高中物理人教版1第一章靜電場 市賽獲獎

新人教版選修3-1《第1章靜電場》單元測試卷（A卷）一、選擇題（每小題4分，共40分）1．關(guān)于電場，下列說法中正確的是（）A．電場是為了便于研究電荷的運動而引入的理想模型B．電場是電荷周圍空間實際存在的物質(zhì)C．電荷周圍分布的電場線就是電場D．電荷間的相互作用不是通過電場作媒介產(chǎn)生的2．在x軸的原點O和軸上的P點，分別固定同種電荷Q1和Q2，已知Q1＜Q2，OP距離為2d，則場強為零的坐標(biāo)x區(qū)間為（）A．x＞0 B．0＜x＜d C．d＜x＜2d D．x＞2d3．關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實質(zhì)，下列說法正確的是（）A．摩擦起電說明電荷能夠被創(chuàng)造B．摩擦起電現(xiàn)象說明了機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷C．感應(yīng)起電說明電荷從帶電的物體A轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體B上去了D．感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到物體另一個部分4．如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離（）A．極板間電壓變小 B．電容器的電容減小C．極板帶電量將增大 D．P點的電勢將降低5．a(chǎn)、b、c、d是勻強電場中的四個點，它們正好是一個平行四邊形的四個頂點，電場線與平行四邊形所在平面平行．已知a點的電勢為20V，b點的電勢為24V，d點的電勢為12V，如圖所示．由此可知c點的電勢為（）A．8V B．16V C．20V D．24V6．如圖所示，在等量異種電荷形成的電場中，有A、B、C三點，A為兩點電荷連線的中心，B為連線上距A為d的一點，C為連線中垂線上距A也為d的一點，關(guān)于三點的場強大小、電勢高低比較，正確的是（）A．EB＞EA＞EC B．EA＞EB＞EC C．φA=φC＞φB D．φB=φC＞φA7．真空中大小相同的兩個金屬小球A、B帶有等量電荷，相隔一定距離，（距離遠(yuǎn)大于小球的直徑）兩球之間的庫侖引力大小為F，現(xiàn)在用另一個跟它們大小相同的不帶電金屬小球，先后與A、B兩個小球接觸后再移開，這時A、B兩球之間的庫侖力大?。ǎ〢．一定是 B．一定是 C．可能是 D．可能是8．如圖所示，勻強電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，∠ABC=∠CAB=30°，BC=m．已知電場線平行于△ABC所在的平面，一個電荷量q=﹣1×10﹣6C的點電荷由A移到B的過程中，電勢能增加了×10﹣5J，由B移到C的過程中電場力做功6×10﹣6J，下列說法正確的是（）A．B、C兩點的電勢差UBC=3VB．該電場的場強為1V/mC．正電荷由C點移到A點的過程中，電勢能增加D．A點的電勢低于B點的電勢9．如圖所示，虛線是帶電粒子在電場中運動的徑跡，不考慮重力和空氣阻力，粒子在由電場中的A點運動到B點的過程中，以下判斷正確的是（）A．粒子帶負(fù)電B．粒子在A點受到的電場力的大小比在B點受到的大C．粒子在A點的動能比在B點的動能大D．粒子在A點的電勢能比在B點的電勢能大10．如圖所示用三根長度相同的絕緣細(xì)線將三個帶電小球連接后懸掛在空中．三個帶電小球質(zhì)量相等，A球帶正電，平衡時三根絕緣細(xì)線都是直的，但拉力都為零．則（）A．B球和C球都帶負(fù)電荷B．B球帶負(fù)電荷，C球帶正電荷C．B球和C球所帶電量不一定相等D．B球和C球所帶電量一定相等二、填空題（共20分）11．如圖所示，兩平行金屬板間電場是勻強電場，場強大小為×104V/m，A、B兩板相距1cm，C點與A相距，若B接地，則A、C間電勢差UAC=，將帶電量為﹣×10﹣12C的點電荷置于C點，其電勢能為．12．一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，以初速度v與電場線平行束射入勻強電場，經(jīng)時間t電子具有的電勢能與剛進(jìn)入電場時相同，則此電場的場強大小為，電子在時間t內(nèi)的運動路程為．13．