高中物理人教版1第一章静电场 市赛获奖

新人教版选修3-1《第1章静电场》单元测试卷（A卷）一、选择题（每小题4分，共40分）1．关于电场，下列说法中正确的是（）A．电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型B．电场是电荷周围空间实际存在的物质C．电荷周围分布的电场线就是电场D．电荷间的相互作用不是通过电场作媒介产生的2．在x轴的原点O和轴上的P点，分别固定同种电荷Q1和Q2，已知Q1＜Q2，OP距离为2d，则场强为零的坐标x区间为（）A．x＞0 B．0＜x＜d C．d＜x＜2d D．x＞2d3．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A．摩擦起电说明电荷能够被创造B．摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷C．感应起电说明电荷从带电的物体A转移到原来不带电的物体B上去了D．感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分4．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（）A．极板间电压变小 B．电容器的电容减小C．极板带电量将增大 D．P点的电势将降低5．a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个平行四边形的四个顶点，电场线与平行四边形所在平面平行．已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为12V，如图所示．由此可知c点的电势为（）A．8V B．16V C．20V D．24V6．如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两点电荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂线上距A也为d的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是（）A．EB＞EA＞EC B．EA＞EB＞EC C．φA=φC＞φB D．φB=φC＞φA7．真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量电荷，相隔一定距离，（距离远大于小球的直径）两球之间的库仑引力大小为F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球之间的库仑力大小（）A．一定是 B．一定是 C．可能是 D．可能是8．如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC=∠CAB=30°，BC=m．已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个电荷量q=﹣1×10﹣6C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了×10﹣5J，由B移到C的过程中电场力做功6×10﹣6J，下列说法正确的是（）A．B、C两点的电势差UBC=3VB．该电场的场强为1V/mC．正电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加D．A点的电势低于B点的电势9．如图所示，虚线是带电粒子在电场中运动的径迹，不考虑重力和空气阻力，粒子在由电场中的A点运动到B点的过程中，以下判断正确的是（）A．粒子带负电B．粒子在A点受到的电场力的大小比在B点受到的大C．粒子在A点的动能比在B点的动能大D．粒子在A点的电势能比在B点的电势能大10．如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．则（）A．B球和C球都带负电荷B．B球带负电荷，C球带正电荷C．B球和C球所带电量不一定相等D．B球和C球所带电量一定相等二、填空题（共20分）11．如图所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为×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=，将带电量为﹣×10﹣12C的点电荷置于C点，其电势能为．12．一个质量为m、电荷量为e的电子，以初速度v与电场线平行束射入匀强电场，经时间t电子具有的电势能与刚进入电场时相同，则此电场的场强大小为，电子在时间t内的运动路程为．13．如图所示是定性研究平行板电容器电容的影响因素的装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，指出图甲、乙所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况：（1）正对面积增大时，静电计指针的偏转角度；（2）板间距离减小时，静电计指针的偏转角度．三、计算题（共40分）14．如图所示，平行金属板长为L，一个带电为+q、质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成30°角，粒子重力不计，求：（1）粒子末速度大小；（2）上下两个极板的电势差是多少？15．如图所示，某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子以水平方向的初速度v0由O点射入该区域，粒子作类平抛运动刚好通过竖直平面中的P点，已知连线OP长为L，与初速度方向的夹角为θ．不考虑带电粒子的重力大小，试求：（1）判断带电粒子的电性和带电粒子在电场中运动的加速度；（2）匀强电场的场强大小；（3）OP两点的电势差Uop．16．如图所示，倾角为θ的斜面AB是粗糙且绝缘的，AB长为L，C为AB的中点，在A、C之间加一方向垂直斜面向上的匀强电场，与斜面垂直的虚线CD为电场的边界．现有一质量为m、电荷量为q的带正电的小物块（可视为质点），从B点开始在B、C间以速度v0沿斜面向下做匀速运动，经过C后沿斜面匀加速下滑，到达斜面底端A时的速度大小为v．试求：（1）小物块与斜面间的动摩擦因数μ；（2）匀强电场场强E的大小．

