高考物理一轮复习 第六章 静电场章末检测卷.doc

第六章 静电场章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第812题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1a、b、c三点在同一直线上，abbc12，b点位于a、c之间，在b处固定一电荷量为q的点电荷当在a处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力为f；移去a处电荷，在c处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为()af/2bf/2cfdf【解析】若q为正电荷，由库仑定律知当a处放一电荷量为q的点电荷时，它所受电场力f，f的方向由c指向b；移去a处电荷，在c处放一电荷量为2q的点电荷，电场力f，方向也是由c指向b，则选项b正确若q为负电荷，由受力分析可知，b正确【答案】b2p、q两电荷形成的电场的电场线分布如图13所示，a、b、c、d为电场中的四个点一个离子从a运动到b(不计重力)，轨迹如图中虚线所示，则下列判断正确的是()图13a离子带正电bc点电势低于d点电势c离子在a点时的加速度大于在b点时的加速度d离子在a点时的电势能大于在b点时的电势能【解析】根据图中电场线方向可以判断出，p电荷带正电，q电荷带负电，由做曲线运动的物体受到的合力指向曲线的内侧，可以判断离子从a运动到b，受到的电场力与电场线方向相反，离子带负电，选项a错误；沿着电场线方向电势降低，c点电势高于d点电势，选项b错误；a点的电场线比b点的电场线密，所以离子在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力，则离子在a点的加速度大于在b点的加速度，选项c正确；离子从a点运动到b点，电场力做负功，电势能增大，在a点时的电势能小于在b点时的电势能，选项d错误【答案】c3(2014江苏南京、盐城二模)如图14所示，虚线表示某电场的等势面一带电粒子仅在电场力作用下由a点运动b点的径迹如图中实线所示粒子在a点的速度为va、电势能为epa；在b点的速度为vb、电势能为epb.则下列结论正确的是()图14a粒子带正电，vavb，epaepbb粒子带负电，vavb，epaepbc粒子带正电，vavb，epaepbd粒子带负电，vavb，epaepb【解析】由等势面的分布情况知，该电场的等势面是负的点电荷的电场的等势面，由粒子的运动轨迹可知，该粒子带负电，且由a到b，电场力对粒子做负功，动能减少，电势能增加，故b项正确【答案】b4如图15所示，平行直线aa、bb、cc、dd、ee.分别表示电势4 v、2 v、0 v、2 v、4 v的等势面，若abbccdde2 cm，且与直线mn成30角，则()图15a该电场是匀强电场，场强垂直于aa，且指向右下b该电场是匀强电场，场强大小为e2 v/mc该电场是匀强电场，距c点距离为2 cm的所有点中，最高电势为4 v，最低电势为4 vd该电场是匀强电场，距c点距离为2 cm的所有点中，最高电势为2 v，最低电势为2 v【解析】由图中几何特点看出，等差等势面平行，应为匀强电场其电场线应垂直于等势面，且由高电势指向低电势，即垂直于aa并指向左上，如图中e，故不选a.由几何关系知：相邻等势面间的距离为d0.01 m、电势差为u2 v则场强为e200 v/m，故不选b.在图中以c点为圆心作半径为2 cm的圆，由几何关系知该圆恰好与4 v、4 v的两个等势面相切，故选c，不选d.【答案】c5如图16所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为u1的加速电场，经加速后从小孔s沿平行金属板a、b的中线射入，a、b板长为l，相距为d，电压为u2.则带电粒子能从a、b板间飞出应该满足的条件是()图16a.b.c.d.【解析】根据qu1mv2，再根据t和yat2()2，由题意知，yd，解得，故c正确【答案】c6如图17(a)所示，两个平行金属板p、q竖直放置，两板间加上如图17(b)所示的电压t0时，q板比p板电势高5 v，此时在两板的正中央m点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化假设电子始终未与两板相碰在0t81010 s的时间内，这个电子处于m点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是() (a)(b)图17a0t21010 sb21010 st41010 sc41010 st61010 sd61010 st81010 s【解析】选向右为正方向，根据题图(b)作出粒子运动的vt图象如图所示，由图象可知正确选项为d.