如圖所示是定性研究平行板電容器電容的影響因素的裝置，平行板電容器的A板與靜電計相連，B板和靜電計金屬殼都接地，指出圖甲、乙所示的情況下，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度變化情況：（1）正對面積增大時，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度；（2）板間距離減小時，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度．三、計算題（共40分）14．如圖所示，平行金屬板長為L，一個帶電為+q、質(zhì)量為m的粒子以初速度v0緊貼上板垂直射入電場，剛好從下板邊緣射出，末速度恰與下板成30°角，粒子重力不計，求：（1）粒子末速度大小；（2）上下兩個極板的電勢差是多少？15．如圖所示，某區(qū)域存在著豎直向下的勻強電場，一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子以水平方向的初速度v0由O點射入該區(qū)域，粒子作類平拋運動剛好通過豎直平面中的P點，已知連線OP長為L，與初速度方向的夾角為θ．不考慮帶電粒子的重力大小，試求：（1）判斷帶電粒子的電性和帶電粒子在電場中運動的加速度；（2）勻強電場的場強大小；（3）OP兩點的電勢差Uop．16．如圖所示，傾角為θ的斜面AB是粗糙且絕緣的，AB長為L，C為AB的中點，在A、C之間加一方向垂直斜面向上的勻強電場，與斜面垂直的虛線CD為電場的邊界．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小物塊（可視為質(zhì)點），從B點開始在B、C間以速度v0沿斜面向下做勻速運動，經(jīng)過C后沿斜面勻加速下滑，到達(dá)斜面底端A時的速度大小為v．試求：（1）小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；（2）勻強電場場強E的大?。?/p>

新人教版選修3-1《第1章靜電場》單元測試卷（A卷）參考答案與試題解析一、選擇題（每小題4分，共40分）1．關(guān)于電場，下列說法中正確的是（）A．電場是為了便于研究電荷的運動而引入的理想模型B．電場是電荷周圍空間實際存在的物質(zhì)C．電荷周圍分布的電場線就是電場D．電荷間的相互作用不是通過電場作媒介產(chǎn)生的【考點】電場線．【分析】電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲木€；電場是客觀存在的物質(zhì)．電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生作用的．【解答】解：A、電荷周圍存在電場，電場是客觀存在的物質(zhì)，不是理想模型，故A錯誤．B、電場是電荷周圍空間實際存在的特殊物質(zhì)．故B正確．C、電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶鰪娙鹾头较蚨氲模皇钦鎸嵈嬖诘?，電荷周圍分布的是電場，不是電場線，故C錯誤，D、電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生作用的．故D錯誤故選：B．2．在x軸的原點O和軸上的P點，分別固定同種電荷Q1和Q2，已知Q1＜Q2，OP距離為2d，則場強為零的坐標(biāo)x區(qū)間為（）A．x＞0 B．0＜x＜d C．d＜x＜2d D．x＞2d【考點】電場強度．【分析】根據(jù)庫侖定律，結(jié)合點電荷電場強度的公式，依據(jù)矢量的合成法則，即可求解．【解答】解：因同種電荷Q1和Q2，由點電荷電場強度的公式E=，可知，場強為零的坐標(biāo)x區(qū)間在兩固定的電荷之間；又已知Q1＜Q2，因此零電場強度的位置偏離點電荷Q2，偏向點電荷Q1，則場強為零的坐標(biāo)x區(qū)間為：0＜x＜d；故B正確，ACD錯誤；故選：B．3．關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實質(zhì)，下列說法正確的是（）A．摩擦起電說明電荷能夠被創(chuàng)造B．摩擦起電現(xiàn)象說明了機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷C．