1、人教版高中物理选修31第一章静电场单元检测试题解析版第一章静电场单元检测题一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.在静电场中，下列有关电势能、电势判断正确的是（）A 电势能、电势都是仅有电场本身因素决定，与处于电场中的电荷无关B 电势高的地方，电荷的电势能一定大C 电势能等于两点的电势差D 某点电势的大小等于单位电荷在该点与在参考点的电势能差的大小2.真空中两个点电荷Q1、Q2，它们间的作用力为F，下列做法可以使它们间的作用力变为1.5F的是（）A 使Q1变为原来的2倍，Q2变为原来的3倍，同时使它们间距离变为原来的2倍B 使Q1变为原来的4倍，Q2变为原来的1.5倍，同时使它们间距离变为原
2、来的3倍C 使每一个电荷电量都变为原来的1.5倍，间距也变为1.5倍D 保持它们的电量不变，使它们间的距离变为原来的1.5倍3.如图所示，是一个示波器工作原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量()叫示波器的灵敏度若要提高其灵敏度，可采用下列方法中的()A 增大两极板间的电压 B 尽可能使板长l做得短些C 尽可能使板间距离d减小些 D 使电子入射速度v0大些4.如图所示，点电荷4Q与Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力
3、，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象可能是图中的( )AB C D5.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OMON4R.已知M点的场强大小为E，静电力常量为k，则N点的场强大小为()AE BE C DE6.如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应()A 带负电，放在A点 B 带正电，放在B点C 带负电，放在C点 D 带正电，放在C点7.如图所示是测定液面高度h的
4、电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则()A 导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大B 导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大C 导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小D 导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小8.用丝绸摩擦两根玻璃棒，手持一根玻璃棒，靠近另一根被吊起的玻璃棒时，现象如图甲箭头所示远离而手持用毛皮摩擦过的橡胶棒，靠近被吊起的用丝绸摩擦过的玻璃棒时，现
5、象如图乙箭头所示靠近那么()A 图甲中两玻璃棒互相吸引 B 图乙中橡胶棒与玻璃棒互相排斥C 图甲、乙中的玻璃棒带异种电荷 D 图乙表明异种电荷互相吸引9.如图所示，在xOy平面上第象限内有平行于y轴的有界匀强电场，方向如图y轴上一点P的坐标为(0，y0)，有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中，当匀强电场的场强为E时，电子从A点射出，A点坐标为(xA,0)，则A点速度vA的反向延长线与速度v0的延长线交点坐标为()A (0，y0) B (，y0) C (xA，y0) D (xA，y0)10.如图甲所示，在两距离足够大的平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，t0时刻，A板电势
6、高于B板电势，当两板间加上如图乙所示的交变电压后，下列图象中能正确反映电子速度v、位移x、加速度a和动能Ek四个物理量随时间变化规律的是()ABCD11.一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足abcd，若不计粒子所受重力，则()A 粒子一定带正电B 粒子的运动是匀变速运动C 粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大D 粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大12.如图所示，空间内有一场强为、方向竖直向下的匀强电场.一根绝缘轻质硬杆的两端分别固定着A、B两只质量均为m带电量均为+q的小球，O点是一光滑水平轴，已知AO=L，BO=2L，重力加速度为g.细杆从水平
7、位置由静止释放，使其自由转动，当B球转到O点正下方的过程中，正确的是（ ）AB球电势能减少了2mgLBA、B球与杆组成的系统电势能减少了C 转动过程中杆对A的弹力不做功D 转到最低点时B球的速度为13.如图所示，Q1、Q2为两个等量同种正点电荷，在Q1、Q2产生的电场中有M、N和O三点，其中M和O在Q1、Q2的连线上(O为连线的中点)，N为两电荷连线中垂线上的一点，则下列说法中正确的是()AO点电势等于N点电势BO点场强一定大于M点场强C 将一个负点电荷从M点移到N点，电场力对其做负功D 若将一个正点电荷分别放在M、N和O三点，则该点电荷在O点时电势能最大14.“顿牟”指玳瑁的甲壳，“掇芥”的
8、意思是吸引芥子之类的轻小的物体不考虑万有引力的作用，发生“顿牟掇芥”时，两者可能的带电情况是()A 玳瑁壳带正电，芥子带正电 B 玳瑁壳带负电，芥子带负电C 玳瑁壳带正电，芥子不带电 D 玳瑁壳不带电，芥子不带电二、多选题(每小题至少有两个正确答案) 15.关于电荷守恒定律，下列叙述中正确的是()A 一个物体所带的电荷量总是守恒的B 在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的C 在一定的条件下，一个系统内的等量的正、负电荷即使同时消失，也不违背电荷守恒定律D 电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换16.如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，都用长L的
