高考物理創(chuàng)新大一輪（基礎(chǔ)課能力課實(shí)驗(yàn)課）版第七章靜電場章末檢測（七）

章末檢測(七)(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共計(jì)36分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)1.(2017·江蘇常州市檢測)復(fù)印機(jī)的核心部件是有機(jī)光導(dǎo)體鼓，它是在一個(gè)金屬圓柱表面涂覆一層有機(jī)光導(dǎo)體OPC(沒有光照時(shí)OPC是絕緣體，受到光照時(shí)變成導(dǎo)體)制成的。復(fù)印機(jī)的基本工作過程是：(1)在暗處的有機(jī)光導(dǎo)體鼓和一個(gè)金屬絲電極之間加上高電壓，金屬絲附近空氣發(fā)生電離，使轉(zhuǎn)動(dòng)鼓體均勻帶上正電；(2)文件反射的強(qiáng)光通過光學(xué)系統(tǒng)在鼓上成像，鼓上形成“靜電潛像”；(3)鼓體轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過墨粉盒，潛像將帶相反電荷的墨粉吸引到鼓體帶電部位；(4)鼓體繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過復(fù)印紙，帶電復(fù)印紙又將墨粉吸引到復(fù)印紙上。以下說法正確的是()A.步驟(1)中發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象B.步驟(2)中發(fā)生了局部導(dǎo)電現(xiàn)象C.步驟(3)中發(fā)生了靜電平衡現(xiàn)象D.步驟(4)中發(fā)生了靜電屏蔽現(xiàn)象解析步驟(1)過程不是靜電感應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；步驟(2)過程發(fā)生了局部導(dǎo)電現(xiàn)象，選項(xiàng)B正確；步驟(3)中有電荷的移動(dòng)，沒有發(fā)生靜電平衡現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；步驟(4)中不是靜電屏蔽現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B2.如圖1所示為電場中的一條電場線，在該電場線上有a、b兩點(diǎn)，用Ea、Eb分別表示這兩處的電場強(qiáng)度的大小，則()圖1A.a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相反B.因?yàn)殡妶鼍€由a指向b，所以Ea>EbC.因?yàn)殡妶鼍€是直線，所以Ea＝EbD.因不清楚a、b兩點(diǎn)附近的電場線分布情況，所以不能確定Ea、Eb的大小關(guān)系解析由電場線方向可知a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向都向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；僅一條電場線無法比較電場線的疏密程度和電場強(qiáng)度大小關(guān)系，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D3.(2017·南京一模)如圖2所示，兩根等長帶電棒放置在第一、二象限，其端點(diǎn)在兩坐標(biāo)軸上，棒與坐標(biāo)軸圍成等腰直角三角形。兩棒帶電量相等，且電荷均勻分布，此時(shí)O點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為E。撤去其中一根帶電棒后，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小變?yōu)?)圖2A.eq\f(E,2) B.eq\f(\r(2),2)E C.E D.eq\r(2)E解析兩根等長帶電棒等效成兩個(gè)正點(diǎn)電荷如圖所示，兩正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小為E＝eq\r(2)E1，故撤走一根帶電棒后，在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為E1＝eq\f(E,\r(2))＝eq\f(\r(2)E,2)，故選項(xiàng)B正確。答案B4.(2017·江蘇省連云港市、宿遷市、徐州市高三第三次模擬考試)某靜電除塵設(shè)備集塵板的內(nèi)壁帶正電，設(shè)備中心位置有一個(gè)帶負(fù)電的放電極，它們之間的電場線分布如圖3所示，虛線為帶電煙塵顆粒(重力不計(jì))的運(yùn)動(dòng)軌跡，A、B是軌跡上的兩點(diǎn)，C點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)于放電極對稱。下列說法正確的是()圖3A.A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢B.A點(diǎn)電場強(qiáng)度小于C點(diǎn)電場強(qiáng)度C.煙塵顆粒在A點(diǎn)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)的動(dòng)能D.煙塵顆粒在A點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能解析根據(jù)電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小，可知A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于C點(diǎn)電場強(qiáng)度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)等勢線與電場線處處垂直，畫出豎直中心軸線上A點(diǎn)的等勢點(diǎn)，再根據(jù)沿著電場線的方向電勢逐漸降低，可得A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢，選項(xiàng)A正確；由運(yùn)動(dòng)軌跡知，煙塵顆粒帶負(fù)電，故由A到B電場力做正功，動(dòng)能增大，電勢能減小，故煙塵顆粒在A點(diǎn)動(dòng)能小于B點(diǎn)動(dòng)能，在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案A5.(2017·江蘇如皋市教學(xué)質(zhì)量調(diào)研)如圖4所示，平行板a、b組成的電容器與電池E連接，平行板電容器P處固定放置一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，平行板b接地?