2022年高二物理《静电场》单元测试题 .pdf

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1、高二物理静电场单元测试题A卷1以下物理量中哪些与检验电荷无关？A电场强度E B电势 U C电势能 D电场力F 2如下列图，在直线MN 上有一个点电荷，A、B 是直线 MN 上的两点，两点的间距为L，场强大小分别为E 和 2E.则A该点电荷一定在A 点的右侧B该点电荷一定在A 点的左侧 CA 点场强方向一定沿直线向左DA 点的电势一定低于B 点的电势3平行金属板水平放置，板间距为0.6cm，两板接上6 103V 电压，板间有一个带电液滴质量为4.8 10-10 g，处于静止状态，则油滴上有元电荷数目是g 取 10m/s2 A3 106B30 C10 D3 1044.如下列图，在沿x 轴正方向的匀

2、强电场E 中，有一动点A 以 O 为圆心、以 r 为半径逆时针转动， 为 OA 与 x 轴正方向间的夹角，则O、A 两点问电势差为( ). ( A ) UOA=Er( B) UOA=Ersin( C) UOA=Ercos(D)rcosEUOA5如下列图，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电量为106C 的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A 点运动到B 点时动能减少了105 J，已知 A 点的电势为10 V，则以下判断正确的选项是A微粒的运动轨迹如图中的虚线1 所示；B微粒的运动轨迹如图中的虚线2 所示；CB 点电势为零；D B 点电势为 20 V 6如下列图，在某一真空空间，有一水

3、平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开，假设正极板A 以固定直线00/为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时，恰有一质量为m 带负电荷的粒子(不计重力 )以速度v沿垂直于电场方向射入平行板之间，则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是 (设负极板B 固定不动，带电粒子始终不与极板相碰) A直线B正弦曲线C抛物线D向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线7. 如下列图，一长为L 的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电量的绝对值为Q，处在场强为E 的匀强电场中，杆与电场线夹角 =60，假设使杆沿顺时针方向转过60 ( 以杆上某一点为圆心转动) ，则以下表达中正确的选项是(). ( A )电场力不做功

4、，两电荷电势能不变( B) 电场力做的总功为QEL/ 2，两电荷的电势能减少( C) 电场力做的总功为- QEL/ 2，两电荷的电势能增加( D)电场力做总功的大小跟转轴位置有关8.如图，在真空中有两个点电荷A 和 B，电量分别为Q 和 2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O 有一个半径为r 2rL 的空 心金属球，且 球 心 位 于O点 ， 则 球 壳 上 的 感 应 电 荷 在O点 处 的 场 强 大 小 _ 方向_ 9把带电荷量2 108C 的正点电荷从无限远处移到电场中A 点，要 克 服 电 场 力做功8 106J，假设把该电荷从无限远处移到电场中B 点，需克服电场力做功2 10

5、6J，取无限远处电势为零。求：1A 点的电势 2A、B 两点的电势差3假设把2 105C 的负电荷由A 点移到 B 点电场力做的功10 如 下 列 图 , 用 一 根 绝 缘 轻 绳 悬 挂 一 个 带 电 小 球 , 小 球 的 质 量 为kgm2100.1. 现 加 一 水 平 方 向 向 左 的 匀 强 电 场 , 场 强AB21E 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页CNE6100.3, 平衡时绝缘线与竖直方向的夹角为030, 求: 小球带何种电荷, 电荷量为多大 ? 11在金属板A、B 间加上如图乙所示的大

6、小不变、方向周期性变化的交变电压Uo，其周期是T。现有电子以平行于金属板的速度vo从两板中央射入。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，求： 1假设电子从t=0时刻射入， 在半个周期内恰好能从A 板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小。2假设电子从t=0 时刻射入， 恰能平行于金属板飞出，则金属板至少多长？3 假设电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入，两板间距至少多大？静电场计算题1. 如下列图 ,绝缘光滑水平轨道AB 的 B 端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC 平滑连接 ,圆弧的半径 R 0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E1.

