10月13日第09组使用高二物理（人教版）选修31单元《静电场》测试卷（原卷版）

高二物理（人教版）选修31单元《静电场》测试卷一、选择题1.两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为r/2，则两球间库仑力的大小为：（）A.FB.FC.FD.12F2.如图所示，等量异种电荷的平行金属板A、B水平正对放置．一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么：（）学.科.网...学.科.网...学.科.网...A.若微粒带负电荷，则A板一定带负电荷B.微粒从M点运动到N点电势能一定减小C.微粒从M点运动到N点动能可能减小D.微粒从M点运动到N点机械能可能增加3.如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定：（）A.两球都带正电B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等新课标第一网4.如图所示的某电场的一条电场线，A、B是这直线上的两点．一电子以速度vＢ经过B点向A点运动,经过一段时间后,电子以速度vA经过A点,且vA与vB方向相反,则（）A.A点的场强一定大于B点的场强B.A点的电势一定高于B点的电势C.电子在A点的动能一定小于它在B点的动能D.电子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能5.如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则：（）A.微粒达到B点时动能为B.微粒的加速度大小等于C.微粒从A点到B点的过程电势能减少D.两极板的电势差6.原来都是静止的质子和α粒子(氦核)，经过同一电压的加速电场后，它们的速度大小之比为：（）A.B.1:2C.D.1:17.如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．图中a、b两点的电势相等、且电场强度相同的是A.甲图：与点电荷等距的a、b两点B.乙图：两平行板间电场中的a、b两点C.丙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图：点电荷与带电平板形成的电场，平板上表面与点电荷距离不相等的a、b两点8.如图所示，一个带电粒子，从粒子源飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入，A、B板长为L，相距为d，电压为U2。则带电粒子能从A、B板间飞出，应该满足的条件是：（）A.B.C.D.9.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定：（）A.M点的电势大于N点的电势B.M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力10.如图所示，将一电动势E，内阻r的电源和粗细均匀的电阻丝相连，电阻线长度L，电阻R=99Ω，电容C，当滑动触头P以4×10—3m/s的速度向右滑动时，下列说法中正确的是：（）A.电容器C充电，流过电流计G的电流方向为a→G→bB.电容器C放电，流过电流计G的电流方向为b→G→aC.每秒钟电容器两极板的电压减少量的D.流过电流计的电流是4×103mA11.如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A，B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧．一个质量为m，电荷量为－q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是：（）A.小球一定能从B点离开轨道B.小球在AC部分可能做匀速圆周运动C.若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD.小球到达C点的速度可能为零12.一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路．今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动，要使油滴上升，可采用办法是：（）A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R2二、计算题13.如图A、B、C、D为一匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，其中，电场线与矩形所在平面平行。已知将的正电荷从A点移到B点，电场力做功；将这个电荷从B移到C点电势能增加了，设A点电势为零。求：（1）B点和C点的电势（2）匀强电场的电场强度大小和方向14.如图所示，水平放置的平行板电容器两板间距为d＝8cm，板长为L＝25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0＝0.5m/s的初速度从板间的正中点水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起，液滴刚好从金属板末端飞出，求：（1）下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小（g取10m/s2）；（2）液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间.15.