人教版高二物理选修31第一章静电场章末检测试题含答案解析.docx

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人教版高二物理选修31第一章静电场章末检测试题含答案解析

静电场章末测试卷

一、单选题

1.如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点.现在在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2，则关于C、D两点的场强和电势，下列说法正确的是（　　）

A．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点的电场强度不同，电势相同

B．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同

C．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均不相同

D．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同

2.如图，a、b是真空中两个带等量正电的点电荷，A、B两点在两电荷连线上且关于两电荷连线的中垂线对称，O为中点．现将一负点电荷q由A点沿ab连线移到B点，下列说法中正确的是（　　）

A．A点电势高于O点电势

B．A点电势高于B点电势

C．电荷q移动过程中，电势能一直减少

D．电荷q移动过程中，电场力先做正功后做负功

3.如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1和2为等势线．a、b两个带电粒子以相同的速度从电场中M点沿等势线1的切线飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则在开始运动的一小段时间内，以下说法正确的是（　　）

A．a受到的电场力较小，b受到的电场力较大

B．a的速度将减小，b的速度将增大

C．a一定带正电，b一定带负电

D．a、b两个粒子所带电荷电性相反

4.如图所示，直角坐标系xOy平面内有一与该平面平行的匀强电场．以O点为圆心、R＝0.10m为半径画一个圆，圆周与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，已知a、b、c三点的电势分别为2V、2

V、－2V，则下列说法正确的是（　　）

A．匀强电场的方向沿y轴负方向

B．d点的电势为－

V

C．将一个电子从c点移到O点，电子的电势能增加2eV

D．将一个电子沿圆弧

顺时针从a点移到b点，电子的电势能先减小后增大

二、多选题

5.（多选）如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，都用长L的丝线悬挂在O点．静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为

，可采用以下哪些方法（　　）

A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍

B．将小球B的质量增加到原来的8倍

C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半

D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍

6.（多选）如图所示，O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，对O、P两点的比较正确的是（　　）

A．φO＝φP，EO>EP

B．φO>φP，EO＝EP

C．负电荷在P点的电势能大

D．O、P两点所在直线为等势面

7.（多选）如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（　　）

A．A、B两处电势、场强均相同

B．C、D两处电势、场强均相同

C．在虚线AB上O点的场强最大

D．带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能

8.（多选）如图，在空间固定有两个等量正点电荷，MN为它们连线的中垂线，O点为连线与中垂线的交点．另一带负电的点电荷，仅在电场力作用下由MN上A处静止释放，在运动过程中负点电荷漏失了一部分电荷，但质量保持不变，负点电荷到达B处（图中未画出）时速度变为零，则下列说法正确的是（　　）

A．OA的距离大于OB的距离

B．A处场强大于B处场强

C．A处电势高于B处电势

D．负电荷在A处电势能大于在B处电势能

9.（多选）空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，带电粒子在此空间只受电场力作用．下列说法中正确的是（　　）

A．在－x1处释放一带负电的粒子，它将沿x轴在－x1与x1之间做往返运动

B．带负电的粒子以一定的速度由－x1处沿x轴正方向运动到x1处，它在x1处的速度等于在－x1处的速度

C．带正电的粒子以一定的速度由－x1处沿x轴正方向运动的过程中，它的动能先增大后减小

D．带正电的粒子在x1处的电势能比在x2处的电势能小、与在x3处的电势能相等

10.（多选）某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（　　）

A．在O～x1之间不存在沿x方向的电场

B．在O～x1之间存在着沿x方向的匀强电场

C．在x1～x2之间存在着沿x方向的匀强电场

D．在x1～x2之间存在着沿x方向的非匀强电场

11.（多选）如图所示，质量为m的带电滑块沿绝缘斜面匀加速下滑，当滑至竖直向下的匀强电场区域时（滑块受到的电场力小于重力），滑块的运动状态可能（　　）

A．仍为匀加速下滑，加速度比原来的小

B．仍为匀加速下滑，加速度比原来的大

C．变成匀减速下滑，加速度和原来一样大

D．仍为匀加速下滑，加速度和原来一样大

三、计算题

12.如图所示，在E＝103V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在平面与电场线平行，其半径R＝40cm，一带正电荷q＝10－4C的小滑块质量为m＝40g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10m/s2，求：

（1）要小滑块能运动到半圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？

（2）这样释放的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？

（P

为半圆轨道中点）

13.如图，一质量m＝1×10－6kg、带电量q＝－2×10－8C的微粒以初速度v0竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比A高2cm的B点时速度大小也是v0，但方向水平，且AB两点的连线与水平方向的夹角为45°，g取10m/s2，求：

（1）A、B两点间的电势差UAB；

（2）匀强电场的场强E的大小．

14.如图所示，两平行金属板A、B长为L＝8cm，两板间距离d＝8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒子电荷量为q＝1.0×10－10C，质量为m＝1.0×10－20kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2.0×106m/s，粒子飞出电场后经过界面MN、PS间的无电场区域，然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域（设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响）．已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9cm，粒子穿过界面PS做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上．（静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，粒子的重力不计）

（1）求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？

到达PS界面时离D点多远？

（2）在图上粗略画出粒子的运动轨迹．

（3）确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小．

答案解析

1.【答案】B

【解析】　若Q1和Q2是等量异种电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等.C、D两点的场强都与等势面垂直，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C、D两点的场强、电势均相同，故A错误，B正确.若Q1和Q2是等量同种电荷，由电场的分布情况和对称性可知，C、D两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同，电势相等，故C、D错误.

