高中物理选修3-1-静电场-测试题-单元测试及答案

静电场单元测试一、选择题1如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，c为ab的中点，a、b点的电势分别为a5 V，b3 V，下列叙述正确的是( ) A该电场在c点处的电势一定为4 VBa点处的场强一定大于b处的场强C一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D一正电荷运动到c点时受到的静电力由c指向a2如图所示，一个电子以100 eV的初动能从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B点离开电场时，其速度方向与电场线成150角，则A与B两点间的电势差为( )A300 V B300 VC100 V D V3如图所示，在电场中，将一个负电荷从C点分别沿直线移到A点和B点，克服静电力做功相同该电场可能是( )A沿y轴正向的匀强电场B沿x轴正向的匀强电场C第象限内的正点电荷产生的电场D第象限内的正点电荷产生的电场4如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )A当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小B当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大C当小球运动到最高点a时，小球的电势能最小D小球在运动过程中机械能不守恒5在静电场中a、b、c、d四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图线可知()Aa、b、c、d四点不可能在同一电场线上B四点场强关系是EcEaEbEdC四点场强方向可能不相同D以上答案都不对6如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中()A小球做先减速后加速运动B小球做匀速直线运动C小球受的电场力不做功D电场力对小球先做正功后做负功7如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场若不计重力，图中的四个图线中能描述粒子在电场中的运动轨迹的是() 8图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是()Ab点的电势一定高于a点Ba点的场强一定大于b点C带电粒子一定带正电D带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率9如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中 ()A小物块所受电场力逐渐减小B小物块具有的电势能逐渐减小CM点的电势一定高于N点的电势D小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功10如图所示，A，B两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，静止时木盒对地面的压力为FN，细线对B的拉力为F.若将系B的细线断开，下列说法中正确的是()A刚断开时木盒对地的压力等于FNB刚断开时木盒对地的压力等于FNFC刚断开时木盒对地的压力等于FNFD在B向上运动的过程中，木盒对地的压力逐渐变大11有一匀强电场，其场强为E，方向水平向右，把一个半径为r的光滑绝缘环，竖直放置于场中，环面平行于电场线，环的顶点A穿有一个质量为m，电量为q(q0)的空心小球，如图所示，当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点时，小球对环的压力大小为：()A.2mg B.qEC.2mg+qE D.2mg+3qE12如图所示，一金属球原来不带电现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，金属球感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则：( )A.Ea最大 B.Eb最大C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec二、填空题13带正电1.0103 C的粒子，不计重力，在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10 J，飞经B点时动能为4 J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了_，A、B两点电势差为_14在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间的匀强电场中有A、B两点，AB连线与水平方向成30角，AB长为0.2cm，如图所示现有一带电量为4108C的负电荷从A沿直线移到B点，电场力做正功2.4106J，则A、B两点间的电势差大小为_，_点电势高若此电荷q沿任意路径从B到A点，电荷电势能变化情况是_，此匀强电场的场强大小为_，若两金属板相距0.3cm，则两板电势差为_ 15如图，带电量为q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为_，方向_(静电力恒量为k)16如图所示，质量相等的三个小球A、B、C，放在光滑的绝缘水平面上，若将A、B两球固定，释放C球，C球的加速度为1m/s2，方向水平向左若将B、C球固定，释放A球，A球的加速度为2m/s2，方向水平向左现将A、C两球固定，释放B球，则B球加速度大小为_m/s2，方向为_三、计算题17如图所示，用长L的绝缘细线拴住一个质量为m，带电荷量为q的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和O在同一水平面上的A点(线拉直)，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60角到达B点时，球的速度正好为零求：(1)B、A两点的电势差；(2)匀强电场的场强大小18如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中一质量为m、带电荷量为q的物块(可视为质点)，从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小为E(E小于)(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E无关，且为一常量19一质量为m、电荷量为+q的小球，从O点以和水平方向成角的初速度v0抛出，当达到最高点A时，恰进入一匀强电场中，如图经过一段时间后，小球从A点沿水平直线运动到与A相距为S的A点后又折返回到A点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点求(1)该匀强电场的场强E的大小和方向；(即求出图中的角，并在图中标明E的方向)(2)从O点抛出又落回O点所需的时间1C 该电场不一定是匀强电场，c不一定等于4 V，故A、B错误；由ab知，电场线由a指向b，正电荷在c点的受力也应由c指向b，选项D错误；由Epq知选项C正确2B 电子做类平抛运动，在B点，由速度分解可知vB2vA，所以EkB4EkA400 eV，由动能定理得UAB(e)EkBEkA，所以UAB300 V，B对3AD 由题意知AB，A、B应处在同一等势面上，又WCAqUCA0，q0，故UCA0，即CA，符合条件的可能是选项A、D.4CD qEmg，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大；若qEmg，球在a处速度最小，对细线的拉力最小；若qEmg，球在a处速度最大，对细线的拉力最大，故A、B错；a点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故C正确；小球在运动过程中除重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D正确5.B解析：场强与检验电荷电量的大小无关6. BC解析：金属板在点电荷的电场中达到静电平衡状态后，其表面是一个等势面，根据电场线与等势面垂直，则带电小球沿金属板表面移动时所受电场力的方向竖直向下，所以带电小球所受的重力、支持力和电场力均在竖直方向上，合力为零故带电小球做匀速直线运动，B正确；又由于电场力与表面垂直，对小球不做功，故C正确，D错误7. 答案：C8.答案：BD解析：由等势线的分布画出电场线的分布如图所示，可知a点的场强大，B正确，根据轨迹可判断电场力指向左方，电场力做负功，a点速率大于b点速率，D正确但不知粒子电性，也无法判断场强的具体方向，故无法确定a、b两点电势的高低，A、C错误9.答案：ABD解析：电场力做正功，摩擦力做负功，大小相等(始末速度为零)10.答案：BD解析：刚断开时，A，B间的库仑力不变未断开时，对A，B和木盒整体进行受力分析，有：FNG木GAGB，对于B，F库GBF.断开时，对A与木箱整体进行受力分析，有：FNG木GAF库，因为F库不变所以B正确，在B向上运动过程中F库变大，所以D正确11.D12.C136 J 6 000 V14.答案：60V，B，增加，2104V/m,60V15.答案：，水平向左(或垂直薄板向左)16.解析：把A、B、C球作为一个系统，三个小球之间的相互作用力为系统内力根据牛顿第三定律，每两个小球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等、方向相反这样系统的内力之和为零系统的外力之和也为零设三个小球所受的合外力分别为F1、F2、F3，则F1ma1F2ma2F3ma3F1F2F3m(a1a2a3)0设向右为正a2a1a3123(m/s2)B球的加速度大小为3m/s2，方向向右17(1) (2)解析 (1)由动能定理得：mgLsin 60qUBA0所以UBA (2)UBAEL(1cos 60)得：E .18.答案：(1)Wfmv(Eqmg)R(2)s2R解析：(1)物块恰能通过圆弧最高点C时，圆弧轨道与物块间无弹力作用，物块受到的重力和电场力提供向心力mgEqm物块在由A运动到C的过程中，设物块克服摩擦力做的功为Wf，根据动能定理有Eq2RWfmg2Rmvmv由式解得Wfmv(Eqmg)R(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为s，则水平方向有svCt竖直方向有2R(g)t2由式联立解得s2R因