高中物理选修3-1同步检测：第1章 静电场 章末检测

第一章章末检测 时间：90分钟 分值：100分 第Ⅰ卷(选择题 共48分) 一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～8题为单选题，9～12题为多选题) 1．仔细观察下列与静电有关的各图，属于防范静电的是( ) 【解析】 题给四个图中，B、C、D均为静电现象的应用，故选A. 【答案】 A 2．如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中电势和场强都相同的是( ) 【解析】 A中a、b两点场强的方向不同，A错误；B中a、b两点电势和场强均相同，B正确；C中a点电势高于b点电势，C错误；D中a、b两点场强的方向不同，D错误．故选B. 【答案】 B 3．A、B、C三点在同一直线上，AB：BC＝1：2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为( ) A．－F/2 B．F/2 C．－F D．F 【解析】 如图所示，设B处的点电荷带电荷量为正，AB＝r，则BC＝2r，根据库仑定律有F＝F′＝kQq，r2kQ·2qF2，可得F′＝，故选项B正确． 2?2r?【答案】 B 4．将两金属球P、Q固定，让球P带上正电后，形成稳定的电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中A、B、C、D为静电场中的四点，则( ) A．C、D两点的电场强度相同，电势相等 B．A、B两点的电势相同，电场强度不同 C．将电子从A点移至B点，电场力做负功 D．将电子从A点移至D点，电势能增大

【解析】 C、D两点在同一等势面上，电势相等，但场强方向不同，故电场强度不相同，则A选项错误；A、B两点不在同一等势面上，电势不相同，场强方向相反，电场强度不同，故B选项错误；由题图可知从A点移至B点电势降低，故将电子从A点移至B点，电场力做负功，则C选项正确；A点、D点在同一等势面上，故将电子从A点移至D点，电场力不做功，电势能不变，故D选项错误．

【答案】 C

5．如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点．已知A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝－10 V，则C点的电势( )

A．φC＝10 V B．φC>10 V

C．φC<10 V D．上述选项都不正确

【解析】 由于AC之间的电场线比CB之间的电场线密，相等距离之间的电势差较大，所以φC<10 V，C正确． 【答案】 C

6．如图所示，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场．两极板相距为d.一带负电的微粒从上板M的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板的边缘射出．已知微粒的电荷量为q、质量为m.下列说法不正确的是( )

A．微粒运动的加速度为0 B．微粒的电势能减小了mgd C．两极板间的电势差为mgd/q D．M极板的电势高于N板的电势

【解析】 带电微粒受合外力为0，所以加速度为0.因为电场力向上，所以电场线竖直向下．负电荷由高电势向低电势移动，电势能增加了mgd.综上所述，错误的只有B.

【答案】 B

7．如图所示，不带电的金属球A固定在绝缘底座上，它的正上方有B点，该处有带电液滴不断地自静止开始落下，液滴到达A球后将电荷量全部传给A球，设前一液滴到达A球后，后一液滴才开始下落，不计B点未下落带电液滴对下落液滴的影响，则下列叙述中正确的是( )

A．第一滴液滴做自由落体运动，以后液滴做变加速运动，都能到达A球 B．当液滴下落到重力等于电场力位置时，开始做匀速运动 C．所有液滴下落过程所能达到的最大动能不相等 D．所有液滴下落过程中电场力做功相等

【解析】 第一滴液滴下落时，A上不带电，故不受电场力作用，只受重力，所以做自由落体运动，以后的液滴在下落过程中，将受电场力作用，且在靠近A的过程中电场力变大，所以做变加速运动，当A电荷量较大时，使得液滴所受的电场力大于重力时，液滴有可能不能到达A球，所以A错误；当液滴下落到重力等于电场力位置时，再运动重力将不等于电场力，所以不会做匀速运动，故B错误；每滴液滴在下落过程中A所带的电荷量不同，故下落液滴动能最大的位置不同，此时合外力做功不同，最大动能不相等，所以C正确；每滴液滴在下落过程中A所带的电荷量不同，液滴所受的电场力不同，电场力做功不同，所以D错误．