7、0 104N/C.现有一质量m0.10kg 的带电体 (可视为质点 )放在水平轨道上与B 端距离 s1.0m 的位置 ,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C 端时 ,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q8.0 105C,取 g10m/s2,求: (1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B 端时的速度大小；(2)带电体运动到圆弧形轨道的B 端时对圆弧轨道的压力大小；(3)带电体沿圆弧形轨道从B 端运动到C 端的过程中 ,摩擦力做的功. 2. 如下列图 ,水平放置的平行金属板的N 板接地 ,M 板电势为 +U,两板间距离为d,d比两板的尺寸小很多,在两板之间有一

8、长为 2L 的绝缘轻杆 ,可绕杆的水平固定轴O 在竖直面内无摩擦地转动,O 为杆的中点 .杆的两端分别连着小球A 和B,它们的质量分别为2m 和 m,它们的带电量分别为+q 和-q.当杆由图示水平位置从静止开始转过900到竖直位置时 ,已知重力加速度为g,求 : (1)两球的电势能的变化；(2)两球的总动能；(3)杆对 A 球 的作用力 . 3. 如下列图 ,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地 ,它的极板长L=0.1m, 两板间距离d=0.4cm,有一束相同微粒组成的带电粒子流以相同的初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,已知微粒质量 m=2.010-6

9、kg,电量 q=1.0 10-8C,电容器电容C=1.0 10-6F,取g=10m/s2.试求: (1)假设第一个粒子刚好落到下板中点O 处,则带电粒子入射初速度的大小；(2)两板间电场强度为多大时,带电粒子能刚好落到下板右边缘B点；(3)落到下极板上带电粒子总的个数. A B O R C E T/2 T 3T/2 2Tt UoUABvoOO o 乙甲-UoA B Lv0 m,qBOdA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页4. 如下列图，质量为m、电荷量为 +q 的带电小球拴在一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定

10、于O 点，绳长为 l，O 点有一电荷量为+QQq的点电荷，现加一个水平向右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成=30角的 A 点。求：1小球静止在A 点处绳子受到的拉力；2外加电场大小；3将小球拉起至与O 点等高的B 点后无初速释放，则小球经过最低点C 时，绳受到的拉力。5. 如下列图 ,在绝缘水平面上,相距为 L 的 A、B 两点处分别固定着两个等量正电荷.a、b 是 AB 连线上两点 ,其中Aa=Bb=L/4,a 、b 两点电势相等 ,O 为 AB 连线的中点 .一质量为m 带电量为 +q 的小滑块 (可视为质点 )以初动能E0从 a点出发 ,沿 AB 直线向 b 运动 ,其中小滑块第一次经

11、过O 点时的动能为初动能的n 倍(n1),到达 b 点时动能恰好为零,小滑块最终停在O 点 ,求: (1)小滑块与水平面间的动摩擦因数.(2)Ob 两点间的电势差Uob. (3)小滑块运动的总路程S. 6. .如下列图 ,一质量为m 的塑料球形容器放在桌面上,它的内部有一劲度系数为k 的轻弹簧 ,弹簧直立地固定于容器内壁的底部 ,弹簧上端经绝缘体系住一只带正电q、质量也为m 的小球 .从加一个竖直向上的场强为E 的匀强电场起 ,到容器对桌面压力减为零时为止,求: (1)小球的电势能改变量；(2)容器对桌面压力减为零时小球的速度大小. 7. 一质量为m、电荷量为q 的小球 ,从 O 点以和水平方

12、向成角的初速度v0抛出 ,当到达最高点A 时,恰进入一匀强电场中 ,如图 .经过一段时间后,小球从 A 点沿水平直线运动到与A 相距为 S 的 A 点后又折返回到A 点,紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点.求: (1)该匀强电场的场强E 的大小和方向；(即求出图中的 角 ,并在图中标明E 的方向 ) (2)从 O 点抛出又落回O 点所需的时间 . 8. 一条长为 L 的细线，上端固定，下端拴一质量为m 的带电小球，将它置于一匀强电场AO b a BEO 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页中，电场强

