高二物理静电场单元测试题附答案

高二物理静电场单元测

试题附答案

Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

高二物理《静电场》单元测试题A卷

1．下列物理量中哪些与检验电荷无关（）

A．电场强度E B．电势U C．电势能ε D．电场力F

2．如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，两点的间距为L，

场强大小分别为E和2E.则（）

A．该点电荷一定在A点的右侧 B．该点电荷一定在A点的左侧

C．A点场强方向一定沿直线向左 D．A点的电势一定低于B点的电势

3．平行金属板水平放置，板间距为0.6cm，两板接上6×103V电压，板间有一个带电液滴质量为×10-10 g，处于静止状态，则油滴上有元电荷数目是（g取10m/s2）（）

A．3×106 B．30 C．10 D．3×104

4.如图所示，在沿x轴正方向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心、以r为半径逆时针转动，θ为OA与x轴正方向间的夹角，则O、A两点问电势差为( ).

(A)U

OA =Er (B)U

OA

=Ersinθ (C)U

OA

=Ercosθ (D)

θ

rcos

E

U

OA

=

5．如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电量为10－6 C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减

少了10－5 J，已知A点的电势为－10 V，则以下判断正确

的是（）

A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示；

B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示；

C．B点电势为零； D．B点电势为－20 V

6．如图所示，在某一真空空间，有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开，若正极板A以固定直线00/为中心沿竖直方向作微

小振幅的缓慢振动时，恰有一质量为m带负电荷的

粒子(不计重力)以速度v沿垂直于电场方向射入平

行板之间，则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是

(设负极板B固定不动，带电粒子始终不与极板相碰) （）

A．直线 B．正弦曲线 C．抛物线

D．向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线

7.如图所示，一长为L的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角α=60°，若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上某一点为圆心转动)，则下列叙述中正确的是( ).

(A)电场力不做功，两电荷电势能不变

(B)电场力做的总功为QEL/2，两电荷的电势能减少

(C)电场力做的总功为-QEL/2，两电荷的电势能增加

(D)电场力做总功的大小跟转轴位置有关

8.如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为－Q和

＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个

半径为r （2r ＜L ）的空心金属球，且球心位于O 点，则球壳上的感应电荷在O 点处的场强大小________ 方向_________ ．

9．把带电荷量2×10﹣8C 的正点电荷从无限远处移到电场中A 点，要克服电场力做功 8×10﹣6J ，若把该电荷从无限远处移到电场中B 点，需克服电场力做功2×10﹣6J ，取无限远处电势为零。求：（1）A 点的电势 （2）A 、B 两点的电势差 （3）若把2×10﹣5C 的负电荷由A 点移到B 点电场力做的功． 10．如图所示,用一根绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球的质量

为

kg m 2100.1-?=.现加一水平方向向左的匀强电场,场强

小球

C

N

E 6100.3?=,平衡时绝缘线与竖直方向的夹角为030=θ,求:

带何种电荷,电荷量为多大

11．在金属板A 、B 间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压U o ，其周期是T 。现有电子以平行于金属板的速度v o 从两板中央射入。已知电子的质

量为m ，电荷量为e ，不计电子的重力，求：（1）若电子从t =0时刻射

入，在半个周期内恰好能从A 板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小。 （2）若电子从t =0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少多长

（3）若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入，两板间距至少多大

静电场计算题

1. 如图所示,绝缘光滑水平轨道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BC 平滑连接,圆弧的半径R ＝0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E ＝×104N/C.现有一质量m ＝0.10kg 的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B 端距

T /2

T

3T /2 2T

t

o

U AB v o

O ′ O

o 乙

甲

-U o

A

B

离s＝1.0m的位置,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＝×10－5C,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)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功.

2. 如图所示,水平放置的平行金属板的N板接地,M板电势为+U,两板间距离为d,d比两板的尺寸小很多,在两板之间有一长为2L的绝缘轻杆,可绕杆的水平固定轴O在竖直面内无

摩擦地转动,O为杆的中点.杆的两端分别连着小球A和B,它们的质量分别为2m和m,它们的带电量分别为+q和-q.当杆由图示水平位置从静止开始转过900到竖直位置时,已知重力加速度为g,求:

(1)两球的电势能的变化；

(2)两球的总动能；

(3)杆对A球的作用力.

3. 如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm,有一束相同微粒组成的带电粒子流

以相同的初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作

用微粒能落到下板上,已知微粒质量m=×10-6kg,电量

q=×10-8C,电容器电容C=×10-6F,取g=10m/s2.试求:

(1)若第一个粒子刚好落到下板中点O处,则带电粒子入

射初速度的大小；

(2)两板间电场强度为多大时,带电粒子能刚好落到下板右边缘B点；

(3)落到下极板上带电粒子总的个数.

