2017-2021北京重点校高一(下)期末物理汇编：静电场章节综合

16/162017-2021北京重点校高一（下）期末物理汇编静电场章节综合一、多选题1．（2019·北京·101中学高一期末）把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（）A．导体内部场强为零B．A端的电势比B端的电势高C．A端的电势与B端的电势相等D．导体内部电场线从A端指向B端2．（2018·北京师大附中高一期末）如图所示，a、b是两个电荷量都为Q的正点电荷．O是它们连线的中点，P、P＇是它们连线中垂线上的两个点．从P点由静止释放一个质子，不计质子重力．下列判断正确的是A．质子将向O一直做加速运动，加速度一定是逐渐增大B．质子将向P＇一直做加速运动，加速度一定是逐渐减小C．质子将向P＇一直做加速运动，加速度可能是先增大后减小D．质子所经过的位置电势越来越低二、单选题3．（2019·北京·101中学高一期末）一带电小球在从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功7J，电场力做功2J，克服空气阻力做功0.5J，则下列判断正确的是（）A．动能增大9.5J B．机械能增大1.5JC．重力势能增大7J D．电势能增大2J4．（2020·北京·人大附中高一期末）如图是课本“用传感器观察电容器的放电过程”实验的原理电路图、实验装置图和计算机显示的电容器放电的电流随时间变化的图像（I-t图像）。实验开始时，电容器C不带电，将开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电过程可在短时间内完成。然后掷向2端，电容器通过电阻R放电。关于此实验，下列说法正确的是（）A．将开关S与1端相连的瞬间充电电流可能大于电源的短路电流B．充电过程中电容器C两端电压随时间变化关系与图丙相似C．增大R，其他条件不变，重复实验，放电的I-t图与时间轴之间的面积增大D．增大R，其他条件不变，重复实验，放电电流的最大值减小5．（2020·北京·人大附中高一期末）某同学设想了一个奇妙的静电实验。如图所示，在带电体C附近，把原来不带电的绝缘导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，小电动机便开始转动。接着再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分开，再和小电动机两接线柱接触。重复上述步骤，小电动机便能不停地转动。下列说法正确的是（）A．小电动机一直转动下去，成为永动机B．A、B相接触放在C附近时，A的电势高于B的电势C．A、B相接触放在C附近时，A内部中心点的场强大于B内部中心点的场强D．A、B相接触放在C附近，由于静电感应，A左端带负电B右端带正电6．（2021·北京·101中学高一期末）如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电势分别为φa、φb、φc关于、、的比较，下列说法正确的是（）A．， B．C． D．7．（2021·北京·101中学高一期末）场是物质的一种存在形式。如果某种场的场力做功与路径无关，在这种场中就可以引入“势能”的概念，势能的变化可以用场力做功来量度。静电力存在的空间称为静电场，由于静电力做功与路径无关，在静电场中可以引入“电势能”的概念；与之类似，重力存在的空间称为重力场，由于重力做功与路径无关，在重力场中也可以引入“重力势能”的概念，如图所示，真空中静止点电荷产生的电场中，A、B为同一条电场线上的两点，取无穷远处为电势能零点，电荷量为+q的检验电荷，在A点的电势能为，在B点的电势能为，则A、B两点间的电势差UAB等于（）A． B．C． D．8．（2018·北京师大附中高一期末）如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR=2RQ．则A．两点电荷带有同种电荷且q1=2q2B．两点电荷带有同种电荷且q1=4q2C．两点电荷带有异种电荷且q1=2q2D．两点电荷带有异种电荷且q1=4q29．（2019·北京·101中学高一期末）AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O．将电量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q（）A．应放在A点，Q=+2q B．应放在B点，Q=-2qC．应放在C点，Q=+q D．应放在D点，Q=+q10．（2019·北京师大附中高一期末）某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（）A．半径越大，加速度越大 B．半径越小，周期越大C．半径越大，角速度越小 D．