1、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.在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则()Ab点的电场强度一定比a点大B 电场线方向一定从b指向aCb点的电势一定比a点高D 该电荷的动能一定减小2.电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是()AA点的电场强度比C点的小B 负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大C 电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功D 正电荷由A移动到C，电场力做负功3.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 D4.如
2、图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q1、Q2，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C位置时也恰好能平衡，已知AB弦是AC弦的两倍，则()A 小球在C位置时的电量是B位置时电量的一半B 小球在C位置时的电量是B位置时电量的四分之一C 小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小D 小球2在B点对碗的压力大小大于小球2在C点时对碗的压力大小5.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示一个电荷量为2 C、质量为1
3、kg的小物块从C点由静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是()AB点为中垂线上电场强度最大的点，场强E2 V/mB 由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大C 从C到A电势逐渐升高DA、B两点电势差UAB5 V6.关于匀强电场场强和电势差的关系，下列叙述正确的是()A 在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大B 电场强度越大的地方，电势越高，任意两点间的电势差越大C 沿不垂直于电场线方向任意一条直线上相同距离上的电势差必相等D 电势降低的方向一定是场强方向7.在电场中()A 某点的电场强度大，该点的电势一定高B 某
4、点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C 某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D 某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零8.电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2108J，在B点的电势能为8.0109J已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0109C，那么()A 该电荷为负电荷B 该电荷为正电荷CA、B两点的电势差UAB4.0 VD 把电荷从A移到B，电场力做功为W4.0 J9.如图所示，平行等距的竖直虚线为某一电场的等势面，一带负电的微粒以一定初速度射入电场后，恰能沿直线PQ运动，由此可知()A 该电场一定是匀强电场，且方向水平向左
5、BP点电势高于Q点的电势C 微粒从P点到Q点电势能减少，机械能增加D 微粒从P点到Q点，其动能与电势能之和保持不变10.如图所示，匀强电场场强E100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线的夹角为60，则A、B间电势差UAB为()A 10 V B 10 V C 5 V D 5 V11.某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N点.以下说法正确的是（ ）AM、N点的场强EMENB 粒子在M、N点的加速度aMaNC 粒子在M、N点的速度vMvND 粒子带正电12.如图所示的匀强电场场强为103N/C，ab、cd平行于电场线，ac、bd垂直于电场线，ab
6、cd4 cm，acbd3 cm.则下述计算结果正确的是()Aa、b之间的电势差为40 VBa、c之间的电势差为50 VC 将q5103C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是0.25 JD 将q5103C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 J二、多选题 13. 下列公式适用于任何电场的是()AWqU BUEd CE DEk14. 由电场强度的定义式E可知，在电场中的同一点()A 电场强度E跟F成正比，跟q成反比B 无论试探电荷所带的电荷量如何变化，始终不变C 电场强度为零，则在该点的电荷受到的静电力一定为零D 一个不带电的小球在该点受到的静电力为零，则该点的电场强
7、度一定为零15. 下列关于电容器和电容的说法中，正确的是()A 根据C可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B 对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C 无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D 电容器所带电荷量增加一倍，电容就增加一倍16. 如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是()A 粒子在三点所受电场力不相等B 粒子可能先经过a，再到b，然后到cC 粒子三点所
8、具有的动能大小关系为EkbEkaEkcD 粒子在三点的电势能大小关系为EpcEpaEpb17. 如图所示，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷(即电荷量与质量之比)相同的带电粒子(不计重力)以相同的速率从同一等势面的a点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动，则可判断()A 两个粒子电性相同B 经过b、d两点时，两粒子的加速度的大小相同C 经过b、d两点时，两粒子的速率相同D 经过c、e两点时，两粒子的速率相同 三、计算题 18.如图所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距为r，则：(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3
9、)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强如何？19.如图所示，在场强E104N/C的水平匀强电场中，有一根长l15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m3 g、电荷量q2106C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s2.求：(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？20.如图所示，金属板A，B与电源相连，电源电压U2 V，AB板间距d5 cm，B板接地在两板间有a、b、c三点，其连线组成一直角三角形，ab连线
