10月13日第05组使用高二上学期单元检测物理试题（原卷版）

高二物理选修31第一章++静电场单元检测卷一、选择题1.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球，其中一个球的带电荷量的绝对值是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小可能是()A.5F/9B.4F/5C.5F/4D.9F/52.点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线上，如图所示，则电场强度为零的地方在()A.A和B之间B.A右侧C.B左侧D.A的右侧及B的左侧3.如图所示，平行板电容器的两极板A、B接在电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是()学_科_网...学_科_网...学_科_网...A.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大B.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变C.断开S，将A板向B板靠近，则θ增大D.断开S，将A板向B板靠近，则θ不变4.关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是（）A.电场强度大的地方，电势一定高B.电场强度不变，电势也不变C.电场强度为零处，电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向5.如图是表示在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是（）A.这个电场是匀强电场B.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed>Ea>Eb>EcC.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea>Eb>Ec>EdD.无法确定这四个点的场强大小关系6.如图所示，真空中有两个点电荷q1，q2，它们的质量分别为m1，m2，现在用两根绝缘细丝线拴挂在天花板上，在库仑力作用下两根丝线与竖直方向夹角为α和β，且两点电荷此时处于同一水平线上，用T1和T2分别为两根丝线的弹力，则以下说法中正确的是()A.若α＞β，则有m2＞m1，T2＞T1B.若α＞β，则有m2＞m1，T2＜T1C.若α＞β，则有q2＞q1，T2＞T1D.若α＞β，则有q2＜q1，T2＜T17.A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线的距离相等,如图所示,则（）A.同一点电荷在A、B两点的电势能相等B.把正电荷从A点移到B点,电势能先增大后减小C.把正电荷从A点移到B点,电势能先减小后增大D.A、B两点的连线上任意两点的电势差为零8.一个电子在电场中A点具有80eV的电势能，当它由A运动到B克服电场力做功30eV，则（）A.电子在B点的电势能是50eV；B.电子的电势能增加了30eVC.B点的电势为110V；D.B点的电势为110V9.如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是（）A.电荷从a到b加速度减小B.b处电势能大C.b处电势高D.电荷在b处速度小10.如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A，B两点的电势差为：（）A.B.C.D.11.关于电容器，以下说法中正确的是()A.电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值之和B.电容器的电容跟它所容纳的电荷的电荷量无关，但跟两极板间的电压有关C.可变平行板电容器的动片旋进(两极板正对面积减小)，它的电容就增大；旋出，它的电容就减小D.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关12.如图所示，Q是带正电荷的点电荷，P1和P2为其电场中的两点，若E1、E2为两点的电场强度的大小，U1、U2为两点的电势，则()A.E1>E2,U1>U2B.E1>E2,U1<U2C.E1<E2,U1>U2D.E1<E2,U1<U213.如图所示，在纸面内有一匀强电场，一带正电的小球（重力不计）在一恒力F的作用下沿做匀速运动，已知力F和AB间夹角为θ，AB间距离为d，小球带电量为q，则下列结论正确的是（）A.匀强电场的电场强度E=Fcosθ/qB.AB两点的电势差为Fdcosθ/qC.带电小球由A运动至B过程中电势能增加了FdcosθD.若带电小球由B向A做匀速直线运动，则F必须反向14.如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为l，每单位电压引起的偏移，叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法（）A.增大U2B.减小lC.减小dD.增大U1二、实验题15.如图所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1.0×104V／m，A、B两板相距1cm，C点与A相距，若B接地，则A、C间电势差UAC＝____,B、C间电势差UBC＝____,将带电量为－1.0×1012C的点电荷置于C点，其电势能为_____．三、计算题16.如图,质量为m=10g,电量为q=104C的带正电小球用长为的绝缘细线系于O点放在匀强电场中,静止时悬线与竖直方向夹角θ=600,求：(1)电场强度；(2)若通过外力做功将带电小球缓慢拉至竖直方向的最低点并使悬线拉紧,而小球最终处于静止状态,问外力需做多少功？17.如左下图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知，，BC＝20cm。把一个电荷量q＝10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，克服电场力做功1.73×10－3J。试求该匀强电场的电场强度（包括大小和方向）。18.如右上图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板距d，两板间的电压U＝400V，板间有一匀强电场。在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h的P点处有一带正电小球，已知小球的质量m＝5×10－6kg，电荷量q＝5×10－8C。设A、B板长度无限，g取10m/s2。试求：（1）带正电小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰？（2）相碰时，离金属板上端的距离多大？19.如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d=8cm，板长为L=25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0的初速度从板间的正中点水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起4/3cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：（1）下极板上提后液滴经过P点以后的加速度（g取10m/s2）（2）液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间。高二物理选修31第一章++静电场单元检测卷一、选择题1.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球，其中一个球的带电荷量的绝对值是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小可能是()A.5F/9B.4F/5C.5F/4D.9F/5【答案】BD【解析】试题分析：设两个电荷所带的电量分别为+q和5q，则两电荷之间的库仑力为；两电荷接触后，各带电量为：，则此时相互作用力为：，故选B。考点：库仑定律【名师点睛】只要系统与外界没有电荷交换，电荷的代数和就不变，即电荷守恒。两个相同材料制成的相同的带异种电荷的金属小球，接触带电的原则是先中和后平分，得出接触后各自所带的电荷量，再放回原处，根据库仑定律求出库仑力的大小。2.点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线上，如图所示，则电场强度为零的地方在()A.A和B之间B.A右侧C.B左侧D.A的右侧及B的左侧【答案】C【解析】试题分析:点电荷电场线的分布特点：正电荷电场的电场线从正电荷出发到无穷远终止，负电荷电场的电场线从无穷远出发到负电荷终止。A选项，A和B之间两点产生的电场强度均向左，合场强不可能为零，故A错；B选项，A的右侧，A产生的电场强度向右，B产生的电场强度向左，电场强度方向相反，而且由题意知A的电荷量大于B的电量，且A较近，由点电荷场强公式可知，在同一点电场强度大小不可能相等，所以合场强不可能为零，故B错；C选项，在B的左侧，A产生的电场强度向左，B产生的电场强度向右，电场强度方向相反，但由于A的电量大于B的电量，且A较远，由点电荷公式可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零，故C对；由上分析知D错误。考点:电场强度、电场的叠加。【名师点睛】电场强度三个表达式的比较表达式比较

