靜電場(chǎng)單元測(cè)試題及答案

高二物理導(dǎo)學(xué)案四〔〕編寫人：楊秋嬌姓名：___________班級(jí)：___________座位號(hào)：___________一、選擇題〔共8小題，1--6小題是單項(xiàng)選擇題，7—8小題是多項(xiàng)選擇題〕1．研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小C．實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大D．實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，說明電容增大2．如下圖，實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線〔方向未標(biāo)出〕，虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為φM、φN，粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為aM、aNA．vM<vC．φM<φ3．如圖，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平衡于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則〔〕A．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k=169B．a(chǎn)、C．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k=6427D．a(chǎn)、4．如題3圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場(chǎng)，實(shí)線和虛線分別表示電場(chǎng)線和等勢(shì)線，兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，設(shè)電場(chǎng)力對(duì)兩電子做的功分別為Wa和Wb，a、b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea和A．Wa=WC．Wa=W5．如下圖，實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面．以下判斷正確的選項(xiàng)是〔〕A．1、2兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等B．1、3兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等C．1、2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D．2、3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等6．根據(jù)電容的定義式C=QUA．電容器的電容越大，則電容器所帶電荷量應(yīng)越多B．電容器兩極板間電壓越大，電容越大C．電容器的電容與電荷量成正比，與電壓成反比D．電容器的電容不隨帶電荷量及兩極板間電壓的變化而變化7(多項(xiàng)選擇)．如圖，一平行板電容器連接在直流電源上，電容器的極板水平，兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號(hào)相反，使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近，與極板距離相等?，F(xiàn)同時(shí)釋放a、b，它們由靜止開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，在隨后的某時(shí)刻t，a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面，a、b間的相互作用和重力可忽略。以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．a(chǎn)的質(zhì)量比b的大B．在t時(shí)刻，a的動(dòng)能比b的大C．在t時(shí)刻，a和b的電勢(shì)能相等D．在t時(shí)刻，a和b的動(dòng)量大小相等8(多項(xiàng)選擇)．圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面，平面b上的電勢(shì)為2V。一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV，從a到d的過程中克制電場(chǎng)力所做的功為6eV。以下說法正確的選項(xiàng)是A．平面c上的電勢(shì)為零B．該電子可能到達(dá)不了平面fC．該電子經(jīng)過平面d時(shí)，其電勢(shì)能為4eVD．該電子經(jīng)過平面b時(shí)的速率是經(jīng)過d時(shí)的2倍二、實(shí)驗(yàn)題9．.如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側(cè)極板和靜電計(jì)外殼接地，電容器右側(cè)極板與靜電計(jì)金屬球相連．(1)使電容器帶電后與電源斷開①上移左極板，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角________(選填“變大〞“變小〞或“不變〞);②將極板間距離減小時(shí)，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角________(選填“變大〞“變小〞或“不變〞)；③兩板間插入一塊玻璃，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角________(選填“變大〞“變小〞或“不變〞)．(2)以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)中使用靜電計(jì)的說法中正確的有〔____〕A．使用靜電計(jì)的目的是觀察電容器電壓的變化情況B．使用靜電計(jì)的目的是測(cè)量電容器電荷量的變化情況C．靜電計(jì)可以用電壓表替代D．靜電計(jì)可以用電流表替代三、解答題10．如圖甲所示，電荷量為q=1×10-4C的帶正電的小物塊置于粗糙絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，物塊運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示，取重力加速度g=10m/s2。求：〔1〕物塊所受的摩擦力大小和0~1秒內(nèi)的加速度大小?！?〕物塊的質(zhì)量?！?