4. 如图所示，质量为m、电荷量为+q的带电小球拴在一不可伸长的绝缘细线一端，绳的

另一端固定于O点，绳长为l，O点有一电荷量为+Q（Q≥q）的点电荷，现加一个水平向右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成θ=30°角的A点。求：

（1）小球静止在A点处绳子受到的拉力；

（2）外加电场大小；

（3）将小球拉起至与O点等高的B点后无初速释放，则小球经过最低点C时，绳受到的

拉力。

5. 如图所示,在绝缘水平面上,相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷.a、b

是AB连线上两点,其中Aa=Bb=L/4,a、b两点电势相等,O为AB连线的中点.一质量为m带

从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E

第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n>1),到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停

在O点,求:

(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数μ.

.

(2)Ob两点间的电势差U

ob

(3)小滑块运动的总路程S.

6. .如图所示,一质量为m的塑料球形容器放在桌面上,它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧直立地固定于容器内壁的底部,弹簧上端经绝缘体系住一只带正电q、质量也为m

的小球..从加一个竖直向上的场强为E的匀强电场起,到容器对桌面压力减为零时为止,求:

(1)小球的电势能改变量；

(2)容器对桌面压力减为零时小球的速度大小..

7. 一质量为m 、电荷量为q 的小球,从O 点以和水平方向成α角的初速度v 0抛出,当达到最高点A 时,恰进入一匀强电场中,如图.经过一段时间后,小球从A 点沿水平直线运动到与A 相距为S 的A′点后又折返回到A 点,紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点.求:

(1)该匀强电场的场强E 的大小和方向；(即求出图中的θ角,并在图中标明E 的方向) (2)从O 点抛出又落回O 点所需的时间.

8. 一条长为L 的细线，上端固定，下端拴一质量为m 的带电小球，将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E ，方向水平向右.已知当细线离开竖直位置

的偏角为α时，小球处于平衡，如图所示.问： (1)小球带何种电荷

(2)小球所带的电量是多少

(3)如果细线的偏角由α增大到?，然后将小球由静止开始释放，则?应为多大时才能使细线到竖直位置时，小球的速度刚好为零

四.计算题答案:

1. 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 2/8.0/a qE m m s ==

设带电体运动到B 端的速度大小为B v ,则 2

2B

v as = 解得 2 4.0/B v as m s ==

(2)设带电体运动到圆轨道B 端时受轨道的支持力为F N ,根据牛顿第二定律

解得 R

v m mg F B

N 2+==

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N F F N N

0.5==' (3)设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W 摩,根据动能定理 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 联立解得0.72W J =-摩 2. (1)电场中的场强为:E=U/d 电场力对两球做的功为:

电势能的减小量为:

(2)重力对两球做的功为:W G =mgl 由动能定理,有:W G +W E =E k -0解得: (3)根据(2)问,有:

A 球在最低点,由牛顿第二定律,有:解得:

3. 解:(1)对第1个落到O 点的粒子 由:02

L v t =(2分)

2122

d gt =(2分)

得:0 2.5(m/s)2g

L

v d

==(1分) (2)对落到B 点的粒子

由:0L v t =(1分)

2122

d at =(1分) mg Eq ma -=(2分)

得:2

03(

)

1.510(V/m)v mg md L E q

-=

=?(2分)

(3)由:66.010(C)Q CEd -==?(2分) 得:600Q

N q

=

=(1分) 落到下极板上粒子总数为N+1=601个(1分)

4. （1）设电场强度为E ，拉力为T

列切线方向的方程??sin cos mg Eq = 1分

列沿绳方向方程2

sin cos l Qq

k

Eq mg T ++=?? 2分 联立方程得2332l

Qq

k mg T +=

2分 （2）外加电场?tan q

mg

E =

代入?=30o 得q

mg

E 33=

2分 （3）由能量守恒可知：Egl mgl mv -=22

1

2分

代入E 的表达式得gl v 3

3

262-=

2分

列受力方程22l

Qq

k mg m l v T ++= 2分 得23329l

Qq

k mg T =-=

2分 5. 解:(1)由Aa=Bb=

4

L

,O 为AB 连线的中点得:a 、b 关于O 点对称,则 U ab =0①（1分）

设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f,对于滑块从a →b 过程,由动能定理得:

002

E L

f U q ab -=?

-?②（1分） 而f=μmg ③ 由①——③式得:mgL

E 0

2=

μ④（1分） （2）对于滑块从O→b 过程,由动能定理得:

004

nE L

f U q Ob -=?

-?⑤（2分） 由③——⑤式得:q

E n U Ob 2)12(0

--

=⑥（1分） (3)对于小滑块从a 开始运动到最终在O 点停下的整个过程,由动能定理得:

00E s f U q aO -=?-?⑦（2分）

而q

E n U U Ob aO 2)12(0

-=

-=⑧（1分） 由③——⑧式得:L n S 4

1

2+=

⑨（1分） 6.

