【导与练】（浙江专用）高考物理大一轮总复习 配套章末检测 第六章 静电场（含解析）(1).doc

第六章检测试题(时间:60分钟满分:100分) 【测控导航】知识点题号1.库仑定律、电场强度1、2、32.电势能、电势、电势差5、7、10、113.电场线、等势面6、84.带电粒子在电场中的运动13、14、15、16、175.电容器、电容、示波管4、9、12一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分)1.(2013浙江金华十校期末联考)如图所示,(甲)是某电场中的一条电场线,a、b是这条线上的两点,一负电荷只受静电力作用,沿电场线从a运动到b,在这过程中,电荷的速度时间图线如图(乙)所示,比较a、b两点的电势的高低和电场强度e的大小,正确的是(b)a.ab,eab,ea=ebc.ab,eaebd.ab,综上可知,选项b正确.2.(2012年安徽理综)如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点o处的电势为0 v,点a处的电势为6 v, 点b处的电势为3 v, 则电场强度的大小为(a)a.200 v/mb.2003 v/mc.100 v/md. 1003 v/m解析:oa中点c的电势为3 v,连bc得等势线,作bc的垂线得电场线方向如图所示,由场强公式e=ud,通过计算得:e=200 v/m,故选项a正确.3.如图所示,在固定正点电荷q的电场中,一个正试探电荷q沿着一条电场线运动.已知试探电荷经过m点时的加速度是经过n点时的加速度的2倍,不计试探电荷的重力,则一定有(b)a.n点距q的距离是m点距q的距离的2倍b.n点距q的距离是m点距q的距离的2倍c.它经过m点时的速度是经过n点时的速度的2倍d.它经过m点时的速度是经过n点时的速度的2倍解析:由题意知am=2an,由牛顿第二定律f=ma知fm=2fn,又由f=kqqr2分析可知rqn=2rqm,a错误、b正确.尽管试探电荷q经过m点时的加速度是经过n点时的加速度的2倍,但在运动过程中加速度在变化,且初速度未知,故不能确定m和n点的速度大小关系,c、d错误.4.一带电小球悬挂在平行板电容器内部,闭合开关s,电容器充电后,悬线与竖直方向夹角为,如图所示.下列方法中能使夹角减小的是(c)a.保持开关闭合,使两极板靠近一些b.保持开关闭合,使滑动变阻器滑片向右移动c.保持开关闭合,使两极板远离一些d.断开开关,使两极板靠近一些解析:保持开关闭合,两极板间电压不变,使两极板靠近一些,板间场强变大,夹角增大,选项a错;使滑动变阻器滑片向右移动,不会影响板间电压,夹角不变,选项b错;使两极板远离一些,由e=ud可知,场强减小,夹角减小,选项c对;断开开关,使两极板靠近一些,板间场强不变,夹角不变,选项d错.电容器与电源相连接,电容器两极板间的电压不变,为电源电动势.电容器与电源断开,电容器电荷量不变,极板间场强不变.5.(2013安徽省安师大附中高三第一次摸底考试物理试卷)如图所示,a、b是真空中的两个等量异种点电荷,m、n、o是ab连线的垂线上的点,且aoob.一带负电的试探电荷仅受静电力作用,运动轨迹如图中实线所示,m、n为轨迹和垂线的交点,设m、n两点的电场强度大小分别为em、en,电势分别为m、n.下列说法中正确的是(b)a.点电荷a一定带正电b.em小于enc.mnd.此试探电荷在m处的电势能小于n处的电势能解析:此试探电荷受到的静电力一定指向运动轨迹的凹侧,再考虑到试探电荷带负电,点电荷b一定带正电,而点电荷a一定带负电,选项a错误;在图中ab连线的垂线上,从o点到无穷远处场强逐渐减小,所以em小于en,选项b正确;根据等势面的分布可知,mem=end.把另一自由电荷从m点静止释放,将沿mon做直线运动解析:中垂线mn是等势线,所以同一电荷在o、m、n三点的电势能相同,选项a正确;o、m、n三点的电场线方向均是垂直于中垂线指向负电荷的一侧,所以同一电荷在o、m、n三点的静电力方向相同,选项b正确;根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小,显然eoem=en,选项c正确;中垂线上的电场方向不沿中垂线,所以把另一自由电荷从m点静止释放后,该电荷不会沿mon做直线运动,选项d错误.7.(2013浙江省效实中学模拟)四个等量异种点电荷分别放置于正方形的顶点上,a、b分别为所在边的中点,如图所示.一点电荷从图中a点沿直线移到b点的过程中,下列说法正确的是(d)a.静电力对电荷做正功,电荷的电势能减小b.静电力对电荷做负功,电荷的电势能增加c.电荷所受的静电力先增加后减小d.电荷所受的静电力先减小后增加解析:根据点电荷电场强度公式和电场叠加原理,a、b两点的电场强度不为零,a、b两点连线的中点的电场强度为零,a、b两点连线上各点的电场强度方向均垂直于连线,所以点电荷从图中a点沿直线移到b点的过程中,电荷所受的静电力先减小后增加,静电力对电荷不做功,电荷的电势能不变,选项d正确.8.