如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可看做质点）从y轴上的A点以某一初速度水平抛出，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为θ），若带电小球恰好能垂直于M板从其中心小孔B进入两板间。（重力加速度已知）（1）试求小球抛出时的初速度及在y轴上的抛出点A的坐标；（2）若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足E＝，试计算两平行金属板M、N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上。16.如图所示，区域Ⅰ、Ⅱ分别存在着有界匀强电场、，已知区域Ⅰ宽，区域II宽，且方向与水平成角斜向右上方，且方向竖直向下。电量为质量的带电小球（可视为质点）由静止释放。（）求：（1）小球在电场区域I中运动的加速度大小和时间（2）小球离开电场区域II的速度大小和方向高二物理（人教版）选修31单元《静电场》测试卷一、选择题1.两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为r/2，则两球间库仑力的大小为：（）A.FB.FC.FD.12F【答案】C【解析】开始时两球间的库仑力为：，两小球相互接触后，电量先中和在均分：，此时的库仑力为：，故C正确，ABD错误。视频2.如图所示，等量异种电荷的平行金属板A、B水平正对放置．一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么：（）学.科.网...学.科.网...学.科.网...学.科.网...学.科.网...A.若微粒带负电荷，则A板一定带负电荷B.微粒从M点运动到N点电势能一定减小C.微粒从M点运动到N点动能可能减小D.微粒从M点运动到N点机械能可能增加【答案】D【解析】【详解】（1）粒子在电场力和重力的合力作用下做类平抛运动，由运动轨迹可知，它们的合力竖直向下，电场力可能竖直向上而小于重力，也可能竖直向下，故无法判断A板的带电情况，故A错误；（2）电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M点运动到N点电势能可能增加，也可能减小，故B错误；（3）粒子在电场力和重力的合力作用下做类平抛运动，电场力和重力的合力竖直向下，根据动能定理，合力做正功，动能增加，故从M到N动能增加，故C错误；（4）电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M点运动到N点过程，电场力可能做负功，也可能做正功，故机械能可能增加，故D正确；故本题选D。【点睛】曲线运动的条件是合力指向曲线的内侧；粒子在电场力和重力的合力作用下做类平抛运动，水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是匀加速直线运动，结合功能关系分析即可。3.如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定：（）A.两球都带正电B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等新课标第一网【答案】D【解析】试题分析：根据图可知，两球之间是排斥力，只能判断两球带的电性相同，不能肯定两球都带正电还是都带负电，故AB均错误；两球之间的库仑力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，两球受到的静电力大小相等，故C错误、D正确。考点：库仑定律【名师点睛】物体相互排斥时，物体带同种电荷，根据牛顿第三定律可知，两球受到的库仑力是作用力与反作用力；本题要注意两球受到的库仑力是作用力与反作用力，即两球之间的库仑力大小相等，与两球带的电荷量多少无关。4.如图所示的某电场的一条电场线，A、B是这直线上的两点．一电子以速度vＢ经过B点向A点运动,经过一段时间后,电子以速度vA经过A点,且vA与vB方向相反,则（）A.A点的场强一定大于B点的场强B.A点的电势一定高于B点的电势C.电子在A点的动能一定小于它在B点的动能D.电子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能【答案】C【解析】一条电场线无法知道疏密，则无法判断场强的大小，A错误；从题意知，电子从A先向右做减速运动，速度减小到零后再返回到B点，说明电子受到的电场力方向向左，电场方向向右，A点的电势一定高于B点的电势，B正确；从A到B，电场力做负功，电势能增大，动能减少，电子在A点的动能一定大于B点的动能，电势能一定小于它在B点的电势能，C错误，D正确；故选BD.点睛：本题中一条电场线无法反映电场线的疏密，就不能判断电场强度的相对大小．对于电势能和动能，则可根据电场力做功情况判断其大小．5.如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则：（）A.微粒达到B点时动能为B.微粒的加速度大小等于C.微粒从A点到B点的过程电势能减少D.两极板的电势差【答案】D【解析】由题分析可知，微粒做匀减速直线运动，动能减小．故A错误；由题分析可知，得，故B错误；微粒从点到点的过程电场力做负功，电势能增加．故C错误；由上可知微粒的电势能增加量，又，得到两极板的电势差．故D正确．故选D．6.原来都是静止的质子和α粒子(氦核)，经过同一电压的加速电场后，它们的速度大小之比为：（）A.B.1:2C.D.1:1【答案】C【解析】试题分析：设任一带电粒子的质量为，电量为，加速电场的电压为，根据动能定理得：,得速度大小：，即得速度大小与比荷的平方根成正比，质子和粒子比荷之比为，所以解得速度之比，故选项C正确，选项ABD错误。