阶段性检测《静电场》

阶段性检测：《静电场》（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共8个小题，共48分，下列各题的四个选项中，第15题只有一项是符合题意，第68题有多个答案符合要求，全部选对得5分，选不全得3分，有错选得0分。）1．（2023·北京·统考高考真题）如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO=OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后（

）

A．做匀加速直线运动B．在O点所受静电力最大C．由E到O的时间等于由O到F的时间D．由E到F的过程中电势能先增大后减小【答案】C【详解】AB．带负电的点电荷在E点由静止释放，将以O点为平衡位置做简谐运动，在O点所受电场力为零，故AB错误；C．根据运动的对称性可知，点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间，故C正确；D．点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。故选C。2．（2023·浙江·统考高考真题）AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为、质量为的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），则（

）

A．MC距离为 B．电势能增加了C．电场强度大小为 D．减小R的阻值，MC的距离将变大【答案】B【详解】A．根据平衡条件和几何关系，对小球受力分析如图所示

根据几何关系可得联立解得剪断细线，小球做匀加速直线运动，如图所示

根据几何关系可得故A错误；B．根据几何关系可得小球沿着电场力方向的位移与电场力方向相反，电场力做功为则小球的电势能增加，故B正确；C．电场强度的大小故C错误；D．减小R的阻值，极板间的电势差不变，极板间的电场强度不变，所以小球的运动不会发生改变，MC的距离不变，故D错误。故选B。3．（2023·浙江·统考高考真题）某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从M点射入，沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上的N点射出，虚线处电场强度大小分别为E1和E2，则R1、R2和E1、E2应满足（）

A． B． C． D．【答案】A【详解】带电粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有联立可得故选A。4．（2023·湖南·统考高考真题）如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零，q>0，则三个点电荷的电荷量可能为（

）

A．Q1=q，，Q3=q B．Q1=－q，，Q3=－4qC．Q1=－q，，Q3=－q D．Q1=q，，Q3=4q【答案】D【详解】AB．选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，AB错误；C．设P、Q1间的距离为r，则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有解得而Q2产生的场强大小为

则P点的场强不可能为零，C错误；D．设P、Q1间的距离为r，则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有解得而Q2产生的场强大小为则P点的场强可能为零，D正确。故选D。5．（2023·浙江·高考真题）如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（

）A．在XX′极板间的加速度大小为B．打在荧光屏时，动能大小为11eUC．在XX′极板间受到电场力的冲量大小为D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切【答案】D【详解】A．由牛顿第二定律可得，在XX′极板间的加速度大小A错误；B．电子电极XX′间运动时，有vx=axt电子离开电极XX′时的动能为电子离开电极XX′后做匀速直线运动，所以打在荧光屏时，动能大小为，B错误；C．在XX′极板间受到电场力的冲量大小C错误；D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切D正确。故选D。6．（2023·山东·统考高考真题）如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（

）

A．点与点的电场强度大小相等B．点与点的电场强度方向相同C．点与点的电势差小于点与点的电势差D．将试探电荷由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小【答案】ACD【详解】D．将六棱柱的上表面拿出

由几何条件可知正电荷在OF中点K的场强方向垂直OF，则K点的合场强与OF的夹角为锐角，在F点的场强和OF的夹角为钝角，因此将正电荷从F移到O点过程中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D正确；C．由等量异种电荷的电势分布可知，，，因此C正确；AB．由等量异种电荷的对称性可知和电场强度大小相等，和电场强度方向不同，A正确B错误；故选ACD。7．（2023·海南·统考高考真题）如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中带正电，带负电，为边的四等分点，下列说法正确的是（

）

A．、两点电场强度相同 B．、两点电势相同C．负电荷在点电势能比在点时要小 D．负电荷在点电势能比在点时要大【答案】BC【详解】A．根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误；B．因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等，在C点的负电荷在MN两点的电势也相等，则MN两点电势相等，选项B正确；CD．因负电荷从M到O，因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M，则该力对负电荷做负功，C点的负电荷也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小。选项C正确，D错误。故选BC。8．（2023·全国·统考高考真题）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM=ON，则小球（

