湖南省邵陽市隆回縣萬和實(shí)驗(yàn)學(xué)校高中物理 第一章 靜電場單元過關(guān)測試題 新人教版選修3-1（通用）

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1、隆回萬和實(shí)驗(yàn)學(xué)校2020年下期高二物理《靜電場》單元過關(guān)測試題 一、選擇題(本題包括16小題，共64分，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分．) 1．下列靜電學(xué)公式中F、q、E、U、r和d分別表示靜電力、電荷量、場強(qiáng)、電勢差以及距離． ①F＝k ； ②E＝k ； ③E＝ ； ④U＝Ed .以下敘述正確的是(　 　) A．它們都只對點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷的場才成立 B．①②③只對電荷或點(diǎn)電荷的場成立，④只對勻強(qiáng)電場才成立 C．①②只對點(diǎn)電荷成立，③對任何電場都成立，④只對勻強(qiáng)電場

2、才成立 D．①②只對點(diǎn)電荷成立，③④對任何電場或靜電場都成立 2．關(guān)于靜電場下列說法中正確的是（ ） A．在電場中某點(diǎn)的電勢為零，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定為零 B．電荷在電場中電勢高的地方電勢能大，在電勢低的地方電勢能小 C．根據(jù)公式U= Ed 知，在勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的距離越大，電勢差就越大 D．正電荷從電勢高的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到電勢低的點(diǎn)，電勢能一定減少 3．如圖為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖．塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的．下列表述正確的是(　 　) A．到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷

3、 B．電場方向由集塵極指向放電極 C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同 D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大 4．如圖所示的同心圓是電場中的一簇等勢線，一個(gè)電子只在電場力作用下沿著直線由A→C運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度越來越小，B為線段AC的中點(diǎn)，則下列說法正確的是(　 　) A．電子沿AC方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場力越來越小 B．電子沿AC方向運(yùn)動(dòng)時(shí)它具有的電勢能越來越大 C．電勢差UAB＝UBC D．電勢φA<φB<φC 5．如圖所示，對一個(gè)給定的電容器充電時(shí)

4、，下列的圖像中能正確反映電容器的帶電荷量Q、電壓U和電容器電容C之間關(guān)系的是(　 　) 6.如圖所示，為真空中某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場，a、b分別是其電場中的兩點(diǎn)，其中a點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Ea，方向與a、b連線成120°角；b點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Eb，方向與a、b連線成150°角。一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q在場中由a運(yùn)動(dòng)到b，則（ ） A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場強(qiáng)大小Ea∶Eb=3∶1 B．q在a、b兩點(diǎn)受到的電場力大小之比Fa∶Fb=1∶3 C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢相比較 D．q在a、b兩點(diǎn)電勢能相比較εa＜εb 7．如圖所示，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴，被置于豎直放

5、置的兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中．設(shè)油滴是從兩板中間位置，并以初速度為零進(jìn)入電場的，可以判定(　　) A．油滴在電場中做拋物線運(yùn)動(dòng) B．油滴在電場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．油滴打在極板上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間只取決于電場強(qiáng)度和兩板間距離 D．油滴打在極板上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不僅決定于電場強(qiáng)度和兩板間距離，還取決于油滴的比荷 8.如右圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強(qiáng)電場和豎直向下的重力場，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由A向B做直線運(yùn)動(dòng)．那么(　 　) A．微粒帶正、負(fù)電荷都有可能 B．微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng) C．微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)

6、 D．微粒做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 9.如圖所示，MN是一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線．一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示．下列結(jié)論正確的是(　 　) A．帶電粒子從a到b過程中動(dòng)能逐漸減小 B．負(fù)點(diǎn)電荷一定位于M點(diǎn)左側(cè) C．帶電粒子在a點(diǎn)時(shí)具有的電勢能大于在b點(diǎn)時(shí)具有的電勢能 D．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度 10.一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，如圖所示，環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端，b、d是水平直徑的兩端，質(zhì)量為m的帶電小球套在圓環(huán)上，并可沿環(huán)無摩擦滑動(dòng)．現(xiàn)使小球由a點(diǎn)靜止釋放，沿abc運(yùn)動(dòng)

7、到d點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，由此可知，小球在b點(diǎn)時(shí)(　 　) A．加速度為零 B．機(jī)械能最大 C．電勢能最大 D．動(dòng)能最大 11.如圖所示，一種β射線管由平行金屬板A、B和平行于金屬板的細(xì)管C組成．放射源O在A極板左端，可以向各個(gè)方向發(fā)射不同速度、質(zhì)量為m的β粒子．若極板長為L，間距為d.當(dāng)A、B板加上電壓U時(shí)，只有某一速度的β粒子能從細(xì)管C水平射出，細(xì)管C離兩板等距．已知元電荷為e，則從放射源O發(fā)射出的β粒子的這一速度為(　 　) A. B. C. D. 12.如圖所示，空間中存在著勻強(qiáng)電場，正方體ABCDEFGH中A、B、C、H四點(diǎn)