13、度大小为E，方向水平向右.已知当细线离开竖直位置的偏角为时，小球处于平衡，如下列图.问：(1)小球带何种电荷? (2)小球所带的电量是多少? (3)如果细线的偏角由增大到，然后将小球由静止开始释放，则应为多大时才能使细线到竖直位置时，小球的速度刚好为零? 四.计算题答案 : 1. 解:(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律qEma解得2/8.0/aqE mm s设带电体运动到B 端的速度大小为Bv,则22Bvas解得24.0/Bvasm s(2)设带电体运动到圆轨道B 端时受轨道的支持力为FN,根据牛顿第二定律RvmmgFBN2解得RvmmgFBN2=5.0N 根据牛

14、顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B 端的压力大小NFFNN0.5(3)设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩,根据动能定理2102BWWmgRmv电摩因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力所做的功0.32WqERJ电联立解得0.72WJ摩2. (1)电场中的场强为:E=U/d电场力对两球做的功为:电势能的减小量为:(2)重力对两球做的功为:WG=mgl 由动能定理 ,有:WG+WE=Ek-0 解得 :(3)根据 (2)问,有:A 球在最低点 ,由牛顿第二定律,有:解得 :3. 解:(1)对第 1 个落到 O 点的粒子由:02Lv t (2 分) 2122d

15、gt (2 分) 得:02.5(m/s)2gLvd(1 分) (2)对落到 B 点的粒子由:0Lv t (1 分) 2122dat (1 分) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页mgEqma (2 分) 得:203()1.510 (V/m)vmgmdLEq(2 分) (3)由:66.010(C)QCEd(2 分) 得:600QNq(1 分) 落到下极板上粒子总数为N+1=601 个(1 分) 4. 1设电场强度为E，拉力为 T 列切线方向的方程sincosmgEq1 分列沿绳方向方程2sincoslQqkEqmgT

16、2 分联立方程得2332lQqkmgT2 分 2外加电场tanqmgE代入=30o得qmgE332 分 3由能量守恒可知：Eglmglmv2212 分代入 E 的表达式得glv332622 分列受力方程22lQqkmgmlvT2 分得23329lQqkmgT2 分5. 解:(1)由 Aa=Bb=4L,O 为 AB 连线的中点得 :a、b 关于 O 点对称 ,则Uab=0 1 分设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f,对于滑块从ab 过程 ,由动能定理得 : 002ELfUqab 1 分而 f= mg由 式得 :mgLE02 1 分2对于滑块从O b 过程,由动能定理得: 004nELfUqOb 2

17、 分由 式得 :qEnUOb2)12(0 1 分(3)对于小滑块从a开始运动到最终在O 点停下的整个过程,由动能定理得 : 00EsfUqaO 2 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页而qEnUUObaO2)12(0 1 分由 式得 :LnS412 1 分6.解析 :(1)初状态 ,对小球进行受力分析,得弹簧压缩量 :mgkx1,x1mgk； 当容器对桌面压力为零时,对容器受力分析,说明弹簧伸长且拉力为mg,弹簧伸长量x2 x1mgk；该过程电场力做功:WEq(x1 x2)2Eqmgk,所以小球电势能减少2Eqmg

18、k；(2)对小球用动能定理,该过程弹簧做功是零: (Eqmg)(x1x2)12mv2,v2g(Eqmg)k. 7.解析 :(1)斜上抛至最高点A 时的速度vAv0cos 水平向右由于 AA 段沿水平方向直线运动,所以带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力: Fmgtan qEcos, 带电小球从A 运动到 A 过程中作匀减速运动有(v0cos )22qEcoss/m 由以上三式得: Emv40cos4 4g2s22qs arctan2gsv20cos2方向斜向上(2)小球沿 AA 做匀减速直线运动,于 A 点折返做匀加速运动所需时间t2v0sin g4sv0cos 8. (1)