新人教版选修3-1《第1章静电场》单元测试卷（A卷）参考答案与试题解析一、选择题（每小题4分，共40分）1．关于电场，下列说法中正确的是（）A．电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型B．电场是电荷周围空间实际存在的物质C．电荷周围分布的电场线就是电场D．电荷间的相互作用不是通过电场作媒介产生的【考点】电场线．【分析】电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线；电场是客观存在的物质．电荷间的相互作用是通过电场发生作用的．【解答】解：A、电荷周围存在电场，电场是客观存在的物质，不是理想模型，故A错误．B、电场是电荷周围空间实际存在的特殊物质．故B正确．C、电场线是人们为了形象地描述电场强弱和方向而引入的，它不是真实存在的，电荷周围分布的是电场，不是电场线，故C错误，D、电荷间的相互作用是通过电场发生作用的．故D错误故选：B．2．在x轴的原点O和轴上的P点，分别固定同种电荷Q1和Q2，已知Q1＜Q2，OP距离为2d，则场强为零的坐标x区间为（）A．x＞0 B．0＜x＜d C．d＜x＜2d D．x＞2d【考点】电场强度．【分析】根据库仑定律，结合点电荷电场强度的公式，依据矢量的合成法则，即可求解．【解答】解：因同种电荷Q1和Q2，由点电荷电场强度的公式E=，可知，场强为零的坐标x区间在两固定的电荷之间；又已知Q1＜Q2，因此零电场强度的位置偏离点电荷Q2，偏向点电荷Q1，则场强为零的坐标x区间为：0＜x＜d；故B正确，ACD错误；故选：B．3．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A．摩擦起电说明电荷能够被创造B．摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷C．感应起电说明电荷从带电的物体A转移到原来不带电的物体B上去了D．感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分【考点】电荷守恒定律．【分析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷．感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分．【解答】解：AB、摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷．电荷只是发生转移．故A错误，B错误；CD、感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分．电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电，故C错误，D正确；故选：D4．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（）A．极板间电压变小 B．电容器的电容减小C．极板带电量将增大 D．P点的电势将降低【考点】电容器的动态分析；电势．【分析】将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，确定电容器的电容变化情况，从而根据电容器两板间电压不变，确定电容器电量，由受力分析，结合平衡条件可知，油滴的电性，当接触电源时，极板的电压不变，当断开电源时，极板间的电量不变，从而即可求解．【解答】解：ABC、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，即极板间距变大，则有电容器的电容减小，由于电容器两板间电压不变，根据Q=UC，因此带电量减小．故AC错误，B正确．D、因电压不变，随着间距的增大，则电场强度减小，那么P点的电势降低．故D正确．故选：BD．5．a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个平行四边形的四个顶点，电场线与平行四边形所在平面平行．已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为12V，如图所示．由此可知c点的电势为（）A．8V B．16V C．20V D．24V【考点】电势．【分析】在匀强电场中，每前进相同的距离，电势的降落相等．根据该结论列式求解即可．【解答】解：在匀强电场中，每前进相同的距离，电势的降落相等，故：φa﹣φd=φb﹣φc代入数据，有：20﹣12=24﹣φc解得：φc=16V，选项B正确，CD错误；故选：B6．如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两点电荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂线上距A也为d的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是（）A．EB＞EA＞EC B．EA＞EB＞EC C．φA=φC＞φB D．φB=φC＞φA【考点】电势；电场强度．【分析】电场强度是描述电场强弱的物理量，它是由电荷所受电场力与其电量的比值来定义．由于电场强度是矢量，电场强度叠加时满足平行四边形定则．电场线越密的地方，电场强度越强．正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同．同时沿着电场线方向电势降低．【解答】解：如图为等量异种点电荷的电场，则电场线是从正电荷出发到负电荷终至．所以A、B两点处于从左向右的电场线方向上，则ΦA＞ΦB．而A、C同处于一根等势线，所以ΦA=ΦC．因此ΦA=ΦC＞ΦB．由等量异种点电荷的电场线的分布，可得B点的电场线最密，C点的最疏．所以EB＞EA＞EC故选：AC．7．真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量电荷，相隔一定距离，（距离远大于小球的直径）两球之间的库仑引力大小为F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球之间的库仑力大小（）A．一定是 B．一定是 C．可能是 D．可能是【考点】库仑定律．【分析】理解库仑定律的内容．知道带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．【解答】解：因两球之间的库仑引力，则两球带异种电荷；设A带电量为+Q，B带电量为﹣Q，两球之间的相互吸引力的大小是：F=第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为﹣，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小：F′==；故A正确，BCD错误；故选：A．8．如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC=∠CAB=30°，BC=m．已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个电荷量q=﹣1×10﹣6C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了×10﹣5J，由B移到C的过程中电场力做功6×10﹣6J，下列说法正确的是（）A．B、C两点的电势差UBC=3VB．该电场的场强为1V/mC．正电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加D．A点的电势低于B点的电势【考点】电势能；电场强度；电势差．