人教版高二物理选修3-1第一章静电场精选习题(含详细解析)

1、人教版高二物理选修3-1第一章静电场精选习题含详细解析一、单项选择题1 如下图，竖直平面内的同心圆是一点电荷在真空中形成电场的一簇等势线，一正电小球从A点静止释放，沿直线到达 C点时速度为零，以下说法正确的有A. 此点电荷为负电荷B. 场强 E a > E b > Ecc.电势沐-.-.D.小球在 A点的电势能小于在 C点的电势能2 .在点电荷Q的电场中，一个质子通过时的轨迹如图带箭头的线所示，a、b为两个等势面，那么以下判断中正确的选项是A. Q可能为正电荷，也可能为负电荷B. 运动中.粒子总是克服电场力做功C. 质子经过两等势面的动能EkaEkbD.质子在两等势面上的电势能Ep

2、a Epb3. 2021年4月16日，中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久成为二三 线城市的主要公交用车。这种超级电车的核心是我国自主研发.全球首创的“超级电容器。如下图，这种电容器平安性高，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大到达 9500 F ,能够在10s内完成充电，以下说法正确的选项是A该“超级电容器能储存电荷B. 该“超级电容器的电容随电压的增大而增大C. 该“超级电容器放电过程中把化学能转化为电能D. 充电时电源的正极应接“超级电容器的负极4 .让质子和氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后偏转角相同，这些粒子进

3、 入电场时必须具有相同的A. 初速度 B.动能 C.动量 D.质量5如下图，平行板电容器经开关S与电池连接，电容器间有一点a，到上极板 A距离恒定，S是闭合的， 表示a点的电势，E表示电场强度，现保持A板不动，将B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，那么A. 升高，E变大B. 升高，E变小C. 不变，E不变D. 不变，E变小6如下图，在匀强电场中有直角三角形OBC电场方向与三角形所在平面平行，假设三角形三点处的电势分别用 0 o、0 b、0c, 0 o= 0 V , 0 b= 3 V, 0 c= 6 V ,且边长 OB ：3cm , OC 6cm，那么以下说A. 匀强电场中电场强度的大小为20

4、0 . 3 V/m B. 匀强电场中电场强度的方向斜向下与OB夹角锐角为30 °C. 一个质子由B点运动到O点的过程中克服电场力做的功是3 eVD. 一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电势能减少了3 eV7 平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止，如下图当发生以下哪些变化时, 将电容器的下极板稍稍上移； 将电容器的上极板稍稍上移； 将S断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动; 将S断开，并把电容器的上极板稍稍下移.A. B. C. D.二、多项选择题&关于静电场的以下说法中正确的选项是：A.沿电场线方向各点电势不可能相同；B. 沿电场线方向电场强

5、度一定是减小的；C. 等势面上各点电场强度不可能相同；D. 等势面上各点电场强度方向一定垂直于该等势面。9 如下图，是由电荷量分别为+6q和-q的两个点电荷组成的一个电荷系统，其中A B是两点电荷所在位置，N、P Q是AB连线上的三点，N点的电场强度为零。假设规定无限远处的电势为零，那么以下说法正 确的是A. 图中左侧A点为+6q的点电荷B. P点场强大于Q点场强C. P点电势高于Q点电势D. N点的电势大于零10 .有一正四面体 ABCD,如图，M、N分别是AB和CD的中点。现在 A、B两点分别固定电荷量为 +Q、-Q 的点电荷，以下说法中正确的选项是A. 将电荷+q从C点移到D点，电场力做

6、正功，电荷的电势能降低B. 将电荷-q从M点沿直线移到N点，电场力不做功，电荷的电势能不变C. C D两点的电场强度相同D. M点的电场强度方向由 A指向B三、解答题11 如下图，一光滑斜面的直角点A处固定一带电量为+q,质量为m的绝缘小球。另一同样小球置于斜面顶点B处，斜面长为 L,现把上部小球从 B点从静止自由释放，球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处静电力常量为 k,重力加速度为g求：1小球从B处开始运动到斜面中点 D处时的速度？2小球运动到斜面底端 C处时，球对斜面的压力是多大?12 .如下图，在匀强电场中，有边长为L=2m的等边三角形 ABC其中0点为该三角形的中心，各点的电势分别为

7、0 a=2V,$ b=4V,$ c=6V,求：(1) o点的电势为多少？(2) 该匀强电场的电场强度大小和方向.13 .水平放置的两块平行金属板板长1 = 5.0 cm,两板间距d= 1.0 cm，两板间电压为90 V，且上板为正极板，一个电子沿水平方向以速度vo= 2.0 X07 m/s，从两板中间射入，如下图，不计电子的重力，电子的质量为 m= 9.0 >1031 kg、电荷量为 e= 1.6 10一19 C,求：(1) 电子偏离金属板的侧位移是多少？(2) 电子飞出电场时的速度大小是多少？(保存两位有效数字)电子离开电场后，打在屏上的P点，假设s= 10 cm，求OP之长.14 .

