高二物理电场测试题

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由莲山课件提供 单元综合检测卷一

(第一章 静电场

) 时量：90分钟

满分：100分

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分.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，有选错的或不答的得0分.)

1. 径为R 的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同种电荷Q 时相互之间静电力为F 1，两球带等量异种电荷Q 与-Q 时静电力为F 2，则( B )

A ．F 1> F 2

B ．F 1< F 2

C ．F 1= F 2

D ．不能确定

解析：因两个较大金属球不能看成点电荷，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以带同种电荷时电荷中心间距离大干异种电荷时电荷的中心距离，所以带同种电荷时相互作用力F 1< F 2，故选项B 正确．

2．法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，图1-11-1为点电荷a 、b 所形成电场线分布图，以下几种说法正确的是( B )

A ．a 、b 为异种电荷，a 带电量大于b 带电量

B ．a 、b 为异种电荷，a 带电量等于b 带电量

c ．a 、b 为同种电荷，。带电量大于b 带电量

D ．a 、b 为同种电荷，。带电量等于b 带电量

解析：由电荷周围电场线分布情况分析．因为a 、b 周围电场线

分布情况是对称的，两电荷表现为相互吸引，说明是等量异种电荷．

3. 图1-11-2所示的是在一个电场中的a 、b 、c 、d 四个点分别引入检验电荷时，电荷所受的电场F 跟引入的电荷电量之间的函数q 关系，下列说法正确的是( B )

A ．这电场是匀强电场

B ．a 、b 、c 、d 四点的电场强度大小关系是E d >E b >Ea >Ec

c ．这四点的强场大小关系是E b >Ea >Ec>E

d D ．无法比较E 值大小

解析：对图象问题要着重理解它的物理意义，对于电场中给定的位置，放入的检验电荷的电量不同，它受到的电场力不同，但是电场力F 与检验电荷的电量q 的比值F ／q 即场强E 是不变的量，因为F=Eq ，所以F 跟q 的关系图线是一条过原点的直线，该直线的斜率的大小即表示场强的大小，由此可得出E d >E b >Ea >Ec ，故B 正确．

4. 如图1-11-3所示，a 、b 、c 是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a 到c ，a 、b 间距离等于b 、c 间距离。用U a 、U b 、U c 和E a 、E b 、E c 分别表示a 、b 、c 三点的电势和电场强度，可以判定：

A U a >U b >U c

B U a —U b ＝U b —U c

C E a >E b >E c

D

E a =E b =E c

解析：从题中只有一根电场线，无法知道电场线的疏

密，故电场强度大小无法判断。根据沿着电场线的方向是电势降低最快的方向，可以判断A 选项正确。

5．如图1-11-4所示，质量为m ，带电量为q 的粒子，以初速度v 0，从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B 点时，速率v B =2v 0，方向与电场的方向一致，则A ，B 两点的电势差为：（C ） a b 图1-11-3 v 图1-11-4 图1-11-1 图1-11-2

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A ．q mv 220

B ．q

mv 203 C ．q

mv 202 D ．q mv 2320 解析:在竖直方向做匀减速直线运动202v gh = 电场力做正功，重力做负功，粒子的动能由

202

1mv 变为202mv ，则 根据动能定理 20202

12mv mv mgh qU -=- 联解方程得A 、B 两点间的电势差q

mv U 202= 6. 一带

电粒子射入固定在O 点的点电荷的电场中，粒子的运动轨迹如

图1-11-5所示，图中实线是同心圆，表示电场的等势面，不计重

力，可以判断（ AD ） A ．粒子

受到静电斥力的作用 B ．粒子

速度v b ＞v a C ．粒子

的动能E ka ＞E kc

D ．粒子的电势能

E b ＞E a 解析:由粒子被排斥开来,可判断A 对;由粒子由c 到b 为减速运动,b 到a 为加速运动,可判断B 和C 错;粒子在b 点的电势能最大,所以D 对.

