高中物理粤教2019必修第三册第一章 静电场的描述单元检测（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
高中物理粤教2019必修第三册第一章 静电场的描述
一、单选题
1．以下叙述错误的是（　　）
A．该手机待机电流约15mA B．静电除尘时空气电离
C．伏打电池φA=φB D．电解槽内电流朝右
2．某电场的电场线如图所示，则某点电荷在A、B两点所受电场力的大小关系是（　　）
A．FA>FB B．FA < FB
C．FA＝FB D．电荷正负不明无法判断
3．如图所示，在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲，现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点，若此过程中甲始终保持静止，甲、乙两物体可视为质点，则下列说法正确的是（　　）
A．甲对地面的压力先减小后增大
B．甲受到地面的摩擦力大小不变
C．甲受到地面的摩擦力先减小后增大
D．乙的电势能先增大后减小
4．有电荷存在的地方，周围就有电场存在，电场是看不见、摸不着的，但人们却可以根据它所表现出来的性质来认识它，研究它。在前人研究的基础上，有一位物理学家利用如图所示的扭秤装置进行研究，提出真空中两个静止点电荷之间相互作用的规律，这位物理学家是（　　）
A．牛顿 B．伽利略 C．库仑 D．卡文迪许
5．如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判断（　　）
A．M点的电势小于N点的电势
B．粒子带负电，M点的电势大于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点的电势能大于在N点的电势能
6．两大小不同的带电小球产生的电场的电场线分布情况如图所示，某一带电粒子仅受电场力作用沿虚线由a点移动到b点，则下列说法中正确的是（　　）
A．a点的电势比b点低
B．粒子在a点受到的电场力比b点小
C．粒子从a点到b点，电场力做负功
D．从a点到b点动能的减少量大于电势能的增加量
二、多选题
7．如图所示，电场中的一条电场线上有A、B两点，电荷量为 C的点电荷，在A点具有的电势能为 J，在B点具有的电势能为 J，下列说法正确的是（　　）
A．该点电荷为正电荷
B．该点电荷为负电荷
C．A，B两点间的电势差 V
D．把该点电荷从A点移到B点，电场力做功为 J
8． 如图所示，等边三角形ABC的三个顶点A、B、C分别固定有电荷量为、、的点电荷，A点处电荷受到的电场力方向平行于BC，B点处电荷受到电场力方向垂直于BC，O为三角形的中点，P和O在纸面内关于AC对称，无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．O点电势与P点电势相等
C．将A点的点电荷沿直线移到O点，其电势能增大
D．将A点的点电荷沿直线移到P点，电场力做正功
三、填空题
9．如图所示，a、b、c、d为某电场中的四个等势面，一带正电的粒子飞入电场后，只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动，由此可知，这四个等势面的电势φa，φb，φc，φd由高到低的排列顺序是　 　，带电粒子经M和N点时，在　 　点具有较大的电势能．
10．真空中有一电场，在电场中的P点放一电荷量为4.0×10-9C的试探电荷，它受到的电场力为2.0×10－5N，则P点的场强为　 　 N/C；把试探电荷量减小为2.0×10－9C，该电荷在P点受到的电场力为　 　 N，则P点的场强为　 　N/C。
11．如图甲，两个被固定的点电荷Q1、Q2连线的延长线上有a、b两点。Q1带正电，检验电荷+q仅受电场力作用，t=0时恰经过b点，然后沿ba向右运动，其v-t图像如图乙。则Q2带　 　电；从b到a的过程中，q的电势能变化情况是　 　。
12．如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B，静止在图示位置；若固定的带正电的小球A电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量q，θ=30°，A和B在同一水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球之间的距离为　 　，若将小球A向右移一小段距离，则小球B的偏角将　 　（填“增大”或“减小”或“不变”）。
13．匀强电场中a、b、c三点，在以它们为顶点的三角形中，∠a=30°、∠c=90°。电场方向与三角形所在平面平行。已知a、b和c点的电势分别为（2－ ）V、（2+ ）V和2V。该三角形的外接圆上最低电势为　 　V，最高电势为　 　V。
