人教版 高二物理 选修3-1 第一章 静电场章末测试题（Word版含解析答案）

人教版静电场章末测试题
一、单选题
某电场的电场线分布如图所示实线，以下说法正确的是
A.
c点场强大于b点场强
B.
b和c处在同一等势面上
C.
若将一试探电荷由a点移动到d点，电荷的电势能将增大
D.
若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电
如图所示的同心圆虚线是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有
A.
电子沿AC运动时受到的电场力越来越小
B.
电子沿AC运动时它具有的电势能越来越小
C.
电势
D.
电势差
如图所示，A，B，C，D，E，F为匀强电场中一个边长为的正六边形的六个顶点，A，B，C三点电势分别为，，，则下列说法正确的是
A.
匀强电场的电场强度大小为
B.
匀强电场的电场强度大小为
C.
电荷量为的正点电荷从E点移到F点，电荷克服静电力做功为
D.
电荷量为的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减少
如图所示，匀强电场场强为，，，则下述计算结果正确的是???
A.
ab之间的电势差为
B.
ac之间的电势差为
C.
将的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做功为零
D.
将的点电荷沿abc或adc从a移动到c，静电力做功都是
如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，A、B、C三点所在直线平行于两电荷的连线，且A与C关于MN对称，B点位于MN上，D点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是
A.
B点电场强度大于D点电场强度
B.
B点电势高于D点电势
C.
试探电荷在A点的电势能小于在C点的电势能
D.
A、B两点的电势差等于B、C两点的电势差
一个电荷量为的负电荷从电场中a点移至b点，静电力做功；从c点移至d点静电力做功。已知c点比b点电势高，且a，b，c，d四点在同一条电场线上，则下列图中正确的是?
???
A.
B.
C.
D.
如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一等势面上．甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，已知乙粒子带正电．那么下列判断正确的是
A.
甲粒子在b点的电势能比在c点小
B.
乙粒子在d点速度最大
C.
a、b两点电场强度相同
D.
d点电势比b点电势高
电场中有A、B两点，A点的电势，B点的电势，一个电子由A点运动到B点的过程中，下面几种说法中正确的是
A.
电场力对电子做功，电子的电势能减少了
B.
电子克服电场力做功，电子的电势能减少了
C.
电场力对电子做功，电子的电势能增加了
D.
电子克服电场力做功，电子的电势能增加了
如图所示，A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形，是直角。在B点放置一个电荷量为的点电荷，测得A点的电场强度大小为E。若保留B点的电荷，在C点放置一个电荷量为的点电荷，则A点的电场强度大小等于
A.
0
B.
E
C.
D.
2E
如图所示，电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为的两块平行极板间的偏转匀强电场中，在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变小的是
A.
变大、变大
B.
变小、变大
C.
变小、变小
D.
变大、变小
在电场强度大小为E的匀强电场中，一质量为m、电荷量为q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为，物体运动距离s时速度变为零，则下列说法错误的是???
A.
物体克服静电力做功qEs
B.
物体的电势能减少了
C.
物体的电势能增加了qEs
D.
物体的动能减少了
图甲中AB是某电场中的一条电场线．若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在电场力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示．关于A，B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是
A.
，
B.
，
C.
，
D.
，
二、多选题
如图所示，、、是两个等量异种点电荷形成电场中的、位于同一平面内的三个等势线，其中为直线，与、与的电势差相等．一重力不计、带负电的粒子进入电场，运动轨迹如图中实线所示．与、、分别交于a、b、c三点，则
A.
若粒子从a到b电场力做功大小为，从b到c电场力做功大小为，则
B.
粒子从a到b再到c，电势能不断增加
C.
a点的电势比b点的电势高
D.
粒子在c点时的加速度为零
如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则
A.
电容器的电容变小
B.
不变
C.
变小
D.
电容器板间电场增大
一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其图象如图所示，则下列说法正确的是
A.
A点的电场强度一定大于B点的电场强度
B.
粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能
C.
CD间各点的电场强度和电势都为零
D.
A，B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差
如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距两极板仍平行，入射点到B距离不变，则下列说法正确的是??
???
A.
若小球带正电，当A?B间距增大时，小球仍打在N点
B.
若小球带正电，当A?B间距减小时，小球打在N的左侧
C.
若小球带负电，当A?B间距增大时，小球打在N的右点
D.
若小球带负电，当A?B间距减小时，小球可能打在N的左侧
三、实验题
在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地
若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角______________，此实验说明平行板电容器的电容随正对面积减小而_______填“变大”或“变小”
若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角_______，此实验说明平行板电容器的电容随距离变大而_____，填“变大”或“变小”
如图所示为示波管的示意图，以屏幕的中心为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系xoy，当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为，则当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为__________?，?