【答案】d7(2015长春调研)空间中有一匀强电场，在电场中建立如图18所示的直角坐标系oxyz，m、n为电场中的两个点m点坐标为(0，a,0)，n点坐标为(a,0，a)，已知电场强度大小为e，方向平行于平面xoy，且与x轴正方向夹角为45，现将一电荷量为q的试探电荷由m点沿某一路径移至n点，在此过程中，电场力做的功为()图18a.qeab.2qeac.qead.qea【解析】本题考查静电场，意在考查考生对匀强电场中静电力做功的计算及匀强电场中等电势点的确定匀强电场场强方向平行于平面xoy，过n点作平面xoy的垂直，垂足记为n1，n1与n等电势在平面xoy内过m点和n1点作电场线的垂线，垂足分别m1和n2，则m1、m等电势，n2、n1、n等电势将一电荷量为q的试探电荷由m点沿某一未知路径移至n点的过程中电场力做的功等于将其由m1沿某电场线方向移至n2过程电场力做的功根据几何关系，m1n2a，由weqd，计算可得选项c正确【答案】c8如图19所示，在xoy坐标系中以o为中心的椭圆上，有a、b、c、d、e五点，其中a、b、c、d为椭圆与坐标轴的交点现在椭圆的一个焦点o1固定一正点电荷，另一正试探电荷仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是()图19aa、c两点的电场强度相同bd点的电势大于b点的电势c正试探电荷沿虚线运动过程中在b点的动能大于在e点的动能d若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c，电场力先做负功后做正功，但总功为零【解析】由正点电荷电场线的分布及电场线方向与电势变化的关系可知，a、c两点的场强大小相等，但方向不同，b点电势小于d点电势正试探电荷由b点到e点的运动过程中，由w1q(be)可知，电场力(合力)做负功，动能减小，a错误，b、c正确；若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c，由w2q(ac)可知，过b点之前电场力做正功，过b点之后电场力做负功，整个运动过程中，电场力的总功为零，d错误【答案】bc9(2014济南针对性训练)如图20所示，两面积较大、正对着的平行极板a、b水平放置，极板上带有等量异种电荷其中a板用绝缘线悬挂，b板固定且接地，p点为两板的中间位置下列结论正确的是()图20a若在两板间加上某种绝缘介质，a、b两板所带电荷量会增大ba、b两板上的电荷分别在p点产生的电场的场强大小相等，方向相同c若将a板竖直向上平移一小段距离，两板间的电场强度将增大d若将a板竖直向下平移一小段距离，原p点位置的电势将不变【解析】由于平行板电容器是充电后断开的，因此平行板电容器所带电荷量是不变的，所以a选项错误；由于平行板电容器两板所带电荷量相等，再根据对称性可知，a、b两板上的电荷分别在p点产生的电场的场强大小相等，方向相同，因此b选项正确；当改变两板间距离时，根据e和c可知，改变板间距离时平行板电容器所带的电荷量不变，平行板电容器两板间的场强也不变，因此c选项错误；再根据ped0(设p点到b板的距离为d0)，又e不变，d0也不变，因此p也不变，故d选项正确【答案】bd10(2014长沙三模)在绝缘光滑的水平面上相距为6l的a、b两处分别固定正电荷qa、qb，两电荷的位置坐标如图21甲所示图21乙是ab连线之间的电势与位置x之间的关系图象，图中xl点为图线的最低点，若在x2l的c点由静止释放一个质量为m、带电荷量为q的带电小球(可视为质点)，下列有关说法正确的是() 甲乙图21a小球在xl处的速度最大b小球一定可以到达x2l点处c小球将以xl点为中心做往复运动d固定在a、b处的电荷的带电荷量之比为qaqb41【解析】由动能定理可知，电场力对小球做功最多时，小球获得的动能最大，由wqu可知，由x2l到xl两点的电势差最大，故到xl处时，小球的动能最大，速度也最大，a项正确；假设小球能够到达x2l处，但x2l与x2l两点的电势差小于零，且小球初动能为零，由动能定理可知，小球到x2l处的动能小于零，故假设错误，小球不可能到达x2l处，b项错；同理可以确定小球到达x0处动能大于零，故小球往复运动的中点不是xl处，c项错；小球到达xl处速度最大，说明小球在该点加速度为零，所受合外力为零，即qa、qb两电荷在该点对小球的作用力大小相等方向相反，即：kk，解得：4，d项正确【答案】ad11如图22所示，用长l0.50 m的绝缘轻质细线，把一个质量m1.0 g带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d5.0 cm，两板间电压u1.0103 v静止时，绝缘细线偏离竖直方向角，小球偏离竖直线的距离a1.0 cm.取g10 m/s2.则下列说法正确的是()图22a两板间电场强度的大小为2.0104 v/mb小球带的电荷量为1.0108 cc若细线突然被剪断，小球在板间将做类平抛运动d若细线突然被剪断，小球在板间将做匀加速直线运动【解析】设两板间的电场强度为e，根据匀强电场的场强和电势差的关系得e v/m2.0104 v/m，a项正确；小球静止时受力平衡，由平衡条件得qemgtan ，解得q.