两个固定的等量异号电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中a点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中(c)a.做直线运动,电势能先变小后变大b.做直线运动,电势能先变大后变小c.做曲线运动,电势能先变小后变大d.做曲线运动,电势能先变大后变小解析:粒子在电场中所受静电力方向与速度方向不在一条直线上,所以粒子将做曲线运动;由于静电力先做正功后做负功,故电势能应先减小后变大,选项c正确.二、不定项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)9.在“研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验中,a、b两板带有等量异种电荷,a板与静电计连接,如图所示,实验中可能观察到的现象是(ad)a.使用静电计的目的是观察电容器两极板间电势差的变化情况b.增大a、b板间的距离,静电计指针张角变小c.把b板向上平移,静电计指针张角变小d.在a、b间放入厚玻璃板,静电计指针张角变小解析:静电计是用来测量电容器两极板间的电势差,从而研究电容器电容随电容器正对面积、两板距离、介电常数等因素的变化,故选项a正确;本实验中可认为电荷量q不变.由c=rs4kd、q=cu知,当两极板间的距离d增大时,电容c减小,两极板间的电势差u变大,静电计指针张角变大,故选项b错误;把b板向上平移,正对面积s减小,电容c减小,所以两极板间的电势差u增大,静电计指针张角变大,故选项c错误;在a、b间放入厚玻璃板,r增大,电容c变大,两极板间的电势差u减小,静电计指针张角变小,选项d正确.10.(2012烟台一模)如图所示,在y轴上关于o点对称的a、b两点有等量同种点电荷+q,在x轴上有一c点,且co=od,ado=60.下列判断中正确的是(bc)a.o点电场强度比d点电场强度大b.c点电势和d点电势相等c.若在c点放一点电荷-q,d点的电场强度将变为零d.若将一试探电荷+q由c点移到d点,电势能逐渐增大解析:o点电场强度为零,o点电场强度比d点电场强度小,选项a错误;由对称性可知,c点电势和d点电势相等,选项b正确;若在c点放一点电荷-q,由点电荷电场强度公式和电场叠加原理可知,d点的电场强度将变为零,选项c正确;若将一试探电荷+q由c点移到d点,静电力先做负功后做正功,电势能先逐渐增大后减小,选项d错误.11.(2013年天津理综)两个带等量正电的点电荷,固定在图中p、q两点,mn为pq连线的中垂线,交pq于o点,a为mn上的一点.一带负电的试探电荷q,从a点由静止释放,只在静电力作用下运动.取无限远处的电势为零,则(bc)a.q由a向o的运动是匀加速直线运动b.q由a向o运动的过程电势能逐渐减小c.q运动到o点时的动能最大d.q运动到o点时的电势能为零解析:两等量正点电荷在中垂线mn上的电场强度方向从o点向两侧沿中垂线指向无穷远处,场强大小从o点沿mn到无穷远处先变大后变小,因此负电荷由a点静止释放后,在变化的静电力作用下做变加速直线运动,选项a错误;由a到o静电力做正功,电势能减小,选项b正确;从a到o,静电力做正功,q的动能增大,越过o点后,静电力做负功,q的动能减小,因此在o点时,动能最大,选项c正确;o点的电势不为零,因此负电荷在o点时的电势能不为零,选项d错误.12.(2012辽宁重点中学协作体模拟)如图所示,两块较大的金属板a、b平行放置与一电源相连,s闭合后,两板间有一质量为m,带电荷量为q的油滴恰好处于静止状态,以下说法正确的是(ab)a.若将a板向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动, 中有ba的电流b.若将a板向左平移一小段位移,则油滴仍然静止, 中有ba的电流c.若将s断开,则油滴立即做自由落体运动, 中无电流d.若将s断开,再将a板向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动, 中有ba的电流解析:根据电路图可知,a板带负电,b板带正电,原来油滴恰好处于静止状态,说明油滴受到竖直向上的静电力刚好平衡其重力,即mg=eq;若将a板向上平移一小段位移,板间间距d变大,而两板间电压u不变,板间场强e=ud变小,油滴所受合力方向向下,所以油滴向下加速运动,再根据c=rs4kd可知,电容c减小,两板带电荷量q=cu也减小,电容器放电,所以中有ba的电流,选项a正确;若将a板向左平移一小段位移,两板间电压u和板间间距d都不变,所以板间场强e=ud不变,油滴受力平衡,仍然静止,但是两板的正对面积s减小了,根据c=rs4kd可知,电容c减小,两板带电荷量q=cu也减小,电容器放电,所以中有ba的电流,选项b正确;若将s断开,两板带电荷量保持不变,板间场强e也不变,油滴仍然静止,选项c错误;若将s断开,再将a板向下平移一小段位移,两板带电荷量q保持不变,两板间间距d变大,根据c=rs4kd,u=qc和e=ud可得,e=4kqrs,显然,两板间场强e不变,所以油滴仍然静止, 中无电流,选项d错误.