2010第二学期高二物理选修31静电场单元测试人教版

1、2010-2011学年第二学期高二物理选修3-1第一章 静电场单元测试一、选择题（10小题，每题4分，共40分，每题至少有一个答案是正确的）1.匀强电场中有a、b、c三点在以它们为顶点的三角形中，a30°、c90°,电场方向与三角形所在平面平行已知a、b和c点的电势分别为V、V和2 V该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（ ）abc30° AV、V B0 V、4 V CV、 D0 V、V 2在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点的电场强度为，那么下列说法正确的是（ ）A若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零B若在该点放一个电荷

2、量为2q的检验电荷，该点的场强就变为C若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，该点场强大小仍为E，但场强方向变为原来相反的方向D若在该点放一个电荷量为的检验电荷，该点场强大小仍为E，场强方向也还与原来的方向相同3如图所示，有一质量为m、带电量为+q的物体放在斜面上，为了使物体能在斜面上保持静止，加一方向沿斜面向上的匀强电场，电场强度最小值为E1，最大值为E2，物体受到斜面的最大静摩擦力为（ ）ABqE2CD4如图所示，在光滑、绝缘的水平桌面上竖直固定一光滑、绝缘的挡板ABCD，AB段为直线挡板与水平方向成45°夹角，BCD段是半径为R的圆弧挡板，挡板处于场强为E的匀强电场中，电场方向与

3、圆直径MN平行.现有一带电量为q、质量为m的小球由静止从挡板内侧上的A点释放，并且小球能沿挡板内侧运动到D点抛出，则（ ）A.小球一定带正电 B.qE>mg C.小球一定带负电 D.qE<mg5.5555如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别位于A点和B点，两点相距L在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球+q（视为点电荷），在P点平衡若不计小球重力，那么，PA与AB的夹角与Q1、Q2的关系应满足（ ）PABOA. B. C. D.6、如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条直线上的两点，一质量为m、带电荷量为q的粒子仅在电场力作用下以速度vA经过A点

4、向B点运动，经过一段时间后，粒子以速度vB经过B点，且vB与vA方向相反，不计粒子重力，下面说法正确的是（ ） vAvBABA可以确定A、B两点场强的大小关系B可以确定A、B两点电势的大小关系C可以确定A、B两点速度的大小关系D可以确定A、B两点粒子电势能的大小关系 7如图所示，在某一点电荷Q产生的电场中，有a、b两点其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成120°角；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成150°角则关于a、b两点场强大小及电势高低说法正确的是：（ ）AEa=3EbBCD8.如图所示，在O点处放置一个正电荷。在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电

5、的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆 (图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC = 30°，A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点的速度为v，则下列说法正确的是（ ）A.小球通过C点的速度大小是B.小球在B、C两点的电势能不等C.小球由A点到C点的过程中电势能一直都在减少D.小球由A点到C点机械能的损失是NM9.如图所示，带有等量异种电荷的两块等大平行金属板M、N水平正对放置，两板间有一带电粒子以速度v0沿直线运动，当微粒运动到P点时，将M板迅速上移一小段距离，则此后微粒的可能运动情况是（ ）A.方向不

6、变沿轨迹直线运动 B.方向改变沿轨迹直线运动 C.沿轨迹曲线运动 D.沿轨迹曲线运动10如图所示，半径为R=20cm的圆O处在匀强电场中，圆上有四个点A、B、C、D，若测得各点的电势分别为：A=7.0V，B=9.0V，C=9.4V，D=9.0V，0=0V，则该电场的电场强度的大小和方向最接近于（ ）A35vm，沿AO方向； B45vm，沿BO方向C47vm，沿CO方向； D45vm，沿DO方向11将原来相距较近的两个带同种电荷的小球同时由静止释放（小球放在光滑绝缘的水平桌面上），它们仅在库仑力作用下运动过程中（ ）A它们的相互作用力不断减小B它们的加速度之比不断减小C它们的相互作用力不断增大D

