高考物理一轮复习 第7章 静电场 新人教版.doc

第七章静 电 场综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：60分钟一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。14题为单选，58题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1(2018武汉市部分名校测试)小球a固定于绝缘支座上、小球b用绝缘柄安装在可上下、左右移动的支架上，两个小球均带正电(可视为点电荷)，它们的位置关系如图所示，在下述操作中，a、b的电荷量均保持不变，则下列判断正确的是(b)a当b球仅水平向右缓慢移动时，a、b间的库仑力变大b当b球仅水平向右缓慢移动时，绝缘柄对b球作用力的方向可能水平向左c当b球仅竖直向下缓慢移至与a球处于同一水平面的过程中，绝缘柄对b球的作用力一直变小d当b球仅竖直向下缓慢移至与a球处于同一水平面的过程中，a、b间的电势能先增大后减小解析b球水平右移，两带电小球之间距离增大，库仑力减小，a项错误；绝缘柄对b球的力与b球所受重力和库仑力的合力等大反向，则由平行四边形定则可知，绝缘柄对b球的力可能水平向左，b项正确；又因为b球所受重力恒定不变，库仑力随两球距离减小而不断增大，且与重力的夹角不断减小，所以二者合力不断增大，故绝缘柄对b球的力不断增大，c项错误；b球下移过程中，库仑力做负功，两球间的电势能一直增大，d项错误。2(2018南昌市摸底调研)如图所示，平行板电容器与电动势为e的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，一带负电油滴被固定于电容器中的p点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则(c)a平行板电容器的电容变大b静电计指针张角变小c带电油滴的电势能减少d带电油滴受到的电场力不变解析由c可知，平行板电容器的电容c与两板间的距离成反比，与两板间的正对面积成正比，当平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离时，两板间的正对面积不变而距离增大，故电容c减小，所以选项a错误；静电计测量的是电容器两极板间的电势差，由于电容器与电源保持接通状态，因此两板间的电势差始终等于电源的电动势，则静电计的指针保持不变，选项b错误；在保持两板间电势差不变的情况下，随着两板间距离的增大，两板间的电场强度减小，故油滴所受电场力减小，又因为p点到上极板的距离不变，两板间场强减小，所以p点与上极板的电势差减小而与下极板的电势差增大(两极板间的电势差不变)，即p点的电势升高，由题意知油滴带负电，所以油滴的电势能减少，选项c正确，d错误。3(2018江西省南昌二中高三上学期第五次考试)在点电荷q的电场中，一金属球处于静电平衡状态，a为球内一点，b为球外表面上一点，则球上感应电荷在a点和b点所激发的附加场强ea和eb的方向在下列图中最可能正确的是(a)解析圆盘达到静电平衡后，圆盘内各点的合场强为零，感应电荷产生的电场强度与q产生的电场强度大小相等、方向相反，负电荷q在a点产生的场强方向指向q，则感应电荷激发的附加场强背离q；因球处于静电平衡时，球面是等势面，电场线与等势面垂直，故b点的合场强方向沿ob方向指向球外，而q在b点的场强沿bq方向，可知球面的感应电荷在b点的场强方向如a图所示，故a正确，bcd错误。故选a。4(2018长春市普通高中检测)如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，m、n为板间同一电场线上的两点。一带电粒子(不计重力)以速度vm经过m点向下运动，一段时间后返回，以速度vn经过n点向上运动，全过程未与下板接触，则(d)a粒子一定带正电b电场线方向一定竖直向上cm点的电势一定比n点的高d粒子在n点的电势能一定比在m点的大解析由题意知，两平行金属板的上下极板的电性不确定，所以粒子的电性也不确定，a错误；电场线方向也不确定，b错误；m、n两点间的电势关系也不确定，c错误；由图知粒子从m点到n点所受电场力方向一定向上，所以在此过程中，电场力做负功，电势能一定增大，即粒子在n点的电势能一定比在m点的大，d正确。5.如图所示，a、b两点固定两个等量异种点电荷q和q，o点为ab连线的中点，od是ab连线的中垂线，bc与od平行，aobobc。下列说法正确的是(cd)ad点的场强方向由d指向cb将一负电荷由o点移到d点，电场力做负功c将一正电荷由d点移到c点，正电荷的电势能降低dq在o点和c点产生的场强大小相等，方向相互垂直解析等量异种电荷连线的中垂面是等势面，电场强度方向相同，均由a指向b，所以d点的场强方向水平向右，选项a错误；将一负电荷由o点移到d点，因为在同一等势面上运动，电场力不做功，选项b错误；d点电势等于零，c点电势小于零，将一正电荷由d点移到c点，电场力做正功，正电荷的电势能降低，选项c正确；根据点电荷产生电场的原理ek知，q在o点和在c点产生的场强大小相等，q在o点产生场强方向向右，在c点产生的场强方向向上，方向相互垂直，选项d正确。6(2018湖北孝感月考)在光滑水平面上建立直角坐标系，设坐标原点的电势为零，沿x轴方向的电场强度e随x的变化如图所示。在坐标原点处放一质量为m0.2kg，电荷量为q2.0106c的小物块。现给小物块施加一沿x轴正方向大小为1.0n的恒力，小物块从静止开始运动，则(bc)ax1m处的电势为2.5vb小物块能运动到的最远位置坐标为x6mc小物块能运动到的最远位置电势最低值为3106vd小物块能运动到的最远位置电势最低值不能确定解析在ex图象中图线与坐标轴所围成的面积表示电势差的大小，即有011v2.5105v，所以12.5105v，选项a错误；分析小物块的受力可以知道小物块先加速后减速，设小物块能运动到的最远位置坐标为x，由动能定理有w合1.0xx(2.0106)0，解得x6m，选项b正确；由ex图可知，0x6v3106v，所以x3106v，选项c正确，d错误。