物理人教版 (新课标)第一章 静电场综合与测试课后练习题

这是一份物理人教版 (新课标)第一章 静电场综合与测试课后练习题，共15页。试卷主要包含了选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。


1. 一带负电荷的的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）

A.B.
C.D.

2. 关于电场强度，下列说法正确的是（ ）
A.由E=Fq知，若q减半，则该处场强不变
B.由E=kQr2知，当某点与点电荷Q间距离r→0时，该点场强E→∞
C.由E=kQr2知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强大小相等
D.由E=Ud知，匀强电场的场强大小等于电场中某两点间的电势差与这两点之间距离的比值

3. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）

A.粒子带正电B.粒子在A点加速度大
C.粒子在B点动能大D.粒子在A点比在B点电势能小

4. 如图所示，真空中有两个带等量异种电荷的点电荷A、B分别为两电荷连线和连线中垂线上的点，A、B两点电场强度大小分别是EA、EB，电势分别是φA、φB，下列判断正确的是（ ）

A.EA>EB，φA>φBB.EA>EB，φA<φB
C.EAφBD.EA
5. 电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（ ）

A.A点的电场强度比C点的小
B.负电荷在A点电势能比C点电势能大
C.电荷沿等势面AB移动过程中，电场力始终不做功
D.正电荷由A移到C，电场力做负功

6. 如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么（ ）

A.微粒带正、负电荷都有可能B.微粒做匀减速直线运动
C.微粒做匀速直线运动D.微粒做匀加速直线运动

7. 在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=−200V，则A、B、C三点的电势高低关系为（ ）
A.φA>φB>φCB.φA<φC<φBC.φB<φA<φCD.φC>φB>φA

8. 一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴．油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比． 若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降； 若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为−U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是（ ）
A.2v、向下B.2v、向上C.3v、向下D.3v、向上

9. 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图（箭头未标出），在M点处放置一个电荷量大小为q的负试探点电荷，受到的电场力大小为F，以下说法正确的是（ ）

A.由电场线分布图可知M点处的场强比N点处场强大
B.a、b为异种电荷，a的电荷量小于b的电荷量
C.M点处的场强大小为Fq，方向与所受电场力方向相同
D.如果M点处的点电荷电量变为2q，该处场强将变为F2q

10. 如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0∼T3时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出，微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g．关于微粒在0∼T时间内运动的描述，正确的是（ ）

A.末速度大小为2v0B.末速度沿水平方向
C.重力势能减少了14mgdD.克服电场力做功为mgd
二、选择题(本题共16小题，共54分。其中1~10题为单选题，每小题3分；11~16题为多选题，每小题4分)

1. 如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10−6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10−5J，已知A点的电势为−10V，则以下判断正确的是（ ）

A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示
B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
C.B点电势为零
D.B点电势为−20V

2. 如图所示，四个图像描述了对给定的电容器充电时，电容器电量Q、电压U和电容C三者的关系，正确的图像有（ ）
A.B.C.D.

3. 如图所示，从炽热的金属丝飘出的电子（速度可视为零），经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场．电子的重力不计．在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（ ）

A.将偏转电场极性对调B.减小偏转电极间的距离
C.增大偏转电极间的电压D.减小偏转电极间的电压

4. 如图，在A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a、b、c是杆上的三点，且ab=bc=L，b、c关于两电荷连线对称．质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，则（ )

A.小环通过b点时速度为2gL
B.小环通过c点时速度为3gL
C.小环从b到c速度可能先减小后增大
D.小环做匀加速直线运动

5. 如图所示，图中MN是由负点电荷产生的电场中的一条电场线．一带正电粒子q飞入电场后，只在电场力作用下沿图中虚线运动，a、b是该曲线上的两点，则下列说法正确是（ ）

A.该电场的场源电荷在M端
B.a点的电场强度大于b点的电场强度
C.a点的电势低于b点的电势
D.粒子在a点的动能小于在b点的动能

6. 如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面，相邻等势面间距离为5cm．一个电子仅受电场力垂直经过电势为零的等势面D时，动能为15eV（电子伏），到达等势面A时速度恰好为零．则下列说法正确的是（ ）

A.场强方向从A指向D
B.匀强电场的场强为100V/m
C.电子经过等势面C时，电势能大小为5eV
D.电子在上述等势面间运动的时间之比为1:2:3
三、计算题(本题共4小题，共46分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)

