高中物理《第一章 靜電場》章末檢測 新人教版選修3-1

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1、高中物理《第一章 靜電場》章末檢測 新人教版選修3-1 一、選擇題(本大題共10小題，每小題4分，共40分) 1. 帶有等量異種電荷的一對平行金屬板，如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大，即使在兩極板之間，它的電場線也不是彼此平行的直線，而是如圖所示的曲線，關于這種電場，以下說法正確的是 ( 　　) A．這種電場的電場線雖然是曲線，但是電場線的分布卻是左右對稱的，很有規(guī)律性，它們之間的電場，除邊緣部分外，可以看做勻強電場 B．電場內(nèi)部A點的電場強度小于B點的電場強度 C．電場內(nèi)部A點的電場強度等于B點的電場強度 D．若將一正電荷從電場中的A點由靜止釋放，

2、它將沿著電場線方向運動到負極板 答案：D 解析：由電場線疏密可看出EA＞EB，不是勻強電場故A、B、C錯誤．D選項，正電荷靜止釋放，則沿電場力方向向下運動，D正確． 2. [xx·浙江高考](多選)用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上．小明同學用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當距離約為0.5 cm 時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示，對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是(　　) A．摩擦使筆套帶電 B．筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應出異號電荷 C．圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力 D．筆套碰到圓環(huán)后，筆套

3、所帶的電荷立刻被全部中和 答案：ABC 解析：筆套與頭發(fā)摩擦后，由于它們的原子核束縛電子的本領不同，而使筆套帶電，這種起電方式叫摩擦起電，選項A正確；當帶電的筆套靠近金屬箔圓環(huán)時，圓環(huán)上部感應出與筆套相異的電荷，下部感應出與筆套相同的電荷，即上、下部電荷量等量異號，選項B正確；圓環(huán)被吸引上來，由靜止變運動，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，圓環(huán)所受靜電力有筆套的引力和斥力，但靜電力的合力大于圓環(huán)的重力，選項C正確；筆套碰到圓環(huán)后，由于筆套是絕緣體，所以其上電荷不能被全部中和，選項D錯誤． 3. [xx·河北冀州](多選)真空中相距為3a的兩個點電荷M、N，分別固定于x軸上，x1＝0和x2＝

4、3a的兩點上，在它們連線上各點場強隨x變化關系如圖所示，以下判斷中正確的是 ( 　　) A．點電荷M、N一定為異種電荷 B．點電荷M、N一定為同種電荷 C．點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為4∶1 D．x＝2a處的電勢一定為零 答案：BC 解析：因兩點電荷之間有E合＝0的位置，則一定為同種電荷，＝，則電量之比為4∶1，故B、C正確，A錯誤；電勢為O處是人為規(guī)定的，一般取無限遠或大地電勢為0，D錯． 4. (多選)如圖甲所示，在x軸上有一個點電荷Q(圖中未畫出)，O、A、B為軸上三點，放在A、B兩點的檢驗電荷受到的電場力跟檢驗電荷所帶電荷量的關系如下圖乙所示．以x軸的

5、正方向為電場力的正方向，則 ( 　　) A．點電荷Q一定為正電荷 B．點電荷Q在AB之間 C．A點的電場強度大小為2×103 N/C D．同一電荷在A點所受的電場力比B點的大 答案：BCD 解析：因正電荷場強和負電荷場強方向都為正，則電荷一定為負電荷位于AB之間，由圖象斜率可知EA＝2×103 N/C，EB＝500 N/C，故BCD正確． 5. (多選)如圖所示，光滑絕緣水平面上有三個帶電小球a、b、c(可視為點電荷)，三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下判斷正確的是 ( 　　) A．a(chǎn)對b的靜電力一定是引力 B．a(chǎn)對b的

6、靜電力可能是斥力 C．a(chǎn)的電量可能比b少 D．a(chǎn)的電量一定比b多 答案：AD 解析：由三個電荷平衡的規(guī)律“三點共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠大”可知，a和c一定帶同種電荷，a和b一定帶異種電荷，并且a的帶電量一定比b的帶電量要多，這樣c才可能平衡．因此A、D對，B、C錯． 6. 如圖所示，一帶電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡．M和N是軌跡上的兩點，其中M點在軌跡的最右端．不計重力，下列表述正確的是 ( 　　) A．粒子在M點的速率最大 B．粒子所受電場力沿電場方向 C．粒子在電場中的加速度不變 D．粒子在電場中的電