9、丝线悬挂在O点静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法()A 将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B 将小球B的质量增加到原来的8倍C 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍17.如图所示，一绝缘轻杆的长为L，两端分别带有等量异种电荷.电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60，若使杆沿顺时针方向转过60（以杆上某一点为圆心转动），则下列叙述正确的是（）A 电场力不做功，两电荷电势能不变B 电场力做的总功为，两电荷的电势能减少C 电场力做的总功为，两电荷的电势能增加D
10、电场力做的总功大小跟转轴位置无关18.两个不规则的带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直，a、b、c、d为电场中几个点，并且a、d为紧靠导体表面的两点，以无穷远为零电势点，则()A 场强大小关系有EbEcB 电势大小关系有bdC 将一负电荷放在d点时其电势能为负值D 将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功19.相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可看做是匀强电场，其电场线分布如图所示一个带粒子只在电场力作用下沿图中轨迹穿过该电场，则从a运动到d的过程中，下列说法正确的是()A 粒子的速度一定在增大B 粒子带负电C 粒子在a点的电
11、势能大于d点电势能D 粒子的加速度先变大再不变后变小三、填空题20、长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于_，方向为_21、如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为900 N/C，在电场内一水平面上作半径为10 cm的圆，圆上取A、B两点，AO沿电场方向，BOOA，另在圆心处放一电荷量为109C的正点电荷，则A处场强大小EA_ N/C，B处场强大小EB_ N/C. 四、计算题 22.如图所示，质量为m、带电荷量为q的小球在光滑导轨上运动，导轨左边为斜轨，右边为半圆形滑环，其半径为R
12、.小球在A点时的初速度为v0，方向和斜轨平行，整个装置放在方向竖直向下、场强为E的匀强电场中，斜轨的高度为h，试问：(1)如果小球能到达B点，那么小球在B点对半圆环的压力多大？(2)在什么条件下小球可以沿半圆环做匀速圆周运动到达最高点，这时小球的速度多大？23.如图所示，匀强电场中，A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q21010C的点电荷由A点移动到B点，电场力做功4.8108J，再由B点移到C点电荷克服电场力做功4.8108J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势及场强的方向答案解析1.【答案】D【解析】根据电势能与电势的关系Ep=q，可知电势能既与电场有关，又与电荷有关电势仅由电场
13、本身因素决定，与处于电场中的电荷无关，故A错误电势高的地方，正电荷的电势能一定大，而负电荷的电势能一定小，故B错误电势能与电势差是两个不同概念，故C错误根据电势的定义式=知，某点电势的大小等于单位电荷在该点的电势能大小，而电势能大小等于电荷在该点与在参考点的电势能差的大小，故D正确2.【答案】A【解析】由库仑定律可知：F=；使Q1变为原来的2倍，Q2变为原来的3倍，同时使它们间的距离变为原来的2倍；则F=1.5F；故A正确；使Q1变为原来的4倍，Q2变为原来的1.5倍，同时使它们间的距离变为原来的3倍；F变为原来的倍；故B错误；使每一个电荷电量都变为原来的1.5倍，间距也变为1.5倍；则库仑力
14、与原来相等；故C错误；保持电量不变，使它们间的距离变为原来1.5倍，则库仑力变为原来的；故D错误.3.【答案】C【解析】因为hat2，所以.要提高示波器的灵敏度，选项中合乎要求的只有C.4.【答案】B【解析】粒子在AB连线上的平衡位置即为所受合力为零的位置，设粒子与B点的距离为x，所以k，得x，即在D点，粒子在D点左侧时所受电场力向左，粒子在D点右侧时所受电场力向右所以粒子的运动情况有以下三种情况：在D点左侧时先向右减速至速度为零然后向左加速运动；粒子能越过D点时，先在D点左侧减速，过D点以后加速运动；或在D点左侧减速，运动到D点速度减为0，以后一直静止，由于C图象不对称，所以粒子在CD之间的
15、运动可以用B图象描述，故B正确5.【答案】A【解析】若将带电荷量为2q的球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，则在M、N点所产生的电场为：E，由题知当半球面在M点产生的场强为E，则N点的场强为EE，故选A.6.【答案】C【解析】小球a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时，才能静止在斜面上可知只有小球b带负电、放在C点才可使a受合力为零，故选C.7.【答案】D【解析】电流计指针向左偏转，说明流过电流计G的电流由左右，则导体芯A所带电荷量在减小，由QCU可知，由导体芯A与导电液体形成的电容器的电容在减小，则液体的深度h在减小，故D正确8.【答案】