因为角很小，所以tan sin ，解得q1.0108 c，b项正确；细线剪断时，由于小球受到重力和电场力的合力为恒力，且小球初速度为零，故小球做初速度为零的匀加速直线运动，c项错、d项正确【答案】abd12如图23所示，在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成30斜向右上，在电场中有一质量为m、电量为q的带电小球，用长为l的不可伸长的绝缘细线挂于o点，当小球静止于m点时，细线恰好水平现用外力将小球拉到最低点p，然后无初速度释放，则以下判断正确的是()图23a小球再次到达m点时，速度刚好为零b小球从p到m过程中，合外力对它做了mgl的功c小球从p到m过程中，小球的机械能增加了 mgld如果小球运动到m点时，细线突然断裂，小球以后将做匀变速曲线运动【解析】小球从p到m的过程中，线的拉力不做功，只有电场力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，大小为mg，方向水平向右，所以小球再次到达m点时，速度最大，而不是零，选项a错小球从p到m过程中，电场力与重力的合力大小为mg，这个方向上位移为l，所以做功为mgl，选项b正确小球从p到m过程中，机械能的增加量等于电场力做的功，由于电场力为2mg，由p到m沿电场线方向的距离为dlsin 30lcos 30(1)，故电场力做功为2mgdmgl(1)，故选项c错误如果小球运动到m点时，细线突然断裂，小球的速度方向竖直向上，所受合外力水平向右，小球将做匀变速曲线运动，选项d正确【答案】bd二、非选择题(本题共4小题，共52分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)如图24所示，固定于同一条竖直线上的a、b是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为q和q，a、b相距为2d，mn是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为q(可视为点电荷，不影响电场的分布)，现将小球p从与点电荷a等高的c处由静止开始释放，小球p向下运动到距c点距离为d的o点时，速度为v，已知mn与ab之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g，求：图24(1)c、o间的电势差uc o；(2)o点处的电场强度e的大小；【解析】(1)小球由c运动到o时，由动能定理得mgdquc omv20解得：uc o(2)小球经过o点时所受电场力如图所示，由库仑定律得：f1f2k它们的合力为ff1cos 45f2cos 45o点处的电场强度e【答案】(1)uc o(2)e14(14分)如图25所示，长为l的轻质细线固定在o点，细线的下端系住质量为m、电荷量为q的小球，小球的最低点距离水平面的高度为h，在小球最低点与水平面之间高为h的空间内分布着场强为e的水平向右的匀强电场固定点o的正下方l/2处有一小障碍物p.现将小球从细线处于水平状态由静止释放图25(1)细线在刚要接触障碍物p时，小球的速度是多大？(2)细线在刚要接触障碍物p和细线刚接触到障碍物p时，细线的拉力发生多大变化？(3)若细线在刚要接触障碍物p时断开，小球运动到水平面时的动能为多大？【解析】(1)由机械能守恒定律得：mglmv2v(2)细线在刚要接触障碍物p时，细线拉力设为ft1，由牛顿第二定律得ft1mgm细线在刚接触到障碍物p时，细线的拉力设为ft2，由牛顿第二定律得ft2mgm可解得ft2ft12mg(3)细线断开后小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间t小球在水平方向做匀加速运动，运动的距离xvtt2小球运动到水平面的过程中，由动能定理得mghqexekmv2可解得ekmghmgl2qe.【答案】(1)(2)2mg(3)ekmghmgl2qe15(14分)(2015温州市联考)如图26所示为某一“电场抛射装置”的示意图相距为d的两正对平行金属板a、b竖直放置，两板间放置一内壁光滑的绝缘细直管cd，细管与水平面的夹角为37.一质量为m、带电荷量为q的带电小球从管口c处无初速度释放，经板间电场加速后从另一管口d射出，飞行一段距离恰好沿水平方向进入平台mn，其台面与c点的高度差也为d.重力加速度为g，sin 370.6，cos 370.8.求：图26(1)小球从管口d射出运动到平台所用的时间；(2)小球从管口d射出时的速度大小；(3)a、b两板之间的电势差【解析】(1)小球从d到m的运动相当于从m到d的平抛运动，竖直方向下落hddtan 37d/4.由hgt2，解得t.(2)vygt小球从管口d射