〕前2秒內(nèi)電場(chǎng)力做的功。參考答案1．A【來源】2021年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理〔北京卷〕【解析】A、當(dāng)用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，由于靜電感應(yīng)，從而在b板感應(yīng)出等量的異種電荷，從而使電容器帶電，應(yīng)選項(xiàng)A正確；B、根據(jù)電容器的決定式：C=εS4πkd，將電容器b板向上平移，即正對(duì)面積S減小，則電容C減小，根據(jù)C=QU可知，電量Q不變，則電壓U增大，則靜電計(jì)指針的張角變大，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、根據(jù)電容器的決定式：C=εS4πkd，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，則介電系數(shù)ε增大，則電容C增大，根據(jù)C=QU可知，電量Q不變，則電壓U減小，則靜電計(jì)指針的張角減小，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、根據(jù)C=QU可知，電量Q增大，則電壓點(diǎn)睛：此題是電容器動(dòng)態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵抓住兩點(diǎn)：一是電容器的電量不變；二是電容與哪些因素有什么關(guān)系。2．D【來源】2021年全國(guó)普通高等學(xué)校招生同一考試?yán)砜凭C合物理試題〔天津卷〕【解析】試題分析：將粒子的運(yùn)動(dòng)分情況討論：從M運(yùn)動(dòng)到N；從N運(yùn)動(dòng)到M，根據(jù)電場(chǎng)的性質(zhì)依次判斷；電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，同一個(gè)粒子受到的電場(chǎng)力越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度越大，故有aM<aN；假設(shè)粒子從M運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，則根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)力方向和速度方向如下圖，故電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，即假設(shè)粒子從N運(yùn)動(dòng)到M，則根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)力方向和速度方向如下圖，故電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，即vM>vN，E【點(diǎn)睛】考察了帶電粒子在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；此題的突破口是根據(jù)粒子做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，從而判斷出電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角關(guān)系，進(jìn)而判斷出電場(chǎng)力做功情況．3．D【來源】2021年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理〔新課標(biāo)I卷〕【解析】此題考察庫(kù)侖定律、受力分析及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。對(duì)小球c所受庫(kù)侖力分析，畫出a對(duì)c的庫(kù)侖力和b對(duì)c的庫(kù)侖力，假設(shè)a對(duì)c的庫(kù)侖力為排斥力，ac的電荷同號(hào)，則b對(duì)c的庫(kù)侖力為吸引力，bc電荷為異號(hào)，ab的電荷為異號(hào)；假設(shè)a對(duì)c的庫(kù)侖力為引力，ac的電荷異號(hào)，則b對(duì)c的庫(kù)侖力為斥力，bc電荷為同號(hào)，ab的電荷為異號(hào)，所以ab的電荷為異號(hào)。設(shè)ac與bc的夾角為θ，利用平行四邊形定則和幾何關(guān)系、庫(kù)侖定律可得，F(xiàn)ac=k’qaqc42，F(xiàn)bc=k’qcqb32，tanθ=3/4，tanθ=Fbc/Fac，ab【點(diǎn)睛】此題將庫(kù)侖定律、受力分析、平行四邊形定則有機(jī)融合，難度不大。4．A【來源】2021年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試物理〔重慶卷帶解析〕【解析】試題分析：電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力做功W=qU，由于a、b兩點(diǎn)位于同一條等勢(shì)線上，故φa=φb，有Uac=Ubc，可得Wa=Wb；電場(chǎng)線的疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，a點(diǎn)比5．D【來源】2021年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試物理〔北京卷帶解析〕【解析】試題分析：電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，由圖可得，1與2比擬，1處的電場(chǎng)線密，所以1處的電場(chǎng)強(qiáng)度大．故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，由圖可得，1與3比擬，它們的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及方向都不同．故B錯(cuò)誤；順著電場(chǎng)線，電勢(shì)降低，所以1點(diǎn)的電勢(shì)高于2點(diǎn)處的電勢(shì)．故C錯(cuò)誤；由題目可得，2與3處于同一條等勢(shì)線上，所以2與3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等．故D正確．應(yīng)選D。考點(diǎn)：電場(chǎng)線；等勢(shì)面【名師點(diǎn)睛】加強(qiáng)根底知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握住電場(chǎng)線和等勢(shì)面的特點(diǎn)，即可解決此題，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大．