14．图甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点．若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图乙所示．比较A、B两点电势UA　 　UB，场强EA　 　EB．（ 用＜，＞，=．填空 ）
四、计算题
15． 如图所示，把一电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起来，若将电荷量为的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向夹角，取，，且A、B两小球均可看成点电荷，求：
（1）A、B两球间的库仑力大小；
（2）A球的质量。
16． 如图所示，空间中有一对彼此绝缘的平行金属带电极板MN，一带电液滴恰好静止在极板MN之间的A点处，已知金属板M、N之间相距为d=8cm，其中N板接地，带电液滴的质量为m=4×10-4kg，带电量为q=2×10-6C，取g=10m/s2。
（1）求MN两板间的电势差UMN；
（2）若A点到N板的距离为3cm，试求液滴在A点的电势能EpA。
17．如图，长L、间距为d的平行金属板固定，板面与水平面成θ角，两板间的电势差为U，电场仅存在于板间且为匀强电场。一电荷量为q的带正电小球由弹射器提供能量，出弹射器即以沿两板中心线的速度从下端点进入板间，恰好能沿中心线运动。不计摩擦力和空气阻力，小球视为质点且电荷量不变。
（1）要使小球能飞出点，求弹射器提供的最小能量；
（2）若弹射器提供的能量为，求小球到达的最高点和点之间的水平距离。
五、解答题
18．如图所示，相距10cm的平行金属板A和B带有等量异种电荷，两板之间电场可视为匀强电场，电场强度，方向由A板垂直指向B板，电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm，则：
（1）C、D两点的电势差等于多少？
（2）现令B板接地（即电势），则C的电势是多少？
（3）将一个电子从C点移动到D点，静电力做多少功？（电子电荷量）
19．研究表明静电场中有如下一些重要的结论：
①均匀带电球壳（或球体）在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同；
②均匀带电球壳在空腔内部的电场强度处处为零；
③电场线与等势面总是垂直的，沿电场线方向电势越来越低。
利用上述结论，结合物理思想方法可以探究某些未知电场的问题。
（1）如图1所示，一个静止的均匀带正电球体，其单位体积的电荷量为ρ，半径为R，静电力常量为k。
a．在图1中求距球心r处电场强度的大小（分E内、E外解答）；
b．在图1球体中挖掉一个球心为O' 的小球体，如图2所示。已知OO'=d，求空腔体内OO'连线上某点的电场强度大小。
（2）一球壳均匀带有正电荷，O为球心，A、B为直径上的两点，。现垂直于将球壳均分为左右两部分，C为截面上的一点，移去右半球壳，左半球壳所带电荷仍均匀分布，如图3所示。
a．分析判断O、C两点电势关系；
b．分析判断A、B两点的电场强度及电势的关系。
六、综合题
20．有一个带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4 J的功，问：
（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？
（2）如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？
21．如图所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1.0×10﹣6C的负电荷从A点沿水平线移到B点，静电力做了2.0×10﹣6J的功．A、B两点间的距离为2cm，问：
（1）匀强电场的场强为多大？方向如何？
（2）A、B两点间的电势差为多大？
22．如图，光滑水平面上静置质量为m，长为L的绝缘板a，绝缘板右端园定有竖直挡板，整个装置置于水平向右的匀强电场中.现将一质量也为m、带电量为q(q>0)的物块b置于绝缘板左端(b可视为质点且初速度为零)，已知匀强电场的场强大小为E=3μmg/q，物块与绝缘板板间动摩擦数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，物块与绝缘板右端竖直挡板碰撞后a、b速度交换，且碰撞时间极短可忽略不计，物块带电量始终保持不变，重力加速度为g。求：
（1）物块第一次与挡板碰撞前瞬间物块的速度大小；
