高中物理选修3-1 第一章 静电场 章节测试(含答案)

一、单选题

1.关于电场，下列说法正确的是（   ）                

A. 由E= 知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍

B. 由E=k 知，E与Q成正比，而与r2成反比

C. 由E=k 知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同

D. 电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向

2.一带电粒子在如图所示电场中，只在电场力作用下沿虚线从A到B，则（   ）。

A. 加速度、动能、电势能都增大                             B. 加速度、动能、电势能都减小

C. 加速度增大、动能增大、电势能减小                  D. 加速度增大、动能减小、电势能减小

3.下列说法正确的是(       )            

A. 静电感应不是创造了电荷，而是电子从物体的一部分转移到另一部分引起的

B. 感应起电是创造了电荷

C. 摩擦起电是创造了电荷

D. 以上说法都不对

4.如图1所示为示波器原理图，若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如图2所示的电压，而扫描范围旋钮置于“外X档”，则此时屏上应出现的情形是（　　）  

A.                      B.                      C.                      D. 

5.如图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内有一带正电的点电荷a(图中未画出)，与a带同种电荷的质点b仅在a的库仑力作用下，以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N点，到N点时速度大小为v  ， 且vA. a电荷一定在虚线MP下方

B. b电荷在M点、N点的加速度大小可能相等

C. b电荷在M点的电势能小于在N点的电势能

D. b电荷从M点到N点的过程中，a电荷对其做的总功为负值

6.两个相同的金属小球A、B，所带的电量qA=+q0、qB=﹣7q0  ， 相距r放置时，相互作用的引力大小为F．现将A球与B球接触，再把A、B两球间的间距增在到2r，那么A、B之间的相互作用力将变为（   ）            

A. 斥力、                        B. 斥力、                        C. 引力、                        D. 引力、 

7.一正电荷在电场中仅受电场力作用，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法中正确的是

（    ）

A. A处的场强一定小于B处的场强                            B. A处的电势一定低于B处的电势

C. 电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能       D. 从A到B的过程中，电场力对电荷做正功

8.如图是用灵敏电流计改装成的某多量程电表内部电路图，图中a为公共接线柱，b、c分别为两个量程的接线柱．对该电表下列说法正确的是（　　）  

A. 该电表是多量程电流表                                       B. 当使用a、b两个接线柱时量程较小

C. R1越大，该电表量程越大                                   D. 该电表两量程的大小与R1和R2的阻值成反比

二、多选题

9.下列有关起电的说法正确的是（   ）            

A. 摩擦起电说明电荷是可以创造的                         B. 摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子

C. 感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分          D. 等量的正、负电荷可以中和，说明电荷可以被消灭

10.平行板电容器的两极板A、B接在电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ  ， 如图所示，则(　  　)

A. 保持开关S闭合，带正电的A极板向B极板靠近，则θ角增大          B. 保持开关S闭合，带正电的A极板向B极板靠近，则θ角不变

C. 开关S断开，带正电的A极板向B极板靠近，则θ角增大          D. 开关S断开，带正电的A极板向B极板靠近，则θ角不变

11.如图甲所示，A、B为某电场中一条直线上的两个点，现将正点电荷从A点由静止释放，仅在静电力作用下运动一段距离到达B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图乙。从A到B的过程中，下列说法中正确的是（  ）

A. 静电力对电荷一直做正功       B. 电势一直升高       C. 电荷所受静电力先减小后增大       D. UAB=0

三、填空题

12.如图是示波管的原理图，它由电子、偏转电极（XX'和YY'）、荧光屏组成，管内抽成真空。给电子通电后，如果在偏转电极XX'和YY'上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑。要想让亮斑移到荧光屏的正上方，需在偏转电极________（选填“XX'”或“YY'”）上加电压，且________板电势高（选填“X”、“X'”、“Y”或“Y'”）。要想在荧光屏上出现一条沿水平方向展开的正弦曲线，需在偏转电极