半径越小，线速度越小三、解答题11．（2019·北京·101中学高一期末）如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，偏转电场的右端距离荧光屏的距离为l，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力．（1）求电子穿过A板时的速度大小v0；（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量y；（3）求OP的距离Y；（4）电子从偏转电场射出时的侧移量y和偏转电压U2的比叫做示波器的灵敏度，分析说明可采用哪些方法提高示波器的灵敏度．12．（2019·北京·101中学高一期末）如图所示，在水平向右场强为E的匀强电场中，有一质量为m、电荷量为q的点电荷从A点由静止释放，仅在电场力的作用下运动到B点，所用时间为t，求：（1）AB两点间距离；（2）A、B两点间的电势差；（3）点电荷从A点运动到B点过程中电场力对点电荷做的功．13．（2019·北京师大附中高一期末）竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，此时小球与右边金属板的距离为b，如图所示，重力加速度为g，求：（1）小球带电荷量是多少？（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？（3）碰到金属板时的速度是多大？14．（2018·北京师大附中高一期末）如图1所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零）．A板电势变化的规律如图2所示．将一个质量m=2.0×10－27kg，电量q=＋1.6×10－19C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力．求：(1)在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；(2)若A板电势变化周期T=1.0×10－5s，在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放，粒子到达A板时速度的大小；(3)A板电势变化周期多大时，在t=T/4时刻从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子恰能到达A板．15．（2019·北京·101中学高一期末）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m，电荷量为+q的小球.整个装置处于水平向右，场强大小为的匀强电场中．重力加速度为g.（1）当小球处于图中A位置时，保持静止状态．求细线与竖直方向之间的夹角θ（可以用三角函数表示）；（2）现把小球置于图中位置B处，使OB沿着水平方向，轻绳处于拉直状态．小球从位置B无初速度释放．不计小球受到的空气阻力．求小球通过最低点时的速度大小v．16．（2021·北京·清华附中高一期末）如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压加速，从A板中心孔沿中心线射出，然后进入两块平行金属板M、M形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为，M、N两板间的电压为，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e．求：（1）电子穿过A板时的速度大小v；（2）电子从偏转电场射出时的侧移量y；（3）电子从偏转电场射出时的偏转角θ（用正切值表示）。17．（2018·北京师大附中高一期末）在匀强电场中，将一电荷量为2×10－5C的正电荷由A点移到B点，电场力做功0.4J，已知A、B两点间距＝10cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，问：(1)在电荷由A移到B的过程中，电荷电势能变化了多少？(2)A、B两点间的电势差为多少？(3)该匀强电场的电场强度为多大？

