高中物理人教版选修31单元测试题第1章静电场（原卷版）

第1章静电场一、选择题1.下列物理量中哪些与检验电荷无关（）A.电场强度B.电势C.电势能D.电场力2.一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是（）A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动3.如图所示是电场中的一条电场线，已知ab＝bc，则下列关系式中一定正确的是()A.Ea＝Eb＝EcB.Ea>Eb>EcC.φa>φb>φcD.Uab＝Ubc4.对关系式Uab=Ed的理解,正确的是A.式中的d是a、b两点间的距离B.a、b两点间距离越大,电势差越大C.d是a、b两个等势面的距离D.此式适用于任何电场5.将平行板电容器与静电计连接，充电后撤去电源，静电计指针张开某一角度θ，如图所示.若将电容器两板间距离增大，则（）A.电容器电容减小，电荷量减小，θ变小B.电容器电容减小，电势差增大，θ变大C.电容器电容增大，电势差减小，θ变小D.电容器电容增大，电势差增大，θ变大6.某一电场中的电场线分布如图,则电场中A、B两点间电场强度和电势的关系为（）A.Ea大于Eb,φa高于φbB.Ea大于Eb,φa低于φbC.Ea小于Eb,φa高于φbD.Ea小于Eb,φa低于φb7.在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极低.有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发生生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己.若该电鳗的头尾相当两个电极，它在海水中产生的电场强度达104V/m,可击昏敌害.电鳗身长50cm,则电鳗在放电时产生的瞬时电压为()A.10VB.500VC.5000VD.10000V8.电场线分布如图所示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb，则（）A.Ea＞Eb，φa＞φbB.Ea＞Eb，φa＜φbC.Ea＜Eb，φa＞φbD.Ea＜Eb，φa＜φb9.下列对物理现象、概念认识正确的是：（）A.由于地球大气阻力作用，从高空下落的大雨滴落地速度大于小雨滴落地速度B.以匀加速运动的火车为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系是非惯性系C.汽车在通过水库泄洪闸下游的“过水路面”最低点时,驾驶员处于失重状态D.电场强度、电势差、电容器的电容都是用比值法定义的10.下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的粒子是A.质子B.氘核C.α粒子D.钠离子Na+11.如图所示，一电场的电场线分关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。则（）

学_科_网...学_科_网...A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电拉子．该粒子将沿y轴做直线运动12.在静电场中，下列说法正确的是A.电场强度处处为零的区域内，电势不一定处处为零B.电场强度处处相同的区域内，电势一定处处相同C.电场强度的方向总是跟等势面垂直的D.沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的13.如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是A.AD两点间电势差UAD与AA′两点间电势差UAA′相等B.带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电场力做正功C.带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电势能减小D.同一带电粒子从A点沿对角线移到C′点与从A点沿路径A→B→B′移动到B′点，电场力做功相同14.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中()A.做直线运动，电势能先变小后变大B.做直线运动，电势能先变大后变小C.做曲线运动，加速度可能先增加后减小D.做曲线运动，电势能先变小后变大15.对公式Uab=Ed的理解，下列说法正确的是()A.此公式适用于计算任何电场中a、b两点之间的电势差B.a点与b点的距离越大，则这两点间的电势差越大C.公式中的d是指a点与b点之间的距离D.公式中的d是a、b两个等势面的垂直距离16.如图所示，、是电场线上相距为的两点，将一带电荷量为的正点电荷从移到，电场力做功，则可知（）A.点比点间的电势高B.点的电场强度为C.点的电场强度为D.点的电势为17.一带电粒子在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电粒子从a运动到b的过程中,能量变化情况为()A.动能增加B.电势能减少C.动能和电势能之和不变D.动能和电势能之和增加二、填空题18.如图所示的电场中，AB=BC，则UAB______UBC.(填“＞”“=”或“＜”)19.如图所示a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为U、、.一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速率为___________.20.