1.
质量均为m=10g、半径可忽略的两小球A和B用长度都为L=10cm的轻细绝缘丝线悬挂于同一点C，让两小球都有带上正电荷静止时如图所示，两小球相距r=12cm，已知A球带电量为B球的3倍，静电力常量为k=9×109N⋅m2/C2，g=10m/s2．求：

（1）B球的带电量．

（2）A、B连线中点O的电场强度大小和方向．

2. 如图所示，水平放置的两块平行金属板长l=5cm，两板间距d=1cm，两板间电压为U=90V，且上板带正电，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s，从两板中央射入（电子质量m=9.0×10−31kg，电子电量值q=1.6×10−19C）．求：

（1）电子飞出金属板时侧位移y0是多少？

（2）电子离开电场后，打在屏上的P点，若s=10cm，求OP的长．

3. 如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R=0.4m．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E=1.0×104N/C．现有一电荷量q=+1.0×10−4C，质量m=0.10kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点（图中没有标出）．g取10m/s2，求：

（1）带电体在圆形轨道C点的速度大小．

（2）PB间的距离xPB．

（3）D点到B点的距离xDB．

4. 如图所示，一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30∘角的倾斜向上的匀强电场中．杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×10−6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10−6C，质量m=1.0×10−2kg．现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动．（静电力常量k=9.0×109N⋅m2/C2，g取10m/s2）