________（选填“XX'”或“YY'”）上加扫描电压、在偏转电极________（选填“XX'”或“YY'”）上加按照正弦规律变化的电压。

13.一平行板电容器充电后两板间电压为3V，现使它的电量减少3×10﹣4C，发现两板电压降为原来的 ，则这个电容器的电容为________F，平行板电容器原来带电量为________C．    

14.如图所示的实验装置中，左边的非匀强电场使电子加速，右边的匀强电场使电子减速．设非匀强电场的电压为U，匀强电场的电压为U′，实验结果是：只要U′________U（填“＞”或，“＜”）电流计的指针就偏转；只要U′________U（填“＞”或“＜”），电流计的指针就不偏转．从这个实验结果可得到的结论是________．  

四、解答题

15.一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？

五、综合题

16.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=2.0m，若将电荷量均为q=+2.0×10﹣6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109N•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．    

17.电场中某区域的电场线如图所示，A，B是电场中的两点．一个电荷量q=+4.0×10﹣8C的点电荷在A点所受电场力FA=2.0×10﹣4N，将该点电荷从A点移到B点，电场力做功W=8.0×10﹣7J．求：

（1）A点电场强度的大小EA    

（2）A，B两点间的电势差U．    

（3）该点电荷从A点移到B点，电势能变化了多少？    

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】B  

【解析】【解答】解：

A、E= 是电场强度的定义式，由此式得知，E与q、F无关，若q减半，则该处电场强度不变．故A错误．

B、由E=k 知，Q是场源电荷，则E与Q成正比，与r2成反比．故B正确．

C、由E=k 知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强大小相等，但方向不同，所以球面上各处场强不同．故C错误．

D、电场中某点场强方向就是该点所放正电荷受到的静电力的方向，与该点所放负电荷受到的静电力的方向相反．故D错误．

故选B

【分析】本题考查电场强度的两个计算式，电场强度是描述电场性质的物理量，与检验电荷无关；电场强度的方向与正电荷在该所受的静电力的方向相同；点电荷的电场强度与电荷量成正比，与距离的平方成反比，以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强大小相等，方向不同。

2.【答案】C  

【解析】【分析】带电粒子在电场中受到的电场力的方向应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断带电粒子受到的电场力是向上的，与电场线的方向相同，在从A运动的B的过程中，电场力做正功，动能增大；电荷的电势能减小；由于A点的电场线比B的电场线稀疏，所以B的电场强度大，电荷在B的时受到的电场力大，加速度大，从A运动的B的过程中，加速度增大。

故选C。

【点评】电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布，本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可电场力指向曲线内侧。

3.【答案】A  

【解析】【分析】摩擦起电是由于相互摩擦的两个物体，一个物体失去电荷，另一个物体得到电荷，但总的电荷没有变化，感应起电是指带电体靠近一个导体时由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，导体上的自由电子从导体的一端移动到另一端，并没有电荷的产生，所以A正确，BCD错误。

【点评】电荷既不会创生也不会凭空消失，三种起电方式都是由于自由电子发生移动造成了，过程中并没有创生电荷，消失电荷

4.【答案】C  

【解析】【解答】解：扫描范围旋钮置于“外X”挡，此时机内没有扫描电压，“y输入”与“地”之间接信号输入电压如图甲所示为一稳恒电压，则亮点在y方向的偏转是固定值，水平方向也没有外接电压，屏上的亮斑不会发生水平方向的移动，所以看到的图象应该是C图中的图象，故ABD错误，C正确  故选：C

【分析】根据示波器的原理确定正确的情形：扫描范围旋钮置于“外X”挡，此时机内没有扫描电压，y输入”与“地”之间接信号输入电压如图甲所示为一稳恒电压，则亮点在y方向的偏转是固定值．