感應(yīng)起電說明電荷從帶電的物體A轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體B上去了D．感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到物體另一個部分【考點】電荷守恒定律．【分析】摩擦起電的實質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，并沒有創(chuàng)造電荷．感應(yīng)起電的實質(zhì)是電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個部分．【解答】解：AB、摩擦起電現(xiàn)象說明機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，但并沒有創(chuàng)造電荷．電荷只是發(fā)生轉(zhuǎn)移．故A錯誤，B錯誤；CD、感應(yīng)起電是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個部分．電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體是接觸帶電，故C錯誤，D正確；故選：D4．如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離（）A．極板間電壓變小 B．電容器的電容減小C．極板帶電量將增大 D．P點的電勢將降低【考點】電容器的動態(tài)分析；電勢．【分析】將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，確定電容器的電容變化情況，從而根據(jù)電容器兩板間電壓不變，確定電容器電量，由受力分析，結(jié)合平衡條件可知，油滴的電性，當(dāng)接觸電源時，極板的電壓不變，當(dāng)斷開電源時，極板間的電量不變，從而即可求解．【解答】解：ABC、將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，即極板間距變大，則有電容器的電容減小，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)Q=UC，因此帶電量減?。蔄C錯誤，B正確．D、因電壓不變，隨著間距的增大，則電場強度減小，那么P點的電勢降低．故D正確．故選：BD．5．a(chǎn)、b、c、d是勻強電場中的四個點，它們正好是一個平行四邊形的四個頂點，電場線與平行四邊形所在平面平行．已知a點的電勢為20V，b點的電勢為24V，d點的電勢為12V，如圖所示．由此可知c點的電勢為（）A．8V B．16V C．20V D．24V【考點】電勢．【分析】在勻強電場中，每前進(jìn)相同的距離，電勢的降落相等．根據(jù)該結(jié)論列式求解即可．【解答】解：在勻強電場中，每前進(jìn)相同的距離，電勢的降落相等，故：φa﹣φd=φb﹣φc代入數(shù)據(jù)，有：20﹣12=24﹣φc解得：φc=16V，選項B正確，CD錯誤；故選：B6．如圖所示，在等量異種電荷形成的電場中，有A、B、C三點，A為兩點電荷連線的中心，B為連線上距A為d的一點，C為連線中垂線上距A也為d的一點，關(guān)于三點的場強大小、電勢高低比較，正確的是（）A．EB＞EA＞EC B．EA＞EB＞EC C．φA=φC＞φB D．φB=φC＞φA【考點】電勢；電場強度．【分析】電場強度是描述電場強弱的物理量，它是由電荷所受電場力與其電量的比值來定義．由于電場強度是矢量，電場強度疊加時滿足平行四邊形定則．電場線越密的地方，電場強度越強．正電荷所受電場力方向與電場強度方向相同．同時沿著電場線方向電勢降低．【解答】解：如圖為等量異種點電荷的電場，則電場線是從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終至．所以A、B兩點處于從左向右的電場線方向上，則ΦA(chǔ)＞ΦB．而A、C同處于一根等勢線，所以ΦA(chǔ)=ΦC．因此ΦA(chǔ)=ΦC＞ΦB．由等量異種點電荷的電場線的分布，可得B點的電場線最密，C點的最疏．所以EB＞EA＞EC故選：AC．7．真空中大小相同的兩個金屬小球A、B帶有等量電荷，相隔一定距離，（距離遠(yuǎn)大于小球的直徑）兩球之間的庫侖引力大小為F，現(xiàn)在用另一個跟它們大小相同的不帶電金屬小球，先后與A、B兩個小球接觸后再移開，這時A、B兩球之間的庫侖力大小（）A．