第一、第二章静电场 综合检测（Word版含答案）

粤教版高中物理必修第三册第一、第二章静电场综合检测
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
下列说法正确的是
A. 物体所带的电荷量可以为
B. 不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷
C. 摩擦起电的过程，是靠摩擦产生了电荷
D. 利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体
物理是来源于生活，最后应用服务于生活。下面请同学们根据学过的有关静电场的知识判断下列说法正确的是
A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
两个可视为质点的相同金属小球，电荷量绝对值之比为，它们相距时，彼此间存在相互吸引的库仑力，其大小为；若将两球充分接触后，再让它们相距，则它们之间
A. 库仑力大小为，相互吸引 B. 库仑力大小为，相互排斥
C. 库仑力大小为，相互吸引 D. 库仑力大小为，相互排斥
如图所示，两个等量异种点电荷、分别固定在水平直线上相距为的两点，以所在点为圆心、为半径作一个虚线圆，、、、是圆上的四个点，其中、两点是圆与水平直线的交点，、两点关于水平直线对称，令无穷远处电势为零，则
A. 、两点的电势相等
B. 四个点中点的电势最低
C. 、两点处的电场强度相同
D. 将一正试探电荷从无穷远处移到点，电势能增大
小强在学习了静电场的内容后，来到实验室研究如图所示的电场，实线和虚线分别表示该电场的电场线和若干条相邻等势线，若、两点所处的等势线电势为，相邻等势线间的电势差为，则
A. 处电场强度的大小等于处电场强度的大小
B. 、两点间的电势差大于、两点间的电势差
C. 电子在处具有的电势能为
D. 若将一电子在处由静止释放，则运动至点对应等势线时，具有的动能为
如图所示是研究平行板电容器的电容大小与哪些因素有关的实验装置。将充好电的平行板电容器与电源断开并将左金属板接地，另一板与外壳接地的静电计相连。若两板间距为，其电容为，指针偏角为，则以下对该实验现象以及解释判断正确的是
A. 增大，增大，说明随的增大而减小
B. 增大，减小，说明随的增大而增大
C. 增大，增大，说明随的增大而增大
D. 增大，减小，说明随的增大而减小
如图所示的匀强电场中，有、、三点，，，其中沿电场线方向，和电场线方向成角，一个电荷量为的正电荷从点移到点时静电力做功为，则
A. 匀强电场的场强的大小
B. 将电荷由移到，电场力做功
C. 、两点的电势差
D. 、两点的电势差
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
如图虚线、、代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，、是这条轨迹上的两点，据此可知
A. 点的电势高于点的电势
B. 带电质点在点具有的电势能比在点具有的电势能大
C. 带电质点通过点时的动能比通过点时大
D. 带电质点通过点时的加速度比通过点时大
在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离的关系如图所示。电场中四个点、、和的电场强度大小分别、、和，点到点电荷的距离与点的电势已在图中用坐标标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由点依次经、点移动到点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为、和。下列选项正确的是
A. ：： B. ：：
C. ：： D. ：：
一对平行金属板长为，两板间距为，质量为、电荷量为的电子从平行板左侧以速度沿两板的中线不断进入平行板之间，两板间所加交变电压如图所示，交变电压的周期，已知所有电子都能穿过平行板，且最大偏距的粒子刚好从极板的边缘飞出，不计重力作用，则
A. 所有电子都从右侧的同一点离开电场
B. 所有电子离开电场时速度都是
C. 时刻进入电场的电子，离开电场时动能最大
D. 时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
如图所示为静电除尘装置的原理图，该装置由集尘极和悬在两集尘极间的放电极组成，在集尘极和放电极间加有高压电源，其间的空气被电离成为电子和正离子，电离出的电子在静电力的作用下运动。废气在经过机械过滤装置后进入静电除尘区域，废气中的粉尘吸附电子后带上负电，粉尘在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，实现除尘的目的。图中虚线为电场线，不考虑粉尘重力的影响。
为了实现净化废气的目的，静电除尘装置中的放电极，应接高压电源的______选填“正极”或“负极”；
由电场的分布特点可知，图中点电势______点电势选填“高于”、“低于”或“等于”，带相同电荷量的粉尘在点位置的电势能______在点位置的电势能选填“高于”、“低于”或“等于”
