【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第七章 静电场单元评估检测 新人教版.doc

第七章 静电场 单元评估检测 (60分钟 100分)一、选择题(本大题共12小题,每小题6分,共72分。每小题只有一个答案正确)1.m和n是两个不带电的物体,它们互相摩擦后m带正电1.610-10c,下列判断正确的是()a.在摩擦前m和n的内部没有任何电荷b.摩擦的过程中电子从n转移到mc.n在摩擦后一定带负电1.610-10cd.m在摩擦过程中失去1.610-10个电子2.(2011海南高考)关于静电场,下列说法正确的是()a.电势等于零的物体一定不带电b.电场强度为零的点,电势一定为零c.同一电场线上的各点,电势一定相等d.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加3.(2013青岛模拟)水平线上的o点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示。以水平线上的某点o为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是()a.b、e两点的电场强度相同b.a点电势等于c点电势c.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差d.电子沿圆周由d到b,电场力做正功4.(2013福州模拟)真空中存在范围足够大、竖直方向上的匀强电场,a、b为该匀强电场的两个等势面。现有三个质量相同、带同种等量电荷的小球a、b、c,从等势面a上的某点同时以相同速率v0分别沿竖直向下、水平向右和竖直向上方向开始运动,如图所示。经过一段时间,三个小球先后通过等势面b,则下列判断正确的是()a.等势面a的电势一定高于等势面b的电势b.a、c两小球通过等势面b时的速度相同c.开始运动后的任一时刻,a、b两小球的动能总是相等d.开始运动后的任一时刻,三个小球电势能总是相等5.如图所示,平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑片c相连接。电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场。在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下,若使滑动变阻器的滑片c上移,则关于电容器极板上所带电荷量q和电子穿过平行板所需的时间t的说法中,正确的是()a.电荷量q增大,时间t也增大b.电荷量q不变,时间t增大c.电荷量q增大,时间t不变d.电荷量q不变,时间t也不变6.(2013铜陵模拟)如图所示,曲线为电荷在匀强电场中的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,则下列说法正确的是()a.电荷在b点的电势能大于在a点的电势能b.该电场的方向水平向左c.b点的电势高于a点的电势d.电荷在电场中相同时间内速度的变化量不相同7.(2012江苏高考)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容c和两极板间的电势差u的变化情况是()a.c和u均增大b.c增大,u减小c.c减小,u增大d.c和u均减小8.(2012新课标全国卷改编)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()a.所受重力与电场力平衡b.电势能逐渐增加c.动能逐渐增加d.做匀速直线运动9.(2013泉州模拟)如图所示,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45,则下列结论中正确的是()a.此液滴带正电荷b.合力对液滴做的总功等于零c.液滴做匀加速直线运动d.液滴的电势能增大10.(2013阜阳模拟)如图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块p,将另一个带电小物块q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。设斜面足够长,则在q向上运动过程中()a.物块q的动能一直增大b.物块q的电势能一直增大c.物块p、q的重力势能和电势能之和一直增大d.物块q的机械能一直增大11.