教科版高二物理選修31文檔《靜電場(chǎng)》章末習(xí)題檢測(cè)（基礎(chǔ)篇）

06/707/7/《靜電場(chǎng)》章末習(xí)題檢測(cè)(基礎(chǔ)篇)一、選擇題1．一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場(chǎng)中a點(diǎn)移到b點(diǎn)，其電勢(shì)能的變化為零，則()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等B．該點(diǎn)電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng)C．作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)的方向總是垂直的D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等2．關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系，下面各種說(shuō)法中正確的是()A．電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方，電勢(shì)一定高B．電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電勢(shì)也不變C．電場(chǎng)強(qiáng)度為零處，電勢(shì)一定為零D．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向3．關(guān)于電場(chǎng)線，下列說(shuō)法中正確的是()A．電場(chǎng)線不是客觀存在的B．電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡是一致的C．電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向與電荷在該點(diǎn)的受力方向共線D．沿電場(chǎng)線方向，場(chǎng)強(qiáng)一定越來(lái)越大4．帶負(fù)電的粒子在某電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，能分別完成以下兩種運(yùn)動(dòng)：①在電場(chǎng)線上運(yùn)動(dòng)；②在等勢(shì)面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．該電場(chǎng)可能由()A．一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷形成B．一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷形成C．兩個(gè)分立的帶等量負(fù)電荷的點(diǎn)電荷形成D．一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷與帶正電的無(wú)限大平板形成5．如圖所示，帶電小球A、B的電荷量分別為QA、QB，OA=OB，都用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，靜止時(shí)A、B相距為d．為使其平衡時(shí)AB間距離減為d／2，可采用以下哪些方法()A．將小球A、B的質(zhì)量都增加到原來(lái)的2倍B．將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的8倍C．將小球A、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半D．將小球A、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半，同時(shí)將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍6．質(zhì)量為m的物塊，帶正電荷為Q，開始時(shí)讓它靜止在傾角=60°的固定光滑絕緣斜面頂端，整個(gè)裝置放在水平向左、大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示．斜面高為H，釋放物塊后，物塊落地的速度大小為()A．B．C．D．7．如圖，兩電荷量分別為Q（Q＞0）和-Q的點(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè)，a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間，b位于y軸O點(diǎn)上方。取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，下列說(shuō)法正確的是()A．b點(diǎn)的電勢(shì)為零，電場(chǎng)強(qiáng)度也為零B．正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于零，所受電場(chǎng)力方向向右C．將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn)，必須克服電場(chǎng)力做功D．將同一正的試探電荷先后從O、b點(diǎn)移到a點(diǎn)，后者電勢(shì)能的變化較大8．兩帶電小球，電荷量分別為＋q和－q，固定在一長(zhǎng)度為l的絕緣桿兩端，置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與場(chǎng)強(qiáng)方向平行，其位置如圖所示，若此桿繞過(guò)O點(diǎn)垂直于桿的軸轉(zhuǎn)過(guò)180°，則在此過(guò)程中靜電力做功為()A．0B．qElC．2qElD．πqEl二、填空題9．如圖所示，A、B兩板間加速電壓為U1，C、D兩板間偏轉(zhuǎn)電壓為U2.一個(gè)靜止的α粒子(eq\o\al(4,2)He)自A板起相繼被加速、偏轉(zhuǎn)，飛離偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的最大側(cè)移為C、D板間距離一半，則它的出射速度的大小為________．10．如圖，帶正電的導(dǎo)體A位于原來(lái)不帶電的金屬球殼B的球心處。