16、D【解析】两根玻璃棒带的是同种电荷，所以玻璃棒相互排斥，故A是错误的；与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，所以两者相互吸引，故B错误；都是丝绸摩擦过的玻璃棒，所以都是带正电的，所以C错误；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，而两者相互吸引，所以可以说明异种电荷相互吸引，故选D.9.【答案】C【解析】如图所示，vA的反向延长线与速度v0的延长线交于B点，由几何关系可知，yBy0，xB.故选项C正确10.【答案】A【解析】分析电子一个周期内的运动情况：0时间内，电子从静止开始向A板做匀加速直线运动，沿原方向做匀减速直线运动，时刻速度为零.T时间内向B板做匀加速直
17、线运动，TT继续向B板做匀减速直线运动根据以上的分析可知A图象符合电子的运动情况故A正确电子做匀变速直线运动时xt图象是抛物线，故B错误根据电子的运动情况：匀加速运动和匀减速运动，而匀变速运动的加速度不变，at图象应平行于横轴故C错误匀变速运动速度图象是倾斜的直线，Ekt图象是曲线故D错误11.【答案】B【解析】由于abcd，所以电场线垂直于等势面由a指向d，根据AB弯曲方向可知其受力由d指向a，故该粒子带负电，从A点到B点的运动过程中，粒子的动能在增大，电势能在减小12.【答案】B【解析】电场力对B球做功为，故B球的电势能减小3mgL，选项A错误；电场力对A球做功为，故A球的电势能增加，则A
18、、B球与杆组成的系统电势能减少了，选项B正确；A球的电势能增加，重力势能增加，动能增加，则转动过程中杆对A的弹力一定做功，选项C错误；对AB系统，设B球转至最低点时速度为，由能量关系可知：，解得，选项D错误；故选B.13.【答案】C【解析】根据两个等量同种正点电荷的电场分布特点，在两电荷连线的垂直平分线上电场强度方向从O到N，则O点的电势高于N点的电势，故A错误；在M、N和O三点中O点电场强度为零，故O点场强一定小于M点场强故B错误；将负点电荷从M点移到O点，电场力向左，电场力对负电荷做负功，其电势能增加；再将负的试探电荷从O点移到N点，电场力做负功，电势能增加故C正确；在两个等量同种正点电荷
19、的连线上，中点O的电势最低，根据两个等量同种正点电荷的电场分布特点，在两电荷连线的垂直平分线上，O点的电势最高故M、N、O三点中，M点的电势最高，N点的电势最低所以正点电荷在M点的电势能最大，在N点的电势能最小故D错误14.【答案】C【解析】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引带电体都有吸引轻小物体的性质，所以C正确，A，B，D错误15.【答案】BCD【解析】16.【答案】BD【解析】对B由共点力平衡可得而F，可知d故答案为BD.17.【答案】BD【解析】+Q所受电场力水平向右，-Q所受电场力水平向左，当杆沿顺时针方向转过60时，电场力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都减小，故A错误电场力对正
20、电荷所做的功W1=QE（1-cos 60）=QEL，电场力对负电荷所做的功：W2=QE（1cos 60）=QEL，电场力做的总功为W=W1+W2=QEL，由于电场力做正功，两个电荷的电势能减少，动能增加，故B正确，C错误由B可知，电场力做的总功：W=QEL，总功与跟转动轴无关，故D正确故选：B、D.18.【答案】BD【解析】由电场线的疏密表征电场强度的大小可知，EbEc，故A项错误；沿着电场线方向电势降低，达到静电平衡状态的导体是等势体，可知bd，故B正确；由于a点电势高于d点电势，将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做功Wq(ad)0，为正功，故D正确；由于无穷远处为零电势点，故d点电势为
21、负，负电荷放在d点时其电势能Epd(q)d0，为正值，故C错误19.【答案】CD【解析】根据板间粒子轨迹的偏转方向可知，粒子带正电由于电场力的方向与电场线的切线的方向相同，从图中可以看出粒子在a点时速度的方向与电场线的方向之间的夹角大于90度，所以在a点的附近，电场力做负功，所以粒子的动能先减小故A、B错误；从图中可得，a点位于a所在电场线的接近中点的地方，d点离负极板更近一些，所以a点的电势一定高于d点的电势，正电荷在a点的电势能大于在d点的电势能故C正确；电场线的疏密表示电场的强弱，从图中可知，b点处于匀强电场中且b点附近的电场线最密，所以b点的场强最大，大于a点和d点的场强，所以粒子在a
22、到d的过程中，受到的电场力先增大再不变后减小，根据牛顿第二定律，粒子的加速度先变大再不变后变小故D正确20、【答案】向左21、【答案】01.2710322.【答案】(1)mgqE，方向竖直向下(2)mgEqv0【解析】(1)当满足mgEq时，小球到达B点的速度为v0，设小球在B点受半圆环的支持力为FN1，则得FN1小球对半圆环压力FN1FN1，方向竖直向下当mgEq时，根据动能定理有mghqEhmvmv设此时小球在B点受半圆环的支持力为FN2，FN2Eqmg由得FN2mgqE小球对半圆环的压力FN2FN2，方向竖直向下(2)当mgEq时，小球可以匀速沿半圆环到达最高点，此过程小球到达B点速度仍为v0，小球只在半圆环的压力作用下做匀速圆周运动，速率为v0.23.【答案】AC240 V电场方向垂直于AC，指向左上方【解析】把电荷从A点移到B点，由UAB得UABV240 V，所以ABA240 V.把电荷从B点移到C点，UBCV240 V，BCC240 V，则C240 V.因为AC，即A、C在同一等势面上，根据场强与等势面垂直且由高电势处指向低电势处，可得该电场的场强方向垂直于AC，指向左上方