7、勢能始終在增加 答案：C 解析：根據(jù)做曲線運動物體的受力特點合力指向軌跡的凹側(cè)，再結(jié)合電場力的特點可知粒子帶負電，即受到的電場力方向與電場線方向相反，B錯；從N到M電場力做負功，減速，電勢能在增加，當?shù)竭_M點后電場力做正功，速度增加，電勢能在減小，則在M點的速度最小，A、D錯；粒子在整個過程中只受電場力，根據(jù)牛頓第二定律知加速度不變，C正確． 7. [xx·鄭州高二檢測](多選)如圖所示，a、b是兩個帶有同種電荷的小球，用絕緣細線懸掛于同一點，兩球靜止時，它們距水平面的高度相等，繩與豎直方向的夾角分別為α、β，且β＞α.若同時剪斷兩根細線，空氣阻力不計，兩球帶電荷量不變，下列敘述正確

8、的是 ( 　　) A．a(chǎn)球的質(zhì)量比b球的大 B．a(chǎn)、b兩球同時落地 C．a(chǎn)球的電荷量比b球的大 D．a(chǎn)、b兩球飛行的水平距離相等 答案：AB 解析：設a、b兩球間庫侖斥力大小為F，分析兩球受力可得：tanα＝，tanβ＝，因α＜β，故有ma＞mb，A正確；剪斷細線后，兩球豎直方向只受重力，做自由落體運動，同時落地，B正確；由于兩球在水平方向所受的庫侖斥力大小相等，故水平方向a球的加速度比b球的小，因此相等時間內(nèi)，a球的水平距離比b球的小，D錯誤；無法比較兩球電荷量大小，故C錯誤． 8. 勻強電場的電場強度隨時間變化的圖象如圖所示，勻強電場中有一帶電粒子，在t＝0時由靜

9、止釋放，若帶電粒子只受電場力的作用，則在開始運動的4 s時間內(nèi)，下列說法正確的是 ( 　　) A．在t＝2 s時，帶電粒子離出發(fā)點最遠 B．在t＝1.5 s時，帶電粒子離出發(fā)點最遠 C．帶電粒子將向一個方向運動 D．4 s末帶電粒子回到原出發(fā)點 答案：B 解析：畫出v-t圖象 可知，1.5 s末最遠，3 s末回出發(fā)點，粒子做往復運動，故B正確． 9. (多選)如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加的電壓為U，電子最終打在光屏P上，關于電子的運動，下列說法中正確的是 ( 　　) A．滑動觸頭向右移動時

10、，電子打在熒光屏上的位置上升 B．滑動觸頭向左移動時，電子打在熒光屏上的位置上升 C．電壓U增大時，電子打在熒光屏上的速度大小不變 D．電壓U增大時，電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間不變 答案：BD 解析：當滑動觸頭向右滑動時，加速電壓增大，因此電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場時側(cè)移距離減小，電子打在熒光屏上的位置下降，滑動觸頭左移則上升，A錯、B對；電壓U增大時，電子打在熒光屏上的速度增大，但電子從出發(fā)到打在熒光屏上的時間不受側(cè)向運動的影響保持不變，C錯、D對． 10. [xx·河北冀州]均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場．如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電

11、荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點，OM＝ON＝2R.已知M點的場強大小為E，則N點的場強大小為 ( 　　) A.－E B. C.－E D.＋E 答案：A 解析：由題干可知，均勻球殼可看成球心處的點電荷，則補上半個球殼包含電量q，故可看成2q位于球心，則在N點產(chǎn)生場強為E′＝－E，故A正確． 二、實驗題(本大題共2小題，共16分) 11. (8分)某勻強電場中的等勢面如圖所示，相鄰等勢面間的距離為4 mm，則該電場的場強E＝________V/m，一個電荷量為－1.0×10－8 C的點電荷沿半徑為4 mm的圓弧

12、由圓上A點移到圓上B點，AB是直徑，與等勢面夾角為60°，則移動過程中靜電力做功________J. 答案：500　2×10－8 解析：E＝＝ V/m＝500 V/m，WAB＝qUAB＝－1.0×10－8×(－500×8×10－3×sin60°) J＝2×10－8 J. 12. (8分)利用靜電除塵器可以消除空氣中的粉塵．靜電除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成，A和B分別接到高壓電源的正極和負極，其裝置示意圖如圖所示．A、B之間有很強的電場，距B越近，場強________(填“越大”或“越小”)．B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到________(填