解析:(1)初状态,对小球进行受力分析,得弹簧压缩量:mg＝kx

1,x

1

＝

mg

k

；当容器对桌面压力

为零时,对容器受力分析,说明弹簧伸长且拉力为mg,弹簧伸长量x

2＝x

1

＝

mg

k

；

该过程电场力做功:W＝Eq(x

1＋x

2

)＝

2Eqmg

k

,所以小球电势能减少

2Eqmg

k

；

(2)对小球用动能定理,该过程弹簧做功是零:

(Eq－mg)(x

1＋x

2

)＝

1

2

mv2,v＝2

g(Eq－mg)

k

.

7. 解析:(1)斜上抛至最高点A时的速度v

A ＝v

cosα①

水平向右

由于AA′段沿水平方向直线运动,所以带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力:

F＝

mg

tanθ

＝qEcosθ,②

带电小球从A运动到A′过程中作匀减速运动

有(v

cosα)2＝2qEcosθs/m③

由以上三式得:

E＝m v4

cos4α＋4g2s2

2qs

θ＝arctan 2gs

v2 0cos2α

方向斜向上

(2)小球沿AA′做匀减速直线运动,于A′点折返做匀加速运动

所需时间t＝2v

sinα

g

＋

4s

v

cosα

8. (1) 小球带正电

(2)由小球处于平衡状态可得： tan Eq mg α=

，所以 tan mg q E

α= (3)小球从细线与竖直方向的夹角?开始运动，到细线在竖直位置时速度恰好为零，根据动能定理，有(1cos )sin 0mgL EqL ??--= 得tan

tan 2

?

α= 故2?α=

答案：1、AB 2、A 3、B 4、C 5、AC 6、C 7、B 8、12kQ/L2 沿AB 连线指向B

9．1）400V 2）300V 3）﹣6?10﹣3 J 10．解：因为电场力F 方向向左，故小球带正电。 受力分析如图: 由小球受力平衡有：θ

030mgtg F =………① Eq F = ……………②

联立①②解得:0

830 1.910mgtg q C E

-=

=? 11．（1）K E E W ?=

20202

1212mv mv e U t -= m e U v v t 02

+=

（2）T v L 0=

（3）射入时间......)210(24、、=+=

k T

k T t 第一章静电场测试题

1．在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ，当一个－q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为：

A ．A A W W q

ε?=-=， B ．A A W W q

ε?==-，

C ．A A W W q

ε?==， D ．A A W q

W ε?=-=-，

2．如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电量为10－6 C 的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A 点运动到B 点时动能减少了10－5 J ，已知A 点的电势为－10 V ，则以下判断正确的是：

A ．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示

B ．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示

C ．B 点电势为零

D ．B 点电势为－20 V

线

3.在点电荷Q 的电场中，一个α粒子(He 42)通过时的轨迹如图实所示，a 、b 为两个等势面，则下列判断中正确的是( ).

(A)Q 可能为正电荷，也可能为负电荷

(B)运动中.粒子总是克服电场力做功

(C)α粒子经过两等势面的动能E

ka ＞E

kb

(D)α粒子在两等势面上的电势能E

pa ＞E

pb

4.如图所示，a、b、c、d是某电场中的四个等势面，它们是互相平行的平面，并且间距相等，下列判断中正确的是( ).

(A)该电场一定是匀强电场

(B)这四个等势面的电势一定满足U

a －U

b

=U

b

－U

c

=U

c

－U

d

(C)如果u

a ＞U

b

，则电场强度E

a

＞E

b

(D)如果U

a ＜U

b

，则电场方向垂直于等势面由b指向a

5.如图所示，在沿x轴正方向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心、以r为半径逆时针转动，θ为OA与x轴正方向间的夹角，则O、A两点问电势差为( ).

(A)U

OA =Er (B)U

OA

=Ersinθ

(C)U

OA =Ercosθ(D)

θ

rcos

E

U

OA

=

6.若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内( ).

(A)一定沿电场线由高电势处向低电势处运动

(B)一定沿电场线由低电势处向高电势处运动

(C)不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动

(D)不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动

7.如图所示，P 、Q 是两个电量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O ，A 、B 是中垂线上的两点，OB OA ，用E A 、E B 、U A 、U B 分别表示A 、B 两点的场强和电势，则( ).

(A)E A 一定大于E B ，U A 一定大于U B

(B)E A 不一定大于E B ，U A 一定大于U B

(C)E A 一定大于E B ，U A 不一定大于U B

(D)E A 不一定大于E B ，U A 不一定大于U B

8.对于点电荷的电场，我们取无限远处作零电势点，无限远处电场强度也为零，那么(

).