10、与A板垂直，ab长L13 cm，a点离A板L21 cm.问：(1)ac间电势差为多少？(2)一个电子在a点具有的电势能为多少？(3)使一个电子从a点沿斜边移到c点时，电场力做功多少？ 答案解析1.【答案】C【解析】电场力做负功，该电荷电势能增加正电荷在电势高处电势能较大，C正确电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负由动能定理可知，动能不一定减小，D错误电势高低与场强大小无必然联系，A错误b点电势高于a点，但a、b可能不在同一条电场线上，B错误2.【答案】C【解析】等势面越密集的地方电场强度越大，故A点的电场强度比C点的大，A错误；负电荷在电势越高的位置电势能越小，B错误；沿等势
11、面移动电荷，电场力不做功，C正确；正电荷由A移动到C，电场力做正功，D错误3.【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：B4.【答案】C【解析】对小球2受力分析，如图所示，小球2受重力、支持力、库仑力，其中F1为库仑力F和重力mg的合力，根据三力平衡原理可知，F1FN.由图可知，OABBFF1设半球形碗的半径为R，AB之间的距离为L，根据三角形相似可知，即所以FNmgFmg当小球2处于C位置时，AC距离为，故FF，根据库仑定律有：Fk，Fk所以，即小球在C位置时的电量是B位置时电量的八分之一，故A、B均错误由上面的式可知FNmg，即小球
12、2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小，故C正确，D错误5.【答案】D【解析】由题图乙知，小物块在B点时加速度最大，故B点场强最大，加速度大小为2 m/s2，根据牛顿第二定律得qEma，解得E1 V/m，A错误；由C到A的过程中小物块的动能一直增大，电势能始终在减小，电势逐渐降低，B、C错误；根据动能定理有qUBAmvmv，解得UAB5 V，D正确6.【答案】C【解析】在相同距离的两点上，电势差大，两点沿电场方向的距离也大，其场强不一定大故A错误电场强度越大的地方，电势不一定越高，如负点电荷形成的电场，越接近点电荷，电势越低，B错误根据匀强电场中场强和电势差的关系公式UEd，得
13、知，沿不垂直于电场线方向任意一条直线上相同距离上的电势差必相等故C正确电势降低的方向不一定是场强方向，电势降低最快的方向才是场强方向故D错误7.【答案】D【解析】电场强度大的电势不一定高，故A错；由Epq可知正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大，在电势为0处电势能为0，故B、C错，D对8.【答案】A【解析】点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，从A到B电场力做正功，所以该电荷一定为负电荷，且WABEpAEpB1.2108J8.0109J4.0109J，故A项正确，B、D项错误；UABV4.0 V，所以C选项错误9.【答案】B【解析】等势面平行等距，因为电场线和等势线垂直，所以电
14、场线必定沿水平方向，且疏密均匀同向，该电场一定是匀强电场负电荷受到电场力与重力，使其沿着PQ做直线运动，可知，电场力必定水平向左，故电场的方向应水平向右故A错误沿电场线电势降低，电场方向向右，则P点的电势高于Q点的电势，故B正确微粒所受的电场力水平向左，从P点到Q点，电场力对微粒做负功，则其电势能增加、机械能减少，故C错误；从P到Q过程中，动能、重力势能与电势能之和保持不变，因为重力势能增加，因此动能与电势能之和减小，故D错误10.【答案】D【解析】由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角60，A、B两点沿电场方向的距离：dLcos，A、B两点间的电势差：UABEdELcos100 V/m0.
15、1 mcos 605 V，故D正确，A、B、C错误11.【答案】D【解析】电场线的疏密程度表电场强度的大小，可知EMEN，故A错误；电场力，根据牛顿第二定律，加速度，EMEN，则aMaN，故B错误；根据曲线运动的规律，作出粒子的速度方向和所受电场力的方向，电场力与速度方向之间的夹角为锐角，说明电场力对粒子做正功，电势能减小，动能增大，速度增大，vMvN，故C错误；粒子所受电场力的方向与电场线的切线方向相同，说明粒子带正电，故D正确.12.【答案】A【解析】由UEd得Uab1030.04 V40 V，A正确；a、c在同一等势面上，所以Uac0，B错误；将电荷沿abdca移动一周，位移为0，故电场
16、力做功为0，C错误；WadWabqUab(5103)40 J0.2 J，D错误.13.【答案】AC【解析】公式UEd只适用于匀强电场，Ek只适用于真空中的点电荷，故正确答案为A、C.14.【答案】BC【解析】电场强度是由电场本身所决定的物理量，是客观存在的，与放不放试探电荷无关电场的基本性质是它对放入其中的电荷有静电力的作用，FEq.若电场中某点的电场强度E0，那么F0，若小球不带电q0，F也一定等于零，选项B、C正确15.【答案】BC【解析】由于电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性一个电容器对应唯一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压
17、成反比因此A错误；电容器所带电荷量增加一倍，两极板间的电压增加一倍，电容C不变，故D错误；由于电容是定值，由QCU知，其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B、C正确16.【答案】BD【解析】因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，选项A错误由题图可知，电场的方向是向上的，带电粒子受到的电场力指向曲线凹侧，是向下的，粒子带负电，带电粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如图的轨迹，选项B正确带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的
18、电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小选项C错误，D正确17.【答案】BD【解析】因轨迹是曲线，类比匀速圆周运动，合力指向圆心，可知粒子1受斥力，粒子2受引力，两个粒子的电性不同，A错误设带电粒子距点电荷的距离为r，点电荷带电荷量为Q，则粒子运动的加速度大小为a.由已知条件有：在b、d两点时，两者加速度大小相同，B正确粒子1受斥力，从a到b过程中，电场力和运动方向成钝角，做负功，动能减小；粒子2受引力，从a到d过程中，电场力和运动方向始终成锐角，做正功，动能增加；又两粒子初速度大小相同，则两粒子经过b、d两点时的速率不相同，C错误a、c、e三点在同一等势面上，则从a分别到c、e两
19、点时，两粒子动能相同，速率相同，D正确18.【答案】(1)，方向由AB，方向由AB(2)，方向由AB(3)，方向由AB【解析】(1)如图所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由AB.A、B两点电荷在O点产生的电场强度：EAEB.(2)O点的场强为：EOEAEB，方向由AB.(3)如图所示，EAEB，由矢量图所形成的等边三角形可知，O点的场强EOEAEB，方向与A、B的中垂线垂直，即由AB.19.【答案】(1)重力势能减少4.5103J电势能增加3103J(2)3103J1.5103V (3)1 m/s5102N【解析】(1)Epmgl4.5103JEp电Eql3103J(2)Ep电3103JEp电Bq，BV1.5103V(3)AB由动能定理得：mglEqlmv所以vB1 m/s，在B点对小球FTmg，FT5102N20.【答案】(1)1.2 V(2)2.561019J(3)1.921019J【解析】(1)匀强电场的电场强度为E40 V/mac间电势差为UacUabEL1400.03 V1.2 V.(2)a点的电势为aE(dL2)400.04 V1.6 V.一个电子在a点具有的电势能为Epea1.610191.6 J2.561019J(3)一个电子从a点沿斜边移到c点时，电场力做功为WeUac1.921019J
