第七章 静电场（综合训练）（安徽专用）（原卷版）

第七章静电场（考试时间：100分钟试卷满分：75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．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷(选择题，共42分)一、选择题(本题共10小题，共42分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8小题，每小题4分，只有一个选项符合题意；第9～10小题，有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选对而不全的得3分，错选或不选的得0分)1．（2025·河北·模拟预测）对教材中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（）A．甲图中，实验者可站立在地面上完成实验B．乙图中，“雷火炼殿”会导致殿内物品受损C．丙图中，导线外层包裹“金属外衣”为了防止尖端放电D．丁图中，锯条接电源负极，金属片接正极，瓶中烟尘最终被吸附到带正电的金属片上2．（2025·浙江宁波·三模）如图为一平行板电容器，电容为，、两极板的正对面积为，上半部分正对面积为且内部为空气，下半部分充满相对介电常数为的均匀介质，上、下两半部分可分别看成两个电容器，其电容分别为和。现给电容器充电，使A、B两极板带上等量异种电荷和。下列说法正确的是（）A．上、下两个电容器的电容和一定相等B．上、下两个电容器两极板间的电势差和一定相等C．上、下两个电容器两极板所带的电荷量和一定相等D．若电容器、两极板间均为空气，其电容一定变大3．【现代科技与学科知识结合】（2025·河北张家口·一模）口罩生产过程要运用静电纺丝技术，原理如图所示。收集板和喷口分别接高压电源的正、负极，高压电源使喷口和收集板带电进而产生强电场。在强电场作用下，带电聚合物溶液微粒从静止开始由喷口飞向收集板形成纳米无纺布。喷口带负电，可视为电荷量为的点电荷，收集板视为无限大带电平面，喷口到收集板的垂直距离为。忽略聚合物溶液微粒的重力，静电力常量为。下列说法正确的是（）A．聚合物溶液微粒从喷口向收集板运动过程中加速度增大B．聚合物溶液微粒从喷口向收集板运动过程中电势能增大C．收集板左侧表面上，电场强度方向垂直于收集板向左D．喷口到收集板垂直路径上的中点处的电场强度大小为4．（2025·安徽合肥·二模）如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，两块间距为d的平行金属板间为除尘区域，两板与恒定的高压直流电源相连。大量均匀分布的带负电粉尘均以速度平行于板射入除尘区域，粉尘碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整d可以改变除尘率（相同时间内被收集粉尘的数量与进入除尘区域粉尘的数量之百分比）。不计空气阻力、粉尘的重力及粉尘间的相互作用，忽略边缘效应。已知时，为36%，若要使为64%，则应将d调整为（）A． B． C． D．5．（2025·甘肃甘南·模拟预测）如图所示，水平方向上的、两点固定有两个点电荷，且两电荷所带电荷量的值相同，点为的中点，过点作水平线的垂线，一质量可忽略不计的正粒子只受电场力作用，运动轨迹过点，曲线、是该轨迹上的其中两段，图中的、两点关于点对称。下列说法正确的是（）A．、两点的点电荷均带正电B．过点虚线为等势线C．、两点的电场强度相同D．该正粒子经过点瞬间的速度不可能为06．（2025·安徽蚌埠·三模）如图（a）所示，有一电荷均匀分布的固定绝缘细圆环，圆心为O，轴线上的电场强度和电势分布如图（b）（c）所示。现有一带负电的粒子（重力不计）以初速度v0沿轴线由P运动到Q，OP＝OQ＝L。关于粒子由P运动到Q的过程分析，下列说法正确的是（）A．粒子一直加速B．静电力对粒子做功不为0C．粒子所受静电力先增大后一直减小D．粒子经Q点后可能在某处返回，也可能一直沿x轴正向运动7．（2025·安徽·模拟预测）如图所示，两个质量均为m、带等量异种电荷的绝缘小球a、b被两根轻质绝缘细线分别竖直悬挂，处于水平向右的匀强电场中，两个小球静止时在同一水平线上，两细线与竖直方向的夹角分别为α、β。剪断细线后，a球在匀强电场中下落h时速度大小为v。不计空气阻力的影响，重力加速度为g，两个小球运动过程中电荷量保持不变，下列说法正确的是（）A．两小球静止时，细线与竖直方向的夹角α一定不等于βB．剪断细线后，小球水平方向做匀加速运动C．当a球速度大小为v时，b球速度大小也为vD．从剪断细线到a球速度大小为v的过程中，两小球和匀强电场组成的系统电势能的减小量为8．图甲为平行放置的带等量异种电荷的绝缘环，一不计重力的带正电粒子以初速度从远离两环的地方（可看成无穷远）沿两环轴线飞向圆环，恰好可以穿越两环。已知两环轴线上的电势分布如图乙所示，若仅将带电粒子的初速度改为，其他条件不变，则带电粒子飞过两环过程中的最小速度与最大速度之比为（）A． B． C． D．9．