E＝

E＝k

E＝

公式意义

电场强度定义式

真空中点电荷电场强度的决定式

匀强电场中E与U的关系式

适用条件

一切电场

①真空；

②点电荷

匀强电场

决定因素

由电场本身决定，与q无关

由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定

由电场本身决定，d为沿电场方向的距离

相同点

矢量，遵守平行四边形定则，单位：1N/C＝1V/m

3.如图所示，平行板电容器的两极板A、B接在电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是()学*科*网...学*科*网...学*科*网...学*科*网...学*科*网...学*科*网...A.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大B.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变C.断开S，将A板向B板靠近，则θ增大D.断开S，将A板向B板靠近，则θ不变【答案】AD【解析】A、若保持S闭合，则电容器两极板之间的电压保持不变，当将A板向B板靠近时，根据可知，场强增大，对球受力分析，如图所示：结合矢量的合成，则有：，因，可知，电场强度增大，则电场力增大，将增大，故A正确，B错误；

B、若断开S，电容器带电量保持不变，由和以及可得：，由于Q、S不变，只是d变化，所以电场强度不变，故电场力不变，则不变，故C错误，D正确。点睛：对于电容器的讨论注意电容器的两种状态，同时熟练掌握公式：、、之间的推导，尤其是在电容器电量保持不变时，要正确根据这三个公式推导电场强度的表达式，从而正确判断电场强度的变化。4.关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是（）A.电场强度大的地方，电势一定高B.电场强度不变，电势也不变C.电场强度为零处，电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向【答案】D【解析】试题分析：电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，故A错误；在匀强电场中，电场强度不变，沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，故B错误；电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零．故C错误．沿着电场方向电势降低最快，故D说法正确；故选D．考点：电场强度；电势【名师点睛】此题是对电场强度和电势概念的考查；要知道电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小。5.如图是表示在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是（）A.这个电场是匀强电场B.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed>Ea>Eb>EcC.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea>Eb>Ec>EdD.无法确定这四个点的场强大小关系【答案】B【解析】【详解】图线斜率的绝对值表示电场强度的大小，d图线斜率的绝对值最大，所以d点的电场强度最大，c图线斜率的绝对值最小，电场强度的最小．所以四点场强的大小关系是Ed＞Ea＞Eb＞Ec．该电场不是匀强电场．故B正确，A、C、D错误．故选：B．6.如图所示，真空中有两个点电荷q1，q2，它们的质量分别为m1，m2，现在用两根绝缘细丝线拴挂在天花板上，在库仑力作用下两根丝线与竖直方向夹角为α和β，且两点电荷此时处于同一水平线上，用T1和T2分别为两根丝线的弹力，则以下说法中正确的是()A.若α＞β，则有m2＞m1，T2＞T1B.若α＞β，则有m2＞m1，T2＜T1C.若α＞β，则有q2＞q1，T2＞T1D.若α＞β，则有q2＜q1，T2＜T1【答案】A【解析】【详解】设左边球为A，右边球为B，则对A、B球受力分析，