【分析】根据公式UBC=，求解B、C两点的电势差UBC．UAB=求出A、B间的电势差，根据三点电势关系，确定电场线的方向，由E=求出场强．电场力做正功，电势能减小．【解答】解：A、B、C两点的电势差UBC===﹣6V．故A错误．B、A、B两点的电势差UAB==V=12V，则知C点与AB连线的中点电势相等，则场强E==V/m=2V/m．故B错误．C、由上知，A、C两点的电势差UAC=UAB+UBC=6V，即知A点电势高于C点电势，正电荷在电势高处电势能大，则将正电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加．故C正确．D、A、B两点的电势差UAB=φA﹣φB＞0，则A点的电势高于B点的电势．故D错误．故选C9．如图所示，虚线是带电粒子在电场中运动的径迹，不考虑重力和空气阻力，粒子在由电场中的A点运动到B点的过程中，以下判断正确的是（）A．粒子带负电B．粒子在A点受到的电场力的大小比在B点受到的大C．粒子在A点的动能比在B点的动能大D．粒子在A点的电势能比在B点的电势能大【考点】电场线；电场强度；电势能．【分析】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．【解答】解：A、物体做曲线运动的时候，受到的合力的方向指向物体运动轨迹的弯曲的内侧，由此可知，该粒子受到的电场力的方向是向左的，与电场线的方向相反，所以是负电荷，所以A正确；B、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，A点的电场线密，所以粒子在A点时受到的电场力的大小比在B点受到的大，所以B正确；C、负电荷受到的电场力是向左的，但是粒子的运动的方向是向右的，此时电场力做负功，动能减小，电势能要增加，所以C正确，D错误；故选ABC．10．如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．则（）A．B球和C球都带负电荷B．B球带负电荷，C球带正电荷C．B球和C球所带电量不一定相等D．B球和C球所带电量一定相等【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；库仑定律．【分析】由题意可知三个小球均处于共点力平衡状态，则对B、C中的任一小球进行受力分析，由共点力的平衡条件可得出B、C所带的电性及B、C电量的大小关系．【解答】解：B球受重力及A、C对B球的库仑力而受于平衡状态；则A与C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A对B的库仑力应指向A，C对B的作用力应指向B的左侧；则可知B、C都应带负电；故A正确、B错；由受力分析图可知，A对B的库仑力应为C对B库仑力的2倍，故C带电量应为A带电量的一半；同理分析C可知，B带电量也应为A带电量的一半，故B、C带电量应相同；故C错误，D正确；故选：AD．二、填空题（共20分）11．如图所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为×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=40V，将带电量为﹣×10﹣12C的点电荷置于C点，其电势能为﹣6×10﹣11J．【考点】电势能；电场强度．【分析】由题是匀强电场，根据CB距离，由公式U=Ed求出C与A间的电势差UCA．电场线方向从A指向B，C点的电势高于B点的电势．由UCB=φC﹣φB，φB=0，求出C点电势φC．由公式Ep=qφC求解点电荷置于C点时的电势能．【解答】解：A与C间的电势差：UAC=EdAC=×104××10﹣2V=40V同理可得：UCB=60V，由：UCB=φC﹣φB，φB=0，得到：φC=UCB=60V点电荷置于C点时的电势能：Ep=qφC=﹣×10﹣12×60J=﹣6×10﹣11J故答案为：40V，﹣6×10﹣11J．12．一个质量为m、电荷量为e的电子，以初速度v与电场线平行束射入匀强电场，经时间t电子具有的电势能与刚进入电场时相同，则此电场的场强大小为，电子在时间t内的运动路程为．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电场强度；电势能．【分析】由题，电子以初速度v与电场线平行束射入匀强电场，经时间t电子具有的电势能与刚进入电场时相同，速度大小相等，说明电子在匀强电场中做有往复的匀变速直线运动，根据对称性，往返时间相等．根据牛顿第二定律和速度公式结合，求出场强．由平均速度公式求出电子匀减速运动的位移大小，再求解路程．【解答】解：电子经过时间t时，初末时刻电势能相同，则电场力不做功、初末位置和速度都相同，电子在电场中一直作匀减速运动．从进入到速度减为0所用时间为t1=，则有v=at1．根据牛顿第二定律得，a=，得到v=at1=，解得，E=通过位移为s==；电子在电场中的运动路程为S=2s=．故答案为：，．13．如图所示是定性研究平行板电容器电容的影响因素的装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，指出图甲、乙所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况：（1）正对面积增大时，静电计指针的偏转角度减小；（2）板间距离减小时，静电计指针的偏转角度减小．【考点】电容器的动态分析．【分析】静电计测量的是电容器两极板间的电势差，电势差越大，金属箔张角越大．根据C=，判断电容的变化，根据U=判断电势差的变化．【解答】解：（1）正对面积增大时，根据C=，判断电容变大，电容器的带电量Q不变，根据U=判断电势差变小，所以静电计指针的偏转角度减小；（2）板间距离减小时，根据C=，判断电容变大，电容器的带电量Q不变，根据U=判断电势差变小，静电计指针的偏转角度减小．故答案为：（1）减小；（2）减小．三、计算题（共40分）14．如图所示，平行金属板长为L，一个带电为+q、质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成30°角，粒子重力不计，求：（1）粒子末速度大小；（2）上下两个极板的电势差是多少？【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】粒子在平行板间做类平抛运动，根据平行四边形定则求出粒子的末速度大小．根据动能定理求出上下两个极板间的电势差．【解答】解：（1）粒子在平行板间做类平抛运动，根据平行四边形定则知，．（2）根据动能定理得，，解得．答：（1）粒子末速度大小为；（2）上下两个极板的电势差是．15．如图所示，某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子以水平方向的初速度v0由O点射入该区域，粒子作类平抛运动刚好通过竖直平面中的P点，已知连线OP长为L，与初速度方向的夹角为θ．不考虑带电粒子的重力大小，试求：（1）判断带电粒子的电性和带电粒子在电场中