【改编】（2025·安徽蚌埠·三模）两个带电小球a、b在光滑绝缘的水平面内沿同一直线运动，图为两小球的v－t图像，若在运动过程中a、b始终未接触，则下列说法正确的是（）A．两小球一定带同种电荷B．a球质量小于b球的质量C．时刻两球的电势能最大D．时间内两小球动能之和先变大后变小10．【改编】（2025·黑龙江大庆·模拟预测）长为的绝缘轻细线一端连接质量为、电荷量为的带正电小球，另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的点，整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场，带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动，俯视图如图甲所示，为轨迹圆的一条直径。以点为起始点，小球运动过程中的电势能与小球运动的路程之间的关系如图乙所示，其中。下列说法正确的是（）A．小球做简谐运动B．B．从点到点电场力对小球不做功C．小球运动过程中速度的最小值为D．小球运动过程中所受细线拉力的最大值为第Ⅱ卷(非选择题，共58分)二、填空题(本题共2小题，共15分)11．(6分)（2025·福建泉州·模拟预测）密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电，落入两块相互平行的极板MN之间（M板带正电、N板带负电），透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。根据观测数据算出油滴的质量，再根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡，可计算出油滴所带的电荷量。(1)若P为从显微镜中观察到的悬浮油滴，则可推知P带电荷。（选填“正”或“负”）(2)已知极板M、N之间的距离为d，电压为U，则两板之间的电场强度E的大小为。(3)油滴P可视为球体，并测得其半径为R，已知油的密度为ρ，重力加速度为g，极板M、N之间的距离为d，电压为U，则该油滴的电荷量q=。（提示：球的体积公式）12．(9分)（2025·吉林长春·模拟预测）电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：电容器C（额定电压10V，电容标识不清）；电源E（电动势12V，内阻不计）；电阻箱（阻值）；滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）；电压表V（量程15V，内阻很大）；发光二极管、，开关、，电流传感器，计算机，导线若干。回答以下问题：(1)按照图甲连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为V（保留1位小数）。(2)继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8.0V时，开关掷向1，得到电容器充电过程的图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为C（结果保留2位有效数字）。(3)本电路中所使用电容器的电容约为F（结果保留2位有效数字）。(4)电容器充电后，将开关掷向2，发光二极管（填“”或“”）闪光。三、计算题(本题共3小题，共43分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)13．(10分（2025·甘肃庆阳·三模）飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的n价正离子，自A板小孔进入A、B平行板间的加速电场，从B板小孔射出后沿半径为R的半圆弧轨迹通过电场方向指向圆心的静电分析器，再沿中线方向进入C、D平行板间的偏转电场区，能通过偏转电场的离子可被移动的探测器接收。已知元电荷电荷量为e，所有离子质量均为m，A、B板间电压为U0，C、D极板的长度为L。不计离子重力及进入A板时的初速度。(1)求出价位n=1的正离子从B板小孔射出时的速度大小；(2)若要使各个价位的所有离子均能被探测器接收，求出C、D板间的偏转电压U1的大小与C、D板间的距离d满足的关系式。14．（15分）（2025·四川成都·二模）如图所示，在坐标系xOy中，x轴水平向右，y轴竖直向下，在区域内存在与x轴平行的匀强电场未画出，一带正电小球的质量为m，从足够高的原点O沿x轴正向水平抛出，从A点进入电场区域时速度与水平方向夹角，后从C点离开电场区域，其运动的轨迹如图所示，B点是小球在电场中向右运动的最远点，B点的横坐标xB=3L。小球可视为质点，电荷量始终不变，重力加速度为g，不计空气阻力。求：(1)小球在OA段与在AB段运动的时间之比；(2)小球从原点O抛出时的初速度大小；(3)小球在电场中运动的最小动能。15．(18分)（2025·广西南宁·模拟预测）如图所示，水平地面上放置一长度、质量的绝缘不带电长木板。一可视为质点、质量、带电量的小物块放在木板上，小物块到木板右端距离。在距木板右端的虚线右侧，存在宽