D正确;负电荷由高电势向低电势移动,电势能增加了mgd,选项B错误;由mg=qUd,得U=mgdq,选项C正确.二、非选择题(共4小题,共52分)9.(12分)(2017荆
10、州中学月考)如图所示,匀强电场中A,B,C三点构成一个直角三角形中,A=30,边长AC=323 cm.把电荷量q=-210-10 C 的点电荷由A点移到B点,静电力做功4.810-8 J,再由B点移到C点,电荷克服静电力做功4.810-8 J,取B点的电势为零,求:(1)A,C两点的电势;(2)匀强电场的场强.解析: (1)A,B间UAB=WABq=4.810-8-210-10 V=-240 V, (2分)B,C间UBC=WBCq=-4.810-8-210-10 V=240 V (2分)又UAB=A-B,UBC=B-C,B=0,得到A=-240 V,C=-240 V. (2分)(2)因A,C在
11、同一等势面上,场强方向垂直A,C连线指向左上方.(2分)A,B两点沿场强方向的距离d=ACcos 30sin 30=0.24 m. (2分)大小E=UABd=2400.24 V/m=103 V/m. (2分)答案:(1)-240 V-240 V(2)103 V/m方向垂直AC指向左上方10.(12分)(2017西安高二质检)如图所示,一带负电小球质量m=1 kg,用长度L=1 m绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成角,且=37,已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度g取10 m/s2. (1)求小球所受的电场力的大小F;(2)若仅将电场强度大小突然减小
12、为原来的13,求小球摆到最低点时的速度大小v和细线对小球的拉力大小T.解析:(1)小球静止时,根据平衡条件可得F=Eq=mgtan (2分)则电场力大小为F=34mg=7.5 N. (2分)(2)小球从静止摆动到最低点的过程中,根据动能定理可得mgL(1-cos )-F3Lsin =12mv2-0. (2分)解得v=1 m/s. (2分)又因T-mg=mv2L. (2分)故T=11 N. (2分)答案:(1)7.5 N(2)1 m/s11 N11.(14分)如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,极板长L=0.1 m,两板间距离d=0.4 cm,有一束由相同粒子组成的带
13、正电粒子流,以某一初速度v0从两板中央平行于极板射入,由于重力的作用,粒子恰能落到下板中点O处.已知粒子质量为m=210-6 kg,电荷量q=110-8 C,电容器的电容C=110-6 F,g取10 m/s2,不计空气阻力.(1)求粒子入射速度v0的大小;(2)若在两极板间加上适当的恒定电压,要让以速度v0入射的上述带电粒子,恰好做匀速直线运动从两板间飞出,试确定下极板的带电性质和电荷量?解析:(1)带电粒子做平抛运动水平方向:L2=v0t (2分)竖直方向:d2=12gt2 (2分)联立解得v0=L2gd=2.5 m/s. (1分)(2)下极板带正电荷. (2分)由平衡条件有qE=mg (2
14、分)又E=U/d (1分)Q=CU (1分)解得Q=mgCd/q,将数据代入,解得 (2分)Q=810-6 C. (1分)答案:(1)2.5 m/s(2)正电荷810-6 C12.(14分)(2017冀州高二检测)如图所示,在真空中,沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy,在x轴上方有一沿x轴正方向的匀强电场E(电场强度E的大小未知).有一质量为m、带电荷量为+q的小球,从坐标原点O由静止开始自由下落,当小球运动到P(0,-h)点时,在x轴下方突然加一竖直向上的匀强电场,其电场强度与x轴上方的电场强度大小相等,且小球从P返回到O点与从O点下落到P点所用的时间相等.重力加速度为g.试求:(1)小球返回O点时速度的大小;(2)匀强电场的电场