8、電勢分別為φA＝4 V，φB＝6 V，φC＝9 V，φH＝5 V．則下面說法正確的是(　　) A．把1 C正電荷從B點(diǎn)經(jīng)G點(diǎn)移到H點(diǎn)，電場力做功一定是2 J B．G點(diǎn)電勢可能為6 V C．A、G兩點(diǎn)的電勢差UAG與D、F兩點(diǎn)的電勢差UDF一定相等 D．電場強(qiáng)度方向一定與D、G兩點(diǎn)的連線垂直 13．如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個(gè)等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，R同時(shí)在等勢面b上，據(jù)此可知（ ） A．三個(gè)等勢面中，c的電勢最高 B．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢能比在

9、Q點(diǎn)的小 C．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢能之和比在Q點(diǎn)的小 D．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的加速度比在Q的加速度小 14．如圖所示，圓弧虛線表示正點(diǎn)電荷電場的等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等．光滑絕緣直桿沿電場方向水平放置并固定不動(dòng)，桿上套有一帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，滑塊通過絕緣輕彈簧與固定點(diǎn)O相連，并以某一初速度從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，OM＜ON.若滑塊在M、N時(shí)彈簧的彈力大小相等，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則(　　 ) A．滑塊從M到N的過程中，速度可能一直增大 B．滑塊從位置1到2的過程中，電場力做的功比從位置3到4的小 C．在M、N之間的范圍內(nèi)，可能存在滑塊速度相同的兩個(gè)位置 D．

10、在M、N之間可能存在只由電場力確定滑塊加速度大小的三個(gè)位置 15、如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶電的質(zhì)點(diǎn)，由兩水平極板正中，以相同的初速度v0，先后垂直勻強(qiáng)電場射入，并分別落在負(fù)極板上甲、乙、丙三處，可以判定（ ） A．甲處質(zhì)點(diǎn)帶正電，乙處質(zhì)點(diǎn)不帶電，丙處質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電 B．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 C．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)在電場中的加速度a甲＞a乙＞a丙 D．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)負(fù)極的動(dòng)能E丙＞E乙＞E甲 16．如圖所示，真空中水平放置長為L的平行金屬板，以兩板中間線為x軸，以垂直于極板且過極板右端為y軸建立坐標(biāo)系．在t＝0時(shí)，將圖中所示的電壓加在兩板上，與此同時(shí)持續(xù)

11、不斷的電子沿x軸以速度v0飛入電場，均能從兩板間飛出．關(guān)于電子穿過y軸的位置，正確的描述是( 　　) A．當(dāng)L?v0T時(shí)，電子從同一位置穿過，這個(gè)位置在y軸正方向某處 B．當(dāng)L?v0T時(shí)，電子從兩個(gè)不同位置穿過，一個(gè)在坐標(biāo)原點(diǎn)，一個(gè)在y軸正方向某處 C．當(dāng)L＝v0T時(shí)，電子在一段區(qū)域穿過，這個(gè)區(qū)域在y軸正方向上從原點(diǎn)開始 D．當(dāng)L＝v0T時(shí)，電子在一段區(qū)域穿過，這個(gè)區(qū)域在y軸正方向上不包括原點(diǎn)在內(nèi) 一、 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 題號 9 10 11 12 13 14 15 16 答案

12、 二、實(shí)驗(yàn)題(10分) 17．(10分)如圖甲所示是一種測量電容的實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)是通過對高阻值電阻放電的方法，測出電容器充電至其兩端電壓為U時(shí)所帶電量Q，從而再求出電容器的電容C.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況如下：接通開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)近滿刻度，記下此時(shí)電流表的示數(shù)是I0＝490 μA，電壓表的示數(shù)U0＝6.0 V，I0、U0分別是電容器放電時(shí)的初始電壓和電流．?dāng)嚅_開關(guān)S，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每隔5 s(10 s)測讀一次電流I的值，將測得數(shù)據(jù)填入如下所示的表格中． (1)在圖乙坐標(biāo)系上畫出I－t圖線； (2)圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍成面

13、積的物理意義是_______________________________． (3)該電容器的電容為：_______________ ________________________________. 電流I/μA 490 380 280 230 180 100 50 25 10 時(shí)間t/s 0 5 10 15 20 30 40 50 55 三、計(jì)算題 18．如圖所示，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中，小物塊恰好靜止．重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0

14、.8.求： (1)水平向右電場的電場強(qiáng)度； (2)若將電場強(qiáng)度減小為原來的1/2，小物塊的加速度是多大； (3)電場強(qiáng)度變化后小物塊下滑距離L時(shí)的動(dòng)能． 19．為使帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在一勻強(qiáng)電場中沿直線從A勻速運(yùn)動(dòng)到B，必須對該電荷施加一個(gè)恒力F，如圖所示，若AB＝0.4 m，α＝37°，q＝－3×10－7 C，F(xiàn)＝1.5×10－4 N，A點(diǎn)的電勢φA＝100 V．(不計(jì)負(fù)電荷受的重力) (1)在圖中用實(shí)線畫出電場線，用虛線畫出通過A、B兩點(diǎn)的等勢線，并標(biāo)明它們的電勢． (2)求q在由A到B的過程中，電勢能的變化量是多少？ 20.如圖所示，水