5.【答案】B  

【解析】【解答】 合外力应指向轨道凹侧，因为带同种电荷，a电荷一定在虚线MP下方，故A对；由v故选B

【分析】根据电荷运动轨迹可知合外力应指向轨道凹侧，距场源电荷越近，电荷所受电场力越大，则加速度越大。

6.【答案】A  

【解析】【解答】解：金属小球A和B，带电量分别为+q0和﹣7q0  ， 相互作用力大小为F，

根据库仑定律，有：

F=k 

将两球接触后再放回原处，电荷先中和再平分，带电量变为 =﹣3q0  ， 

根据库仑定律，有：

F′=k = ，且表现为斥力，故A正确，BCD错误；

故选：A．

【分析】设电荷A带电荷量为q0  ， 则电荷B带电荷量为﹣7q0﹣，在真空中相距为r时，根据库仑定律可以得到F与电量q、距离r的关系；

A、B球相互接触后放回原处，距离为2r，电荷先中和再平分，再根据库仑定律得到相互作用的库仑力大小与Q、r的关系，用比例法求解．

7.【答案】B  

【解析】【分析】图像的斜率表示物体的加速度，从图像中可得图像的斜率越来越小，即电荷受到的电场力越来越小，所以A处的场强大于B处的场强，A错误，

从图像中可得电荷的速度越来越小，所以电场力做负功，电势能增加，所以电荷在B处的电势能大于在A处的电势能，电荷沿着电势升高的方向运动，所以B正确，CD错误。

【点评】本题首先要具有读图的能力，抓住图线的斜率等于加速度的大小；其次要会分析电场力做功正负，抓住电场力做功与电荷电势能变化的关系。

8.【答案】A  

【解析】【解答】A、电表与电阻相并联即为电流表，故A正确；

B、当接a、b两个接线柱时，导致R1两端的电压增大，则流过此电阻的电流也增大，因电表电流不变，则量程较大，故B错误；

C、由欧姆定律可知，R1越大，电流越小，该电表量程越小，故C错误；

D、因电阻R2与电表串联后与R1并联，则量程大小不与阻值成反比，故D错误；

故选：A．

【分析】要熟悉多用表的原理和结构，根据电表的结构选出欧姆表、电压表和电流表；

由串并联特点，结合欧姆定律，可知，量程的大小；

由图，结合欧姆定律，可知，R1越大，该电表量程越小；

因电阻R2与电表串联后与R1并联，则量程大小不与阻值成反比．

二、多选题

9.【答案】B,C  

【解析】【解答】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷，物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子，所以A不符合题意，B符合题意；感应起电过程电荷在电场力作用下，电荷从物体的一部分转移到另一个部分，总的电荷量并没有改变，C符合题意；等量的正、负电荷可以中和，但电荷并没有被消灭，只是整体不显示电性而已，D不符合题意。

故答案为：BC

【分析】电荷是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，不会消失，也不会被创造。

10.【答案】A,D  

【解析】【解答】球在电场中平衡，则所受电场力、重力及绳的拉力的合力为零。由平衡条件得tanθ＝ ，故要判断θ的变化，只需判断电场强度E的变化即可。S闭合时，U不变，A向B靠近，d减小，由E＝ ，可知E增大，θ角增大，故A正确，B错误；S断开，则Q不变，A向B靠近，E不变，则θ角不变，故C错误，D正确。【分析】电容器在电压不变的情况下，场强与距离成反比。在断开电源后场强不变，两极板电压与距离成反比。

11.【答案】C,D  

【解析】【解答】由乙图可知，正电荷的电势能先减小后增大，故静电力对其先做正功后做负功，A项错误；由于正点电荷电势能先减小后增大，则电势也先减小后增大，B项错误；乙图中，斜率的绝对值表示的含义是k＝ ＝ ＝q·E，即静电力的大小，由图可知，斜率绝对值先减小后增大，故静电力先减小后增大，C项正确，从A到B静电力做功为零，故UAB=0，D正确。【分析】电势能先减小后增加，电场力先做正功后做负功，,正电荷电势随电势能的变化而变化，故而电势先减小 后增加。初末电势能为零，电场力不做功。电势差也为零.