三、填空题(共5分)13.(2012浙江五校联考)(5分)如图所示,一根长为l=1.5 m的绝缘细直杆mn,竖直固定在场强为e=1.0105 n/c、与水平方向成=37角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端m固定一个带电小球a,电荷量q= +4.510-6 c;另一带电小球b穿在杆上可自由滑动,电荷量q= +1.010-6 c,质量m=1.010-2 kg,与杆之间的动摩擦因数=0.1.现将小球b从杆的上端n静止释放,小球b开始运动.(静电力常量k=9.0109 nm2/c2.取g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8) (1)小球b开始运动时的加速度大小为;(2)小球b的速度最大时,距m端的高度h为;(3)若小球b在下落过程的最大速度为v=0.77 m/s,则从开始下落到速度达到最大的过程中,小球b的电势能改变了.解析:(1)开始运动时小球b受重力、库仑力、杆的弹力、静电力和摩擦力,沿杆方向运动,由牛顿第二定律得mg-kqql2-qesin -qecos =ma,解得a=g-kqql2m-qesin+qecosm代入数据解得a=1.4 m/s2.(2)小球b速度最大时合力为零,即kqqh2+qesin +qecos =mg,解得h=kqqmg-qesin-qecos,代入数据解得h=1.125 m.(3)小球b从开始运动到速度为v的过程中,设重力做功为w1,静电力做功为w2,库仑力做功为w3,摩擦力做功w4,根据动能定理有w1+w2+w3+w4=12mv2,w1+w4=(mg-qecos )(l-h),设小球的电势能改变了ep,则ep=-(w2+w3)=(mg-qecos )(l-h)-12mv23.1510-2 j.答案:(1)1.4 m/s2(2)1.125 m(3)3.1510-2 j四、计算题(共43分)14.(10分)如图所示,长l=1.2 m、质量m=3 kg的木板静止放在倾角为37的光滑斜面上,质量m=1 kg、带电荷量q=+2.510-4 c的物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数=0.1,所在空间加有一个方向垂直斜面向下、电场强度e=4.0104 n/c的匀强电场.现对木板施加一平行于斜面向上的拉力f=10.8 n.取g=10 m/s2,斜面足够长.求: (1)物块经多长时间离开木板;(2)物块离开木板时木板获得的动能.解析:(1)物块向下做加速运动,设其加速度为a1,木板的加速度为a2,则由牛顿第二定律对物块:mgsin 37-(mgcos 37+qe)=ma1(2分)对木板:mgsin 37+(mgcos 37+qe)-f=ma2(2分)又12a1t2-12a2t2=l(1分)得物块滑过木板所用时间t=2 s.(2分)(2)物块离开木板时木板的速度v2=a2t=32 m/s(2分)其动能为ek2=12mv22=27 j.(1分)答案:(1)2 s(2)27 j15.(2013辽宁模拟)(10分)如图所示,现在有一个小物块,质量为m=80 g,带上正电荷q=210-4 c.与水平的轨道之间的动摩擦因数=0.2,在一个水平向左的匀强电场中,e=103 v/m,在水平轨道的末端n处,连接一个光滑的半圆形轨道,半径为r=40 cm,取g=10 m/s2,求:(1)小物块恰好运动到轨道的最高点,那么小物块应该从水平轨道哪个位置释放; (2)如果在上小题的位置释放小物块,当它运动到p(半圆形轨道中点)点时对轨道的压力等于多少.解析:(1)物块能通过轨道最高点的临界条件是mg=mv2r(1分)解得v=2 m/s(1分)设小物块释放位置距n处为x,由动能定理得(qe-mg)x-mg2r=12mv2(2分)解得x=20 m,(1分)即小物块应该从水平位置距n为20 m处开始释放.(2)物块到p点时,由动能定理得:-mgr+qe(r+x)-mgx=12mvp2(1分)解得vp=14 m/s(1分)fn-eq=mvp2r(1分)解得fn=3 n,(1分)由牛顿第三定律可得物块对轨道的压力:fn=fn=3 n.(1分)答案:见解析16.(13分)如图(甲)所示是用来使带正电的离子加速和偏转的装置,(乙)图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟图.以y轴为界,左侧为沿x轴正向的匀强电场,电场强度为e.右侧为沿y轴负方向的另一匀强电场.已知oaab,oa=ab,且ob间的电势差为u0.若在x轴的c点无初速地释放一个