7．宇航员在探测某星球时发现：①该星球带负电，而且带电均匀；②星球表面没有大气；③在一次实验中，宇航员将一个带电小球(其电量远远小于星球电量)置于离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态。如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断 ( C )

A ，小球一定带正电

B ．小球的电势能一定小于零

C ．改变小球离星球表面的高度并无初速释放后，小球仍然处于悬浮状态

D ．改变小球的电量后再在原高度处无初速释放，小球仍然处于悬浮状态

解析：设星球和带电小球的质量分别为M 、m ，电量分别为Q 、q ，由于星球带电均匀，可看作电荷集中在球心的点电荷，释放小球后，小球受万有引力和库仑力而处于平衡，有：

可知：小球带负电，且平衡位置与高度无关，所以C 选项正确．

8．如图1-11-6所示，在P 板附近有一电子由静止开始向Q

板运动，图1-11-5 图1-11-6

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由莲山课件提供8e3f2322ccbff121dd3683a5/ 资源全部免费 则关于电子到达Q 板时的速率，下列解释正确的是 ( C )

A ．两板间距离越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大

B ．两板间距离越小，加速度就越大，则获得的速率越大

c ．与两板间的距离无关，仅与加速电压u 有关

D ．以上解释都不正确

解析：从能量观点，电场力做功，使电荷电势能减小，动能增加，由动能定理得

故正确选项为C ．

9．.一半径为R 的光滑圆环竖直放在水平向右场强为E 的匀强电场中，如图1-11-7所示．环上a 、c 是竖直直径的两端，b 、d 是水平直径的两端，质量为m 的带电小擦滑动，现使小球由a 点以初速度0v 释

球套在圆环上，并可沿环无摩放，沿abc 运动到d 点时速度恰好为零，由此可知，小球在b 点时

(B )

A ．加速度为零

B ．机械能最大

c ．电势能最大 D ．动能最大

解析：只有重力和电场力做功，机械能和电场能之和守恒。

10．如图1-11-8所示，质量为m 、带+q 电量的滑块沿绝缘斜面匀速下

滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块运动的状态为 ( A )

A ．继续匀速下滑

B ．将加速下滑

C ．将减速下滑

D ．上述三种情况都可能发生

解析：取滑块为研究对象，对其进行受力分析，从而判断滑块的运动情况．当滑块沿绝缘斜面匀速下滑时，设斜面倾角为θ，滑动摩擦系数为μ，取滑块为研究对象受力分析如图1-11-9建立如图坐标系．

当滑块滑至匀强电场时，

受力分析如图1-11-10所示

即沿斜面方向受力平衡，所以物体继续匀速运动．

11．如图1-11-11是一种通过测量电容器电容的变化，检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上．指示器

可显示出电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的有

( AC )

图

1-11-7 图1-11-8

图

1-11-9

图1-11-11

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A ．该仪器中电容的两个电极分别是芯柱和导电液体

B ．芯柱外套的绝缘管越厚，该电容器的电容越大 c ．如果指示器显示出电容增大了，则说明电容器中液面升高了 D ．如果指示器显示出电容减小了，则说明电容器中液面升高了 解析：类似于平行板电容器的结构，导线芯和液体构成电容器的两块电极，导线芯的绝缘层就是极间的电介质，其厚度d 相当于两平行板问的距离，进入液体深度h 相当于两平行板的相对面积(且

h 越大，则s 越大)；所以d 大时C 就小，若C 大时就表明h 大，故选项A 、C 正确，B 、D 错. 12．如图1-11-12所示，水平放置的平行板间存在匀强电场，正中间P 点有一带电微粒正好处于静止状态，如果把平行板瞬时改为竖直放置，P 点仍处在两板正中间，此后带电微粒的运动情况是 ( D ) A ．保持静止状态 B ．做自由落体运动 c ．做类平抛运动 D ．做匀加速直线运动 解析：由题可知，电场力的方向指向带正电的极板，大小与重力相等，将平行板改成竖直，电场力方向变为水平但大小不变，带电粒子受到两个恒力的作用，故在两个恒力的合力方向上做匀加速直线运动．故选项D 正确． 二、非选择题(本题共8小题，共52分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 .) 13.(4分) 真空中两个完全相同的金属小球，A 球带q A =6.4×10－