順著電場(chǎng)線，電勢(shì)降低；注意電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，是否相等，要關(guān)注方向性。6．D【來源】2021年海南省人教版高中物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)根底知識(shí)練習(xí)題【解析】【分析】電容的定義式C=QU，采用的是比值法定義，具有比值法定義的共性，C與Q、U無關(guān)．電容反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小，由電容器本身決定．結(jié)合這些知識(shí)進(jìn)展分析即可．【詳解】電容器電容越大，容納電荷的本領(lǐng)越大，電容器兩極板間電壓每增加1V時(shí)增加的電荷量越大，不是電荷量大，故A錯(cuò)誤；電容器的電容是由電容器本身決定，與電壓無關(guān)，故B錯(cuò)誤；電容的定義式C=QU采用的是比值法定義，電容器的電容是由電容器本身決定，與帶電量無關(guān)，且電容器的電容不隨所帶電荷量及兩極板間電勢(shì)差的變化而變化，故C錯(cuò)誤；【點(diǎn)睛】此題關(guān)鍵要掌握電容的定義式C=QU，理解電容的物理意義，能抓住比值法定義的共性理解電容的特性，7．BD【來源】2021年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理〔全國(guó)III卷〕【解析】試題分析此題考察電容器、帶電微粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、電勢(shì)能、動(dòng)量定理及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。解析根據(jù)題述可知，微粒a向下加速運(yùn)動(dòng)，微粒b向上加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面，可知a的加速度大小大于b的加速度大小，即aa>ab。對(duì)微粒a，由牛頓第二定律，qE=maaa，對(duì)微粒b，由牛頓第二定律，qE=mbab，聯(lián)立解得：qEma>qEmb，由此式可以得出a的質(zhì)量比b小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在a、b兩微粒運(yùn)動(dòng)過程中，a微粒所受合外力等于b微粒，a微粒的位移大于b微粒，根據(jù)動(dòng)能定理，在t時(shí)刻，a的動(dòng)能比b大，選項(xiàng)B正確；由于在t時(shí)刻兩微粒經(jīng)過同一水平面，電勢(shì)相等，電荷量大小相等，符號(hào)相反，所以在t時(shí)刻，a和b的電勢(shì)能不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于a微粒受到的電場(chǎng)力〔合外力〕等于b微粒受到的電場(chǎng)力〔合外力〕，根據(jù)動(dòng)量定理，在t時(shí)刻，a微粒的動(dòng)量等于點(diǎn)睛假設(shè)此題考慮微粒的重力，你還能夠得出a的質(zhì)量比b小嗎？在t時(shí)刻力微粒的動(dòng)量還相等嗎？在t時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程中，微粒的電勢(shì)能變化一樣嗎？8．AB【來源】2021年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理〔新課標(biāo)I卷〕【解析】A、虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面，一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV，從a到d的過程中克制電場(chǎng)力所做的功為6eV，動(dòng)能減小了6eV，電勢(shì)能增加了6eV，因此等勢(shì)面間的電勢(shì)差為2V，因平面b上的電勢(shì)為2V，由于電子的電勢(shì)能增加，等勢(shì)面由a到f是降低的，因此平面c上的電勢(shì)為零，故A正確。B、由上分析可知，當(dāng)電子由a向f方向運(yùn)動(dòng)，則電子到達(dá)平面f的動(dòng)能為2eV，由于題目中沒有說明電子如何運(yùn)動(dòng)，因此也可能電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做拋體運(yùn)動(dòng)，則可能不會(huì)到達(dá)平面f，故B正確。C、在平面b上電勢(shì)為2V，則電子的電勢(shì)能為-2eV，動(dòng)能為8eV，電勢(shì)能與動(dòng)能之和為6eV，當(dāng)電子經(jīng)過平面d時(shí)，動(dòng)能為4eV，其電勢(shì)能為2eV，故C錯(cuò)誤。D、電子經(jīng)過平面b時(shí)的動(dòng)能是平面d的動(dòng)能2倍，電子經(jīng)過平面b時(shí)的速率是經(jīng)過d時(shí)的2倍，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選AB?！军c(diǎn)睛】考察電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，掌握電勢(shì)能與動(dòng)能之和不變，理解電勢(shì)為零處的電勢(shì)能為零是解題的關(guān)鍵。9．變大;變小;變小;A;【來源】湖南省雙峰縣第一中學(xué)2021-2021學(xué)年高一下學(xué)期期末考試物理〔理〕試題【解析】〔1〕①根據(jù)電容的決定式C=εS4πkd知，上移左極板，正對(duì)面積S減小，則電容減小，根據(jù)U=Q/C知，電荷量不變，則電勢(shì)差增大，指針偏角變大．②根據(jù)電容的決定式C=εS4πkd知，將極板間距離減小時(shí)，電容增大，根據(jù)U=Q/C知，電荷量不變，則電勢(shì)差減小，指針偏角變?。鄹鶕?jù)電容的決定式C=εS4πkd知，兩板間插入一塊玻璃，電容增大，根據(jù)U=Q/C知，電荷量不變，則電勢(shì)差減小，指針偏角變小．〔2〕靜電計(jì)可測(cè)量電勢(shì)差，根據(jù)指針張角的大小，觀察電容器電壓的變化情況，無法判斷電量的變化情況．故A正確，B錯(cuò)誤．靜電計(jì)與電壓表、電流表的原理不同，不能替代．電流表、電壓表線圈中必須有電流通過時(shí)，指針才偏轉(zhuǎn)．故CD錯(cuò)誤．應(yīng)選10．(1)f=2N;2ms2(2)【來源】江西省新干縣第二中學(xué)等四校2021-2021學(xué)年高二