参考答案1．AC【详解】枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度处处为零，导体是等势体，表面是等势面．A.导体内部场强为零，与结论相符，选项A符合题意；B.A端的电势比B端的电势高，与结论不相符，选项B不符合题意；C.A端的电势与B端的电势相等，与结论相符，选项C符合题意；D.导体内部场强为零，则无电场线可言，选项D不符合题意；2．CD【分析】a、b为两个等量的正点电荷，其连线中垂线上电场强度方向P→P′，质子从P点到P′点运动的过程中，电场力方向P→P′，但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不确定．PP′过程中，质子一直做加速运动，但加速度变化情况不确定．【详解】a、b是两个电荷量都为Q的正点电荷．O是它们连线的中点，从P点静止释放一个质子后将向运动，由于电场强度方向是P指向，则质子受到的电场力指向，所以质子做加速运动，由于电场强度的大小不定，从P到电场强度可能减小，也可能先增加后减小，也可能增加，所以加速度可能减小，也可能先增加后减小，也可能增加，沿电场线方向电势降低，即质子所经过的位置越来越低，CD正确．【点睛】等量同种正电荷电场中，在其中垂线上电场方向竖直向上，O点的电场强度为零，无穷远处电场强度为零，所以从O向两侧先增大后减小，沿电场线方向电势降低．3．B【详解】A.由动能定理可得，△EK=7J+2J-0.5J=8.5J，故A不符合题意；B.重力外之其它力做的总功等于机械能的增加量，机械能的增加量为2J-0.5J=1.5J，故B符合题意；C.重力做功7J，重力势能减小7J，故C不符合题意．D.电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，电场力做了2J的功，电势能减少2J，故D不符合题意；4．D【详解】A．电容器刚冲电时，两极板电压为0，可视为短路，所以将开关S与1端相连的瞬间充电电流等于电源的短路电流，故A错误；B．充电过程中电容器C的电荷量增大，两端电压随时间逐渐增大，所以充电过程中电容器C两端电压随时间变化关系与图丙不相似，故B错误；C．由于电容器电荷量一定，若将电阻换一个阻值较大电阻，所有电荷量将通过电阻R释放，只是图象更加平缓些，但总量不变，故C错误；D．将开关S与2端相连的瞬间放电电流最大，根据欧姆定律可知，增大R，其他条件不变，重复实验，放电电流的最大值减小，故D正确；故选D。5．D【详解】A．上述过程在把AB分开的过程中要克服AB之间的静电力做功，这是把机械能转化为电能，然后再把电能转化为机械能，因此还要外力做功消耗机械能，小电动机不能成为永动机，A错误；B．由于A、B相接触放在C附近，所以A和B是等势体，电势相等，B错误；C．A、B相接触放在C附近时，AB是等势体，内部合场强始终为零，则A内部中心点的场强等于B内部中心点的场强，C错误；D．A、B相接触放在C附近，由于静电感应，A左端带负电B右端带正电，D正确。故选D。6．D【详解】题目给出负点电荷产生电场的电场线分布图象，沿电场线方向电势降低，电场线依次经、、指向负点电荷，故点电势最低，点最高，故有，故选D。7．D【详解】A与B两点间的电势差为从A到B电场力做的功等于电势能的变化，则有得故选D。8．B【详解】已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，则两点带同种电荷，根据点电荷的电场强度公式得，，解得，B正确．9．D【详解】两个点电荷在O点产生的场强大小都为两个场强的方向互成120°，根据平行四边形定则，合场强大小为：，方向水平向右．所以放一个电荷在O点产生的场强大小为，方向水平向左，所以该电荷若在C点，为-q，若在D点，为+q，故D正确，ABC错误．10．C【分析】根据库仑定律求出原子核与核外电子的库仑力．根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律求出角速度，加速度，周期，线速度进行比较．【详解】根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得=ma=m=mω2r=，可得a=T=ω=v=A、半径越大，加速度越小，故A错误；B、半径越小，周期越小，故B错误；C、半径越大，角速度越小，故C正确；D、半径越小，线速度越大，故D错误．故选C．【点睛】能够根据题意找出原子核与核外电子的库仑力提供向心力，并列出等式求解．对于等效环形电流，以一个周期为研究过程求解．11．（1）（2）（3）（4）增加L、或者减小d以及减小U1均可增加灵敏度；【详解】（1）粒子在电场中加速，由动能定理可知：解得：（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，垂直电场方向：L=v0t则沿电场方向：侧移量：y＝at2联立解得：（3）由几何关系可知：得：（4）该示波器的灵敏度解得：则增加L、或者减小d以及减小U1均可增加灵敏度；12．（1）（2）（3）【详解】（1）设电荷受到的电场力为F，运动的加速度为a，在t时间内运动的距离为lAB，电场力对电荷做的功为W，电荷向右做匀加速直线运动，则由牛顿第二定律有F=qE=ma又lAB=at2解得（2）（3）由W=Fs，联立解得．设A、B两点间的电势差为UAB，则UAB=W/q，将代入可得13．（1）（2）（3）【详解】（1）小球受力平衡，则解得（2）剪断细线，则小球做匀加速直线运动，则水平方向：，其中，解得（3）水平速度：小