7(2018无锡高三期中)如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力f将小球向下压至某位置静止。现撤去f，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为w1和w2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中(bd)a小球与弹簧组成的系统机械能守恒b小球的重力势能增加w1c小球的机械能增加w1mv2d小球的电势能减少w2解析由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故a选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加，增加量为w1，故b选项正确；小球增加的机械能等于重力势能的增加量与小球动能的增加量之和，即w1mv2，故c选项错误；根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，减少量为w2，故d选项正确。8(2018开封市高三定位考试)如图甲所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿两金属板中线射入两板间，0时间内微粒匀速运动，t时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。下列关于微粒在0t时间内运动的描述中正确的是(bcd)a末速度大小为v0b末速度沿水平方向c克服电场力做功为mgdd微粒只能从下极板边缘飞出解析在0时间内，微粒做匀速运动，则有mgqe0，在时间内，微粒以初速度v0做平抛运动，在时刻竖直向下的速度vy1，在t时间内，由2qe0mgma，可得ag，微粒竖直向上的加速度为g，在竖直方向微粒做初速度为vy的匀减速运动，vyvy10，t时刻微粒的速度大小为v0，方向水平，故只能从下极板边缘飞出，选项a错误，b、d正确；在0时间内，微粒沿电场方向的竖直位移为零，克服电场力做功为零；在时间内，电场力为零，克服电场力做功为零；在t时间内微粒沿电场方向的竖直位移为，克服电场力做功wq2e0mgd，选项c正确。二、非选择题(共2小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分)9(22分)(2018湖北省黄冈中学高三上学期理综测试)如图所示，倾角37的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，电场强度e103n/c，有一个质量为m3103kg的带电小球，以速度v1m/s沿斜面匀速下滑，求：(1)小球带何种电荷？电荷量为多少？(2)在小球匀速下滑的某一时刻突然撤去斜面，此后经t0.2s内小球的位移是多大？(g取10m/s2)答案：(1)正电2.25105c(2)0.32m解析(1)由于小球匀速运动，所受重力与电场力的合力和斜面对小球的支持力平衡，由图可知，小球必带正电，且tan，所以q2.25105c；从“等效重力场”观点看，实际上就是小球所受等效重力与斜面对小球的支持力平衡，故等效重力大小、等效重力加速度大小可分别表示为gmg，g。(2)撤去斜面后，小球仅受等效重力作用，且具有与等效重力方向垂直的初速度，所以小球做“平抛运动”(严格地讲是类平抛运动，这里只是为了方便说明和处理，以下带引号的名称意义同样如此。)，基本处理的方法是运动的分解。如图，小球在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做“自由落体运动”，则有：xvt；ygt2，其中v1m/s，t0.2s，gm/s212.5m/s2解得：y0.25m，所以t0.2s内的总位移大小为s0.32m10(30分)(2018江西省南昌二中高三上学期第五次考试)如图甲所示，一对平行金属板m、n长为l，相距为d，o1o为中轴线。当两板间加电压umnu0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场。某种带负电的粒子从o1点以速度v0沿o1o方向射入电场，粒子恰好打在上极板m的中点，粒子重力忽略不计。(1)求带电粒子的比荷；(2)若m、n间加如图乙所示的交变电压，其周期t，从t0开始，前内umn3u，后内umn1.5u，大量的上述粒子仍然以速度v0沿o1o方向持续射入电场，最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上，求u的值；(3)若m、n间加如图乙所示的交变电压，其周期t，大量的上述粒子仍然以速度v0沿o1o方向持续射入电场，最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上，求所有粒子在运动过程偏离中轴线最远距离的最小值与最大值之比。答案： (1)(2)(3)解析 (1)设粒子经过时间t0打在m板中点，沿极板方向有：v0t0垂直极板方向有：t计算得出：(2)粒子通过两板时间tt，从t0时刻开始，粒子在两板间运动时，每个电压变化周期的前三分之一时间内方向垂直极板的加速度大小为：a1；在每个电压变化周期的后三分之二时间内方向垂直极板的加速度大小为：a2。所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在tnt(n0,1,2,3)或tnt(n0,1,2,3)时刻进入电场的粒子恰好分别从极板右侧上、下边缘处飞出。它们在电场方向偏转的距离最大，则(a1)t可计算得出：u(3)在所