（1）小球B开始运动时的加速度为多大？

（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？

（3）小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.63m时，速度为v=1.0m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少．
参考答案与试题解析
2018-2019学年人教版物理选修3-1第一章单元综合检测（一）
一、选择题（本题共16小题，共54分。其中1~10题为单选题，每小题3分）
1.
【答案】
D
【考点】
电场中轨迹类问题的分析
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．做曲线运动的物体，速度的方向沿该点的切线方向，而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线，故A错误；
C．负电荷受力的方向与该点场强方向相反，并且轨迹曲线应向力的方向弯曲，故C错误；
BD．质点从a到c减速，故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角，故B错误，D正确．
故选D．
2.
【答案】
A
【考点】
电场强度
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A项，因为电场强度是矢量，电场中某点的场强仅由电场本身决定，与试探电荷无关，故A正确；
BC项，E=kQr2仅适用于真空中点电荷形成的电场，故在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强大小相等不成立，故B和C错误；
D项，由E=Ud知，匀强电场的场强大小等于电场中某两点间的电势差与沿电场线方向这两点之间距离的比值，D错误．
故选A．
3.
【答案】
D
【考点】
电场中轨迹类问题的分析
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧，所以电场力逆着电场线方向，即粒子受力方向与电场方向相反，所以粒子带负电，故A错误；
B．由于B点的电场线密，所以粒子在B点受到的的电场力大，则粒子在A点的加速度较小，故B错误；
C．粒子从A到B，电场力对粒子运动做负功，电势能增加，导致动能减少，故C错误；
D．对于负电荷电势低的地方电势能大，故D正确．
故选D．
4.
【答案】
A
【考点】
等量电荷的电场线
电势
电场的叠加
电场强度
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：常见电场的电场线中，等量异种电荷电场线的条数在连线上由正电荷到负电荷先减少后增加，电场强度先减小后增加，中垂线上电场强度向两边逐渐减小，电势的大小恒定，为零势能面，可见，A点的电场线比较密，故A点的场强大；另外，电场线的方向从左到右，故A点的电势高于B点的电势，因此A选项正确，BCD错误．
故选A．
5.
【答案】
C
【考点】
电势与电势能的关系
等势面
【解析】
电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，等势面密，电场线疏的地方电场的强度小，等势面疏；沿电场线的方向，电势降低．沿着等势面移动点电荷，电场力不做功．电场线与等势面垂直．
【解答】
解：A．点A的等势面比C点的等势面密，则A点的场强比C点的大．故A错误．
B．负电荷在高电势点电势能小，在低电势点电势能高．故B错误．
C．沿着等势面移动点电荷，电势能不变，电场力不做功．故C正确．
D．正电荷由A到C，为沿电场力方向运动，则电场力做正功．故D错误．
故选：C．
6.
【答案】
B
【考点】
带电粒子在重力场和电场中的运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B正确．
故选B．
7.
【答案】
C
【考点】
电势
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由题意，UAB=φA−φB=75V，则得φA>φB，
UBC=φB−φC=−200V，则得φB<φC，
又UAC=UAB+UBC=75−200V=−125V，则得φA<φC，
故有φC>φA>φB，故A、B、D错误，C正确．
故选C．
8.
【答案】
C
【考点】
带电粒子在电场中的加（减）速和偏转
电容
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由题意知，未加电压时mg=kv，加电压U时，电场力向上，设为F，则有F=mg+kv，当加电压(−U)时，电场力向下，匀速运动时有F+mg=kv′，解得：v′=3v方向向下，C选项正确．
故选C．
9.
【答案】
B
【考点】
电场线
电场强度
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．根据电场线的疏密程度可判断，A错误，B正确；
C．M点的场强大小为Fq，方向与电场力方向相反，C错误；
D．场强大小与检验电荷电量大小无关，D错误．
故选B．
10.
【答案】
B
【考点】
电场力做功的计算
匀强电场中电势差和电场强度的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．因为中间T3与后面T3时间加速度等大反向，所以离开电容器时，竖直速度为零，只有水平速度v0，故A错误，B正确；
D．中间T3时间和后面T3时间竖直方向的平均速度相等，所以竖直位移也相等，因为竖直方向总位移是d2，所以后面T3时间内竖直位移是d4，克服电场力做功W=2qE0×d4=2mg×d4=12mgd，故D错误；
C．重力势能减少量等于重力做功mg×d2，故C错误．
故选B．
二、选择题(本题共16小题，共54分。其中1~10题为单选题，每小题3分；11~16题为多选题，每小题4分)
1.
【答案】
A,C
【考点】
电场中轨迹类问题的分析
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：因微粒仅受电场力作用，且由A点运动到B点时动能减少，故电场力做负功，电场力的方向水平向左，轨迹应为虚线1所示，故A正确，故B错误．
由WAB=UAB⋅q=−10−5J，可得UAB=−10V，由UAB=φA−φB，可得φB=φA−UAB=0V，故C正确，故 D错误．
故选AC．
2.
【答案】
C,D
【考点】
电容
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量，是由电容器本身决定的，与电容器两极板的电压和电量无关，A、B错误；
CD．电容在数值上等于一个极板上所带的电荷量与两极板电势差的比值，C、D正确．
故选CD．
3.
【答案】
B,C
【考点】
带电粒子在电场中的加（减）速和偏转
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．对调偏转电极只能使电子偏转方向相反，不能增大偏转角，故A错误；