達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)：a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小Ｅa、Eb、Ec由大到小的頂序是；電勢(shì)φa、φb、φc由高到低的順序是三、解答題11．三個(gè)帶正電的微粒，電荷量均為Q，放在邊長(zhǎng)為a的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)位置，問(wèn)在此三角形的中心應(yīng)放置怎樣的電荷。才能使這一點(diǎn)電荷系保持平衡．12．如圖所示，帶電量為的帶電粒子（初速度為零，重力不計(jì)）質(zhì)量為，經(jīng)電壓加速后以速度垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，兩平行板間的距離為d＝1cm，偏轉(zhuǎn)電壓U2＝800V，板長(zhǎng)L=10cm。求：（1）帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度多大？（2）帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量y多大？13．如圖所示，在真空室中的兩個(gè)水平放置的金屬板，板間的距離為h．有一質(zhì)量為m的小油滴，帶電荷量為q，自上極板的下表面處由靜止開始自由下落，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到兩極板間距離的中點(diǎn)時(shí)，給兩極板加電壓U，使油滴受到向上的力，當(dāng)電壓等于多大，才能使小油滴在剛好接近下極板時(shí)，開始向上運(yùn)動(dòng)？14．一條長(zhǎng)為的細(xì)線上端固定在O點(diǎn)，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球，將它置于一個(gè)很大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向水平向右，已知小球在B點(diǎn)時(shí)平衡，細(xì)線與豎直線的夾角為，如圖所示．求：（1）當(dāng)懸線與豎直方向的夾角為多大時(shí)，才能使小球由靜止釋放后，細(xì)線到豎直位置時(shí)，小球速度恰好為零？（2）當(dāng)細(xì)線與豎直方向成角時(shí)，至少要給小球一個(gè)多大的速度，才能使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)？15．如圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B相距為d，兩板間電壓為U，一質(zhì)量為m的帶電小球從兩板間的M點(diǎn)開始以豎直向上的初速度v0運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)電場(chǎng)中的N點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)樗椒较?，大小變?yōu)?％，求M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和電場(chǎng)力對(duì)帶電小球所做的功．（不計(jì)帶電小球?qū)饘侔迳系碾姾删鶆蚍植嫉挠绊懀O(shè)重力加速度為g）【答案與解析】一、選擇題1．【答案】D【解析】點(diǎn)電荷從靜電場(chǎng)中a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電勢(shì)能變化為零，說(shuō)明a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等，但場(chǎng)強(qiáng)不一定相等，而且電荷也不一定沿等勢(shì)面移動(dòng)，電場(chǎng)力所做的總功等于零，但并不是說(shuō)電場(chǎng)力在何處都不做功，所以A、B、C均錯(cuò)，D對(duì)．2．【答案】D【解析】電場(chǎng)強(qiáng)度是從力的角度來(lái)描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，電勢(shì)是從能的角度來(lái)描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，二者沒(méi)有必然聯(lián)系．場(chǎng)強(qiáng)大時(shí)電勢(shì)不一定高，場(chǎng)強(qiáng)為零電勢(shì)也不一定為零，場(chǎng)強(qiáng)不變電勢(shì)也可能變，但是場(chǎng)強(qiáng)的方向是指向電勢(shì)降低最快的方向．3．【答案】AC【解析】電場(chǎng)線是為了形象地描繪電場(chǎng)而假想的曲線．4．【答案】A【解析】負(fù)電荷在電場(chǎng)線上運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明電場(chǎng)是直線；負(fù)電荷在等勢(shì)面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明等勢(shì)線是圓形曲線，能滿足以上兩種情況的場(chǎng)源電荷可以是一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，不可能是帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，所以A正確、B錯(cuò)誤．兩個(gè)分立的帶等量正電荷的點(diǎn)電荷可以滿足以上條件，而兩個(gè)分立的帶等量負(fù)電荷的點(diǎn)電荷不能使負(fù)電荷完成題中運(yùn)動(dòng)，所以C錯(cuò)誤．D中情況的等勢(shì)線不能使負(fù)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤．5．【答案】BD【解析】由B的共點(diǎn)力平衡圖可知，而，可知，選B、D．6．【答案】C【解析】想要弄清物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須先分析清楚物體的受力情況，否則就容易因思維定式而出錯(cuò)．