13、“A”或“B”)上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中． 答案：越大　A 解析：本題考查靜電除塵的原理．電極截面如圖所示，由電場線可判斷越靠近B場強越大；粉塵吸附電子后帶負電，因此向正極A運動． 三、計算題(本大題共4小題，共44分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 13. (10分)如圖所示，M、N是水平放置的一對金屬板，其中M板中央有一個小孔O，板間存在豎直向上的勻強電場，AB是一長9L的輕質(zhì)絕緣細桿，在桿上等間距地固定著10個完全相同的帶正電小球，每個小球的電荷量為q、質(zhì)量為m，相鄰小球距離為L，現(xiàn)將最下端小球置于O處，然后將AB由靜止釋放，AB在運動過程

14、中始終保持豎直，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，在第4個小球進入電場到第5個小球進入電場這一過程中AB做勻速運動．求： (1)兩板間電場強度E； (2)上述勻速運動過程中速度v的大?。? 答案：(1)mg　(2) 解析：10mg＝4qE E＝mg (2)由動能定理得 10mg·3L－(qE·3L＋qE·2L＋qE·L)＝×10 mv2 v＝. 14. (10分)如圖所示，相距為d的兩塊平行金屬板M、N與電源相連，開關S閉合后，M、N間有勻強電場，一個帶電粒子以垂直電場方向從M板邊緣射入電場，恰打在N板中點，若不計重力，為了使粒子恰好能飛出電場，N板應向下移動多少？ 答案：d 解析：M、

15、N兩板間的距離為d，設板長為L，由題意可知， d＝① dx＝② 由①②式可得＝?＝ a＝＝即＝有＝，得dx＝2d. 故N板下移的距離為 Δs1＝dx－d＝d. 15. (12分)如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量分別為＋Q和－Q，A、B相距為2d.MN是豎直放置的光滑絕緣細桿，另有一個穿過細桿的帶電小球p，質(zhì)量為m、電荷量為＋q(可視為點電荷，不影響電場的分布)，現(xiàn)將小球p從與點電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下運動到距C點距離為d的O點時，速度為v.已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g.求： (1)C

16、、O間的電勢差UCO； (2)O點處的電場強度E的大??； (3)小球p經(jīng)過O點時的加速度； (4)小球p經(jīng)過與點電荷B等高的D點時的速度． 答案：(1)　(2)　(3)g＋　(4)v 解析：(1)小球p由C運動到O的過程，由動能定理得 mgd＋qUCO＝mv2－0 所以UCO＝① (2)小球p經(jīng)過O點時受力如圖 由庫侖定律得 F1＝F2＝k② 它們的合力為 F＝F1cos45°＋F2cos45°＝③ 所以O點處的電場強度 E＝＝④ (3)由牛頓第二定律得： mg＋qE＝ma⑤ 所以a＝g＋⑥ (4)小球p由O運動到D的過程，由動能定理得 mgd＋qUO

17、D＝mv－mv2⑦ 由電場特點可知UCO＝UOD⑧ 聯(lián)立①⑦⑧解得vD＝v 16. (12分)如圖所示，在水平向左的勻強電場中，一帶電小球用絕緣輕繩(不伸縮)懸于O點，平衡時小球位于A點，此時繩與豎直方向的夾角θ＝53°，繩長為l，B、C、D到O點的距離均為l，BD水平，OC豎直，BO＝CO＝DO＝l. (1)將小球移到B點，給小球一豎直向下的初速度vB ，小球到達懸點正下方C點時繩中拉力恰等于小球重力，求vB的大?。? (2)當小球移到D點后，讓小球由靜止自由釋放，求：小 球首次經(jīng)過懸點O正下方時的速率．(計算結(jié)果可帶根號，取sin53°＝0.8) 答案：(1)　(2) 解析：(1)小球由B點到C點的過程中 (mg－Eq)l＝mv－mv 由在C點繩中的拉力恰等于小球重力知 FC－mg＝m，則vC＝0 由在A點小球處于平衡知： Eq＝mgtan53°＝mg， 所以vB＝. (2)小球由D點靜止釋放后沿與豎直方向夾角θ＝53°的方向做勻加速直線運動，直至運動到O點正下方的P點，OP距離h＝lcot53°＝l. 在此過程中，繩中張力始終為零，故此過程中的加速度a和位移x分別為a＝＝g，x＝＝l，所以小球到達懸點正下方時的速率v＝＝.