（2）物块从置于绝缘板到第二次与挡板碰撞过程中，电场力所做的功W。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
2．【答案】A
【知识点】电场及电场力
3．【答案】C
【知识点】共点力的平衡；电势能
4．【答案】C
【知识点】库仑定律
5．【答案】D
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
6．【答案】C
【知识点】电场及电场力；电势能；电势
7．【答案】B,D
【知识点】电势差、电势、电势能；电场力做功
8．【答案】A,D
【知识点】点电荷的电场；电场强度的叠加；电势能与电场力做功的关系；电势
9．【答案】φa＞φb＞φc＞φd；N
【知识点】电场力做功；电势
10．【答案】5.0×103；1.0×10-5；5.0×103
【知识点】电场及电场力；电场强度
11．【答案】负；增大
【知识点】电场力做功
12．【答案】；增大
【知识点】库仑定律
13．【答案】0；4
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
14．【答案】＜；＞
【知识点】电场强度和电场线
15．【答案】（1）解：根据库仑定律可得
（2）解：对A受力分析，根据平衡条件可得
解得
【知识点】库仑定律
16．【答案】（1）由平衡条件有
两板间的电压为
解得
E=2000V/m，U=160V
由于场强向上，N板电势较高，MN间的电势差为
UMN=
（2）NA两点间的电势差
UNA =EdNA=60V
N点的电势为零，则A点的电势
φA=-60V
则液滴在A点的电势能为
EPA=
【知识点】匀强电场；电势能；电势差
17．【答案】（1）设小球的质量为m，重力加速度为g，平行金属板间的电场强度为E，对小球受力分析，如图所示，由题意可知
则有
解得
要使小球能飞出点，当小球在点速度恰好是零时，弹射器提供的有最小能量，由动能定理可得
解得
（2）若弹射器提供的能量为，当小球在点时速度不等于零，设速度为v，由动能定理可得
解得，则小球从点开始做斜抛运动，由斜抛运动的规律可得，在水平方向则有
在竖直方向则有，小球到达的最高点时，则有，
其中，联立解得
【知识点】斜抛运动；动能定理的综合应用；匀强电场
18．【答案】（1）-1000V；（2）；（3）
【知识点】电势差；电势差与电场强度的关系
19．【答案】（1）a．，；b．，方向向右；（2）a．两点电势相等；b．A点的电场强度与B点的电场强度相同，A点电势高于B点电势
【知识点】电场强度
20．【答案】（1）解：负电荷从A移到B点的过程，电荷克服电场力做功，可见负电荷从电势高处移至电势低处．即φA＞φB
电势差UAB=
负电荷从B移至C，电场力做正功，可见负电荷从电势低处移至电势高处，即φC＞φB
电势差UBC=
而电势差UAC=φA﹣φC=φA﹣φB+φB﹣φC=UAB+UBC=﹣100 V
CA间电势差 UCA=﹣UAC=100V
（2）解：因B点为0电势点，则φA=UAB=200V，φC=UCB=﹣UBC=300V
C点的电势能-9×10-4 J
【知识点】电场力做功
21．【答案】（1）解：沿着电场方向的位移为d=2×10﹣2cos60°m=1×10﹣2m
E= =200V/m
沿着电场线方向电势降低，所以电场线的方向：沿直线由下而上
答：匀强电场的场强为200 V/m，方向方向沿直线由下而上
（2）解：由题意可知，静电力做了2.0×10﹣6 J的功．有：WAB=2×10﹣6J
根据UAB=
得：UAB=﹣2V
答：A、B两点间的电势差为﹣2 V．
【知识点】电势差、电势、电势能；电场力做功
22．【答案】（1）解：由题知：物块b受恒定电场力
对两物体由牛顿第二定律，物块b： ，得
对绝缘板a： ，得
设历时t1物块第一次与挡板碰撞，有： ，得：
则物块第一次与挡板碰撞前瞬时，物块的速度大小
解得：
（2）解：绝缘板a的速度大小 ，解得：
物块对地的位移大小为 ，有
物块与绝缘板的右端竖直挡板发生弹性碰撞后，二者速度交换
则物块的速度为 ，绝缘板的速度大小为
对物块b： ，有
设历时t2，二者达到共同速度v，有： ，
解得：
二者相对位移大小为x，有 ，解得：
物块对地的位移大小为x2，有 ，解得：
设历时t3物块第二次与挡板碰撞，有： ，得：
物块对地的位移大小为x3，有 ，解得：
故物块的总位移
得：
根据功的定义
解得：
【知识点】电场力做功；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿运动定律的应用—板块模型
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)