根据共点力平衡和几何关系得：

，不论q1与q2谁大谁小，它们之间的库仑力总是等值、反向、共线的，即总有F1=F2，所以不能判断q1，q2的大小．

当α＞β，则有m2＞m1，T2＞T1

所以A正确，BCD错误．

故选A．【点睛】本题注意两小球在同一直线上，对两小球进行正确受力分析，利用两小球之间库仑力相等，建立关系解题。7.A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线的距离相等,如图所示,则（）A.同一点电荷在A、B两点的电势能相等B.把正电荷从A点移到B点,电势能先增大后减小C.把正电荷从A点移到B点,电势能先减小后增大D.A、B两点的连线上任意两点的电势差为零【答案】AD【解析】等量异种电荷连线的中垂线为一条等势面，上面的点的电势都相同，即任意两点的电势差为零，根据可知同一电荷在A、B两点的电势能相等，在中垂线上移动电荷，电场力不做功，电势能不变化，AD正确C错误；在重锤线上，电场强度从O点向上下两边递减，即O点是中垂线上电场强度最大的点，所以从A到B过程中，电场强度先增大后减小，B正确．8.一个电子在电场中A点具有80eV的电势能，当它由A运动到B克服电场力做功30eV，则（）A.电子在B点的电势能是50eV；B.电子的电势能增加了30eVC.B点的电势为110V；D.B点的电势为110V【答案】BD【解析】试题分析：电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加．本题“克服电场力做功”即为电场力做负功，所以电势能增加．根据W电=△EP电得出：那电子在B处的电势能是Ep=80eV+30eV=110eV，故A错误，B正确；根据电势的定义，若带电粒子是电子，则在B点的电势等于φ=，故C错误,D正确．故选BD考点：本题考查了电势能；电势9.如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是（）A.电荷从a到b加速度减小B.b处电势能大C.b处电势高D.电荷在b处速度小【答案】BD【解析】试题分析：由图可知b处的电场线比a处的电场线密，说明b处的场强大于a处的场强。根据牛顿第二定律，检验电荷在b处的加速度大于在a处的加速度，A选项错。由图可知，电荷做曲线运动，必受到不等于零的合外力，即Fe≠0，且Fe的方向应指向运动轨迹的凹向。因为检验电荷带负电，所以电场线指向是从疏到密。再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a，b处电势高低关系是Ua＞Ub，C选项不正确。根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90°，可知电场力对检验电荷做负功。功是能量变化的量度，可判断由a→b电势能增加，B选项正确；又因电场力做功与路径无关，系统的能量守恒，电势能增加则动能减小，即速度减小，D选项正确。故选BD。考点：电场线的概念、牛顿第二定律、做曲线运动物体速度与加速度的关系、电场线与等势面的关系、功能关系。10.如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A，B两点的电势差为：（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】粒子，从A到B，根据动能定理得：因为vB=2v0，若只考虑粒子在竖直方向，只受到重力，所以机械能守恒，则有由以上三式，则有,故选C。11.关于电容器，以下说法中正确的是()A.电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值之和B.电容器的电容跟它所容纳的电荷的电荷量无关，但跟两极板间的电压有关C.可变平行板电容器的动片旋进(两极板正对面积减小)，它的电容就增大；旋出，它的电容就减小D.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关【答案】D【解析】电容器的带电量是指一个极板所带电量的绝对值，A错。电容器的电容由电容器本身决定，与电荷量和两极板间的电压无关，B错。动片旋进，正对面积减小，据知电容减小，反之，电容增大，C错。任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟导体是否带电无关，D对。12.如图所示，Q是带正电荷的点电荷，P1和P2为其电场中的两点，若E1、E2为两点的电场强度的大小，U1、U2为两点的电势，则()A.E1>E2,U1>U2B.E1>E2,U1<U2C.E1<E2,U1>U2D.E1<E2,U1<U2【答案】C【解析】【详解】由公式分析可知，r1>r2，则场强E1<E2．电场线方向由P1指向P2，顺着电场线电势降低，则电势．故选C。13.如图所示，在纸面内有一匀强电场，一带正电的小球（重力不计）在一恒力F的作用下沿做匀速运动，已知力F和AB间夹角为θ，AB间距离为d，小球带电量为q，则下列结论正确的是（）A.匀强电场的电场强度E=Fcosθ/qB.AB两点的电势差为Fdcosθ/qC.带电小球由A运动至B过程中电势能增加了FdcosθD.若带电小球由B向A做匀速直线运动，则F必须反向【答案】C【解析】【详解】A、由题，小球的重力不计，只受到电场力与恒力F而做匀速直线运动，则有，qE=F，则得，场强．故A错误．B、AB两点的电势差为．故B错误．C、带电小球由A运动至B过程中恒力做功为，根据功能关系可知，电势能增加了．故C正确．D、小球所受的电场力恒定不变，若带电小球由B向A做匀速直线运动时，F大小、方向不变．故D错误．故选C14.如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为l，每单位电压引起的偏移，叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法（）A.增大U2B.减小lC.减小dD.增大U1【答案】CD【解析】电子在加速电场中加速，根据动能定理可得：所以电子进入偏转电场时速度的大小为：电子进入偏转电场后的偏转的位移为：所以示波管的灵敏度：所以要提高示波管的灵敏度可以增大L,减小d和减小U1，所以ABD错误，C正确。故选：C。点睛：根据灵敏度的定义，分析电子的偏转位移的大小，找出灵敏度的关系式，根据关系式来分析灵敏度与哪些物理量有关．二、实验题15.如图所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1.0×104V／m，A、B两板相距1cm，C点与A相距，若B接地，则A、C间电势差UAC＝____,B、C间电势差UBC＝____,将带电量为－1.0×1012C的点电荷置于C点，其电势能为_____．【答案】(1).40V;(2).60V;(3).;【解析】【详解】A与C间的电势差：UAC=EdAC=1.0×104×0.4×102V=40V