）

A．在运动过程中，电势能先增加后减少B．在P点的电势能大于在N点的电势能C．在M点的机械能等于在N点的机械能D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功【答案】BC【详解】ABC．由题知，OP>OM，OM=ON，则根据点电荷的电势分布情况可知φM=φN>φP则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且EpP>EpM=EpN则小球的电势能与机械能之和守恒，则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误、BC正确；D．从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。故选BC。二、非选择题（本题共5个小题，共52分，）9．（2023·安徽·校联考模拟预测）利用放电法可以测量电容器的电容，让充电后的电容器通过大电阻R放电，电流传感器A与计算机连接（未画出），记录放电电流随时间变化的图像，可用系统软件计算出电容器的带电量Q，Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C。（1）实验开始前先判断电容器的好坏：使用多用表的欧姆挡进行测量，把调零后的多用电表的红黑表笔分别接触电容器的两极板，观察到多用表指针先向右偏转较大角度，后又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是（填“好”或“坏”）的；（2）图甲、图乙为测量电容的两种电路原理图，学生电源应采用（填“直流”或“交流”）电源，先使开关S与1端相连，充电结束后，读出电压表的示数；然后把开关S与2端相连，测量出电容器的带电量Q，为了减小误差，在甲、乙两图中，应选图为测量电路。

（3）某同学选择了正确的实验电路图，经过实验操作获得如图丙所示的多组数据，其中第4组数据的Q未记录，但计算机显示了这次测量的It图像如图丁所示，由此可估算出Q=，请根据以上数据，在戊图中作出QU图像，并由图像可得该电容器的电容是F。（结果均保留两位小数）组别测量值123456U/V10.813.516.820.223.827.0Q/×103C0.861.091.221.932.15

【答案】好直流甲

【详解】（1）[1]使用多用表的电阻挡进行测量，多用表内有电源，先对电容器充电，有充电电流，会观察到多用表指针向右偏转较大角度；随着电容器逐渐充满电，充电电流逐渐减小，最终电容器相当于断路状态，指针又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是好的。（2）[2]学生电源应采用直流电源，因为电容器可以通过交流电，其电压不断变化，没法得出稳定的电压，故选直流电源。[3]当把开关与2端相连，电容器放电，图甲的所有电荷均通过电流表，测量准确，图乙中还有一部分电荷通过电压表，这部分电荷测不出来，故选甲图。（3）[4]由知，电荷量为图象与坐标横轴所围的面积，即面积为电容器在开始放电时所带的电荷量，由图象可知“面积”格数约40格，每小格相当于，所以电容器电压为时，电荷量[5]由表格数据描点作图，如图所示

[6]在图像中选取两个相距较远的点，计算出图线的斜率，即为电容器的电容10．（2023·天津·模拟预测）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路．电源电动势为，内阻可以忽略．单刀双郑开关先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2．实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况．

（1）开关改接2后，电容器进行的是（选填“充电”或“放电”）过程．此过程得到的图像如图2所示．如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将（选填“减小”、“不变”或“增大”）．（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为（3）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有（为电容器极板所带的电荷量，为两板的电势差）．A．

B．

C．

D．

【答案】放电不变575BD/DB【详解】（1）[1]开关改接2后，电容器进行的是放电过程；[2]因图像与坐标轴所围成的面积等于电容器的带电量，则如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。（2）[3]该电容器的电容为（3）[4]AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后来变化率减小，放电时，电荷量变化率刚开始比较大，后来变化率减小，故A错误、B正确；CD．根据且C不变可知，Q与U的变化情况相同，故C错误、D正确。故选BD。11．（2023·全国·统考高考真题）如图，等边位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，求（1）B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负；（2）C点处点电荷的电荷量。

【答案】（1），A、B、C均为正电荷；（2）【详解】（1）因为M点电场强度竖直向下，则C为正电荷，根据场强的叠加原理，可知A、B两点的电荷在M点的电场强度大小相等，方向相反，则B点电荷带电量为，电性与A相同，又点电场强度竖直向上，可得处电荷在点的场强垂直BC沿AN连线向右上，如图所示

可知A处电荷为正电荷，所以A、B、C均为正电荷。（2）如图所示

由几何关系即其中解得12．（2023·山西·统考高考真题）密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。（1）求油滴a和油滴b的质量之比；（2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。

【答案】（1）8:1；（2）油滴a带负电，油滴b带正电；4:1【详解】（1）设油滴半径r，密度为ρ，则油滴质量则速率为v时受阻力则当油滴匀速下落时解得可知则（2）两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，可知油滴a做减速运动，油滴b做加速运动，可知油滴a带负电，油滴b带正电；当再次匀速下落时，对a由受力平衡可得其中对b由受力平衡可得其中联立解得13．