2022年人教版高二物理选修-第一章静电场精选习题 .pdf

试卷第 1 页，总 4 页人教版高二物理选修3-1 第一章静电场精选习题（含详细解析）一、单选题1如图所示，竖直平面内的同心圆是一点电荷在真空中形成电场的一簇等势线，一正电小球从A 点静止释放，沿直线到达C 点时速度为零，以下说法正确的有A.此点电荷为负电荷B.场强 EA EB ECC.电势D.小球在A 点的电势能小于在C 点的电势能2在点电荷Q 的电场中，一个质子通过时的轨迹如图带箭头的线所示，a、b 为两个等势面，则下列判断中正确的是()A.Q 可能为正电荷，也可能为负电荷B.运动中粒子总是克服电场力做功C.质子经过两等势面的动能kakbEED.质子在两等势面上的电势能papbEE32015 年 4 月 16 日，中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久成为二三线城市的主要公交用车。这种超级电车的核心是我国自主研发全球首创的“超级电容器”。如图所示，这种电容器安全性高，可反复充放电100 万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大（达到9500 F），能够在10s内完成充电，下列说法正确的是（）A该“超级电容器”能储存电荷B该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大C该“超级电容器”放电过程中把化学能转化为电能D充电时电源的正极应接“超级电容器”的负极4让质子和氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后偏转角相同，这些粒子进名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -试卷第 2 页，总 4 页入电场时必须具有相同的（）A.初速度B.动能C.动量D.质量5如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，电容器间有一点a，到上极板A距离恒定，S是闭合的，表示a点的电势，E表示电场强度，现保持A板不动，将B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（）A.升高，E变大B.升高，E变小C.不变，E不变D.不变，E变小6如图所示，在匀强电场中有直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三点处的电势分别用O、B、C，已知O0 V，B3 V，C6 V，且边长OB3cm，OC6cm，则下列说法中正确的是A.匀强电场中电场强度的大小为2003V/mB.匀强电场中电场强度的方向斜向下与OB夹角（锐角）为30C.一个质子由B 点运动到 O 点的过程中克服电场力做的功是3 eV D.一个电子由C点运动到 O 点再运动到B点的过程中电势能减少了3 eV 7平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止，如图所示当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动()将电容器的下极板稍稍上移；将电容器的上极板稍稍上移；将 S断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动；将 S断开，并把电容器的上极板稍稍下移A.B.C.D.二、多项选择题8关于静电场的以下说法中正确的是：（）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -试卷第 3 页，总 4 页A.沿电场线方向各点电势不可能相同；B.沿电场线方向电场强度一定是减小的；C.等势面上各点电场强度不可能相同；D.等势面上各点电场强度方向一定垂直于该等势面。9如图所示，,是由电荷量分别为+6q 和-q 的两个点电荷组成的一个电荷系统，其中A、B 是两点电荷所在位置，N、P、Q是 AB连线上的三点，N点的电场强度为零。若规定无限远处的电势为零，则下列说法正确的是A.图中左侧A点为+6q 的点电荷B.P点场强大于Q点场强C.P点电势高于Q点电势D.N点的电势大于零10有一正四面体ABCD，如图，M、N 分别是 AB 和 CD 的中点。现在A、B 两点分别固定电荷量为+Q、-Q的点电荷，下列说法中正确的是（）A.将电荷+q 从 C点移到 D 点，电场力做正功，电荷的电势能降低B.将电荷-q 从 M 点沿直线移到N 点，电场力不做功，电荷的电势能不变C.C、D 两点的电场强度相同D.M 点的电场强度方向由A 指向 B 三、解答题11如图所示，一光滑斜面的直角点A 处固定一带电量为+q，质量为m 的绝缘小球。另一同样小球置于斜面顶点B处，已知斜面长为L，现把上部小球从B 点从静止自由释放，球能沿斜面从B 点运动到斜面底端 C 处（静电力常量为k，重力加速度为g）求：（1）小球从B处开始运动到斜面中点D 处时的速度？（2）小球运动到斜面底端C处时，球对斜面的压力是多大？