同理可得：UCB=60V，由：UCB=φCφB，φB=0，

得到：φC=UCB=60V

点电荷置于C点时的电势能：Ep=qφC=1.0×1012×60J=6×1011J三、计算题16.如图,质量为m=10g,电量为q=104C的带正电小球用长为的绝缘细线系于O点放在匀强电场中,静止时悬线与竖直方向夹角θ=600,求：(1)电场强度；(2)若通过外力做功将带电小球缓慢拉至竖直方向的最低点并使悬线拉紧,而小球最终处于静止状态,问外力需做多少功？【答案】（1）【解析】【详解】(1)分析带电小球的受力情况如图所示，可得：,代入数据得：(2)用外力将小球拉至竖直方向最低点过程中，重力做正功，电场力做负功，根据动能定理得：代入数据得：17.如左下图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知，，BC＝20cm。把一个电荷量q＝10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，克服电场力做功1.73×10－3J。试求该匀强电场的电场强度（包括大小和方向）。【答案】1000V/m【解析】【详解】把电荷从A移到B，电场力不做功，说明A、B两点等点势，由于是匀强电场，因此A、B两点的连线为等势线。根据电荷从B到C的做功情况，得B、C两点的电势差为（V）由于正电荷从B到C克服电场力做功，因此电荷是从电势低处向电势高处移动，则B点电势比C点低，因而场强方向必垂直于AB斜向下，其大小为（V/m）即电场强度的大小为1000V/m，方向垂直于AB斜向下。【点睛】本题注意沿场强方向距离的求解。18.如右上图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板距d，两板间的电