如图所示,有一带电粒子(不计重力)贴着a板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为u1时,带电粒子沿轨迹从两板右端连线的中点飞出;当偏转电压为u2时,带电粒子沿轨迹落到b板中间。设粒子两次射入电场的水平速度相同,则电压u1、u2之比为()a.18b.14c.12d.1112.某空间内有高度为d、宽度足够宽、方向水平向左的匀强电场。当在该空间内建立如图所示的坐标系后,在x轴上的p点沿y轴正方向连续射入质量和电荷量均相同、且带电性质也相同的带电粒子(粒子重力不计),由于粒子的入射速率v(v0)不同,有的粒子将在电场中直接通过y轴,有的将穿出电场后再通过y轴。设粒子通过y轴时,离坐标原点的距离为h,从p到y轴所需的时间为t0,则()a.由题中条件可以判断出粒子的带电性质b.对hd的粒子,h越大,t0越大c.对hd的粒子,在时间t0内,电场力对粒子做的功不相等d.对hd的粒子,h越大的粒子,电场力对粒子做的功越大二、计算题(本大题共2小题,共28分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(14分)如图所示,绝缘光滑轨道ab部分为倾角为30的斜面,ac部分为竖直平面内半径为r的圆轨道,斜面与圆轨道相切。整个装置处于场强为e、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量为m的小球,带正电荷量为q=3mg3e,要使小球能安全通过圆轨道,在o点的初速度应为多大?14.(14分)如图甲所示,边长为l的正方形区域abcd内有竖直向下的匀强电场,电场强度为e,与区域边界bc相距l处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与ab延长线交于o点。现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从a点沿ab方向以一定的初速度进入电场,恰好从bc边的中点p飞出,不计粒子重力。(1)求粒子进入电场前的初速度的大小。(2)其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从cd边的中点q飞出,求粒子从q点飞出时的动能。(3)现将电场分成aefd和ebcf相同的两部分,并将ebcf向右平移一段距离x(xl),如图乙所示。设粒子打在荧光屏上位置与o点相距y,请求出y与x的关系。答案解析1.【解析】选c。m和n都不带电,是指这两个物体都呈电中性,没有“净电荷”(没有中和完的电荷),也就是没有得失电子。但内部仍有相等数量的正电荷(质子数)和负电荷(电子数),故a错误。m和n摩擦后m带正电荷,说明m失去电子,电子从m转移到n,故b错误。根据电荷守恒定律,m和n这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0,摩擦后电荷量仍应为0,故c正确。电子带电荷量为-1.610-19c,摩擦后m带正电荷1.610-10c,由于m带电荷量应是电子电荷量的整数倍,所以m失去109个电子,故d错误。2.【解析】选d。电势是相对量,其大小与零势点的选取有关,沿同一电场线上的各点电势逐渐降低,故a、b、c均错误;负电荷受电场力方向与电场线方向相反,故沿电场线移动负电荷时电场力做负功,电势能增加,d正确。3.【解析】选c。由点电荷的电场分布特点可知,b、e两点的电场强度大小相等,但方向不同,故a错误。电势沿电场线方向降低,有ab,udb0,所以电场力做负功,故d错误。4.【解析】选b。由于电场线方向无法确定,故a、b等势面电势高低无法判断,a错。由功能关系知,由于a、c两小球初末位置相同,故电场力做功相同,则速度相同,b正确。在任一时刻,速度大小和方向可能不同,则小球动能和电势能可能都不相等,c、d错误。5.【解析】选c。滑动变阻器的滑片c上移,电容器两板间电压u增大,由q=cu可知,电容器带电量q增大,而电子穿过板间的时间t=,与板间电压无关,故时间t不变,c正确。6.【解析】选a。由电荷运动轨迹可判断电荷受电场力方向向左,所以由ab电场力做负功,电势能增加,因电荷电性未知,无法判断电场的方向与电势的高低,故a正确,b、c均错误。电荷在匀强电场中做匀变速运动,在相同时间内速度的变化量相同,故d错误。【变式备选】(2013九江模拟)在点电荷q的电场中,一个带正电的粒子的运动轨迹如图中实线所示。