已知空气的击穿电场强度为2×106V/m，测得某次闪电火花长为600m，则发生这次闪电时放电路径两端的电势差U=________V。若这次闪电通过的电量为20C，则释放的电能为________J（设闪电的火花路径为直线）。21.在静电场中，把一个电荷量q=2.0×105C的负电荷由M点移到N点，电场力做功6.0×104J，由N点移到P点，电场力做负功1.0×103J，则M、N、P三点电势高低关系是___________.三、实验题22.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材，一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（）和若干导线；（1）由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱__________（填“串联”或者“并联”），并将电阻箱阻值调为________Ω。（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进行测量，实验电路图如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，并且作相关计算后一并记录如下表①根据表中的数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出图线②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是_________Ω。23.如图所示，质量为m、带电荷量为+q的微粒以初速v0竖直向上射入两带电平行板两极间水平向右的匀强电场中，匀强电场的电场强度为E，微粒垂直打到右极板上，已知ab=bc,a为两板的中点.则微粒打到右极板时的速率vc=_______________,两极的电势差为_____________.四、综合题24.水平放置的两金属板相距为d，充电后，其间形成匀强电场，一带电荷量为q、质量为m的液滴从下板边缘射入电场，并沿直线从上板边缘射出，如图所示，求两金属板间的电势差为多少？第1章静电场一、选择题1.下列物理量中哪些与检验电荷无关（）A.电场强度B.电势C.电势能D.电场力【答案】AB【解析】试题分析：电场强度和电势分别从力和能量的角度来描述电场的，均是采用比值定义法定义的，它们的大小均与电量无关，由电场本身决定的，与检验电荷无关，而电势能和电场力F均与电荷有关，故CD错误，AB正确。考点：电场强度【名师点睛】对于物理中各个物理量要明确其确切含义，以及其定义式和决定式的不同，这要在学习中不断的总结和积累。2.一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是（）A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动【答案】A【解析】因题目条件中带电粒子只受电场力作用，故不可能做匀速直线运动；若设带电粒子初速度为零或初速度方向与所受电场力方向相同，且电场为匀强电场，则粒子的运动为匀加速直线运动；若带电粒子在匀强电场中运动，且速度方向与场强方向不在一条直线上，则粒子做匀变速曲线运动；若带电粒子在点电荷形成的电场中受到指向点电荷的电场力，且速度方向与电场力方向垂直，则粒子做匀速圆周运动。另外，带电粒子在等量异性电荷连线的中垂面上亦有可能做匀速圆周运动。故选BCD.【点睛】本题重点要关注力与速度关系，这个关系决定物体的运动形式，要了解几种常见的运动状态的受力情况和速度变化情况．3.如图所示是电场中的一条电场线，已知ab＝bc，则下列关系式中一定正确的是()A.Ea＝Eb＝EcB.Ea>Eb>EcC.φa>φb>φcD.Uab＝Ubc【答案】C【解析】试题分析：根据电场线的特点，顺着电场线方向，电势逐渐降低，所以C正确；由于图中只有一条电场线，因而无法判断该电场是否为匀强电场，所以电场强度大小无法比较，所以A、B错；另外只有在匀强电场中U=Ed，所以D也无法判断。考点：本题考查电场线意义及应用、匀强电场中电势差与电场强度关系。4.对关系式Uab=Ed的理解,正确的是A.式中的d是a、b两点间的距离B.a、b两点间距离越大,电势差越大C.d是a、b两个等势面的距离D.此式适用于任何电场【答案】C【解析】【详解】公式Uab＝Ed只适用于匀强电场，其中d为沿场强方向上的距离或过a、b两点的两个等势面间的距离，故C正确，ABD错误。故应选C。5.将平行板电容器与静电计连接，充电后撤去电源，静电计指针张开某一角度θ，如图所示.若将电容器两板间距离增大，则（）A.电容器电容减小，电荷量减小，θ变小B.电容器电容减小，电势差增大，θ变大C.电容器电容增大，电势差减小，θ变小D.电容器电容增大，电势差增大，θ变大【答案】B【解析】【分析】撤去电源后电容器的带电荷量保持不变，根据电容器的决定式和电容器的定义式进行分析讨论即可。【详解】充电后撤去电源，即电容器保持电荷量不变，若将电容器两板间距离增大，由电容器的决定式可知，电容器的电容减小，由电容器的定义式可知，电势差U增大，由于静电计张角体现的为电势差的大小，所以θ变大，故B正确，ACD错误。故应选B。【点睛】本题按照这样的思路进行分析：先根据电容的决定式分析电容的变化，再根据电容的定义式和不变的条件，分析电压或电量的变化。6.某一电场中的电场线分布如图,则电场中A、B两点间电场强度和电势的关系为（）A.Ea大于Eb,φa高于φbB.Ea大于Eb,φa低于φbC.Ea小于Eb,φa高于φbD.Ea小于Eb,φa低于φb【答案】D【解析】【详解】电场线的疏密表示电场强度的强弱，所以A点的场强小B的场强，顺着电场线方向电势降低，所以B点的电势高于A点的电势，故D正确，ABC错误。