8、质量为m=5> 1(fkg的带电微粒以V0=2m/s速度从水平放置的平行金属板 A、B的中央水平飞入板间.已 知板长L=10cm,板间距离d=2cm，当Uab=1.0 > 1V时，带电微粒恰好沿直线穿过平行金属板，(重力加速度 g=10m/s 带电粒子带何种电荷？电荷量 q多大？ 假设要带电粒子恰好从 B板右端飞出，那么 AB间所加电压U1为多大?)求：参考答案1. D【解析】小球由静止从 A点释放，到达 C点时速度为零，而小球受重力和电场力作用，由于重力竖直向下，故说明电场力一定竖直向上，故说明电场线向上，故点电荷带正电；故A错误；因点电荷的电场强度越靠近源电荷电场强度越大，那么

9、有：EaV EbV Ec,故B错误；沿电场线的方向电势降落，故电势旗V晶V就；故C错误；因由A到C过程中，电场力做负功，故电势能增加，小球在A点的电势能小于在 C点的电势能，故D正确.应选D .点睛：此题考查点电荷电场的性质， 要注意明确其电场线的分布，知道电场线的疏密表示场强大小，而电场线的方向表示场强方向，而沿电场线的方向电势降落.2. C【解析】试题分析：从粒子运动轨迹看出， 轨迹向左弯曲，可知带电粒子受到了排斥力作用， 从a到b过程中，电场力做负功，反之，远离 Q的过程电场力做正功可判断电势能的大 小和动能大小以及 Q的电性.正电荷受到了排斥力作用，所以Q的电性一定是正电荷，A错误；根

10、据运动轨迹可知，带电粒子受到了排斥力作用，从 a到b过程中，电场力做负功，反之，远离Q的过程电场力做正功，B错误；根据运动轨迹可知，带电粒子受到了排斥力作用，从a到b过程中，电场力做负功；因此动能减小即 EkaEkb，电势能增大即Epa Epb , C正确D错误.【答案】A【解析】试题分析：由题意可知，该“超级电容器能储存电荷，故A正确；电容是由电容器本身的性质决定的，与电压和电量无关，故B错误；放电过程消耗的是内部的电场能而转化为电能， 故C错误；充电时电源的正极要接电容器的正极，故D错误。考点：电容【名师点睛】 此题考查电容器的性质， 要注意明确电容器的电容由电容器本身决定，与电量和电压无

11、关，充电电流由正极流入，故正极板要接电源的正极。4. B【解析】设带电粒子的质量为 m,电量为q，匀强电场的场强大小为 E,电场的宽度为 L ,初速度为vo,最后的偏转角为 0.带电粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，L=vot，所以I ；=沿电场方向做匀加速直线运动，加速度.；粒子离开电场时垂直于电场方向忆qEL血油=二tan6 - -2的分速度vy=at，贝U，；联立解得：，；质子和氘核的电量相等，0相£同时，那么知 mvo2相等，初动能Eko=mvo2相等.比荷.不等，初速度v。、质量不相等.动量 不相等；故B正确，ACD错误.应选B.点睛：此题考查带电粒子在电场中类平抛运动问题

12、，研究方法与平抛运动相似，采用运动的分解法，由动力学方法进行研究.5. B【解析】由于开关 S闭合，且电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压Uab保持不变.随B极板下移，两极板之间的距离增大，根据E=U，可知两极板之d间的电场强度E减小；由于 Uab EhAa，由于电场强度 E减小，故UAa减小，由于U ab UAa UaB，所以U aB增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0,即B 0，又UaB U a U B，所以 UaB升咼.应选B.点睛：电容器的动态分析中首先应注意是否与电源相连，再根据电容的变化进行判断；对于此题应注意因下极间接地， 故aB

13、间的电势差大小即为 a点的电势；因aB间的距离发生变化， 不能直接由U=Ed进行判断，我们是先求得 Aa间的电势差再求aB的间电势差.6. B【解析】如图，根据匀强电场的特点，OC中点D的电势为3V,贝U BD为一条等势线，电场方向如图；2由几何关系得，O 到 BD 的距离d cm ,在匀强电场中3U 3EV /m 200V / m ，故A错误；电场方向垂直于等势面，并指向电势d 2 1023降落的方向，由几何关系，匀强电场中电场强度的方向斜向下与OC夹角锐角为 60° °与OB夹角锐角为30°故B正确；一个质子由B点运动到O点的过程中电场力做的功是 W EeOB