a、b两圆为两个等势面,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.粒子运动中,电场力先做负功后做正功c.粒子经过两等势面的动能ekaepb【解析】选b。由于粒子带正电,由题图轨迹可知点电荷q必带正电,故a错。在运动过程中电场力先做负功后做正功,故b对。由b到a的过程中电场力做正功,电势能减小,动能增大,故c、d错。7.【解析】选b。由c=rs4kd知,s和d不变,插入电介质时,r增大,电容增大,由c=qu可知:q不变时,c增大,则两板间的电势差u一定减小,故选b。8.【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)由直线运动的条件分析带电粒子的受力情况,并确定运动的性质。(2)由动能定理分析能量的变化情况。【解析】选b。分析带电粒子的受力情况,画出其受力图如图所示。可以看出其合力方向与其速度方向相反。所以,带电粒子在电场中做匀减速运动。电场力做负功,重力不做功,动能减少,电势能增加,故选项a、c、d错误,选项b正确。9.【解析】选c。液滴沿bd由静止开始运动,则合力必沿bd直线方向,且合力做正功,电场力应水平向右,所以液滴应带负电,故a、b错误;由题意可知电场力大小与重力大小相等,液滴做a=2g的匀加速直线运动,电场力做正功,电势能减小,故c正确,d错误。10.【解析】选d。由f库-mgsin=ma可知,物块沿斜面的加速度先向上逐渐减小,再沿斜面向下,逐渐增大,其速度先增大后减小,故物块q的动能先增大再减小,a错误;因电场力始终做正功,故电势能一直减小,物块q的机械能一直增大,b错误,d正确;因只有电场力、重力做功,物块的电势能、重力势能、动能之和守恒,又知动能先增大后减小,故重力势能和电势能之和先减小后增大,c错误。【总结提升】电场中功能关系的应用(1)若只有电场力做功,电荷的电势能与动能相互转化,两者之和守恒。(2)若只有电场力和重力做功,电荷的电势能、重力势能与动能相互转化,其总和守恒。(3)电场力做功与电荷电势能的变化相对应,电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加。(4)合外力对电荷所做的总功等于电荷动能的增量。11.【解析】选a。由题意可知,d2=12at2=12u1qdml2v02,d=12u2qdm(l2)2v02,由以上两式可推导出:u1u2=18,故a正确。12.【解析】选a。因粒子重力不计,粒子沿竖直方向做匀速直线运动,沿水平方向,在电场中向左偏转,说明粒子带正电,a正确。对hd的粒子,由xp=12eqmt2可知,粒子射入电场后到y轴的时间t0均相同,电场力做功w电=eqxp也相同,故b、c均错误;对hd的粒子,h越大的粒子,其初速度越大,在电场区域偏转的位移越小,电场力做功也越小,故d错误。13.【解析】小球先在斜面上运动,受重力、电场力、支持力,然后在圆轨道上运动,受重力、电场力、轨道作用力,如图所示,类比重力场,将电场力与重力的合力视为等效重力mg,大小为mg=(qe)2+(mg)2=23mg3(4分)tan=qemg=33,得=30(2分)等效重力的方向与斜面垂直指向右下方,小球在斜面上匀速运动,因要使小球能安全通过圆轨道,在圆轨道的等效“最高点”(d点)满足等效重力刚好提供向心力,即有:mg=mvd2r,(2分)因=30与斜面的倾角相等,由几何关系可知ad=2r(2分)令小球以最小初速度v0运动,由动能定理知:-mg2r=12mvd2-12mv02(2分)解得v0=103gr3,因此要使小球安全通过圆轨道,初速度应为v103gr3。(2分)答案：大于等于103gr3【总结提升】等效法的应用当我们研究某一新问题时,如果它和某一学过的问题类似,就可以利用等效和类比的方法进行分析。用等效法解本题的关键在于正确得出等效重力场,然后再利用对比正常重力场下小球做圆周运动的规律解题。14.【解题指南】解答本题时应把握以下三点:(1)明确粒子的电性和电场的分布情况;(2)电场力做功引起粒子动能的变化;(3)粒子射出电场时沿出射方向做匀速直线运动。【解析】(1)粒子在电场内做类平抛运动,水平方向:l=v0t,竖直方向:l2=12eqmt2,得v0=eqlm(3分)(2)其他条件不变,增大电场强度,从cd边中点q飞出与从bc边中点p飞出相比,水平位移减半,竖直位移加倍,根据类平抛运动知识y=12at2,x=v0t,则加速度为原来的8倍,电场强度为原来的8倍,电场力做功为w1=8eql(2分)