__________?
如图是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极和、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极和上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点．
带电粒子在________区域是加速的，在________区域是偏转的．
若，，则粒子向________板偏移，若，，则粒子打在荧光屏上________点，若，，则粒子向________板偏移．
四、计算题
如图所示，水平固定放置的平行金属板M、N，两板间电势差为U，板间距离为d，两板间有竖直固定的半径为的绝缘光滑半圆形管道，管道圆心O在两板间中心即圆心O到上、下板距离相等，到板左、右端距离相等。现有一质量为m、带正电荷、电荷量为的小球从A处以速度水平进入管道小球直径略小于管道直径且两者直径均可忽略不计，小球离开管口B后恰好从平行金属板边界飞出。求：
小球刚运动至B处时的速度大小。
小球刚运动至B处时对管道的压力。
平行金属板的长度L。
有一带电荷量的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功，从B点移到C点时，静电力做功。求：
、BC、CA间电势差各为多少？
如果B点电势为零，则A点的电势为多少？电荷在A点的电势能为多少？
如图所示，电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为的两块平行极板AB的中央，入射方向跟极板平行，已知极板长，间距，电子质量，整个装置处在真空中，重力可忽略。求：
电子从加速电场出射时的速度
若电子恰好从板边缘出射，则为多少？
若在板间加上大小为如图所示的交变电压电压为正时板带正电，要使电子能从极板中央水平射出电场，则电压的周期T应满足什么条件？在满足条件的周期取最大值时，大致画出电子的运动轨迹．
如图所示，平行板电容器板间距离为，有一个质量、电荷量的液滴，在两板正中央处于静止状态．问：取
哪块板带正电？板间电场强度多大？
若电容器电容为，则电容器带电荷量Q为多少？
若板间电场强度突然增大为原来的2倍，液滴将做什么运动？触及板面时速度多大？
答案和解析
1.【答案】A
【解答】
A.电场线的疏密表示电场的强弱，由图知c点场强大于b点场强，故A正确；
B.沿电场线方向电势逐渐降低，故b点电势大于c点，故B错误；
C.若将一试探电荷由a点移动到d点，电场力做正功，电荷的电势能将减小，故C错误；
D.由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故D错误。
故选A。
2.【答案】C
【解析】解：A、由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的，根据库仑定律可以判断，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，故A错误；
B、电子沿AC方向运动时，电场力做负功，故电势能逐渐变大，故B错误；
C、电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，电子由A向C运动过程速度越来越小，故电场力向外，场强向内，故外侧电势较高，故，故C正确；
D、电子沿AC方向运动过程中，电场力逐渐变大，从A到B过程电场力较小，故从A到B过程电场力做功较少，根据电势差与电场力做功关系，可以得到：，故D错误；
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】C
【解答】
A、B间的电势差为：，则A的电势低于B的电势；C、D间的电势差为：则C的电势高于D的电势；又由题，C点比B点电势高3V，所以电势从高到低的顺序是：C、B、A、D。根据根据顺着电场线方向电势降低，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】解：A、由图可知，甲粒子受到中心点电荷Q的引力，甲粒子从c到b的过程中电场力做负功，电势能增大，所以甲粒子在b点的电势能比在c点大．故A错误；
B、乙粒子受到中心点电荷Q的排斥力，从a到d电场力做负功，动能减小，速度减小．从d到b电场力做正功，动能增大，速度增大，所以乙粒子在d点速度最小，故B错误；
C、a、b两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同，故C错误．
D、Q与乙粒子相互排斥，Q与乙一样带正电荷，越靠近正点电荷Q电势越高，则d点电势比b点电势高，故D正确．
8.【答案】D
【解答】
根据电场力做功公式得到电场力做功：
；
即电子克服电场力做功20eV，电子的电势能增加了20eV，故D正确，ABC错误。
故选D。
9.【答案】C
【解答】
B点处点电荷在A点的电场强度大小为E，方向由，由知，C点处点电荷在A点的电场强度大小也为E，方向由，两个电场强度的夹角为，根据平行四边形定则得知A点的合电场强度大小等于，故ABD错误，C正确。?
故选C。?