2.【答案】A

【解析】等量同种电荷的等势面如图：

沿电场线的方向电势降低，故越靠近正电荷的地方电势越高，由图可以看出A点电势高于O点电势，A点电势等于B点电势，故A正确，B错误；负电荷由A到O过程，电势降低，则电势能增加，由O到B过程电势升高则电势能减小，即电荷q移动过程中，电势能先增加后减小，C错误；电势能先增加后减小，则电场力先做负功后做正功，D错误．

3.【答案】D

【解析】

4.【答案】D

【解析】因为a点电势高于c点电势，故电场线不可能沿y轴负方向，A项错；根据匀强电场中等势面特点，可知φO＝

＝0，同理φO＝

＝0，故d点电势φd＝－2

V，B项错；电子在c点的电势能Epc＝eφc＝2eV，在O点电势能为零，故电子从c移到O点，电子的电势能减少2eV，C项错；由电场线与等势面处处垂直的特点可知，电场大致方向是指向右上方，故电子沿圆弧

顺时针从a点移到b点先逆着电场线方向运动，再顺着电场线方向运动，电子带负电，故电子的电势能先减小后增大，D项正确．

5.【答案】BD

【解析】对B由共点力平衡可得

＝

而F＝

，可知d＝

故答案为BD.

6.【答案】AD

【解析】等量异种电荷的中垂线是一条等势面，故φO＝φP，D对；电势能相等，C错；从中点O到无穷远，电场强度越来越小，故EO>EP，A正确．

7.【答案】BD

【解析】根据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B场强相同，A点电势高．故A错误．根据等量异种电荷等势面分布可知：

CD是一条等势线，C、D两处电势相等．由电场分布的对称性可知：

C、D两处的场强相同．故B正确．根据电场线疏密表示场强的大小可知，在AB之间，O点场强最小．故C错误．O点电势高于B点电势，正试探电荷在O处电势能大于在B处电势能．故D正确．

8.【答案】BC

【解析】如果没有漏失部分电荷，B点与A点关于O点对称，电荷在AB间振动；如果漏失一部分电荷，会导致电场力减小，OB间距增加，故A错误；由于OB大于OA，故A处场强大于B处场强，故B正确；由于OB大于OA，故A处电势高于B处电势，故C正确；根据Ep＝qφ，A处电势高于B处电势，故负电荷在A处电势能小于在B处电势能，故D错误．

9.【答案】AB

【解析】电场沿x轴对称分布，在－x1处释放一带负电的粒子，它将沿x轴在－x1与x1之间做往返运动，选项A正确．带负电的粒子以一定的速度由－x1处沿x轴正方向运动到x1处，它在x1处的速度等于在－x1处的速度，选项B正确．带正电的粒子以一定的速度由－x1处沿x轴正方向运动的过程中，它的动能先减小后增大，选项C错误．从x1处到x3处，电场强度方向沿x轴，带正电的粒子从x1处到x3处，电场力一直做正功，电势能减小，所以带正电的粒子在x1处的电势能比x2处的电势能大、比x3处的电势能大，选项D错误．

10.【答案】AC

【解析】由电场的基本性质可知，O～x1间为等势面（体），故A对，B错．由电势的线性减小可知x1～x2间存在着沿x方向的匀强电场，故C对，D错．

11.【答案】AB

【解析】设斜面倾角为θ，滑块在开始下滑的过程中，mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得a＝gsinθ－μgcosθ>0，故sinθ>μcosθ.滑块可能带正电也可能带负电，当滑块带正电时，（mg＋Eq）sinθ－μ（mg＋Eq）cosθ＝ma1，a1＝g（sinθ－μcosθ）＋

（sinθ－μcosθ），可推出加速度变大；当滑块带负电时，（mg－Eq）sinθ－μ（mg－Eq）cosθ＝ma2，a2＝g（sinθ－μcosθ）－

（sinθ－μcosθ），可推出加速度变小，选项A、B正确．

12.【答案】

（1）20m　

（2）1.5N

【解析】

（1）小滑块刚能通过轨道最高点条件是

mg＝m

，v＝

＝2m/s，

小滑块由释放点到最高点过程由动能定理：

Eqx－μmgx－mg·2R＝

mv2

所以x＝

代入数据得：

x＝20m

（2）小滑块由P到L，由动能定理：

－mgR－EqR＝

mv2－

mv

所以v

＝v2＋2（g＋

）R

在P点由牛顿第二定律：

FN－Eq＝

所以FN＝3（mg＋Eq）

代入数据得：

FN＝1.5N

由牛顿第三定律知滑块通过P点时对轨道压力为1.5N.

13.【答案】

（1）－10V　

（2）500V/m

【解析】

（1）根据动能定理得qUAB－