15、平放置的平行板電容器，原來兩板不帶電，上極板接地，它的極板長L＝0.1 m，兩板間距離d＝0.4 cm，有一束相同的帶電微粒以相同的初速度先后從兩板中央平行極板射入，由于重力作用微粒能落到下極板上，微粒所帶電荷立即轉(zhuǎn)移到下極板且均勻分布在下極板上．設(shè)前一微粒落到下極板上時(shí)后一微粒才能開始射入兩極板間．已知微粒質(zhì)量為m＝2×10－6 kg，電荷量q＝1×10－8 C，取g＝10 m/s2.求：(1)為使第一個(gè)微粒的落點(diǎn)范圍能在下極板的中點(diǎn)，求微粒入射的初速度v0. (2)若帶電微粒以第(1)問中的初速度v0入射，則平行板電容器所獲得的電壓最大值是多少？ 2

16、1.如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿AC，其下端(C端)距地面高度h＝0.8 m．有一質(zhì)量為500 g的帶電小環(huán)套在直桿上，正以某一速度沿桿勻速下滑，小環(huán)離桿后正好通過C端的正下方P點(diǎn)處．(g取10 m/s2)求： (1)小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向． (2)小環(huán)從C運(yùn)動(dòng)到P過程中的動(dòng)能增量． (3)小環(huán)在直桿上勻速運(yùn)動(dòng)速度的大小v0. 靜電場單元檢測試題答案 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C D BD B BC AD BD B 題號 9 10 1

17、1 12 13 14 15 16 答案 CD B C D A AC AC BD 17、解析　(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作I－t圖像(如圖所示)，注意作圖時(shí)要描點(diǎn)作圖，然后用平滑的曲線連接；(2)由電流強(qiáng)度的定義式q＝It和在坐標(biāo)紙中作出的I－t圖線與運(yùn)動(dòng)學(xué)中的v－t圖線類比可知，I－t圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示放電過程中通過回路的總電量；(3)I－t圖線與時(shí)間軸所圍成的方格數(shù)為34個(gè)，則算出放電過程中通過回路的總電量為q＝34×50×10－6×5 C＝8.5×10－3 C(32～36個(gè)均可)，由電容定義式可知C＝＝F＝1.42×10－3F(1.33×1

18、0－3～1.50×10－3均正確)． 18、解析　小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，則FNsin37°＝qE ① FNcos37°＝mg ② 由①、②可得E＝ (2)若電場強(qiáng)度減小為原來的1/2，則E′＝ mgsin37°－qE′cos37°＝ma ③ 可得a＝0.3 g (3) 電場強(qiáng)度變化后小物塊下滑距離L時(shí)，重力做正功，電場力做負(fù)功，由動(dòng)能定理得： mgLsin37°－qE′Lcos37°＝Ek－0 ④ 可得Ek＝0.3mgL 19、解析　電荷由A勻速運(yùn)動(dòng)到B，說明電荷受到的電場力與恒力F是一對平衡力，等大反向，又因?yàn)槭秦?fù)

19、電荷，所以電場力跟場強(qiáng)方向相反，可以判斷出場強(qiáng)與F同向．再根據(jù)電場線與等勢面垂直，畫出過A、B兩點(diǎn)的等勢線．要求B點(diǎn)的電勢和由A到B的過程中電荷電勢能的變化量，就要先求出q在由A到B的過程中電場力所做的功． (1)電荷由A到B過程中電場力的功 WAB＝F·ABcos(180°－α)＝－4.8×10－5 J，AB兩點(diǎn)的電勢差 UAB＝＝ V＝160 V φA－φB＝UAB＝160 V. 所以φB＝－60 V，電場線及過A、B兩點(diǎn)的等勢線如圖所示． (2)W＝qUAB＝－4.8×10－5 J，q從A到B的過程中電勢能增加了4.8×10－5 J 20、解析：(1)第一個(gè)微粒進(jìn)入電容器后

20、只受重力作用，做平拋運(yùn)動(dòng)，所以有： ＝v0t，＝gt2 解得v0＝＝2.5 m/s (2) 當(dāng)平行板電容器所獲得的電壓最大時(shí)，進(jìn)入電容器的微粒剛好從下極板的右邊緣射出，有： L＝v0t1 ＝at mg－q＝ma 解得U＝6 V 21、解析：　(1)小環(huán)沿AC桿勻速下滑，受力分析如圖所示，小環(huán)共受3個(gè)力，由圖可知qE＝mg，小環(huán)離開直桿后，只受重力和電場力，F(xiàn)合＝mg＝ma，a＝g＝10 m/s2，方向垂直于桿向下． (2)設(shè)小環(huán)從C運(yùn)動(dòng)到P的過程中動(dòng)能的增量為ΔEk＝W重＋W電，其中W重＝mgh＝4 J，W電＝0， 所以ΔEk＝4 J. (3)環(huán)離開桿做類平拋運(yùn)動(dòng)： 平行桿方向勻速運(yùn)動(dòng)：h＝v0t， 垂直桿方向勻加速運(yùn)動(dòng)：h＝at2， 解得v0＝2 m/s.