人教版高中物理選修3-1第一章靜電場模擬訓(xùn)練題2

1、 靜電場訓(xùn)練題一 2018.09.24使用一、單選題（本大題共12小題，共36.0分）1. 如圖，光滑絕緣水平面上相距3L的A、B兩點(diǎn)分別固定正點(diǎn)電荷Q1與Q2，與B點(diǎn)相距L的C點(diǎn)為連線上電勢最低處。若可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊在BC中點(diǎn)D處，以初速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，且始終在A、B之間運(yùn)動(dòng)。已知滑塊的質(zhì)量為m、帶電量為+q，則()A. 滑塊從D向B的運(yùn)動(dòng)過程中，電場力先做正功后做負(fù)功B. 滑塊沿BA方向運(yùn)動(dòng)過程中，電勢能先增加后減小C. A、B之間，場強(qiáng)為零的地方應(yīng)該有兩處D. 兩點(diǎn)電荷的電量之比為Q1：Q2=4：12. 如圖，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個(gè)套在圓環(huán)上可自由滑動(dòng)的空心帶電小球，

2、已知小球c位于圓環(huán)最高點(diǎn)，ac連線與豎直方向成60角，bc連線與豎直方向成30角，三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是()A. a、b、c小球帶同種電荷B. a、b小球帶異種電荷，b、c小球帶同種電荷C. a、b小球電量之比為36D. a、b小球電量之比為393. 如圖所示，帶正電小球A固定在絕緣豎直墻上，另一個(gè)帶正電、質(zhì)量為m的小球B用絕緣細(xì)繩拴住，小球B在重力、細(xì)繩拉力和小球A庫侖力的作用下靜止，且A、B兩球處于離地面高度為h的同一水平面上.現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，下列說法正確的是()A. 小球B從細(xì)繩剪斷瞬間起開始做平拋運(yùn)動(dòng)B. 小球B在細(xì)繩剪斷瞬間加速度等于gC. 小球B在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于

3、2hgD. 小球B落地的速度大于2gh4. 如圖甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電量分別為q和q，兩球間用絕緣細(xì)線連接，甲球用絕緣細(xì)線懸掛在天花扳上.在兩球所在空間有方向向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E.當(dāng)兩球平衡時(shí)細(xì)線被拉緊，此時(shí)的情景應(yīng)該是()A. B. C. D. 5. 如圖，在點(diǎn)電荷q的電場中，放著一塊帶有一定電量、電荷均勻分布的絕緣矩形薄板，MN為其對稱軸，O點(diǎn)為幾何中心.點(diǎn)電荷q與a、O、b之間的距離分別為d、2d、3d.已知圖中a點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，則帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小和方向分別為()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. 真空中相距為3a的兩個(gè)點(diǎn)電荷M、N，分別固定于x軸上x1=0和x2=3a的兩點(diǎn)上，在它們連線上各點(diǎn)場強(qiáng)E隨x變化關(guān)系如圖所示，以下判斷正確的是()A. x=2a處的電勢一定為零B. 點(diǎn)電荷M、N一定為同種電荷C. 點(diǎn)電荷M、N一定為異種電荷D. 點(diǎn)電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為2：17. 如圖所示為一正點(diǎn)電荷M和一金屬板N形成的電場線，a，b、c為電場中的三點(diǎn)，則下列說法正確的是A. a、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EaEcB. a、b兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為aEbEc，abcB. Ea=EbEc，a=bcC. Ea=Eb=Ec，a=b=cD. EaEcEb，a

5、bc11. 如圖所示，用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器，則下面關(guān)于驗(yàn)電器箔片的說法正確的是()A. 箔片張開B. 箔片不張開C. 帶電金屬球電量足夠大時(shí)才會(huì)張開D. 箔片張開的原因是金屬網(wǎng)罩感應(yīng)帶電產(chǎn)生的電場12. 如圖所示，水平放置的金屬板正上方放有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場)，從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端，在該運(yùn)動(dòng)過程中( )A. 小球先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)B. 小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)C. 小球的電勢能逐漸增加D. 靜電力對小球先做負(fù)功后做正功二、多選題（本大題共6小題，共24.0分）13. 在相距為

6、r的A、B兩點(diǎn)分別放上點(diǎn)電荷QA和QB，C為AB的中點(diǎn)，如圖所示，現(xiàn)引入帶正電的檢驗(yàn)電荷q，則下列說法正確的是()A. 如果q在C點(diǎn)受力為零，則QA和QB一定是等量異種電荷B. 如果q在AB延長線離B較近的D點(diǎn)受力為零，則QA和QB一定是異種電荷，且電量大小QAQBC. 如果q在AC段上的某一點(diǎn)受力為零，而在BC段上移動(dòng)時(shí)始終受到向右的力，則QA一定是負(fù)電荷，且電量大小QABD)，取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，由圖可知()A. B點(diǎn)電場強(qiáng)度為零B. Q1為負(fù)電荷，Q2為正電荷C. Q1電量一定大于Q2電量D. 將電子沿x軸從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力一直做正功17. 靜電場在x軸上的場強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所

