第1章_静电场_单元测试C5（人教版选修3-1）

1、第1章 静电场 单元测试C5I卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分满分100分，时间90分钟第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1 在国际单位制中，库仑定律写成Fk，式中静电力常量k8.98110Nm2C2，电荷量q1和q2的单位都是库仑，距离r的单位是米，作用力F的单位是牛(顿)，若把写成F，式中r的单位是米，F的单位是牛(顿)，由此可以定义q的一个新单位，用米、千克、秒表示时为()Akgms1 Bkg2m3sCk

2、gms Dkg2ms答案：A2如图所示，一个验电器放在绝缘平台上，它的金属外壳用一根金属线接地，把一根用丝绸摩擦过的玻璃棒与验电器的金属小球接触，看到它的指针张开，说明已经带上电，如图所示现进行下述三项操作：(1)首先把验电器外壳的接地线撤去；(2)用手指摸一下验电器的金属小球；(3)把手指从金属小球上移开下面关于最后结果的说法正确的是()A验电器指针合拢，说明验电器的金属杆没有带电B验电器指针张开一定角度，金属杆带正电C验电器指针张开一定角度，金属杆带有负电D验电器指针合拢，但不能说明金属杆不带电答案：B解析：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，与验电器的金属小球接触指针带正电从而张开；由于静电感应

3、，金属壳内壁感应出负电荷，外壳正电荷导入大地；当接地线撤去后，由于正负电荷的相互作用，用手指摸验电器的金属小球再移开，并不能把金属球和指针上的正电荷导走3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以上答案都不对答案：B解析：场强与检验电荷电量的大小无关4 如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷Q.a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说

4、法中正确的是()Ab、d两点的电场强度相同Ba点的电势等于f点的电势C点电荷q在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功D将点电荷q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大答案：D解析：b、d两点的场强为Q产生的场与匀强电场E的合场强，由对称可知，其大小相等，方向不同，A错误；a、f两点虽在Q的同一等势面上，但在匀强电场E中此两点不等势，故B错误；在bedf面上各点电势相同，点电荷q在bedf面上移动时，电场力不做功，C错误；从a点移到c点，Q对它的电场力不做功，但匀强电场对q做功最多，电势能变化量一定最大，故D正确5如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有

5、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答案：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6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

6、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()答案：C7 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8如图所示，在粗糙

7、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)9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

8、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10如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一个小孔M、N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则()A把A板向上平移一小

9、段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D把B板向下平移一小段距离后，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落答案：ACD解析：欲使带电质点不从N孔穿出，则临界条件为vN0.由动能定理得：mg2dqUAB0，将A板向上或向下移动一小段距离，都不影响上式成立，即都能保证vN0.A对，B错B板向上平移，重力做功小于电场力做功，质点到达N孔前已开始返回，C正确若B板向下移动，重力做功大于电场力做功，质点到达N孔时有向下的速度，将从N孔穿出，D正确第卷(非选择题共60分)二、填空题(共4

10、小题，每小题5分，共20分把答案直接填在横线上)11 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_答案：60V，B，增加，2104V/m,60V12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

11、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)答案：，水平向左(或垂直薄板向左)13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_答案：3向右解析：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

12、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14水平放置的平行板电容器的电容为C，板间距离为d，极板足够长，当其带电荷量为Q时，沿两板中央水平射入的带电荷量为q的微粒恰好做匀速直线运动，若使电容器带电荷量为2Q，则带电粒子落到某一极板上需时间_答案：解析：当带电荷量为Q时，Eqmg.当带电荷量为2Q时，由U和E 可知：E2EEq2mg.合力大小为mg，方向竖直向上，故带电粒子向上做类平抛运动，如图所示gt2t三、论述计算题(共5小题，共40分解答应写出必要的文字说明、方

13、程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位15(7分)如图，两个同样的气球充满氦气，气球带有等量同种电荷两根等长的细线下端系上5.0103kg的重物后，就如图所示的那样平衡地飘浮着，求每个气球的带电量为多少？答案：5.6104C解析：分别对重物和小球分析受力如图所示，对重物2FTsinmg对气球FTcos，FTFT，解得：QC5.6104C16(7分)如图所示，有一电子(电量为e)经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：(1)金属板AB的长度(2)电子穿出电场时的动能答案：

14、(1)d(2)ee(U0+)解析：(1)设电子飞离加速电场时速度为v0，由动能定理eU0m设金属板AB的长度为L，电子偏转时间t电子在偏转电场中产生偏转加速度a电子在电场中偏转ydat2由得：Ld.(2)设电子穿过电场时的动能为Ek，根据动能定理EkeU0ee(U0+).17(8分)如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中管的水平部分长为l10.2m，离水平地面的距离为h5. 0m，竖直部分长为l20.1m.一带正电的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失，小球在电场中受到的电场力

15、大小为重力的一半求：(1)小球运动到管口B时的速度大小；(2)小球着地点与管的下端口B的水平距离(g10m/s2)答案：(1)vB2.0m/s(2)s4.5m解析：(1)在小球从A运动到B的过程中，对小球由动能定理有m0mgl2F电l1解得vB代入数据可得vB2.0m/s(2)小球离开B点后，设水平方向的加速度为a，位移为s，在空中运动的时间为t，水平方向有asvBtat2竖直方向有hgt2由式，并代入数据可得s4.5m18(8分)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

16、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，且为一常量答案：(1)Wfm(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Eq2RWfmg2Rmm由式解得Wfm(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因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关，大小为2R.19(10分) 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