7、它们的动能之和不断增加12某电解电容器上标有“25V、470F”的字样，对此，下列说法正确的是（ ）A.此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作B.此电容器必须在交流25V及以下电压才能正常工作C.当工作电压是25V时，电容才是470FD.这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性二、填空题（每题4分，共12分）13.一个质量为m、电荷量为e的电子，以初速度v与电场线平行束射入匀强电场，经时间t电子具有的电势能与刚进入电场时相同，则此电场的场强大小为 ，电子在时间t内的运动路程为 。14密立根是最早测出电子电荷的精确数值的科学家，其实验的基本原理是使带电液滴在匀强电场中受到的电场力恰好等

8、于油滴的重力，即qE = mg，用实验的方法测出m和E，就能计算出油滴所带的电量，发现这些电量都等于 的整数倍，这个实验进一步证实了 的存在，揭示了电荷的不连续性。15有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己。该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C时可击昏敌害。身长50cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达 V。三、计算题（13、14各10分，15、16各10分，共40分）16如图所示，A为位于一定高度处的质量为、带电荷量为的微粒，B为位于水平地面上的质量为M的用特殊材料制成的长方形空心盒子，盒子与地面间的动摩擦因数=0.2，

9、盒内存在着竖直向上的匀强电场，场强大小，盒外存在着竖直向下的匀强电场，场强大小也为E，盒的上表面开有一系列略大于微粒的小孔，孔间距满足一定的关系，使得微粒进出盒子的过程中始终不与盒子接触当微粒A以1m/s的速度从孔1进入盒子的瞬间，盒子B恰以v1=0.4m/s的速度向右滑行设盒子足够长，取重力加速度g=10m/s2，不计微粒的重力，微粒恰能顺次从各个小孔进出盒子试求：(1)从微粒第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中，盒子通过的总路程；(2)微粒A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间；123nAB(3) 盒子上至少要开多少个小孔，才能保证微粒始终不与盒子接触。HAB17.如图所示，质量为

10、m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为，小球A带正电，电量为q，在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷。将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电量不变。不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中。已知静电力恒量k和重力加速度g，求：（1）A球刚释放时的加速度;（2）当A球的动能最大时，求此时A球与B点的距离。 18、在足够大的绝缘光滑水平面上有一质量m=1.0×10-3kg、带电量q=1.0×10-10C的带正电的小球，静止在O点。以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy。在t0=0时突然加一沿x轴正方向、大小E1=2.0×106V/m的匀强电场，使

11、小球开始运动。在t1=1.0s时，所加的电场突然变为沿y轴正方向、大小E2=2.0×106V/m的匀强电场。在t2=2.0s时所加电场又突然变为另一个匀强电场E3，使小球在此电场作用下在t3=3.0s时速度变为零。求：（1）在t1=1.0s时小球的速度v1的大小；（2）在t2=2.0s时小球的位置坐标x2、y2；（3）匀强电场E3的大小；0x/my/m0.10.20.30.40.50.10.20.3（4）请在图的坐标系中绘出该小球在这3s内的运动轨迹。19、如图a所示，为一组间距d足够大的平行金属板，板间加有随时间变化的电压（如图b所示），设U0和T已知。A板上O处有一静止的带电粒子

12、，其带电量为q，质量为m（不计重力），在t=0时刻起该带电粒子受板间电场加速向B板运动，途中由于电场反向，粒子又向A板返回（粒子未曾与B板相碰）。（1）当Ux=2U0时求带电粒子在t=T时刻的动能；（2）为使带电粒子在0T时间内能回到O点，Ux要大于多少？OABu（a）utU0UxOT/2T3T/2（b）参考答案1. B 提示：如图所示，取ab的中点O，即为三角形的外接圆的圆心，且该点电势为2V，故Oc为等势面，MN为电场线，方向为MN方向，UOP= UOa=V，因UON : UOP=2 :，故UON =2V,N点电势为零，为最小电势点，同理M点电势为4V，为最大电势点。abcONMP2D提示

