人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》测试题(含答案)

物理3-1《静电场》测试题

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分。

1．关于元电荷下列说法正确的是（）

A．元电荷实际上是指电子和质子本身

B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍

C．元电荷的值通常取作e = 1.60×10-19C

D．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的

2．在一个点电荷形成的电场中，关于电场强度和电势的说法中正确的是（）

A．任何两点的电场强度都不相同B．可以找到很多电场强度相同的点

C．任何两点的电势都不相等D．可以找到很多电势相等的点

3．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三点，电场线的方向由a到c，a、b 间距离等于b、c间距离，用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和场强，可以判定（）

A．φa＞φb＞φc B．E a＞E b＞E c

C．φa–φb=φb–φc D．E a = E b = E c

4．如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B 为连线上靠近N的一点，C为连线的中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（）

A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点

B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点

C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点

D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点

5．如图所示．在点电荷Q的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为曲线acb和adb，两粒子经过a点时具有相同的动能，由此判断（）

A．甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能

B ．甲、乙两粒子带异种电荷

C ．若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c 点时的电势能小于乙粒子经过

d 点时的电势能 D ．两粒子经过b 点时具有相同的动能

6．如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A 、B 是这条直线上的两点，一带正电粒子以速度v A 经过A 点向B 点运动，经过一段时间后，粒子以速度v B 经过B 点，且v B 与v A 方向相反，不计粒子重力，下面说法正确的是 （ ）

A ．A 点的场强一定大于

B 点的场强

B ．A 点的电势一定高于B 点的电势

C ．粒子在A 点的速度一定小于在B 点的速度

D ．粒子在A 点的电势能一定小于在B 点的电势能

7．电场中有A 、B 两点，把某点电荷从A 点移到B 点的过程中，电场力对该荷

做了负功．则下列说法正确的是 （ ） A ．该电荷是正电荷，且电势能减少 B ．该电荷是正电荷，且电势能增加 C ．该电荷是负电荷，且电势能增加 D ．电荷的电势能增加，但不能判断是正电荷还是负电荷

8．光滑水平面上有一边长为L 的正方形区域处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m 、带电量为q 的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度．进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能不可能为 （ ）

A ． 0

B ．

C ．

D ． 9．如图，在水平放置的已经充电的大平行板电容器之间，有一带负电的油滴处

于静止状态，若某时刻油滴的电荷量开始减小，为维持该油滴原来的静止状态应 （ ）

A ．给平行板电容器充电，补充电荷量

B ．给平行板电容器放电，减少电荷量

C ．使两金属板相互靠近些

D ．使两金属板相互远离些

10．三个质量相等分别带有正电、负电和不带电的微粒A 、B 、C ，在水平放置的平行带电金属板左侧P 点以相同速度的垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上不同的三点，如图所示，下列判断中正确的是（ ）

qEL mv 212120+2021mv qEL mv 32

2120

+v A v B A

B

（甲）

（乙）

4

3 2 1

a -

L

d +

θ

A ．三微粒在电场中运动的加速度关系为a

B ＞a

C ＞a A B ．三微粒在电场中运动的时间相等

C ．三微粒到达下板时动能关系为E kA ＞ E kC ＞ E kB

D ．三微粒所受静电力大小关系为F A = F B ＞F C

11.如图所示，在绝缘的水平面上方存在着匀强电场，电场方向如图所示，水平面上的带电金属块在水平拉力F 的作用下沿水平面移动．已知金属块在移动的过程中，外力F 做功32J ，金属块克服电场力做功8.0J ，金属块克服摩擦力做功16J ，则在此过程中金属块的 （ ）

A ．动能增加8.0J

B ．电势能增加24J

C ．机械能减少24J

D ．机械能增加48J

12．如图（甲）所示，在x 轴上有一个点电荷Q （图中未画出），O 、A 、B 为轴上三点。放在A 、B 两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图5（乙）所示。以x 轴的正方向为电场力的正方向，则（ ）

A ．点电荷Q 一定为正电荷

B ．点电荷Q 在AB 之间

C ．A 点的电场强度大小为2×103N/C

D ．A 点的电势比B 点的电势高 二、本题共3小题：每题4分，共12分，把答案填在相应的横线上或括号内． 13．在电场中某处放入电荷量为5.0×10-9C 的正点电荷，它受到的静电力为3.0

×10-4 N ，则该处的电场强度大小为_________V/m ．若将该电荷从电场中A 点移到B 点，静电力做功5.0×10-7J ，则A 、B 两点的电势差为___________V 14．如图所示，用长L =0.50m 的绝缘轻质细线，把一个质量

M =1.0g 带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间，

平行金属板间的距离d =5.0cm ，两板间电压U =1.0×103V 。 静止时，绝缘线偏离竖直方向θ角，小球偏离竖直距离

a =1.0cm 。（θ角很小，为计算方便可认为tan θ≈sin θ， g =10m/s 2，需要求出具体数值，不能用θ角表示），则 （1）两板间电场强度的大小为 _________ V/m ； （2）小球带的电荷量_________C

（3）若细线突然被剪断，小球将在板间_________（填“类平抛运动”、“匀

加速直线运动” 或“匀速直线运动”） 15．某兴趣小组的同学们设计了测定带电粒子运动初速度的实验方案：取两个半径均为R 的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d ，在极板间加上电势差，板间电场可以认为是均匀的。现让一个粒子（氦原子核）从正极板边缘沿半径方向以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，当极板间电势差为U 时，测得粒子恰好落在负极板的中心。已知质子电荷为e ，质子和中子的质量均视为m ，忽略重力和空气阻力的影响。则粒子的初速度为______________。 三、本题共4小题，共40分．