在测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为的电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关与相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关掷向，电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及图线与时间轴所围“面积”的图象。
根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向________选填“相同”或“相反”，大小都随时间________选填“增大”或“减小”；
该电容器的电容为________结果保留两位有效数字；
某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值，请你分析并说明该同学的说法是否正确。
答：________________________________________。
四、计算题（本大题共4小题，共46.0分）
将带电量为的负电荷从电场中的点移到点，克服电场力做了的功，再从移到，电场力做了的功，则：
如果规定点的电势能为零，则该电荷在点的电势能分别为多少？
如果规定点的电势为零，则点的电势为多少？
求、两点间的电势差。
如图所示，两平行金属板、间为一匀强电场，、相距，、为电场中的两点其中点在金属板上，且，连线和场强方向成角。已知电子从点移到点电场力做功为，电子电荷量，求：
匀强电场的场强大小；
、两板间的电势差；
若板接地，点电势为多少？
如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为，两极板间距离为，上极板正中有一小孔。质量为、电荷量为的小球从小孔正上方高处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为。求：
小球到达小孔处的速度；
两极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；
小球从开始下落运动到下极板处的时间。
如图所示，虚线左侧有一场强为的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在着宽为、电场强度为的匀强电场，在虚线右侧距为处有一与电场平行的屏．现将一电子电荷量为，质量为，重力不计无初速度地放入电场中的点，最后电子打在右侧的屏上，点到的距离为，连线与屏垂直，垂足为，求：
电子到的速度大小；
电子从释放到打到屏上所用的时间；
电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值；
电子打到屏上的点到点的距离．
答案和解析
1.【答案】
【解答】A.物体所带电量均是元电荷的整数倍，元电荷的电量为，所以物体所带的电荷量不可能为 ，故A错误；
B.不带电的物体，并不是没有正、负电荷，而是没有多余的正负电荷，故B错误；
C.摩擦起电是自由电荷转移后，导致物体有多余电荷，从而使物体带上电，故C错误；
D.利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子在电场中受到的电场力作用下，远离或靠近带电体，故D正确。故选D。
2.【答案】
【解答】A.电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋等，可以对人体起到静电屏蔽的作用，使人安全作业，故A错误；
B.因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，故B正确；
C.小鸟的两只脚之间的距离很小，所以小鸟的两只脚之间的电压也很小，所以不会对小鸟造成危害，故C错误；
D.一辆金属车身的汽车也是最好的避雷针，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，故D错误。故选B。
3.【答案】
【解答】两相同金属小球电荷量绝对值之比为，设其中一个电荷量为，另一个为，它们相距时，由库仑定律得：，开始时二者相互吸引，故两金属小球带异种电荷，所以将两球充分接触后，一定是先中和再平分电荷量，故均带的同种电荷量，故二者相互排斥，当再让它们相距时，由库仑定律得：，联立得：，故ACD错误，B正确。故选B。

4.【答案】
【解答】A.等量异种点电荷的电场线及等势线的分布如图所示
可知题图中的圆不是等势线，故、两点电势不相等，故A错误；
B.、、、四个点中，只有点电势为零，其余各点的电势均大于零，故B正确；
C.、两点的电场强度大小相等，方向不同，故C错误；
D.由于无穷远处电势为零，故从无穷远处移到点，电场力做功为零，则电势能不变，故D错误。故选B。
5.【答案】
6.【答案】