一定是 B．一定是 C．可能是 D．可能是【考點】庫侖定律．【分析】理解庫侖定律的內(nèi)容．知道帶電體相互接觸后移開，同種電荷電量平分，異種電荷電量先中和再平分．【解答】解：因兩球之間的庫侖引力，則兩球帶異種電荷；設(shè)A帶電量為+Q，B帶電量為﹣Q，兩球之間的相互吸引力的大小是：F=第三個不帶電的金屬小球C與A接觸后，A和C的電量都為，C與B接觸時先中和再平分，則C、B分開后電量均為﹣，這時，A、B兩球之間的相互作用力的大小：F′==；故A正確，BCD錯誤；故選：A．8．如圖所示，勻強電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，∠ABC=∠CAB=30°，BC=m．已知電場線平行于△ABC所在的平面，一個電荷量q=﹣1×10﹣6C的點電荷由A移到B的過程中，電勢能增加了×10﹣5J，由B移到C的過程中電場力做功6×10﹣6J，下列說法正確的是（）A．B、C兩點的電勢差UBC=3VB．該電場的場強為1V/mC．正電荷由C點移到A點的過程中，電勢能增加D．A點的電勢低于B點的電勢【考點】電勢能；電場強度；電勢差．【分析】根據(jù)公式UBC=，求解B、C兩點的電勢差UBC．UAB=求出A、B間的電勢差，根據(jù)三點電勢關(guān)系，確定電場線的方向，由E=求出場強．電場力做正功，電勢能減?。窘獯稹拷猓篈、B、C兩點的電勢差UBC===﹣6V．故A錯誤．B、A、B兩點的電勢差UAB==V=12V，則知C點與AB連線的中點電勢相等，則場強E==V/m=2V/m．故B錯誤．C、由上知，A、C兩點的電勢差UAC=UAB+UBC=6V，即知A點電勢高于C點電勢，正電荷在電勢高處電勢能大，則將正電荷由C點移到A點的過程中，電勢能增加．故C正確．D、A、B兩點的電勢差UAB=φA﹣φB＞0，則A點的電勢高于B點的電勢．故D錯誤．故選C9．如圖所示，虛線是帶電粒子在電場中運動的徑跡，不考慮重力和空氣阻力，粒子在由電場中的A點運動到B點的過程中，以下判斷正確的是（）A．粒子帶負(fù)電B．粒子在A點受到的電場力的大小比在B點受到的大C．粒子在A點的動能比在B點的動能大D．粒子在A點的電勢能比在B點的電勢能大【考點】電場線；電場強度；電勢能．【分析】電場線密的地方電場的強度大，電場線疏的地方電場的強度小，沿電場線的方向，電勢降低，電場力做正功，電勢能減小，電場力做負(fù)功，電勢能增加．【解答】解：A、物體做曲線運動的時候，受到的合力的方向指向物體運動軌跡的彎曲的內(nèi)側(cè)，由此可知，該粒子受到的電場力的方向是向左的，與電場線的方向相反，所以是負(fù)電荷，所以A正確；B、電場線密的地方電場的強度大，電場線疏的地方電場的強度小，A點的電場線密，所以粒子在A點時受到的電場力的大小比在B點受到的大，所以B正確；C、負(fù)電荷受到的電場力是向左的，但是粒子的運動的方向是向右的，此時電場力做負(fù)功，動能減小，電勢能要增加，所以C正確，D錯誤；故選ABC．10．如圖所示用三根長度相同的絕緣細(xì)線將三個帶電小球連接后懸掛在空中．三個帶電小球質(zhì)量相等，A球帶正電，平衡時三根絕緣細(xì)線都是直的，但拉力都為零．則（）A．B球和C球都帶負(fù)電荷B．B球帶負(fù)電荷，C球帶正電荷C．B球和C球所帶電量不一定相等D．B球和C球所帶電量一定相等【考點】共點力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運用；庫侖定律．【分析】由題意可知三個小球均處于共點力平衡狀態(tài)，則對B、C中的任一小球進(jìn)行受力分析，由共點力的平衡條件可得出B、C所帶的電性及B、C電量的大小關(guān)系．【解答】解：B球受重力及A、C對B球的庫侖力而受于平衡狀態(tài)；則A與C球?qū)球的庫侖力的合力應(yīng)與重力大小相等，方向相反；而庫侖力的方向只能沿兩電荷的連線方向，故可知A對B的庫侖力應(yīng)指向A，C對B的作用力應(yīng)指向B的左側(cè)；則可知B、C都應(yīng)帶負(fù)電；故A正確、B錯；由受力分析圖可知，A對B的庫侖力應(yīng)為C對B庫侖力的2倍，故C帶電量應(yīng)為A帶電量的一半；同理分析C可知，B帶電量也應(yīng)為A帶電量的一半，故B、C帶電量應(yīng)相同；故C錯誤，D正確；故選：AD．二、填空題（共20分）11．