此題易錯(cuò)的原因就是沒(méi)有仔細(xì)分析物體的受力情況，而直接認(rèn)為物體是沿斜面下滑．不少同學(xué)在做這道題時(shí)，一看到“固定光滑絕緣斜面”就想物塊沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由動(dòng)能定理得，得，而錯(cuò)選A．其實(shí)“固定光滑絕緣斜面”是干擾因素，只要分析物塊的受力就不難發(fā)現(xiàn)，物塊根本不會(huì)沿斜面下滑，而是沿著重力和電場(chǎng)力合力的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，弄清了這一點(diǎn)，就很容易求得本題正確答案，故正確答案為C．7．【答案】BC【解析】因?yàn)榈攘慨惙N電荷在其連線的中垂線上的電場(chǎng)方向?yàn)樗街赶蜇?fù)電荷，所以電場(chǎng)方向與中垂線方向垂直，故中垂線為等勢(shì)線，因?yàn)橹写咕€延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以中垂線的電勢(shì)為零，故b點(diǎn)的電勢(shì)為零，但是電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤；等量異種電荷連線上，電場(chǎng)方向由正電荷指向負(fù)電荷，方向水平向右，在中點(diǎn)O處電勢(shì)為零，O點(diǎn)左側(cè)電勢(shì)為正，右側(cè)電勢(shì)為負(fù)，又知道正電荷在正電勢(shì)處電勢(shì)能為正，故B正確；O點(diǎn)的電勢(shì)低于a點(diǎn)的電勢(shì)，電場(chǎng)力做負(fù)功，所以必須克服電場(chǎng)力做功，C正確；O點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)相等，所以先后從O、b點(diǎn)移到a點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相等，電勢(shì)能變化相同，D錯(cuò)誤。8．【答案】C【解析】桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中，靜電力對(duì)兩電荷做正功，W總＝W1＋W2＝2qU＝2qEL，故選項(xiàng)C正確．二、填空題9．【答案】【解析】在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理得：在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得：解得：.10．【答案】則Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φc【解析】當(dāng)靜電平衡時(shí)，金屬球殼B內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷，外表面感應(yīng)出正電荷，畫出電場(chǎng)線的分布如圖：由于a處電場(chǎng)線較密，c處電場(chǎng)線較疏，b處場(chǎng)強(qiáng)為零，則Ea＞Ec＞Eb．根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，整個(gè)金屬球殼B是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面，分析可知電勢(shì)關(guān)系是φa＞φb＞φc．三、解答題11．【答案】應(yīng)放置一個(gè)電荷量為的負(fù)電荷【解析】如圖所示，必須在等邊三角形的中心放置一個(gè)負(fù)電荷．這一點(diǎn)電荷系才有可能平衡．分析Q1受力，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件及力的平行四邊形定則，得F3=2F1cos30°，而，，所以，即．此題既要用到共點(diǎn)力的平衡條件、力的平行四邊形定則，還要應(yīng)用三角函數(shù)的知識(shí)，稍有疏忽，就算不出正確答案．12．【答案】（1）；（2）【解析】（1）由動(dòng)能定理得（2）帶電粒子在電場(chǎng)中的加速度：帶電粒子在電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量：13．【答案】【解析】方法一：油滴做自由落體運(yùn)動(dòng)至兩板間中點(diǎn)時(shí)速度為v，由得，加上電壓后油滴所受合力，油滴豎直向上的加速度，再經(jīng)速度減為零，即．由以上各式得．方法二：分析油滴運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程由可知，前半程的加速度與后半程的加速度一定大小相等、方向相反，即，解得．方法三：前半程由動(dòng)能定理得，后半程由動(dòng)能定理得，可得．方法四：油滴從上極板到下極板的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理得，，解得．14．【答案】（1）2（2）【解析】（1）小球在B點(diǎn)受力平衡，如圖甲所示，由平衡條件有：因Fsin=qE；Fcos=mg，所以qE=mgtan．設(shè)小球由C點(diǎn)（細(xì)線與豎直線夾角為）運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)A時(shí)速度恰為零，此過(guò)程小球的重力勢(shì)能減少mg(1－cos)，電勢(shì)能增加qEsin．由能量守恒有mg(1－cos)=qEsin．由以上各式得．即，則=2．方法二：由于小球是在勻強(qiáng)電場(chǎng)和重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其等效重力加速度（復(fù)合場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)）g′=g／cos（見(jiàn)圖乙），小球在A、C間的運(yùn)動(dòng)類比為一單擺，B點(diǎn)為振動(dòng)的平衡位置，A、C點(diǎn)為最大位移處，由對(duì)稱性即可得出結(jié)論：=2．（2