13、：电场中某点的场强是由场源电荷决定的，与放入的检验电荷无关3C 提示：设物体受到斜面的最大静摩擦力为，对电场强度最小值为E1时，摩擦力向上，有；对电场强度最大值为E2时，摩擦力向下，有，则 ABPOF2F1FP4AB提示：由题目可知小球从静止A点释放，能沿挡板内侧运动到D点抛出，说明小球受合力一定是向下偏右，偏右的方向至少与AB平行，所以电场力一定向右且大于等于重力所以AB正确5. 答案：AB 解析：由题目可知小球从静止A点释放，能沿挡板内侧运动到D点抛出，说明小球受合力一定是向下偏右，偏右的方向至少与AB平行，所以电场力一定向右且大于等于重力。所以AB正确。55D 提示：带电小球+q的受力情

14、况如图示，由图可知，力三角形F1FPP和几何三角形PBA为两个直角三角形，且有一个角都为，因此这两个三角形相似， ，因，故6.CD 提示：一条电场线无法判断场强大小，故A错；因粒子电性未知，电场线方向无法判断，A、B两点电势的大小关系无法确定，B错；可以判断粒子受电场力方向向左，可以确定粒子在A、B两点的速度及电势能的大小关系，C、D都正确。7 AC 提示：将两条电场线反向延长后相交于一点，即为点电荷Q的位置，根据 ，A对；因为b点距离正电荷Q远，所以，C对8. D 提示：小球从A点到C点的过程中，电场力总体上做的是负功，重力做正功，由动能定理可以知道电荷在C点的速度小于。B、C两点在同一等势

15、面上，故两点的电势相等，由公式知道，电荷在B、C两点上的电势能相等。小球在从A点到B点的过程中，电场力做负功，电势能增加，从B点到C点的过程中电势能是先增加后减少。小球由A点到C点机械能的损失就是除了重力以外的其他力做的功，即电场力做的功。由动能定理得mgh+ W电 =，则：W电 =即电势能增加了，机械能减少了。应选D。9.A 提示：由于两板的电量不变，只改变两板的距离，板间的场强不变，粒子的受力也不变，所以答案选A。10.C 提示：连接BD的直线为匀强电场中的一条等势线，过A、C、O各作平行于BD的直线得到另三条等势线，则场强方向垂直于等势线由高电势指向低电势的特点可排除ABD选项，只有C正

16、确。11.AD 提示：由于排斥作用距离不断变大，相互作用力减小，A正确C错误；但每一个瞬间两电荷的相互作用力相等，因此加速度比不变，B错误；势能减少，系统总动能增加，D正确。12.A 提示：由标称值可知，该电解电容器用于直流25V及以下电压时才能正常工作；电容器的电容值由其内部构造所决定，在不被击穿的条件下，与其工作电压无关；电解电容器两引线有正、负极之分，使用时极性不能接错，也不能接交流电。正确答案为A。13.2mv/(et)；vt/2 提示：电子t的初末时刻电势能相同，则电场力不做功、初末位置和速度都相同，电子在电场中一直作匀减速运动。从进入到速度减为0所用时间为t1t/2，则有v0at1

17、、通过位移为s；电子在电场中的运动路程为2s。14电子电量；电子；不连续 15500016.解析：（1）微粒在盒子内、外运动时，盒子的加速度a=Mg/Mg0.2×10 m/s2=2 m/s2，盒子全过程做匀减速直线运动，所以通过的总路程是：（2）A在盒子内运动时， 方向以向上为正方向由以上得aqE/m=1×10-6×1×103/1×10-5 m/s2=1×102 m/s2 A在盒子外运动时， 则aqE/m=1×102 m/s2 方向向下A在盒子内运动的时间t12v/ a2×1/1×102s2×1

18、0-2s，同理A在盒子外运动的时间t22×10-2s，A从第一次进入盒子到第二次进入盒子的时间t= t1t24×10-2s。（3）微粒运动一个周期盒子减少的速度为v= a （t1 t2）=2×（0.020.02）=0.08m/s从小球第一次进入盒子到盒子停下，微粒球运动的周期数为n=v1/v=0.4/0.08=5，故要保证小球始终不与盒子相碰，盒子上的小孔数至少为2n+1个，即11个 17.解析：（1）由牛顿第二定律得 mgsinF=ma ，根据库仑定律 F=k， r= 解得：a=gsin 。（2）当A球所受合力为零，加速度为零时，速度最大，动能最大。设此时AB间距离为L，则： mgsin= k， 18.解析：（1）a1= = m/s2=0.2m/s2