考点：带电粒子在电场中的运动【名师点睛】根据动能定理列式得到加速获得的速度表达式，结合质子和粒子的比荷求解速度之比；本题带电粒子在电场中加速问题，根据动能定理求速度是常用方法．本题还要对质子与粒子的质量数与电荷数要区分清楚。7.如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．图中a、b两点的电势相等、且电场强度相同的是A.甲图：与点电荷等距的a、b两点B.乙图：两平行板间电场中的a、b两点C.丙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图：点电荷与带电平板形成的电场，平板上表面与点电荷距离不相等的a、b两点【答案】CD【解析】【详解】（1）a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；（2）两平行板间电场中的a、b两点的场强相同，电势不同。故B错误；（3）根据电场线的疏密看出ab两点的电场强度大小，而此中垂线是一条等势线，a、b两点的场强方向都与中垂线垂直向右，说明电场强度方向相同，则ab两点的电场强度相同，故C正确；（4）丙图中ab处于金属平板上，处在电场中的金属平板处于静电平衡状态，金属板的表面为等势面，并且电场线与等势面垂直，又由于此时的ab是左右对称的，所以ab两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同，故D正确。故本题选CD。8.如图所示，一个带电粒子，从粒子源飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入，A、B板长为L，相距为d，电压为U2。则带电粒子能从A、B板间飞出，应该满足的条件是：（）A.B.C.D.【答案】C【解析】试题分析：带电粒子在电场中被加速，则有（1）带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，可看成匀速直线运动与匀加速直线运动的两分运动．匀速直线运动：由运动学公式得L=vt（2）匀加速直线运动：设位移为x，则有（3）要使带电粒子能飞出电场，则有（4）由（1）（4）可得：故选：C．考点：带电粒子在电场中的偏转.9.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定：（）A.M点的电势大于N点的电势B.M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力【答案】AD【解析】A、根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势大于N点的电势，故A正确，B错误；

C、M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度较小，粒子在M点所受的电场力也较小，即粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，故选项C错误，选项D正确。点睛：本题是电场中轨迹问题，关键要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场线的物理意义判断场强、电势等的大小。10.如图所示，将一电动势E，内阻r的电源和粗细均匀的电阻丝相连，电阻线长度L，电阻R=99Ω，电容C，当滑动触头P以4×10—3m/s的速度向右滑动时，下列说法中正确的是：（）A.电容器C充电，流过电流计G的电流方向为a→G→bB.电容器C放电，流过电流计G的电流方向为b→G→aC.每秒钟电容器两极板的电压减少量的D.流过电流计的电流是4×103mA【答案】BC【解析】试题分析:A、B、原来电容器电压最大时，电容器左极板带正电荷，右极板带负电荷．当变阻器滑片向右滑动时，电容器两端电压减少，电容器要放电,放电电流从正极板经变阻器和电流表流回负极板．所以通过电流计的电流方向是为b→G→a．故A错误、B正确．C、据欧姆定律，电阻丝两端的电压表示数为由于电阻丝粗细均匀,设单位长度上所加的电压为，则.在时间内,滑动头在电阻丝上向右滑动的距离为故在时间内,电容器两端电压的减少量为,故C正确．D、相应电量的减少量为，故流过电流表G的电流强度为．故D错误．故选BC．考点：考查电容器、闭合电路的欧姆定律．11.如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A，B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧．一个质量为m，电荷量为－q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是：（）A.小球一定能从B点离开轨道B.小球在AC部分可能做匀速圆周运动C.若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD.小球到达C点的速度可能为零【答案】BC【解析】【详解】（1）由于题中没有给出H与R、E的关系，小球可能从B点离开轨道，若小球所受的电场力大于重力，小球就不一定从B点离开轨道，故A错误；（2）若重力大小等于电场力，小球在AC部分做匀速圆周运动，故B正确；（3）由于小球在AC部分运动时电场力做负功，若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H，故C正确；（4）若小球到达C点的速度为零，则电场力大于重力，则小球不可能沿半圆轨道运动，所以小球到达C点的速度不可能为零。