BCD．设加速电压为U1，偏转电压为U2，
根据动能定理：eU1=12mv2，得：v=2eU1m，
在偏转电场中，由平抛规律可得vy=at，
加速度为：a=eU2md，运动时间为：t=Lv，
可得偏转角的正切值为：tanθ=vyv=U2L2U1d，若使偏转角变大，即使tanθ变大，由上式看出可以增大U2，或减小U1，或增大L，或减小d，故BC正确，D错误．
故选BC．
4.
【答案】
A,D
【考点】
电场的叠加
点电荷的场强
匀变速直线运动的速度与位移的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：CD．等量异种电荷连线的垂直平分线上，电场强度的方向垂直于平分线，光滑绝缘细杆a、b、c三点，带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，虽然受到电场力，但由于细杆光滑，所以小环不受摩擦力，所以小环在竖直方向上只受到重力作用，做自由落体运动，D正确，C错误；
AB．由运动学公式v2−v02=2gL得小环通过b点时的速度为2gL，同理可得小环通过c点时速度为2gL，故A正确，B错误．
故选AD．
5.
【答案】
A,D
【考点】
电场中轨迹类问题的分析
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体外力指向轨迹内侧，故该带正电的粒子所受电场力向左，因此电场线由N指向M，所以场源电荷在左侧，根据负电荷周围电场分布特点可知：a点的电场强度小于b点的电场强度，a点的电势高于b点的电势，故粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，A正确，B、C错误；
在只有电场力做功的情况下，粒子的电势能和动能的总和保持不变，故粒子在a点的动能小于在b点的动能，故D正确．
故选AD．
6.
【答案】
B,C
【考点】
带电粒子在电场中的加（减）速和偏转
等势面
逆向思维法的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．电子到达等势面A时速度恰好减为零，说明电场力向下，负电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反，故场强方向从D指向A，A错误；
B．从D到A，动能减小15eV，故电场力做功−15eV，故有：WDA=−eEdDA=−15eV，解得E=15eVe×0.15=100V/m，B正确；
C．只有电场力做功，电势能和动能之和守恒．故：EkD+EpD=EkA+EpA，解得EpA=15eV，匀强电场中，每前进相同距离电势变化相同，故EpC=5eV，C正确；
D．运用逆向思维，到达A后，假设时间倒流，做初速度为零的匀加速直线运动，根据x=12at2，通过，s、2s、3s的时间之比为1:2:3，故通过连续三段相等距离的时间之比为1:2−1:3−2，D错误．
故选BC．
三、计算题(本题共4小题，共46分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
1.
【答案】
（1）B球的带电量为2×10−7C；
（2）A、B连线中点O的电场强度大小为1×106N/C，方向由A指向B（或水平向右）．
【考点】
库仑力作用下的平衡问题
电场的叠加
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）由对称性可知：A、B连线是水平的，A、B两球受力对称．
sinθ=r2L=0.6，csθ=0.8，
B球受力如图所示，
由平衡条件可得：
F拉sinθ=F电，
F拉csθ=mg，
由库仑定律得：F电=kQAQBr2，
由题意可知：QA=3QB，
所以，B球的带电量为：
QB=mgr2tanθ3k=2×10−7C．
（2）由点电荷场强公式可得，A球在O点的场强方向由A指向B，大小为：
EA=kQAr22=1.5×106N/C，
B球在O点的场强方向由B指向A，大小为：
EB=kQBr22=0.5×106N/C，
A、B连线中点O的电场强度大小为：
E=EA−EB=1×106N/C，
方向由A指向B（或水平向右）．
2.
【答案】
（1）电子飞出金属板时侧位移y0是0.5cm．
（2）电子离开电场后，打在屏上的P点，若s=10cm，OP的长为2.5cm．
【考点】
带电粒子在电场中的加（减）速和偏转
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）竖直方向做匀加速直线运动，根据电容器电压与电场的关系得：E=Ud=9000V/m，
F=Eq=9000×1.6×10−19N=1.44×10−15N，
又因为F=ma，所以a=Fm=1.6×1015m/s2，
水平方向做匀速运动，故t1=lv0=2.5×10−9s，
所以y0=12at12=0.5cm．
（2）竖直方向速度vy=at1=4×106m/s，
从平行板出去后做匀速直线运动，水平和竖直方向都是匀速运动，水平方向：t2=sv0=5×10−9s，
竖直方向y2=vyt2=0.02m=2cm，
OP=y0+y2=2.5cm．
3.
【答案】
（1）带电体在圆形轨道C点的速度为2.0m/s．
（2）PB间的距离xPB为1m．
（3）D点到B点的距离xDB为0．
【考点】
动能定理的应用
牛顿第二定律的概念
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）设带电体通过C点时的速度为vC，由题知在最高点处重力提供向心力，故mg=mvC2R，
解得vC=2.0m/s．
（2）由动能定理可得：EqxPB−2mgR=12mvC2，
解得xPB=1m．
（3）设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，根据运动的分解有：2R=12gt2，
xDB=vCt−12Eqmt2，
联立解得xDB=0．
4.
【答案】
（1）小球B开始运动时的加速度为3.2m/s2；
（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h1为0.9m；
（3）此过程中小球B的电势能增加了8.2×10−2J．
【考点】
电场力做功与电势能变化的关系
动能定理的应用
加速度与力、质量的关系式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得
mg−kQqL2−qEsinθ=ma，
解得a=g−kQqL2m−qEsinθm，
代入数据解得：a=3.2m/s2．
（2）小球B速度最大时合力为零，即
kQqh12+qEsinθ=mg，
解得：h1=kQqmg−qEsinθ，
代入数据解得：h1=0.9m．
（3）小球B从开始运动到速度为v的过程中，设重力做功为W1，电场力做功为W2，库仑力做功为W3，根据动能定理有：W1+W2+W3=12mv2，
W1=mgL−h2，
W2=−qEL−h2sinθ，
解得：W3=12mv2−mgL−h2+qEL−h2sinθ，
设小球的电势能改变了ΔEp，
则ΔEp=−W2+W3，
ΔEp=mgL−h2−12mv2=8.2×10−2J．