7、示，x軸正向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷()A. 在x2和x4處電勢能相等B. 由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過程中電勢能增大C. 由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中電場力先增大后減小D. 由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中電場力先減小后增大18. 如圖所示，開口向上的半球殼上均勻分布有正電荷，A、B為球殼對稱軸上的兩點(diǎn)，且這兩點(diǎn)還關(guān)于開口處直徑對稱，已知帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，則關(guān)于A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)和電勢，下列說法正確的是()A. A點(diǎn)場強(qiáng)大于B點(diǎn)場強(qiáng)B. A點(diǎn)場強(qiáng)和B點(diǎn)場強(qiáng)相同C. A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢D. A點(diǎn)電勢和B點(diǎn)電勢相等三、計(jì)算題（本大題共4小題，共40.0分）19. 如圖所示，一帶電為

8、+q質(zhì)量為m的小球，從距地面高h(yuǎn)處以一定的初速水平拋出，在距拋出點(diǎn)水平距離為L處有根管口比小球略大的豎直細(xì)管，管的上口距地面h2.為了使小球能無碰撞地通過管子，可在管子上方整個(gè)區(qū)域內(nèi)加一水平向左的勻強(qiáng)電場，求：(1)小球的初速度；(2)應(yīng)加電場的場強(qiáng)；(3)小球落地時(shí)的動(dòng)能20. 如圖所示，ABC是固定在豎直平面內(nèi)的絕緣圓弧軌道，圓弧半徑為R.A點(diǎn)與圓心O等高，B、C點(diǎn)處于豎直直徑的兩端.PA是一段絕緣的豎直圓管，兩者在A點(diǎn)平滑連接，整個(gè)裝置處于方向水平向右的勻強(qiáng)電場中.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從管內(nèi)與C點(diǎn)等高處由靜止釋放，一段時(shí)間后小球離開圓管進(jìn)入圓弧軌道運(yùn)動(dòng).已知?jiǎng)驈?qiáng)電場的電場強(qiáng)度E

9、=3mg4q (g為重力加速度)，小球運(yùn)動(dòng)過程中的電荷量保持不變，忽略圓管和軌道的摩擦阻力.求：(1) 小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大??；(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力；(3)請通過計(jì)算判斷小球能否通過圓弧軌道上的C點(diǎn)。21. 如圖，勻強(qiáng)電場中有一半徑為r=10cm的光滑絕緣軌道，軌道平面與電場方向平行.一電荷量為q=+2109C的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對軌道壓力分別為Na=2106N和Nb=8106N.不計(jì)質(zhì)點(diǎn)重力，求：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大??？(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能各為多少？22. 如圖所示，水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道

10、BC平滑連接，圓弧的半徑R=0.4m.在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1.0104N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.1kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上A點(diǎn)處，AB兩點(diǎn)距離x=1.0m，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，速度恰好為零，已知帶電體所帶電荷量q=8.0105C，取g=10m/s2，求：(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度的大??；(2)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對圓弧軌道的壓力大??；(3)AC兩點(diǎn)之間的電勢差和A到C過程中發(fā)熱量答案和解析【答案】1. D2. D3. D4. A5. A6. B7. A8.

11、 C9. D10. D11. B12. B13. BCD14. BCD15. AD16. BCD17. BC18. BC19. 解：(1)要使小球無碰撞地通過管口，則當(dāng)它到達(dá)管口時(shí)，速度方向?yàn)樨Q直向下，從拋出到管口過程，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t滿足：h2=12gt2 水平方向，粒子做勻減速運(yùn)動(dòng)，減速至0 位移：L=v02t 解得：v0=2Lgh (2)水平方向，根據(jù)牛頓第二定律：qE=ma 又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：02v02=2as 解得：E=2mgLhq，方向水平向左(3)對小球從拋出到落地的全過程應(yīng)用動(dòng)能定理：即：mghqEL=EK12mv02 解得：EK=mgh 20. 解： (1)

12、小球從P運(yùn)動(dòng)到A的過程中，由動(dòng)能定理得：mg.2R+qER=12mv2B0解得：vB=11gR2 (2)小球在最低點(diǎn)B時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：FNmg=mvB2R 解得：FN=13mg2 則由牛頓第三定律得：小球?qū)A弧軌道的壓力大小為 (3)設(shè)小球能沿軌道到達(dá)C點(diǎn)，小球由P運(yùn)動(dòng)到C，根據(jù)動(dòng)能定理有qER=12mvc2在C點(diǎn)，由受力分析有mg+N2=mvc2R聯(lián)立以上兩式，整理得：N2=0假設(shè)成立，小球恰能沿軌道到達(dá)C點(diǎn)21. 解：(1)在b點(diǎn)：NbqE=mvb2r；在a點(diǎn)：Na+qE=mva2r；從a點(diǎn)到b點(diǎn)由動(dòng)能定理有：qE2r=12mva212mvb2 解得：E=NbNa6q=500v/m

13、 (2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Eka和Ekb，有：Eka=12mva2 Ekb=12mvb2 聯(lián)立得：Eka=5Na+Nb12r=1.5107J Ekb=5Nb+Na12r=3.5107J答：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小500V/m (2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)動(dòng)能為1.5107J和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為3.5107J22. 解：(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律：qE=ma 解得：a=qEm=8105C1104N/C0.1kgm/s2=8m/s2，設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度為vB，則：vB2=2ax，解得：vB=2ax=28m/s21m=4m/s；(2)設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓軌道B端時(shí)受軌道的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律：FNmg=mvB2R，解得：FN=mg+mvB2R=5N 根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對圓弧軌道B端的壓力大?。篎N=FN=5N；(3)AC兩點(diǎn)間的電勢差：UAC=E(x+R)=1.0104N/C(1m+0.4m)=1.4104V；設(shè)帶電體沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功為W摩，根據(jù)動(dòng)能定理：W電+W摩mg