故应选D。7.在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极低.有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发生生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己.若该电鳗的头尾相当两个电极，它在海水中产生的电场强度达104V/m,可击昏敌害.电鳗身长50cm,则电鳗在放电时产生的瞬时电压为()A.10VB.500VC.5000VD.10000V【答案】C【解析】试题分析：根据电势差与电场强度的关系U=Ed得：U=Ed=104×0．5V=5×103V；故选C。考点：电势差与电场强度的关系【名师点睛】此题考查了电势差与电场强度的关系；理解和掌握电场中各个物理量之间的关系，在具体题目中能熟练的应用。8.电场线分布如图所示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb，则（）A.Ea＞Eb，φa＞φbB.Ea＞Eb，φa＜φbC.Ea＜Eb，φa＞φbD.Ea＜Eb，φa＜φb【答案】C【解析】【分析】电场线可以形象的描述电场的分布，电场线密的地方，电场强度大，沿电场线方向电势降低，据此可正确解答本题。【详解】电场线的疏密表示电场强度的强弱，所以a点的场强小b的场强，顺着电场线方向电势降低，所以a点的电势高于b点的电势，故C正确，ABD错误。故应选C。【点睛】电场线可以形象的描述电场的分布，电场线密的地方，电场强度大，沿电场线电势降低。9.下列对物理现象、概念认识正确的是：（）A.由于地球大气阻力作用，从高空下落的大雨滴落地速度大于小雨滴落地速度B.以匀加速运动的火车为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系是非惯性系C.汽车在通过水库泄洪闸下游的“过水路面”最低点时,驾驶员处于失重状态D.电场强度、电势差、电容器的电容都是用比值法定义的【答案】ABD【解析】【分析】物体下落的最终速度与质量，相同物质，质量越大落地速度越大；牛顿第一定律适用于惯性参考系，而匀加速运动的火车为非惯性参考系；此时驾驶员处于圆周最低点，由向心力表达式可得地面对它的支持力，进而判定超重还是失重。【详解】A项：由于阻力的作用，物体下落的最终速度与质量有关，相同物质，质量越大落地速度越大，故A正确；B项：牛顿第一定律适用于惯性参考系，而匀加速运动的火车为非惯性参考系，故B正确；C项：此时驾驶员处于圆周最低点，由向心力表达式可得：Nmg=ma，解得：N=mg+ma，可知物体对地面的压力，大于重力，物体处于超重，故C错误；D项：电场强度是用电场力和电荷量的比值定义的，电势差是用电势能和电荷量的比值定义的，电容是用电荷量和电压的比值定义的，故D正确。【点睛】一般地，比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变，如确定的电场中的某一点的场强就不随q、F而变。10.下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的粒子是A.质子B.氘核C.α粒子D.钠离子Na+【答案】A【解析】根据动能定理得，解得，因为一价氢离子的比荷最大，则一价氢离子的速度最大，故A正确．11.如图所示，一电场的电场线分关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。则（）

学%科%网...学%科%网...学%科%网...学%科%网...学%科%网...学%科%网...A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电拉子．该粒子将沿y轴做直线运动【答案】AD【解析】试题分析：过M、P、N做等势线，可得到过P点的等势线通过M、N之间，因顺着电场线电势降低，则有φM＞φP＞φN，故A正确．将负电荷由O点移到P点，因UOP＞0，所以W=qUOP＜0，则负电荷电场力做负功，故B错误；由U=Ed可知，MN间的平均场强小于OM间的平均场强，故MN两点间的电势差小于OM两点间的电势差，C错误；根据电场线的分布特点会发现，电场线关于y轴两边对称，故y轴上的场强方向在y轴上，所以在O点静止释放一带正电粒子，其所受电场力沿y轴正方向，则该粒子将沿y轴做直线运动，故D正确；故选AD．考点：电场线；电势及电势能【名师点睛】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，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。视频12.在静电场中，下列说法正确的是A.电场强度处处为零的区域内，电势不一定处处为零B.电场强度处处相同的区域内，电势一定处处相同C.电场强度的方向总是跟等势面垂直的D.沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的【答案】AC【解析】A.等量同种点电荷连线中点处的电场强度为零，但电势不一定为零，电势高低与零势面的选取有关，故A错误；B.在匀强电场中，电场强度处处相等，但电势沿电场线方向降低，故B错误；C.电场线方向处处与等势面垂直，即电场线上各点的切线方向与等势面垂直，各点电场强度方向就是电场线各点切线方向，故C错误；D.电场强度方向是电势降落最快的方向，故D正确。故选：D13.如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是A.AD两点间电势差UAD与AA′两点间电势差UAA′相等B.