16（10分）如图所示，真空中有两个静止点电荷，Q = ＋2×10-4C ，q =－2×10-5C ，

它们相距r =2m ，求：（1） q 受的电场力． （2） q 所在的B 点的场强E B （3）只将q 换为q ′=4×10-5C 的正点电荷．再求q ′受的电场力及B 点的场强． （4）将电荷q 拿去后再求B 点场强．

ααα

17（10分）如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为m ，电量为q ，现加一水平的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向夹θ角。

（1）试求这个匀强电场的场强E 大小；（2）如果将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，小球平衡时，绝缘细线仍与竖直方向夹θ角，则E′的大小又是多少？

18（10分）电荷量为q =1×10－4C 的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E 与时间t 的关系及物块速度v 与时间t 的关系如图所示。若重力加速度g 取10 m/s 2，求：

（1）物块的质量m 。（2）物块运动2s 过程中，其电势能的改变量。

O

1 2 3 2

1

t /s

E /104 N ·C -1

O

1 2 3 2

1

v /m ·s -1

19（12分）如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N 形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求：

（1）电子穿过A板时的速度大小；（2）电子从偏转电

场射出时的侧移量；（3）P点到O点的距离。

参考答案一、选择题：

d

U1L1L2

P

M

N

O K

A

1．BCD 元电荷是指电子或质子所带的电荷量，数值为e = 1.60×10C ，故A 项错误，C 项正确；所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍，B 项正确；电荷量e 的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，D 也正确。 3．A 只有一条电场线，不能确定具体的电场，无法比较电场强弱及两点间的电势差 4．C 考查等量种异点电荷电场线的分布特点，A 、B 、C 三点中场强最小的点是C 点，电势最高的点是B 点，选项C 正确。 6．D 粒子受电场力方向向左，粒子带正电，故场强向左，B 错D 对；一条电场线无法判断场强大小，故A 错；粒子从A 点到B 点，电场力做负功，A 点速度大于B 点速度，C 错。 12．BC 由图（乙），正检验电荷放在A 点和负检验电荷放在B 点所受电场力方向均沿x 轴正方向，说明点电荷Q 为负电荷且放在AB 之间，选项A 错B 对；由图线斜率表示场强，

可知A 点场强大小为2×103N/C ，B 点场强大小为5×102

N/C ，A 点距离Q 较近，故A 点的电势低于B 点的电势，选项C 对D 错。 二、填空题：

13． 6×104

； 100

14．（1）2.0×104

V/m （2）1.0×10-8

C （3）匀加速直线运动。

15．

三、计算题：

16．（12分）解：（l ）由库仑定律得

（2分）

方向在A 与B 的连线上，且指向A ． （1分）

（2）由电场强度的定义： （1分） 所以N/C ＝4.5×105

N/C （1分） m eU d

R 2N r Qq k F 921021021092

549

2=?????==--2r

Q

k q F E ==

2

49

2

102109-???=E

方向由A 指向B ． （1分） （3）由库仑定律

方向由A 指向B ． （2分）

方向由A 指向B ． （2分）

（4）因E 与q 无关，q=0也不会影响E 的大小与方向，所以拿走q 后场强不变．（2分）

17．答案：（1）；（2）。

评分标准：画小球的原受力图

根据平衡条件求电场力→求出电场强度 画小球的新受力图

根据平衡条件求新电场力→求出新电场强度

18．（10分）解：由图可知，第1s 物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有

qE 1－μmg =ma ，（1分）

由图线知a =2m /s 2

（1分）

1s 后物块做匀速运动，由平衡条件有 qE 2=μmg （1分） 联立解得q （E 1－E 2）=ma （1分） 由图可得E 1=3×104

N/C ，E 2=2×104

N/C ， 代入数据解得：m =0.5kg （1分）

（2）物块在第1s 的位移为 m （1分） N r Qq k F 182

1041021092

549

2=?????==--N r

Q

k q F E 52105.4?==''=

12

11==

t v

s

物块在第2s 的位移为 m （1分） 电场力做正功 =7J （2分） 所以，物块的电势能减少7J 。 （1分）

19、（1）设电子经电压U 1加速后的速度为v 0，根据动能定理得：

e U 1=

， 解得：

（2）电子以速度v 0进入偏转电场后，垂直于电场方向作匀速直线运动，沿电场方向作初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为E ，电子在偏转电场运动的时间为

t 1，电子的加速度为a ，离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y 1，根据牛顿第二定

律和运动学公式得：

F =eE ， E =

， F =ma ， a = t 1=， y 1=，解得： y 1=

（3）设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为v y ，根据运动学公式得：v y =at 1=

电子离开偏转电场后作匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t 2，电子打到荧光屏上的侧移量为y 2，

t 2=

， y 2= v y t 2 解得：y 2= P 到O 点的距离为 y =y 1+y 2=

222==vt s 2211s qE s qE W +=2

02

1mv m eU v 102=d U 2md

eU 2

01v L 2121at d

U L U 12

1240

12dmv L eU 02v L 1

2122dU L

L U d

U L U L L 11

2124)2(+