16C 的正电荷，B 球带q B

＝－3.2×10－16C 的负电荷，均可视为点电荷，当它们相距为0.5m 时，A 、B 间库仑力为

7.37×10－21 N ，若将两球接触后再分别放回原处，A 、B 间库仑力为 9.22×10－22 N. 解析：两球接触后,发生中和现象,负电荷为零,正电荷为

3.2×10－16C,分开后,两球各带1.6×10－16

C 的正电荷,根

据公式即可求得.

14．(6分) 质量为2m ，带2q 正电荷的小球A ，起初静止在光滑绝缘水平面上，当另一质量为m 、带q 负电荷的小球B 以速度V 0离A 而去的同时，释放A 球，如图1-11-13所示。若某时刻两球的电势能有最大值，此时A 球速度为 V 0/3 , B 球速度为 V 0/3 ,与开始时相比，电势能最多增加 mV 02/3 .

解析：(1)两球距离最远时它们的电势能最大，而两球

速度相等时距离最远。设此时速度为V ，两球相互作用过程中总动量守恒，由动量守恒定律得： mV 0=(m+2m)V ,

解得V=V 0/3.

由于只有电场力做功，电势能和动能间可以相互转化，电势能与动能的总和保持不变。所以电势能增加最多为：

15.(4分) 在平行纸面的匀强电场中有a 、b 、

c 三点，各点的电势分别为φa ＝8V 、φb ＝－4V 、φc ＝2V ，已知ab ＝103cm ，ac ＝53cm ，ac 和ab 之间的夹角为60°，如图1-11-14所示，则所在匀图1-11-13 20

22

0031)2(21

21mV V m m mV E E E Kt K P =+-=-=?600 图1-11-14 b a c

cm cm ad ae 5.72

33530cos 0=?=?=图1-11-10 图1-11-12

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强电场的场强大小为 80V/m,方向为垂直cd 向右 。解析：由于是匀强电场，无论沿ab 方向还是沿ac 方向各点的电势都是均匀降低的。所以沿ab 方向的电势由8V 降到－4V 的过程中，电势为2V 的点应在ab 连线的中点d ，见图1-11-15所示，连结c 、d ，则直线cd 为一条等势线，方向为电场E 的方向。因ac ＝ad ，则cd 段的垂直平分线必过a 点，垂足为e ，e 点电势为φe ＝2V ，U ae ＝6V ，根据三角形关系可求得

则

16.（2分）一个动能为Ｅk 的带电粒子，垂直于电力线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ｅk ，如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为 4．25Ｅk ． 解析：因为偏转距离为20

2

2mdV qUL y =，所以带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为y/4,所以电场力做功只有W=0．25Ｅk ，所以它飞出电容器时的动能变为4．25Ｅk 。

17．(8分) 如图1-11-16所示，三个可视为质点的金属小球A 、B 、C ，质量分别为m 、2m 和3m ，B 球带负电，电荷量为q ，A 、C 不带电。不可伸长的绝缘细线将三球相连接，将它们悬挂在O 点，三球匀处于竖直方向的匀强电场中（场强大小为E ）。 （1）静止时，A 、B 球间的细线拉力为多少？ （2）将OA 线剪断的瞬间，A 、B 球间的细线拉力为多少？