【答案】 C

8．如图所示，在水平放置的已经充电的平行板电容器之间，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，减小电荷量 C．使两金属板相互靠近些 D．使两金属板相互远离些

【解析】 为维持油滴静止状态，应增大两板间场强，由Q＝CU，U＝Ed可知增大Q，E也增大，故A项对，B项错；Q不变，改变d，E不变，C、D项错．

【答案】 A

9．(多选)下列各量中，与检验电荷无关的物理量是( ) A．电场力F B．电场强度E

C．电势差U D．电场力做的功W

【解析】 电场力F＝qE，与检验电荷有关，故A项错；电场强度E、电势差U与检验电荷无关，故B、C对；电场力做功W＝qU，与检验电荷有关，故D项错．

【答案】 BC

10．如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电

场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动．ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg＝qE，则( ) A．电场方向竖直向上 B．小球运动的加速度大小为g v20C．小球上升的最大高度为 2g mv20D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为 4【解析】 由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动，其合力沿ON方向，而mg＝qE，由三角形定则，可知电场方向与ON方向成120°角，A错误；由图中几何关系可知，其合力为mg，由牛顿第二定律可知a＝g，方向与初速度方向相反，B正确；设带电小球上升的最大高度12v20为h，由动能定理可得－mg·2h＝0－mv0，解得h＝，C错误；电场力做负功，带电小球24g的电势能变大，当带电小球速度为零时，其电势能最大，则Ep＝－qE·2hcos 120°＝qEh＝v2mv200mg·＝，D正确． 4g4【答案】 BD 11．(多选)如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，－3两极板间距离d＝4×10 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流以相同的速度v0从两极板中央平行极板射入，开关S闭合前，两极板间不带电，由于重力作用，微粒能落到下极板－－的正中央．已知微粒质量m＝4×105 kg、电荷量q＝＋1×108 C，g＝10 m/s2则下列说法正确的是( ) A．微粒的入射速度v0＝10 m/s B．电容器上板接电源正极时微粒有可能从平行板电容器的右边射出电场 C．电源电压为180 V时，微粒可能从平行板电容器的右边射出电场 D．电源电压为100 V时，微粒可能从平行板电容器的右边射出电场 d1L【解析】 开关S闭合前，两极板间不带电，微粒落到下板的正中央，由＝gt2，＝222v0t，得v0＝10 m/s，A对；电容器上板接电源正极时，微粒的竖直方向加速度更大，水平位d移将更小，B错；设微粒恰好从平行板右边缘下侧飞出时的加速度为a，电场力向上，则＝212U1qat1，L＝v0t1，mg－＝ma，得U1＝120 V，同理微粒在平行板右边缘上侧飞出时，可得2dU2＝200 V，所以平行板上板带负电，电源电压为120 V≤U≤200 V时微粒可以从平行板电容器的右边射出电场，C对，D错． 【答案】 AC 12．(多选)如图所示，三个质量相同，带电荷量分别为＋q、－q和0的小液滴a、b、c， 从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中( ) A．电场力对液滴a、b做的功相同 B．三者动能的增量相同 C．液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减小量 D．重力对三者做的功相同 【解析】 此题考查带电粒子在电场中的受力运动及能量变化规律，因a、b带电荷量相等，所以穿过两板时电场力做功相同，电势能增加量相同，A对，C错；c不带电，不受电场力作用，由动能定理，三者动能增量不同，B错；a、b、c三者穿出电场时，由WG＝mgh知，重力对三者做功相同，D对． 【答案】 AD 第Ⅱ卷(非选择题 共52分) 二、计算题(本题有4小题，共52分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13．(12分)如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L－＝2.0 m．若将电荷量均为q＝＋2.0×106 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求： (1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C点的电场强度的大小和方向． 【解析】 (1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为 q2F＝k2① L代入数据得 F＝9.0×10－3 N② (2)A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为 qE1＝k2③ LA、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为 E＝2E1cos30°④ 由③④式并代入数据得 E＝7.8×103 N/C⑤ 场强E的方向沿y轴正向．