故D错误。故本题选BC。【点睛】当小球的重力与电场力平衡，小球进入轨道，靠弹力提供向心力，做匀速圆周运动；根据动能定律判断上升的高度与H的关系了；通过假设法判断小球到达C点的速度能否为零，若能为零，根据动能定理知，电场力做功做功等于重力做功，则电场力大于重力，无法做圆周运动。12.一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路．今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动，要使油滴上升，可采用办法是：（）A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R2【答案】CD【解析】试题分析：电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R3的电压，改变R1，对电容器的电压没有影响．要使油滴上升，需增加R3两端的电压，根据欧姆定律确定采用的方法．解：A、增大R1，对电容器的电压没有影响．油滴不动．故A错误．B、增大R2，R2分担的电压变大，则R3分担的电压变小，则电容器两端的电压减小，油滴下降．故B错误，D正确．C、增大R3，R3分担的电压变大，则电容器两端的电压变大，油滴上升．故C正确．故选CD．【点评】本题关键分析电容器的电压是否变化．以及知道电容器两端的电压等于R3两端的电压．二、计算题13.如图A、B、C、D为一匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，其中，电场线与矩形所在平面平行。已知将的正电荷从A点移到B点，电场力做功；将这个电荷从B移到C点电势能增加了，设A点电势为零。求：（1）B点和C点的电势（2）匀强电场的电场强度大小和方向【答案】(1),12V（2）由C指向B,【解析】试题分析：根据电势差定义式及电势与电势差关系即可求得B、C点电势；找出电场强度的方向，根据即可求得场强。（1）根据电势差定义式可得AB的电势差为：根据，由题意知，代入数据解得：。根据电势差定义式可得BC的电势差为：根据，因为，代入数据可得（2）如图所示，连接BC，将BC四等分，则，连接AO，则AO为等势线，由于；由几何关系可知，，所以场强方向为BC连线，由C指向B，根据场强公式：。点睛：本题主要考查了考查了电场力做功与电势差及电势能与电势的关系及场强公式，属于基础题。14.如图所示，水平放置的平行板电容器两板间距为d＝8cm，板长为L＝25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0＝0.5m/s的初速度从板间的正中点水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起，液滴刚好从金属板末端飞出，求：（1）下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小（g取10m/s2）；（2）液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间.【答案】（1）（2）【解析】试题分析：（1）液滴先做匀速运动，受到的重力和电场力平衡，当液滴运动到P处时迅速将下板向上提起时，板间场强增大，液滴向上偏转做类平抛运动，根据平衡条件和牛顿第二定律可求出加速度大小．（2）液滴向上偏转过程中，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，由运动学公式可求得液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间．解：（1）带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴做匀速运动，所以有：qE=mg，q=mg，即：qU=mgd．当下板向上提后，d减小，E增大，电场力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动．此时液滴所受电场力F′=q=此时加速度a===g（﹣1）=g=2m/s2．（2）因液滴刚好从金属板末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是，设液滴从P点开始在匀强电场中的飞行时间为t1，则：=at，解得t1==s="0.2"s，而液滴从刚进入电场到出电场时间t2==s=0.5s，所以液滴从射入开始匀速运动到P点的时间t=t2﹣t1="0.3"s．答：（1）下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小为2m/s2．（2）液滴从射入开始匀速运动到P点的时间为0.3s．【点评】本题中液滴先做匀速运动后做类平抛运动，对其运动情况的分析是解答的基础和关键，再选择物理规律解决问题．15.如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可看做质点）从y轴上的A点以某一初速度水平抛出，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为θ），若带电小球恰好能垂直于M板从其中心小孔B进入两板间。（重力加速度已知）（1）试求小球抛出时的初速度及在y轴上的抛出点A的坐标；（2）若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足E＝，试计算两平行金属板M