《人教版高中物理选修3-1第一章静电场模拟训练题2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修3-1第一章静电场模拟训练题2.docx（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 静电场训练题一 2018.09.24使用一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）1. 如图，光滑绝缘水平面上相距3L的A、B两点分别固定正点电荷Q1与Q2，与B点相距L的C点为连线上电势最低处。若可视为质点的滑块在BC中点D处，以初速度v0水平向右运动，且始终在A、B之间运动。已知滑块的质量为m、带电量为+q，则()A. 滑块从D向B的运动过程中，电场力先做正功后做负功B. 滑块沿BA方向运动过程中，电势能先增加后减小C. A、B之间，场强为零的地方应该有两处D. 两点电荷的电量之比为Q1：Q2=4：12. 如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，
2、已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60角，bc连线与竖直方向成30角，三个小球均处于静止状态.下列说法正确的是()A. a、b、c小球带同种电荷B. a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C. a、b小球电量之比为36D. a、b小球电量之比为393. 如图所示，带正电小球A固定在绝缘竖直墙上，另一个带正电、质量为m的小球B用绝缘细绳拴住，小球B在重力、细绳拉力和小球A库仑力的作用下静止，且A、B两球处于离地面高度为h的同一水平面上.现将细绳剪断，下列说法正确的是()A. 小球B从细绳剪断瞬间起开始做平抛运动B. 小球B在细绳剪断瞬间加速度等于gC. 小球B在空中运动的时间大于
3、2hgD. 小球B落地的速度大于2gh4. 如图甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电量分别为q和q，两球间用绝缘细线连接，甲球用绝缘细线悬挂在天花扳上.在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E.当两球平衡时细线被拉紧，此时的情景应该是()A. B. C. D. 5. 如图，在点电荷q的电场中，放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心.点电荷q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d.已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图中b点处产生的电场强度的大小和方向分别为()A. kqd2，水平向右B. kqd2，水平向左C. kqd2+kq9d2，水
4、平向右D. kq9d2，水平向右6. 真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强E随x变化关系如图所示，以下判断正确的是()A. x=2a处的电势一定为零B. 点电荷M、N一定为同种电荷C. 点电荷M、N一定为异种电荷D. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2：17. 如图所示为一正点电荷M和一金属板N形成的电场线，a，b、c为电场中的三点，则下列说法正确的是A. a、c两点的电场强度大小关系为EaEcB. a、b两点的电势关系为aEbEc，abcB. Ea=EbEc，a=bcC. Ea=Eb=Ec，a=b=cD. EaEcEb，a
5、bc11. 如图所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则下面关于验电器箔片的说法正确的是()A. 箔片张开B. 箔片不张开C. 带电金属球电量足够大时才会张开D. 箔片张开的原因是金属网罩感应带电产生的电场12. 如图所示，水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场)，从左端以初速度v0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中( )A. 小球先做减速运动，后做加速运动B. 小球做匀速直线运动C. 小球的电势能逐渐增加D. 静电力对小球先做负功后做正功二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）13. 在相距为
6、r的A、B两点分别放上点电荷QA和QB，C为AB的中点，如图所示，现引入带正电的检验电荷q，则下列说法正确的是()A. 如果q在C点受力为零，则QA和QB一定是等量异种电荷B. 如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则QA和QB一定是异种电荷，且电量大小QAQBC. 如果q在AC段上的某一点受力为零，而在BC段上移动时始终受到向右的力，则QA一定是负电荷，且电量大小QABD)，取无穷远处电势为零，由图可知()A. B点电场强度为零B. Q1为负电荷，Q2为正电荷C. Q1电量一定大于Q2电量D. 将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做正功17. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所
7、示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()A. 在x2和x4处电势能相等B. 由x1运动到x3的过程中电势能增大C. 由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D. 由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大18. 如图所示，开口向上的半球壳上均匀分布有正电荷，A、B为球壳对称轴上的两点，且这两点还关于开口处直径对称，已知带电球壳内部电场强度处处为零，则关于A、B两点场强和电势，下列说法正确的是()A. A点场强大于B点场强B. A点场强和B点场强相同C. A点电势高于B点电势D. A点电势和B点电势相等三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）19. 如图所示，一带电为