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -试卷第 4 页，总 4 页12如图所示，在匀强电场中，有边长为L=2m的等边三角形ABC，其中 O点为该三角形的中心，各点的电势分别为A=2V，B=4V，C=6V，求：（1）O点的电势为多少？（2）该匀强电场的电场强度大小和方向13水平放置的两块平行金属板板长l5.0 cm，两板间距d1.0 cm，两板间电压为90 V，且上板为正极板，一个电子沿水平方向以速度v02.0 107 m/s，从两板中间射入，如图所示，不计电子的重力，电子的质量为 m9.0 1031 kg、电荷量为e 1.6 1019 C，求：(1)电子偏离金属板的侧位移是多少？(2)电子飞出电场时的速度大小是多少？(保留两位有效数字)(3)电子离开电场后，打在屏上的P 点，若 s10 cm，求 OP 之长14 质量为 m=5 10-8kg 的带电微粒以v0=2m/s 速度从水平放置的平行金属板A、B 的中央水平飞入板间 已知板长 L=10cm，板间距离d=2cm，当 UAB=1.0 103V 时，带电微粒恰好沿直线穿过平行金属板，（重力加速度 g=10m/s2）求：（1）带电粒子带何种电荷？电荷量q 多大？（2）若要带电粒子恰好从B板右端飞出，则AB间所加电压U1为多大？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -答案第 1 页，总 5 页参考答案1D【解析】小球由静止从A 点释放，到达C 点时速度为零，而小球受重力和电场力作用，由于重力竖直向下，故说明电场力一定竖直向上，故说明电场线向上，故点电荷带正电；故A错误；因点电荷的电场强度越靠近源电荷电场强度越大，则有：EAEBEC，故 B 错误；沿电场线的方向电势降落，故电势ABC；故 C 错误；因由 A 到 C 过程中，电场力做负功，故电势能增加，小球在A 点的电势能小于在C 点的电势能，故D 正确故选D点睛：本题考查点电荷电场的性质，要注意明确其电场线的分布，知道电场线的疏密表示场强大小，而电场线的方向表示场强方向，而沿电场线的方向电势降落2C【解析】试题分析：从粒子运动轨迹看出，轨迹向左弯曲，可知带电粒子受到了排斥力作用，从 a 到 b 过程中，电场力做负功，反之，远离Q 的过程电场力做正功可判断电势能的大小和动能大小以及Q 的电性正电荷受到了排斥力作用，所以Q 的电性一定是正电荷，A 错误；根据运动轨迹可知，带电粒子受到了排斥力作用，从a 到 b 过程中，电场力做负功，反之，远离Q 的过程电场力做正功，B 错误；根据运动轨迹可知，带电粒子受到了排斥力作用，从a到 b 过程中，电场力做负功；因此动能减小即kakbEE，电势能增大即papbEE，C正确 D 错误【答案】A【解析】试题分析：由题意可知，该“超级电容器”能储存电荷，故A正确；电容是由电容器本身的性质决定的，与电压和电量无关，故 B错误；放电过程消耗的是内部的电场能而转化为电能，故 C错误；充电时电源的正极要接电容器的正极，故D错误。考点：电容【名师点睛】本题考查电容器的性质，要注意明确电容器的电容由电容器本身决定，与电量和电压无关，充电电流由正极流入，故正极板要接电源的正极。4B【解析】设带电粒子的质量为m，电量为 q，匀强电场的场强大小为E，电场的宽度为L，初速度为v0，最后的偏转角为 带电粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，L=v0t，所以；沿电场方向做匀加速直线运动，加速度；粒子离开电场时垂直于电场方向的分速度vy=at，则；联立解得：；质子和氘核的电量相等，相同时，则知mv02相等，初动能Ek0=mv02相等比荷不等，初速度v0、质量不相等动量不相等；故B 正确，ACD 错误故选B点睛：本题考查带电粒子在电场中类平抛运动问题，研究方法与平抛运动相似，采用运动的分解法，由动力学方法进行研究5B【解析】由于开关S闭合，且电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压ABU保持不变随B极板下移，两极板之间的距离增大，根据=UEd，可知两极板之名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 2 页，总 5 页间的电场强度E减小；由于ABAaUEh，由于电场强度E减小，故AaU减小，由于ABAaaBUUU，所以aBU增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0，即0B，又aBaBUUU，所以aBU升高故选B点睛：电容器的动态分析中首先应注意是否与电源相连，再根据电容的变化进行判断；对于本题应注意因下极间接地，故 aB 间的电势差大小即为a点的电势；因 aB 间的距离发生变化，不能直接由U=Ed 进行判断，我们是先求得Aa 间的电势差再求aB 的间电势差6B【解析】如图，根据匀强电场的特点，OC中点 D 的电势为3V，则 BD为一条等势线，电场方向如图；由几何关系得，O到BD的 距离23dcm，在匀强电 场中23/200/2103UEVmVmd，故 A 错误；电场方向垂直于等势面，并指向电势降落的方向，由几何关系，匀强电场中电场强度的方向斜向下与OC 夹角（锐角）为60，与 OB 夹角（锐角）为30，故 B正确；一个质子由 B 点运动到 O 点的过程中电场力做的功是23cos302003 1032WEeOBeeVo，选项 C错误；电场力做功只与初末位置有关，与路径无关，由B=3V，C=6V，则一个电子由C 点运动到B 点的过程中电势能增加了3eV，故 D 错误；故选B.