19、小球带正电(2)由小球处于平衡状态可得：tanEqmg，所以tanmgqE(3) 小 球 从 细 线 与 竖 直 方 向 的 夹 角开 始 运 动 ， 到 细 线 在 竖 直 位 置 时 速 度 恰 好 为 零 ， 根 据 动 能 定 理 ， 有(1cos )sin0mgLEqL得tantan2故2答案： 1、AB 2、A 3、B 4、C 5、AC 6、C 7、B 8 、12kQ/L2 沿 AB 连线指向 B 91 400V 2300V 3 6103 J 10解：因为电场力F 方向向左，故小球带正电。受力分析如图: 由小球受力平衡有：030mgtgFEqF联立解得:08301.9 10mgtg

20、qCE11 1KEEW202021212mvmveUtmeUvvt020F mg T 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页 2TvL0 3射入时间.)210(24、kTkTtdmeUa01621420TdmeUdmeUTd80第 一 章 静 电 场 测 试 题1在点电荷Q 形成的电场中有一点A，当一个 q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为：AAAWWq，BAAWWq，CAAWWq，DAAWqW，2如下列图，平行线代表电场线，但未标

21、明方向，一个带正电、电量为106C 的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从 A 点运动到B 点时动能减少了105 J，已知 A 点的电势为 10 V，则以下判断正确的选项是：A微粒的运动轨迹如图中的虚线1 所示B微粒的运动轨迹如图中的虚线2 所示CB 点电势为零DB 点电势为 20 V 3. 在点电荷Q 的电场中，一个粒子 (He42)通过时的轨迹如图实线所示，a、b 为两个等势面，则以下判断中正确的选项是( ). ( 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) 粒子经过两等势面的动能EkaEkb( D)粒子在两等势面上的电势能Epa Epb4.

22、 如下列图， a、b、c、d 是某电场中的四个等势面，它们是互相平行的平面，并且间距相等，以下判断中正确的选项是( ). ( A )该电场一定是匀强电场( B) 这四个等势面的电势一定满足UaUb=UbUc=UcUd( C) 如果 uaUb，则电场强度EaEb( D)如果 UaUb，则电场方向垂直于等势面由b 指向 a5.如下列图，在沿x 轴正方向的匀强电场E 中，有一动点A 以 O 为圆心、以 r 为半径逆时针转动， 为 OA 与 x 轴正方向间的夹角，则O、A 两点问电势差为(). ( A ) UOA=Er( B) UOA=Ersin( C) UOA=Ercos( D)rcosEUOA6.

23、 假设带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内( ). ( A )一定沿电场线由高电势处向低电势处运动( B) 一定沿电场线由低电势处向高电势处运动( C) 不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动( D)不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动7.如下列图， P、Q 是两个电量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O，A、B 是中垂线上的两点，OBOA，AB21精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页用 EA、EB、UA、UB分别表示A、B 两点的场强和电势，则( ). ( A ) EA

24、一定大于 EB，UA一定大于UB( B) EA不一定大于EB，UA一定大于UB( C) EA一定大于 EB，UA不一定大于UB( D) EA不一定大于EB，UA不一定大于UB8.对于点电荷的电场，我们取无限远处作零电势点，无限远处电场强度也为零，那么( ). ( A )电势为零的点，电场强度一定为零，反之亦然( B) 电势为零的点，电场强度不一定为零，但电场强度为零的点，电势一定为零( C) 电场强度为零的点，电势不一定为零；电势为零的点，场强不一定为零( D)场强为零的点，电势不一定为零，电势为零的一点，电场强度一定为零9. 如下列图，一长为l 的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电量的绝对值

25、为Q，处在场强为 E 的匀强电场中， 杆与电场线夹角 =60，假设使杆沿顺时针方向转过60 ( 以杆上某一点为圆心转动) ，则以下表达中正确的选项是( ). ( A )电场力不做功，两电荷电势能不变( B) 电场力做的总功为QEl/ 2，两电荷的电势能减少( C) 电场力做的总功为- QEl/ 2，两电荷的电势能增加( D)电场力做总功的大小跟转轴位置有关10. 如下列图，一个带负电的油滴以初速v0从 P 点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中假设油滴到达最高点C 时速度大小仍为v0，则油滴最高点的位置在( ). ( A ) P点的左上方( B) P 点的右上方( C) P 点的正上方( D) 上