10.【答案】D
【解答】
解：根据动能定理：
得：
在偏转电场中
若使偏转角变小即使变小，由上式看出可以减小增大．
故选：D。
11.【答案】B
12.【答案】C
【解答】
从速度时间图线得到电子做加速运动，加速度逐渐变小，故电场力向右，且不断变小，故A点的电场强度较大，故E；
负电荷受到的电场力与场强方向相反，故场强向左，沿场强方向，电势变小，故A点电势较小，即；故ABD错误，C正确。
故选C。
13.【答案】BC
【解析】解：A、由题，与、与的电势差相等，根据电场力做功公式得知，粒子从a到b电场力做功与从b到c电场力做功相等，即故A错误。
B、C由于为直线，是一条等势线，必是则知两个等量异种点电荷连线的垂直平分线，根据粒子的轨迹弯曲方向可知粒子所受的电场力方向向左，则知正点电荷在左侧，负点电荷在右侧，粒子从a到b再到c，电势不断降低，负电荷的电势能不断增大。故BC正确。
D、粒子在c点时的电场力不为零，加速度不为零。故D错误。
故选：BC。
根据电场力做功公式，分析与的关系．根据粒子的轨迹弯曲方向可判断所受的电场力方向，确定等量异种点电荷中正电荷和负电荷的位置，即可判断电场力做功的正负，分析电势能的变化，由等量异种点电荷中正电荷和负电荷的位置，分析a、b电势的高低．粒子在c点时的电场力不为零，加速度不为零．
14.【答案】BC
【解答】
A.电容器与电源断开，故电量不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据可知，电容C增大，A错误；
D.两板间的电场强度；因此电场强度与板间距无关，因此电场强度不变；D错误。再根据设P与下极板距离为l，则P点的电势，电势能；因此电荷在P点的电势能保持不变；B正确；
C.根据可知，电压U减小；故静电计指针偏角减小；C正确；
故BC正确，AD错误。
故选BC。
15.【答案】AB
【解析】解：
A、由运动的速度--时间图象可看出，带正电的粒子的加速度在A点时较大，由牛顿第二定律得知在A点的电场力大，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，故A正确；
B、由A到B的过程中，速度越来越大，说明是电场力做正功，电势能转化为动能，由功能关系可知，此过程中电势能减少，正电荷在A点时电势能大于在B时的电势能，所以A点的电势能高于B点的电势能，故B正确。
C、从C到D，粒子速度一直不变，故电场力做功为零，可知CD间各点电场强度为零，但电势不一定为零，故C错误；
D、A、C两点的速度相等，故粒子的动能相同，因此从A到B和从B到C电场力做功的绝对值相同，AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，故D错误。
16.【答案】AB
【解答】
A.若小球带正电，当d增大时，电容减小，但Q不可能减小，所以Q不变，根据，知E不变所以电场力不变，小球仍然打在N点，故A正确；
B.若小球带正电，当d减小时，电容增大，Q增大，根据，知d减小时E增大，所以电场力变大，方向向下，小球做平抛运动竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧，故B正确；
C.若小球带负电，当AB间距d增大时，电容减小，但Q不可能减小，所以Q不变，根据，知E不变，所以电场力大小不变，方向变为向上，若电场力小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度不变，运动时间不变，小球仍然可能打在N点，故C错误；
D.若小球带负电，当AB间距d减小时，电容增大，则Q增大，根据，知E增大，所以电场力变大，方向向上，若电场力小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球将打在N点的右侧，故D错误。
故选：AB。
17.【答案】变大；变小；变大；变小；
，2。
【解答】
若极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，由电容的决定式分析知电容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式可知，U变大，则静电计指针偏角变大，此实验说明平行板电容器的电容随正对面积的减小而变小；
若极板B稍向左移动一点，板间距离增大，由电容的决定式分析知电容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式，极板间的电压U增大，则静电计指针偏角变大，此实验说明平行板电容器的电容与极板间距离成反比，即电容随极板间距离的变大而变小。
故答案为：变大；变小；变大；变小。
故答案为：2。
18.【答案】；II；；O；?
X
【解答】
根据示波器原理Ⅰ区是加速电场区，Ⅱ区是偏转区。
在偏转电极加电压，且，y比电势高，电子向高电势运动，故粒子向Y板偏移；
只在偏转电极上加电压，且，x比电势高，电子向高电势运动，故粒子向X板偏移；
若两个偏转电极都不加电压，即，，则粒子打在荧光屏上O点。
故答案为：；II；；O；X。
19.【答案】解：从A到B过程中，只有重力和电场力做功，设管道半径为R，小球到达B点时速度大小为，由动能定理可得：
代入解得：；
小球在B处时受到管道的弹力为N，可得：
联立解得：；
由牛顿第三定律可得，小球对轨道压力大小为，方向竖直向上；
小球离开B点后在电场中做类平抛运动，从上极板左侧边缘离开电场
水平方向上：
竖直方向上由牛顿第二定律可得：
联立可得板长：。
答：小球刚运动至B处时的速度大小；
小球运动至B点处时对管道压力的大小为9mg，方向竖直向上；
平行金属板的长度L为2d。
20.【答案】解：根据
则，即
，即
；
若，则
电荷在A点的电势能为?J。
答：、BC、CA间电势差各为、、；
如果B点电势为零，则A点的电势为，电荷在A点的电势能为?J。
21.【答案】解：
由动能定理得
??
电子在电场力作用下做类平抛运动
加速度为
运动时间为
偏转的侧位移为
解得：
加上图示电压时，电子在不撞到极板时，一个周期内在电场中先做类平抛，后做反类平抛，再反向类平抛和反类平抛，即经过一个周期后速度方向恰好沿电场中央水平向右，因此要让电子从中央水平向右射出电场，电子在电场中运动的时间恰好为电压周期的整数倍，即?，所以?，当?时，?
此时轨迹如图：
22.【答案】解：液滴处于静止状态，可知电场力方向向上，则电场强度的方向竖直向下，上极板带正电
根据得：。
由，，得?C
?当电场强度变为原来的2倍，则电场力变为原来的2倍，即为2mg，
液滴将向上做匀加速直线运动，则加速度：
末速度为：
用，运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解。
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