(A)电势为零的点，电场强度一定为零，反之亦然

(B)电势为零的点，电场强度不一定为零，但电场强度为零的点，电势一定为零

(C)电场强度为零的点，电势不一定为零；电势为零的点，场强不一定为零

(D)场强为零的点，电势不一定为零，电势为零的一点，电场强度一定为零

9.如图所示，一长为l 的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电量的绝对值为Q ，处在场强为E 的匀强电场中，杆与电场线

夹角

α=60°，若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上某一点为圆心转动)，则下列叙述中正确

的是( ).

(A)电场力不做功，两电荷电势能不变

(B)电场力做的总功为QEl/2，两电荷的电势能减少

(C)电场力做的总功为-QEl/2，两电荷的电势能增加

(D)电场力做总功的大小跟转轴位置有关

10.如图所示，一个带负电的油滴以初速v

从P点倾斜向上进入水平方

向的匀强电场中若油滴到达最高点C时速度大小仍为v

，则油滴最高点的位置在( ).

(A)P点的左上方(B)P点的右上方

(C)P点的正上方(D)上述情况都可能

11.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而，它们的

电势分别为U

a 、U

b

和U

c

，U

a

＞U

b

＞U

c

.一带正电的粒子射入电场中，

其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知( ).

(A)粒子从K到L的过程中，电场力做负功

(B)粒子从L到M的过程中，电场力做负功

(C)粒子从K到L的过程中，静电势能增加

(D)粒子从L 到M 的过程中，动能减少

12.有两个完全相同的金属球A 、B ，B 球固定在绝缘地板上，A 球在离B 球为H 的正上方由静止释放下落，与B 球发生对心正碰后回跳的高度为h.设碰撞中无动能损失，空气阻力不计，若( ).

(A)A 、B 球带等量同种电荷，则h ＞H (B)A 、B 球带等量同种电荷，则h=H

(C)A 、B 球带等量异种电荷，则h ＞H (D)A 、B 球带等量异种电荷，则h=H

13．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E 的匀强电场时，验电器的箔片 （填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为 。此时，金属网

罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小为 ，方向为 。

14．如图所示，在正的点电荷Q 的电场中有a 、b 两点，它们到点电荷Q 的距离12r r 。

（l ）a 、b 两点哪点电势高

（2）将一负电荷放在a 、b 两点，哪点电势能较大

（3）若a 、b 两点问的电势差为100V ，将二价负离子由a 点移到b 点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功做功多少

15.如图所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为-q 的油滴，从A 点以速度v 竖直向上射人电场.已知油滴质量为

m ，重力

加速度为g，当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大小恰为v/2，问:

(1)电场强度E为多大 (2)A点至最高点的电势差为多少

16.如图所示，一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量为＋q、质量为m

的方向的小球，可沿圆环作无摩擦的圆周运动.若小球经A点时速度v

A

=______.当小球运动到恰与电场垂直，且圆环与小球问沿水平方向无力的作用，则速度v

A

=______.

与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力F

B

17.如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强为E.在圆周平面内，将一带止电q的小球从a点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达c 点的小球动能最大.已知∠cab=30°，若不计重力和空气阻力，试求电场方向与直线ac间的夹角θ.

18.如图所示，有二根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量为m=-2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为-q 和＋q，q=×-7C、B之间用第三根线连接起来.其中存在大小为E=×106N／C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示.现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置.求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少(不计两带电小球间相互作用的静电力)

答案：

13．不张开，静电屏蔽，E ，水平向左

14．解：（1）由正点电荷的等势面特点可判断a 点的电势较高（2）可知Ua>Ub ，Uab>0，当把负电荷从a 点移往b 点，Wab= qUab<0,电场力做负功，电势能增加，负电荷在b 点电势能较大（3）若U ab ＝１００Ｖ，二价负离子电量ｑ＝－２×１．６×１０－１９Ｃ，将该离子从a 点移往b 点，电场力做功 W ab = qU ab ＝－３．２×１０－１７Ｊ，即克服电场力做功３．２×１０－１７Ｊ

15. (1)2q

mg

(2)8q

mv 2

16.

m

qEr

，6qE 17. 30°

18. 减少了×10-2J

高二物理静电场单元测试题

一、选择题（本题共10小题，每小题4分。在每个小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1.下列物理量中哪些与检验电荷无关（）

A.电场强度E

B.电势U

C.电势能ε

D.电场力F

2.真空中两个同性的点电荷q

1、q

2

,它们相距较近，保持静止。今释放q

2

且q

2

只在q

1

的

库

仑力作用下运动，则q

2

在运动过程中受到的库仑力（）

A.不断减小

B.不断增加

C.始终保持不变

D.先增大后减小

3.如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，两点的间距为L，场强大小分别为E和2E.则（）

A．该点电荷一定在A点的右侧

B．该点电荷一定在A点的左侧

C．A点场强方向一定沿直线向左

D．A点的电势一定低于B点的电势