如圖所示，兩平行金屬板間電場是勻強電場，場強大小為×104V/m，A、B兩板相距1cm，C點與A相距，若B接地，則A、C間電勢差UAC=40V，將帶電量為﹣×10﹣12C的點電荷置于C點，其電勢能為﹣6×10﹣11J．【考點】電勢能；電場強度．【分析】由題是勻強電場，根據(jù)CB距離，由公式U=Ed求出C與A間的電勢差UCA．電場線方向從A指向B，C點的電勢高于B點的電勢．由UCB=φC﹣φB，φB=0，求出C點電勢φC．由公式Ep=qφC求解點電荷置于C點時的電勢能．【解答】解：A與C間的電勢差：UAC=EdAC=×104××10﹣2V=40V同理可得：UCB=60V，由：UCB=φC﹣φB，φB=0，得到：φC=UCB=60V點電荷置于C點時的電勢能：Ep=qφC=﹣×10﹣12×60J=﹣6×10﹣11J故答案為：40V，﹣6×10﹣11J．12．一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，以初速度v與電場線平行束射入勻強電場，經(jīng)時間t電子具有的電勢能與剛進(jìn)入電場時相同，則此電場的場強大小為，電子在時間t內(nèi)的運動路程為．【考點】帶電粒子在勻強電場中的運動；電場強度；電勢能．【分析】由題，電子以初速度v與電場線平行束射入勻強電場，經(jīng)時間t電子具有的電勢能與剛進(jìn)入電場時相同，速度大小相等，說明電子在勻強電場中做有往復(fù)的勻變速直線運動，根據(jù)對稱性，往返時間相等．根據(jù)牛頓第二定律和速度公式結(jié)合，求出場強．由平均速度公式求出電子勻減速運動的位移大小，再求解路程．【解答】解：電子經(jīng)過時間t時，初末時刻電勢能相同，則電場力不做功、初末位置和速度都相同，電子在電場中一直作勻減速運動．從進(jìn)入到速度減為0所用時間為t1=，則有v=at1．根據(jù)牛頓第二定律得，a=，得到v=at1=，解得，E=通過位移為s==；電子在電場中的運動路程為S=2s=．故答案為：，．13．如圖所示是定性研究平行板電容器電容的影響因素的裝置，平行板電容器的A板與靜電計相連，B板和靜電計金屬殼都接地，指出圖甲、乙所示的情況下，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度變化情況：（1）正對面積增大時，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度減??；（2）板間距離減小時，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度減小．【考點】電容器的動態(tài)分析．【分析】靜電計測量的是電容器兩極板間的電勢差，電勢差越大，金屬箔張角越大．根據(jù)C=，判斷電容的變化，根據(jù)U=判斷電勢差的變化．【解答】解：（1）正對面積增大時，根據(jù)C=，判斷電容變大，電容器的帶電量Q不變，根據(jù)U=判斷電勢差變小，所以靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度減??；（2）板間距離減小時，根據(jù)C=，判斷電容變大，電容器的帶電量Q不變，根據(jù)U=判斷電勢差變小，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度減?。蚀鸢笧椋海?）減小；（2）減?。?、計算題（共40分）14．如圖所示，平行金屬板長為L，一個帶電為+q、質(zhì)量為m的粒子以初速度v0緊貼上板垂直射入電場，剛好從下板邊緣射出，末速度恰與下板成30°角，粒子重力不計，求：（1）粒子末速度大小；（2）上下兩個極板的電勢差是多少？【考點】帶電粒子在勻強電場中的運動．【分析】粒子在平行板間做類平拋運動，根據(jù)平行四邊形定則求出粒子的末速度大小．根據(jù)動能定理求出上下兩個極板間的電勢差．【解答】解：（1）粒子在平行板間做類平拋運動，根據(jù)平行四邊形定則知，．（2）根據(jù)動能定理得，，解得．答：（1）粒子末速度大小為；（2）上下兩個極板的電勢差是．15．如圖所示，某區(qū)域存在著豎直向下的勻強電場，一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子以水平方向的初速度v0由O點射入該區(qū)域，粒子作類平拋運動剛好通過豎直平面中的P點，已知連線OP長為L，與初速度方向的夾角為θ．不考慮帶電粒子的重力大小，試求：（1）判斷帶電粒子的電性和帶電粒子在電場中