三、填空题

12.【答案】YY’；Y；XX’；YY’  

【解析】【解答】 在偏转电极XX'和YY'上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点，要想让亮斑移到荧光屏的正上方，即让粒子在竖直方向上即 发生偏转，需要在 方向加偏转电压，电子发射的电子为负电荷，要让负电荷向上偏转，则上极板带正电，即 板带正电，所以板电势高。要想在荧光屏上出现一条沿水平方向展开的正弦曲线，此为两个运动的合运动，水平方向匀速直线，竖直方向按正弦规律变化，所以 加扫描电压， 加上按正弦规律变化的电压。

【分析】示波管的原理，需要分析清楚两个相互垂直电场的具体作用。

13.【答案】1.5×10﹣4；4.5×10﹣4  

【解析】【解答】由题：平行板电容器的电荷量减少△Q=3×10﹣4 C，电压降低△U=3V﹣1V=2V，

则 

电容器原来的带电荷量Q=CU=1.5×10﹣4×3C=4.5×10﹣4C

故答案为：1.5×10﹣4；4.5×10﹣4 ． 

【分析】平行板电容器的电荷量减少△Q=3×10﹣4 C，电压降低△U=2V，根据 求解电容．

由Q=CU求出电容器原来的带电荷量

14.【答案】＜；＞；只要电压相同，不论是否匀强电场电场对带电粒子所加的作用是相同的  

【解析】【解答】解：在左边的非匀强电场中，根据动能定理得，电子离开电场时的动能为 Ek=qU，  在右边的匀强电场中，电子刚好能到达N板时，根据动能定理，0﹣Ek=﹣qU′，即得U=U′，

有电子到达N板的条件是U′＜U，即U′＜U．

只要U′＞U，电子到不了匀强电场右极板，电流计的指针就不偏转．

所以从这个实验结果可得到的结论是只要电压相同，不论是否匀强电场电场对带电粒子所加的作用是相同的．

故答案为：＜，＞，只要电压相同，不论是否匀强电场电场对带电粒子所加的作用是相同的．

【分析】不论在匀强电场还是非匀强电场中，电场力对电子做的功等于电子动能的增量，在非匀强电场中Ek=qU，在匀强电场中Ek=qU0 ． 根据电子到达N板的条件是U′＜U0  ， 即U′＜U．

四、解答题

15.【答案】解：在加速电压一定时，偏转电压U′越大，电子在极板间的偏距就越大．

当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压．

加速过程，由动能定理得： …①

进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动：

l=v0t…②

在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度为： …③

偏距： …④

能飞出的条件为：y≤ …⑤，

解①～⑤式得：U′≤ V=4.0×102 V，

即要使电子能飞出，所加电压最大为400V；

答：两个极板上最多能加400V的电压．  

【解析】【分析】在加速电场中，利用动能定律求出带电粒子的末速度，带电粒子在右侧电场中做类平抛运动，利用水平速度和水平位移求出运动时间，利用竖直方向的位移求出加速度，在结合牛顿第二定律求解电场强度和电压。

五、综合题

16.【答案】（1）解：电荷量均为q=+2.0×10﹣6C的两点电荷分别固定在A、B点，静电力为：

F=k =9.0×109× =9.0×10﹣3N；

（2）解：A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为：

E1=k =9.0×109× =4.5×103N/C

A、B点电荷在C点的合场强大小为：

E=2E1cos30°=2×4.5×103N/C× =7.8×103N/C

场强方向沿着y轴正方向；  

【解析】【分析】（1）根据库仑定律公式F=k 列式求解即可；（2）先求解两个电荷单独存在时在C点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到C点的场强．

17.【答案】（1）解：A点电场强度 

（2）解：A，B两点间的电势差 

（3）解：将该点电荷从A点移到B点，电场力做了正功W=8.0×10﹣7J，所以电势能减少了8.0×10﹣7J  

【解析】【分析】（1）已知点电荷在A点所受电场力，由场强的定义式求解场强EA ． （2）A、B两点间的电势差U由公式U= 求解．（3）根据电场力做功多少，电势能减少多少，求解电势能变化量．