【解答】增大，增大，说明电容器板间电势差增大，电容器所带电量不变，由电容的定义式分析得知，电容减小，说明随的增大而减小，故A正确，B错误；
增大，减小，说明电容器板间电势差减小，电容器所带电量不变，由电容的定义式分析得知，电容增大，说明随的增大而增大，故 CD错误。故选A。
7.【答案】
【解答】、由题意、两点的电势差为：
解得：，
则匀强电场的场强为：
解得：。
电荷从到电场力做功为：
解得：，故AB错误；
、间的电势差为：
解得：，
则间的电势差为：，故C正确，D错误。
8.【答案】
【解析】解：、负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上。故的电势点最高，故A错误；
B、利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道带电质点在点电势能大，故B正确；
C、只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故带电质点在点的动能与电势能之和等于在点的动能与电势能之和，点电势能大，动能小。故C错误；
D、等差等势面的疏密可以表示电场的强弱，处的等势面密，所以点的电场强度大，粒子受到的电场力大，粒子的加速度大，故D正确；故选：。
9.【答案】
【解答】A.由点电荷场强公式可得：，故A正确；
B.由点电荷场强公式可得：，故B错误；
C.从到电场力做功为：，从到电场力做功为：，所以有：，故C正确；
D.从到电场力做功为：，所以，故D错误。故选AC。
10.【答案】
【解析】解：、电子进入电场后做类平抛运动，不同时刻进入电场的电子竖直方向分速度图象如图，根据图象的“面积”大小等于位移可知，各个电子在竖直方向的位移不全相同，故所有电子从右侧的离开电场的位置不全相同。故A错误。
B、由图看出，所有电子离开电场时竖直方向分速度，速度都等于，故B正确。
C、由上分析可知，电子离开电场时的速度都相同，动能都相同。故C错误。
D、时刻进入电场的电子，在时刻侧位移最大，最大侧位移为
在时刻进入电场的电子侧位移最大为，则有：
联立得： 故D正确。
故选：。
11.【答案】负极；低于；高于。
【解析】解：分析题意可知，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知集尘极带正电荷，是正极，静电除尘装置中的放电极，应接高压电源的负极；
沿电场线电势逐渐降低，电场上下对称分布，点离集尘极近，集尘极带正电，故B点电势高，
粉尘带负电，负电荷在电势高的地方电势能小，故带相同电荷量的粉尘在点位置的电势能高于在点位置的电势能。
故答案为：负极；低于；高于。
废气中的粉尘吸附电子后带上负电，粉尘在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积故集尘极带正电，放电极带负电；
沿电场线电势逐渐降低；
负电荷在电势高的地方电势能小。
12.【答案】相反；减小；；正确；电容器放电的过程中，电容器与电阻上的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”，仍可应用计算电容值。
【解答】由图可知，充电和放电时两端的电势相反，则说明流过的电流方向相反；
电压均随时间减小，所以说明电流均在减小；
根据欧姆定律可知，，图象的面积表示，则可知，图象面积与的比值表示电量；
则可知，充电过程最大电量；
由可知：
；
因为当开关与连接，电容器放电的过程中，电容器与电阻上的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”，仍可应用计算电容值。
13.【答案】解：规定点的电势能为零，从点到点，负电荷的电势能增加，可知点的电势能为；
从移到，电场力做了的功
，
从经到的过程中，电场力做的功是
而
代入数据可知间的电势差为。
14.【答案】解：由题，电场力做正功，为：
得：
因电场力做正功，则知电子在电场中受到的电场力方向向上，电子带负电，则场强方向为．
所以、间电势差为：
、间电势差为：
由，，
得：
15.【答案】解：
由得。
在极板间带电小球受重力和电场力作用，有： ，且，得， 由、得。
由、、，综合可得。
16.【答案】解：电子从运动到的过程中，根据动能定理得：
得
电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，则

由，得
从到屏的过程中运动时间
运动的总时间
设粒子射出电场时平行电场方向的速度为
由牛顿第二定律得：电子进入电场时的加速度为：
电子在电场中运动时间

电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值为；
联立解得：
带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示：
设电子打到屏上的点到点的距离，
根据上图有几何关系得：
联立解得：
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