8、+q质量为m的小球，从距地面高h处以一定的初速水平抛出，在距抛出点水平距离为L处有根管口比小球略大的竖直细管，管的上口距地面h2.为了使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场，求：(1)小球的初速度；(2)应加电场的场强；(3)小球落地时的动能20. 如图所示，ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道，圆弧半径为R.A点与圆心O等高，B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管，两者在A点平滑连接，整个装置处于方向水平向右的匀强电场中.一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放，一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动.已知匀强电场的电场强度E
9、=3mg4q (g为重力加速度)，小球运动过程中的电荷量保持不变，忽略圆管和轨道的摩擦阻力.求：(1) 小球到达B点时速度的大小；(2)小球到达B点时对圆弧轨道的压力；(3)请通过计算判断小球能否通过圆弧轨道上的C点。21. 如图，匀强电场中有一半径为r=10cm的光滑绝缘轨道，轨道平面与电场方向平行.一电荷量为q=+2109C的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力分别为Na=2106N和Nb=8106N.不计质点重力，求：(1)匀强电场的电场强度的大小？(2)质点经过a点和b点时的动能各为多少？22. 如图所示，水平绝缘光滑轨道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
10、BC平滑连接，圆弧的半径R=0.4m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0104N/C.现有一质量m=0.1kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上A点处，AB两点距离x=1.0m，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q=8.0105C，取g=10m/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端时的速度的大小；(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)AC两点之间的电势差和A到C过程中发热量答案和解析【答案】1. D2. D3. D4. A5. A6. B7. A8.
11、 C9. D10. D11. B12. B13. BCD14. BCD15. AD16. BCD17. BC18. BC19. 解：(1)要使小球无碰撞地通过管口，则当它到达管口时，速度方向为竖直向下，从抛出到管口过程，竖直方向为自由落体运动，则运动时间t满足：h2=12gt2 水平方向，粒子做匀减速运动，减速至0 位移：L=v02t 解得：v0=2Lgh (2)水平方向，根据牛顿第二定律：qE=ma 又由运动学公式：02v02=2as 解得：E=2mgLhq，方向水平向左(3)对小球从抛出到落地的全过程应用动能定理：即：mghqEL=EK12mv02 解得：EK=mgh 20. 解： (1)
12、小球从P运动到A的过程中，由动能定理得：mg.2R+qER=12mv2B0解得：vB=11gR2 (2)小球在最低点B时，根据牛顿第二定律得：FNmg=mvB2R 解得：FN=13mg2 则由牛顿第三定律得：小球对圆弧轨道的压力大小为 (3)设小球能沿轨道到达C点，小球由P运动到C，根据动能定理有qER=12mvc2在C点，由受力分析有mg+N2=mvc2R联立以上两式，整理得：N2=0假设成立，小球恰能沿轨道到达C点21. 解：(1)在b点：NbqE=mvb2r；在a点：Na+qE=mva2r；从a点到b点由动能定理有：qE2r=12mva212mvb2 解得：E=NbNa6q=500v/m
13、 (2)设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb，有：Eka=12mva2 Ekb=12mvb2 联立得：Eka=5Na+Nb12r=1.5107J Ekb=5Nb+Na12r=3.5107J答：(1)匀强电场的电场强度的大小500V/m (2)质点经过a点动能为1.5107J和b点时的动能为3.5107J22. 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：qE=ma 解得：a=qEm=8105C1104N/C0.1kgm/s2=8m/s2，设带电体运动到B端时的速度为vB，则：vB2=2ax，解得：vB=2ax=28m/s21m=4m/s；(2)设带电体运动
14、到圆轨道B端时受轨道的支持力为FN，根据牛顿第二定律：FNmg=mvB2R，解得：FN=mg+mvB2R=5N 根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧轨道B端的压力大小：FN=FN=5N；(3)AC两点间的电势差：UAC=E(x+R)=1.0104N/C(1m+0.4m)=1.4104V；设带电体沿圆弧轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩，根据动能定理：W电+W摩mgR=012mvB2，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：W电=qER=0.32J解得：W摩=0.72J，克服摩擦力做功产生热量，因此产生的热量Q=0.72J答：(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小8m/s2，运动到B端时的速度大小4m/s；(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5N；(3)AC两点之间的电势差为1.4104V，A到C过程中发热量为0.72J第 9 页