26、述情况都可能11. 如下列图，虚线a、b 和 c 是某静电场中的三个等势而，它们的电势分别为 Ua、Ub和 Uc，UaUbUc. 一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示 ， 由 图 可 知 (). ( A )粒子从 K 到 L 的过程中，电场力做负功( B) 粒子从 L 到 M 的过程中，电场力做负功( C) 粒子从 K 到 L 的过程中，静电势能增加( D)粒子从 L 到 M 的过程中，动能减少12. 有两个完全相同的金属球A、B，B 球固定在绝缘地板上，A 球在离 B 球为 H 的正上方由静止释放下落，与B 球发生对心正碰后回跳的高度为h. 设碰撞中无动能损失，空气阻力不计

27、，假设( ). ( A ) A、B 球带等量同种电荷，则hH ( B) A、B 球带等量同种电荷，则h=H( C) A、B 球带等量异种电荷，则hH ( D) A、B 球带等量异种电荷，则h=H13如下列图，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E 的匀强电场时，验电器的箔片填“张开”或“不张开”，我们把这种现象称之为。此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小为，方向为。的距离12rr。14如下列图， 在正的点电荷Q 的电场中有a、b 两点， 它们到点电荷Qla、b 两点哪点电势高？2将一负电荷放在a、b 两点，哪点电势能较大？3假设 a、b 两点问的

28、电势差为100V，将二价负离子由a 点移到 b 点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？a b Q r1r2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页15. 如下列图，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为- q的油滴，从A 点以速度v 竖直向上射人电场. 已知油滴质量为m，重力加速度为g，当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大小恰为v/ 2，问 : ( 1) 电场强度E 为多大 ? ( 2) A 点至最高点的电势差为多少? 16. 如下列图，一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E

29、 的匀强电场与圆环平面平行， 环上穿有一电荷量为q、质量为 m 的小球，可沿圆环作无摩擦的圆周运动. 假设小球经 A 点时速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球问沿水平方向无力的作用，则速度vA=_. 当小球运动到与A 点对称的B 点时，小球对圆环在水平方向的作用力 FB=_. 17.如下列图， ab 是半径为R 的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强为E. 在圆周平面内，将一带止电q 的小球从a 点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中， 到达 c 点的小球动能最大. 已知 cab=30，假设不计重力和空气阻力，试求电场方向与直线ac间的夹角 . 1

30、8. 如下列图，有二根长度皆为l=1. 00m 的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O 点，另一端分别拴有质量为m=1. 00X10-2kg 的带电小球A 和 B，它们的电量分别为 - q和 q，q=1. 0010-7C. A、B 之间用第三根线连接起来. 其中存在大小为E=1. 00106N C 的 匀 强 电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B 球的位置如下列图.现将 O、B 之间的线烧断，由于有空气阻力， A、B 球最后会到达新的平衡位置. 求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少( 不计两带电小球间相互作用的静电力)? 精选学习资料 - - - - -

31、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页答案：11 12 AC BC 13不张开，静电屏蔽，E，水平向左14解：1由正点电荷的等势面特点可判断a 点的电势较高2可知 UaUb，Uab0，当把负电荷从a点移往 b点， Wab= qUabUb， Uab0,当把负电荷从a 点移往 b 点，Wab= qUabx,Ly0,t=00 xsvv,因为2222001122qE sqE xLm vm v所以02mlxvqE结论：电场的左边界位于b 点左方 x 处，右边界距b 点为向右 s-x 处第三种情况：整个电场都在b 的左方，一定有202012qE syLm v，注意到0200yvLyqE sxvm v，y x L 2s b v v0a O y x L 2s b v v0a O y x L 2s b v0a O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页可求得2200020()()2mvmvqEsxLyLqEsqEsmv可见电场的右边界在b 点左方 x 远处。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页