点睛：找等势点，作等势面和电场线，是解决这类问题常用方法匀强电场中场强在数值上等于沿电场方向通过单位距离的电势差电场力做功只与初末位置有关，与路径无关7A【解析】将电容器的下极板稍稍上移，d 变小，电势差不变，则电场强度增大，电场力增大，将向上运动故正确将电容器的上极板稍稍上移，d 变大，电势差不变，则电场强度减小，电场力减小，将向下运动 故错误将 S断开，Q 不变，s减小，根据UEd，QUC，4SCkd，则4 kQES，则E 变大，则电场力变大，液滴向上运动故正确将S断开，Q 不变，减小 d，根据4 kQES，与 d 无关，则 E不变，带电液滴不动故错误名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -答案第 3 页，总 5 页故选 A点睛：解决本题的关键掌握电容器始终与电源相连，两端的电压不变，电容器与电源断开，所带的电量不变并且要掌握结论性的公式，当电量一定时，4 kQES.8AD【解析】沿电场线的方向电势逐渐降低，所以沿电场线的方向各点电势不可能相同，A 正确；电场线的方向不能反映电场线的疏密，所以沿电场线方向电场强度不一定是减小，也可能增大或不变，B 错误；电场强度与电势是描述电场的两个不同方面性质的物理量在匀强电场中，各等势面上电场强度都是相等的，C错误；电场线与等势面一定是相互垂直的，这是它们的特点之一，D 正确9CD【解析】图中右侧电场线比较密集，故图中B 点为+6q 的点电荷，A 错误；P、Q 两点所在区域，沿电场线方向逐渐变密，因此P 点场强小于Q 点场强，P 点电势高于Q 点电势，C正确 B 错误；N 点左侧的区域电场线方向是朝左的，因为N 点的电势大于零，D 正确。10 BCD【解析】试题分析：CD 在 AB 的中垂面上，等量异种电荷，C 与 D 处在同一等势面，在此处其电势相等，所以从C 点移到 D 点，电场力不做功，故A 错误；M 点的电势等于N 点的电势，所以将试探电荷-q 从 M 点移到 N 点，电场力不做功，试探电荷-q 的电势能不变，故B 正确；根据等量异种电荷在空间的电场线分布特点知道C、D 两点的电场强度相等，故C正确；根据电场叠加原理知道M 点的电场强度方向平行AB 且跟 CD 垂直，即由A 指向 B，故 D 正确；故选BCD.【点睛】根据等量异种电荷在空间的电场线分布特点知道C、D 两点的电场强度相等，CD在 AB 的中垂面上，等量异种电荷在此处的电势为零11(1)(2)【解析】（1）由题意知：小球运动到D 点时，由于AD=AB，所以有即则由动能定理得：联立解得（2）当 小 球 运 动 到C点 时，对 球 受 力 分 析 如 图 所 示 则 由 平 衡 条 件 得：由库仑定律得：联立得：由牛顿第三定律即12（1）O点的电势为4V；（2）该匀强电场的电场强度大小为2v/m，方向由C到 A名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 4 页，总 5 页【解析】(1)如图所示,过 O 点作 AC 的垂线 BD,，则 D 为 AC 的中点，D=2AC=4V 又，B=4V，则 BD 为等势线，O 在 BD 上，故 O=4V(2)由于电场线与等势线垂直，则AC 为一条电场线，且电场方向为由C 到 A 由 U CA=E?d CA得 E=2v/m【名师点睛】根据匀强电场电势随距离均匀变化（除等势面）的特点，AC 中点的电势为4V，则 BD 为一条等势线，CA 连线即为一条电场线，由BA 间的电势差，由公式U=Ed 求出场强大小、方向。13（1）5 103 m（2）2.0 107 m/s（3）2.5 102m【解析】（1）电子在电场中的加速度，侧位移即竖直方向位移：，运动时间，代入数据解得.（2）电子飞出电场时，水平分速度，竖直分速度.飞出电场时的速度为，代入数据可得：.设 v 与 v0的夹角为，则，则：.（3）电子飞出电场后做匀速直线运动：代入数据解得.14（1）q=110-11C（2）U1=200V【解析】（1）带电粒子直线穿过平行金属板时的受向上的电场力和向下的重力，场强方向向下，可知带电粒子带负电；电场力F=G，则qE=mg 可得821135 10102 101.0 101.0 10mgmgdqCCEU（2）由图可知，带电粒子在竖直方向偏移：y=d/2 带电粒子在平行金属板内做类平抛运动，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -答案第 5 页，总 5 页则：y12at21UmgqGFdamm0Ltv.综合可得U1=200V 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -