高中物理 第一章 静电场阶段质量检测 教科版选修31.doc

第一章静电场一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，在每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的。选对得6分，有错选或不选不得分)1冬天脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑。下列一些相关的说法中，正确的是（ ）a在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷b如果内外两件衣服可看做电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小c在将外衣脱下的过程中，内外两衣间隔增大，衣物上电荷的电势能将增大(若不计放电中和)d脱衣时如果人体带上了正电，当手接近金属门把手时，由于手与门把手间空气电离会造成对人体轻微的电击解析：根据电荷守恒知，a错；由c和c知，当内外衣之间的距离d增大时，两衣间的电势差增大，b错；因为内外衣所带的是异种电荷，产生静电引力作用，故当两衣之间的距离增大时，电场力做负功，电荷的电势能增大，c对；由于人体带上正电荷，当手靠近金属门把手时，产生静电感应现象，当两者之间的电压足以使空气电离时，产生放电现象，故人感觉到有轻微的电击，d正确。答案：cd2如图1所示，b为线段ac的中点，如果在a处放一个q的点电荷，测得b处的场强为eb48 n/c，则（ ）图1aec24 n/cbec12 n/cc若要使eb0，可在c处放一个q的点电荷d把q109 c的点电荷放在c处，则其受到的静电力大小为6109 n解析：根据点电荷的场强公式e，场强大小与距离的平方成反比，因为rbrc12所以ebec41即ec12 n/c，所以把q109 c的点电荷放在c点，则其所受到的静电力的大小为12109 n，在c处放一个q的点电荷，则eb96 n/c，故只有b正确。答案：b3如图2中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 ev和5 ev。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为8 ev时，它的动能应为（ ）图2a8 evb13 evc20 evd34 ev解析：由图可判断b点电势高于a点电势，设各等势面间电势差为u，则由能量守恒2uq26 evuq5 ev所以uq7 ev，所以，点电荷能量为7 ev5 ev12 ev所以，当电势能为8 ev时，动能为12 ev(8) ev20 ev。答案：c4(2012达州质检)如图3所示，两个等量异种点电荷在其连线的中垂线上有与连线中点o等距离的两点a、b，在连线上有距中点o等距离的两点c、d，则下列场强大小关系式正确的是（ ）图3aeaebbeaeoebceceddeceoed解析：由电场的叠加原理可知：等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同，所以a、c正确d错误；由点电荷的场强计算公式和电场叠加原理可知，o点和a、b点或c、d点的电场强度大小不相等，故b错。答案：ac5如图4所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体a带正电，另一带正电的点电荷b沿着以a为圆心的圆弧由p到q缓慢地从a的上方经过，若此过程中a始终保持静止，a、b两物体可视为质点且只考虑它们之间的库仑力作用。则下列说法正确的是（ ）图4a物体a受到地面的支持力先增大后减小b物体a受到地面的支持力保持不变c物体a受到地面的摩擦力先减小后增大d库仑力对点电荷b先做正功后做负功解析：因点电荷b与a的间距不变，故其间库仑力大小f不变，设f与竖直方向间夹角为，则nmgfcos，因为先减小到0后增大，可知，n先增大后减小，a正确，b错误，物体a受到的摩擦力ffsin，先减小后反向增大，c正确；因a、b间距不变，故库仑力做功为零，d错误。答案：ac6(2012哈尔滨高二检测)如图5所示，一带电粒子在电场中沿曲线ab运动，从b点穿出电场，a、b、c、d为该电场中的等差等势面，这些等势面都是互相平行的等间距竖直平面，不计粒子所受重力，则（ ）图5a该粒子一定带负电b此电场不一定是匀强电场c该电场的电场线方向一定水平向左d粒子在电场中运动过程动能不断减少解析：由粒子运动轨迹可知，粒子所受到的电场力一定水平向右，但是无法确定粒子的电性和电场线的方向，a、c错误；由速度方向与电场力方向的夹角大于90，故而可以确定电场力一定对粒子做负功，动能不断减少，d正确，等差等间距的等势面所表示的电场为匀强电场，b错误。答案：d7如图6所示是一个由电池、电阻r与平行板电容器组成的串联电路，在减小电容器两极板间距离的过程中（ ）图6a电容器a板始终带正电荷b电容器的电容变小c电阻r中有从a流向b的电流da、b板间的电场强度增大解析：电容器a板始终和电源正极相连，所以a板电势高，带正电荷，a项正确；板间距离减小，由c知，电容增大，b项错；由qcu可知电容器电荷量增大，则电源继续向电容器充电，所以电流方向为从b流向a，c项错；由ued可知场强e增大，d项正确。答案：ad8如图7所示，静止的电子在加速电压为u1的电场的作用下从o经p板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压u2的作用下偏转一段距离。现使u1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该使（ ）图7au2加倍bu2变为原来的4倍cu2变为原来的倍du2变为原来的1/2倍解析：要使电子的轨迹不变，则应使电子进入偏转电场任一水平位移x所对应的偏移量y保持不变，由yat2()2和qu1mv得y，可见x、y一定时，u2u1，故选项a正确。答案：a9如图8所示，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为e。在与环心等高处放有一质量为m、电荷量为q的小球，由静止开始沿轨道运动至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）图8a小球在运动过程中机械能守恒b小球经过环的最低点时速度最大c小球电势能增加qerd小球由静止释放到达最低点，动能的增加量等于mgr解析：小球由静止释放到最低点，重力与电场力均做正功，重力势能与电势能减少，动能增加。小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，a错；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少mgr，电势能减少qer，而动能增加mgrqer，到最低点时动能最大，所以速度最大，因此b正确，c、d错误。答案：b二、计算题(本题共3小题，共46分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位)10(12分)如图9所示，质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0沿偏转电场的中心线射入极板间距为d，极板长为l，所加电压为u的偏转电场，射出后打在距极板右端l远处的竖直荧光屏上，求打在荧光屏上的亮斑距荧光屏中心(荧光屏中心与偏转电场两极板的中心线在同一水平直线上)的距离y。图9解析：带电粒子射出电场时的偏转量为y()2粒子由电场射出后，沿直线做匀速运动，运动的方向就是其射出时的速度方向。射出时沿速度方向的反向延长线交于极板中心，如图所示，由相似三角形关系有得yy(ll)。答案： (ll)11(16分)如图10所示，在a点固定一正电荷，电荷量为q。在离点a高为h的c处静止释放某带正电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好等于重力加速度g。已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电 荷，不计空气阻力，求：图10(1)液珠的比荷。(2)液珠速度最大时，离a点的距离h。解析：(1)设液珠的电荷量为q，质量为m，由题意知，当液珠在c点时有：kmgmg解得比荷为(2)当液珠速度最大时，kmg联立解得hh答案：(1)；(2)h12(18分)一个带正电的粒子，从a点射入水平方向的匀强电场中，粒子沿直线ab运动，如图11所示。已知ab与电场线夹角30，带电粒子的质量m1.0107 kg，电荷量q1.01010 c，a、b相距l20 cm。(取g10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：图11(1)粒子在电场中运动的情况，要求说明理由。(2)电场强度的大小和方向。(3)要使粒子从a点运动到b点，粒子射入电场时的最小速度是多少？解析：(1)粒子只在重力和电场力作用下沿直线ab运动，重力和电场力的合力必由b指向