带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电场力做正功C.带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电势能减小D.同一带电粒子从A点沿对角线移到C′点与从A点沿路径A→B→B′移动到B′点，电场力做功相同【答案】BD【解析】试题分析：电场力的方向与面ABCD垂直，所以面ABCD是等势面，A、D两点的电势差为0，又因A、A′两点沿电场线的方向有距离所以UAA′不为0，所以选项A错；带正电的粒子从A点到D电场力不做功，而由D→D'电场力做正功，所以选项B正确；同理，带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D'点，电场力做负功，电势能增大，选项C错；由电场力做功的特点（电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关）得选项D也正确。考点：考查了带电粒子在电场中的运动14.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中()A.做直线运动，电势能先变小后变大B.做直线运动，电势能先变大后变小C.做曲线运动，加速度可能先增加后减小D.做曲线运动，电势能先变小后变大【答案】CD【解析】根据题中给出的等势面分布情况可以画出电场中电场线的分布情况，带负电的粒子受电场力作用将向上偏，做曲线运动，电场力对带电粒子先做正功，但带电粒子最终又离开电场，所以带电粒子从零势面进入电场最后又到无穷远处，又回到零等势面，所以带电粒子的动能不变，即电场力后做负功，电势能先减小后增大，故选项C正确。视频15.对公式Uab=Ed的理解，下列说法正确的是()A.此公式适用于计算任何电场中a、b两点之间的电势差B.a点与b点的距离越大，则这两点间的电势差越大C.公式中的d是指a点与b点之间的距离D.公式中的d是a、b两个等势面的垂直距离【答案】D【解析】【详解】Uab＝Ed公式中的d是指a、b两点间沿电场线方向的距离，或是a、b两点所在等势面间的垂直距离．此公式只适用于匀强电场，故D正确，ABC错误。故应选D。16.如图所示，、是电场线上相距为的两点，将一带电荷量为的正点电荷从移到，电场力做功，则可知（）A.点比点间的电势高B.点的电场强度为C.点的电场强度为D.点的电势为【答案】A【解析】根据电场力做功与电势差的关系，有，则、间的电势差为，故A正确；由于不知题中的电场是否均匀，只有匀强电场中才满足，故BC错误；题中没有指明零点电势，所以无法确定点的电势，故D错误．故选A．17.一带电粒子在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电粒子从a运动到b的过程中,能量变化情况为()A.动能增加B.电势能减少C.动能和电势能之和不变D.动能和电势能之和增加【答案】ABC【解析】【详解】由带电粒子的运动轨迹可以看出：带电粒子受的电场力向上在粒子运动过程中电场力做正功，粒子动能增加，电势能减少，动能和电势能之和不变，故ABC正确，D错误；故应选ABC。二、填空题18.如图所示的电场中，AB=BC，则UAB______UBC.(填“＞”“=”或“＜”)【答案】<【解析】根据电场线的疏密表示场强的大小，可知，AB间的场强比BC间场强小，由公式U=Ed，AB=BC，则UAB＜UBC．

点睛：解决本题的关键知道电场线的疏密表示电场的强弱，知道U=Ed适用于匀强电场的计算，但是对于非匀强电场，可以进行定性分析．19.如图所示a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为U、、.一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速率为___________.【答案】【解析】由动能定理，从a到b有q(U2U/3)=从a到c过程有q(UU/4)=解得：v’=3v/220.已知空气的击穿电场强度为2×106V/m，测得某次闪电火花长为600m，则发生这次闪电时放电路径两端的电势差U=________V。若这次闪电通过的电量为20C，则释放的电能为________J（设闪电的火花路径为直线）。【答案】U=__1.2×109V,__2.4×1010_J。【解析】由U=Ed=2×106V/m×600m=1.2×109V,由公式W=qU可求得释放的电能21.在静电场中，把一个电荷量q=2.0×105C的负电荷由M点移到N点，电场力做功6.0×104J，由N点移到P点，电场力做负功1.0×103J，则M、N、P三点电势高低关系是___________.【答案】φN＞φM＞φP【解析】【分析】根据电场力做功与电势差的关系公式求出电势差，结合电势差等于电势之差比较电势的高低。【详解】MN两点间的电势差为：；NP两点间的电势差为：；MP间的电势差为：UMP=UMN+UNP=30+50=20V；则知：M点的电势比N点的电势低30V，N点的电势比P点高50V，M点的电势比P点高20V，可知M、N、P三点电势高低关系φN＞φM＞φP【点睛】解决本题的关键掌握电场力做功与电势能的关系，注意在运用W=qU计算时，W的正负、q的正负、电势差的正负都要代入计算。三、实验题22.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材，一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（）和若干导线；（1）由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程