14、cos30； 200 .3 10 2 e 3eV，选项 C错误；电场力做功 2只与初末位置有关，与路径无关，由0b=3V, $c=6V,那么一个电子由 C点运动到B点的过程中电势能增加了 3eV,故D错误；应选B.点睛：找等势点，作等势面和电场线，是解决这类问题常用方法.匀强电场中场强在数值上 等于沿电场方向通过单位距离的电势差.电场力做功只与初末位置有关，与路径无关.7. A【解析】将电容器的下极板稍稍上移，d变小，电势差不变，那么电场强度增大，电场力增大，将向上运动.故正确.将电容器的上极板稍稍上移，d变大，电势差不变，那么电场强度减小，电场力减小，将向下运动.故错误.将S断开，Q不变，s

15、减小，根据E , U ,dCC ，那么E 4SQ，那么E变大，那么电场力变大，液滴向上运动.故正确.将S4 kdS断开，Q不变，减小d,根据E 4_kQ ,与d无关，那么E不变，带电液滴不动.故错误.应选A.4 kQS-点睛：解决此题的关键掌握电容器始终与电源相连，两端的电压不变，电容器与电源断开, 所带的电量不变并且要掌握结论性的公式，当电量一定时,8. AD【解析】沿电场线的方向电势逐渐降低，所以沿电场线的方向各点电势不可能相同， A正确; 电场线的方向不能反映电场线的疏密， 所以沿电场线方向电场强度不一定是减小， 也可能增大或不变，B错误；电场强度与电势是描述电场的两个不同方面性质的物理

16、量.在匀强电场 中，各等势面上电场强度都是相等的，C错误；电场线与等势面一定是相互垂直的，这是它们的特点之一，D正确.9. CD【解析】图中右侧电场线比拟密集，故图中 B点为+6q的点电荷，A错误；P、Q两点所在 区域，沿电场线方向逐渐变密，因此 P点场强小于 Q点场强，P点电势高于 Q点电势，C 正确B错误；N点左侧的区域电场线方向是朝左的，因为 N点的电势大于零，D正确。10. BCD【解析】试题分析：CD在AB的中垂面上，等量异种电荷，C与D处在同一等势面，在此处其电势相等，所以从 C点移到D点，电场力不做功，故 A错误；M点的电势等于N点的 电势，所以将试探电荷-q从M点移到N点，电场

17、力不做功，试探电荷 -q的电势能不变，故C、D两点的电场强度相等，故 CAB且跟CD垂直，即由A指向B,C、D两点的电场强度相等，CDB正确；根据等量异种电荷在空间的电场线分布特点知道 正确；根据电场叠加原理知道M点的电场强度方向平行故D正确；应选BCD.【点睛】根据等量异种电荷在空间的电场线分布特点知道 在AB的中垂面上，等量异种电荷在此处的电势为零.11. v 【解析】(1 )由题意知：小球运动到 D点时，由于AD=AB，所以有即 那么由动能定理得：联立解得、对球受力分析如下图那么由平衡条件得:(2)当小球运动到 C点时，,'|打'由库仑定律得: 联立得：由牛顿第三定律即.

18、12. (1) 0点的电势为4V; (2)该匀强电场的电场强度大小为2v/m，方向由C到A.X、【解析】B K債C如下图，过0点作AC的垂线BD,，那么D为AC的中点，0 D二 一C =4V2又，0 b =4V，贝U BD为等势线， O在BD上，故 0 o=4V由于电场线与等势线垂直，那么AC为一条电场线，且电场方向为由C到A由 U CA =E 0 CA 得 E=2v/m【名师点睛】根据匀强电场电势随距离均匀变化(除等势面)的特点，AC中点的电势为4V，那么BD为一条等势线，CA连线即为一条电场线，由 BA间的电势差，由公式 U=Ed求出场强大小、方 向。13. (1) 5XIO_3 m (2) 2.0 M07 m/s (3) 2.5 氷0_2mUe17a .、,yn = at =【解析】(1)电子在电场中的加速度“圻M ,侧位移即竖直方向位移：二丨，运动时间n，代入数据解得eUr= trr = 4 x(2 )电子飞出电场时，水平分速度=7，竖直分速度'曲宀'>.飞出电场时的速度为计，代入数据可得：tan9 = =0