【解析】（1）以B 、C 两球（包括B 、C 之间的细线）为研究对象，它们受

重力5mg 、细线拉力T AB 、电场力qE （方向竖直向下）三力作用，由平衡条件05=--qE mg T AB

则A 、B 球间的细线拉力qE mg T AB

+=5 （2）由于B 球受电场力作用，A 、B 球将以大于g 且相同的加速度向下运动，而C 球做自由落体运动。以A 、B 两球（包括它们之间的细线）为研究对象，由牛顿第二定律

ma qE mg 33=+

以A 球为研究对象，由牛顿第二定律

ma mg T AB =+'

联解得qE T AB 3

1=' 18．（8分）在点电荷Q 产生的电场中有a 、b 两点，相距为d 。已知a 点的场强大小为E ，方向与ab 连线的夹角为30°，b 点的场强方向与ab 连线成120°

角，如图1-11-17所示，求b 点的场强大小。 m V m V ae U E ae /80/10

5.762=?==-图1-11-16

b 图1-11-17 图1-11-15

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由莲山课件提供8e3f2322ccbff121dd3683a5/ 资源全部免费 【解析】由题意可知点电荷Q 位于电场线E a 和E b 的延长线的交点，设点电荷Q 到ab 延长线的距离为h ，如图所示。由点电荷的场强公式

E h

Q k E a ==24 20

)60sin (h Q k E b = 联解得E E E a b 33==

19.(10分)在图1-11-18中A 、B 、C 、D 为匀强电场中电势差相等的四个等势面。一个电子飞经等势面D 时，动能为20ev ；飞经等势面C 时，电势能为-10ev ；

飞经等势面B 时，速度刚好为零。已知A 、D 间距离为0.15m,求等

势面A 的电势、电场强度、电子飞经C 面时的速度（电子的电量是

1.6×10-19C 、质量是0.9×1030kg ）；

【解析】由电势的定义公式

V e

eV e E C C 1010=--=-=? 因为只有电场力做功，电子的电势能与动能之和守恒，电子从D 等势面到C 等势面有 kC C kD D E E E E +=+ ①

电子从D 等势面到B 等势面有

B kD D E E E =+ ②

设相邻等势面之间的电势差为U ，由题意可知电场线方向水平向左，则

eU E E D C += ③

eU E E D B 2+= ④ 联解②④得V e E U

kD 102== 由U A C 2=-??得

V U C A 102-=-=??

电场强度

联解①③得eV eU E E kD kC

10=-= 电子飞经C 面时速度

图1-11-18

A B C m V m V d U E DA /200/15

.030===

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由莲山课件提供8e3f2322ccbff121dd3683a5/ 资源全部免费 s

m s m m E v kC C /109.1/109.0106.11022630

19

?=????==--答:V A 10-=?，E=200V/m ，Vc=1.9×106m/s 20．(10分)

如图1-11-19所示，一条长为L 的绝缘细线上端固定，下端

拴一质量为m 的带电小球，将它置于水平方向的匀强电场

中，场强为E ，已知当细线与竖直方向的夹角为α时，小球

处于平衡位置A 点，问在平衡位置以多大的速度V A 释放小

球，刚能使之在电场中作竖直平面内的完整圆周运动？

解析：小球

受重力mg 、电场力Eq 、线的拉力T 作用。简化处理，将复

合场（重力场和电场）等效为重力场，小球在等效重力场中所受重力为mg '，由图29有： mg mg Eq '()()=+22， 即g mg Eq m

'()()=+22

小球在A 点处于平衡状态，若小球在A 点以速度V A 开始绕O 点在竖直平面内作圆周运动，若能通过延长线上的B 点（等效最高点）就能做完整的圆周运动，在B 点根据向心力公式得：L

mV mg T B 2/ =+。 T ≥0为临界条件，所以L g V B /≥

又因仅重力、电场力对小球做功，由动能定理得：

22/21212 B A mV mV L mg -=- 由以上二式解得：

α

cos 5)()(5 522/gL m Eq mg L L

g V A =+=≥

图1-11-19

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7qaq.html