，F(xiàn)將電容器的b板向下稍微移動(dòng)，則()圖4A.點(diǎn)電荷所受電場力增大B.點(diǎn)電荷在P處的電勢能減少C.P點(diǎn)電勢減小D.電容器的電荷量增加解析b板下移后，電容減小，極板間電壓不變，由Q＝UC知，極板帶電荷量減少，D錯(cuò)誤；極板間電壓不變，極板間距增大導(dǎo)致內(nèi)部場強(qiáng)減小，點(diǎn)電荷所受電場力減小，A錯(cuò)誤；根據(jù)U＝Ed，場強(qiáng)E的減小導(dǎo)致P處與上極板間電勢差減小，P處的電勢升高，由于點(diǎn)電荷帶負(fù)電，所以點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能減少，B正確，C錯(cuò)誤。答案B6.(2017·木瀆中學(xué))物體原來靜止在水平地面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后又做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖5所示。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等。根據(jù)題目提供的信息，下列說法中正確的是()圖5A.物體的質(zhì)量m＝1kgB.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.6C.物體與水平面的最大靜摩擦力fmax＝12ND.在F為10N時(shí)，物體的加速度a＝2.0m/s2解析由圖可知，當(dāng)F＝7N時(shí)，a＝0.5m/s2，當(dāng)F＝14N時(shí)，a＝4m/s2，由牛頓第二定律得F－f＝ma，7－f＝0.5m，14－f＝4m，聯(lián)立解得m＝2kg，f＝6N，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；由f＝μmg，解得μ＝0.3，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由牛頓第二定律F－f＝ma，在F為10N時(shí)，物體的加速度a＝2.0m/s2，選項(xiàng)D正確。答案D二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題7分，共計(jì)28分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意。)7.(2017·江蘇南通一模)四個(gè)點(diǎn)電荷位于正方形四個(gè)角上，電荷量及其附近的電場線分布如圖6所示。ab、cd分別是正方形兩組對邊的中垂線，O為中垂線的交點(diǎn)，P、Q分別為ab、cd上的兩點(diǎn)，OP>OQ，則()圖6A.P點(diǎn)的電場強(qiáng)度比Q點(diǎn)的小B.P點(diǎn)的電勢比M點(diǎn)的低C.OP兩點(diǎn)間的電勢差小于OQ兩點(diǎn)間的電勢差D.一帶正電的試探電荷在Q點(diǎn)的電勢能比在M點(diǎn)大解析根據(jù)電場的對稱性知P點(diǎn)場強(qiáng)小于Q點(diǎn)場強(qiáng)，選項(xiàng)A正確；ab和cd是兩條等勢線，所以φP＝φQ，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；UOP＝UOQ＝0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于φQ>φM，所以正試探電荷在Q點(diǎn)電勢能大，選項(xiàng)D正確。答案AD8.(2015·江蘇高考)一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場，電場方向水平向左。不計(jì)空氣阻力，則小球()圖7A.做直線運(yùn)動(dòng)B.做曲線運(yùn)動(dòng)C.速率先減小后增大D.速率先增大后減小解析小球運(yùn)動(dòng)時(shí)受重力和電場力的作用，合力F方向與初速度v0方向不在一條直線上，小球做曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；將初速度v0分解為垂直于F方向的v1和沿F方向的v2，根據(jù)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，v1的大小不變，v2先減小后反向增大，因此小球的速率先減小后增大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案BC9.(2017·江蘇省蘇州市高三第一次模擬考試)如圖8所示，輕質(zhì)彈簧左端固定，置于場強(qiáng)為E、水平向左的勻強(qiáng)電場中。一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的絕緣物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從距彈簧右端L1處由靜止釋放后向左運(yùn)動(dòng)，彈簧被壓縮到最短時(shí)物體離釋放點(diǎn)的距離為L2。設(shè)物塊與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則從物塊釋放到彈簧壓縮至最短的過程中，下列說法中正確的是()圖8A.物塊動(dòng)能的最大值為(qE－μmg)L1B.物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一直增大C.彈簧彈性勢能的最大值為(qE－μmg)L2D.若物塊能彈回，則向右運(yùn)動(dòng)過程中最大速度的位置和向左運(yùn)動(dòng)時(shí)在同一點(diǎn)解析動(dòng)能最大的位置不是彈簧原長時(shí)，是在Eq＝F彈＋μmg的位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依題意電場力大于摩擦力，物塊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，除彈簧彈力以外的力做正功，系統(tǒng)機(jī)械能增大，選項(xiàng)B正確；根據(jù)能量關(guān)系有Ep＝EqL2－μmgL2，選項(xiàng)C正確；向左運(yùn)動(dòng)速度最大的位置滿足Eq＝F彈＋μmg，向右運(yùn)動(dòng)速度最大的位置滿足F彈′＝Eq＋μmg，對應(yīng)彈簧的形變量不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC10.(2017·南通、泰州、揚(yáng)州、淮安二模)如圖9所示，小物塊以初速度v0從O點(diǎn)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)從O點(diǎn)斜向上拋出一個(gè)速度大小也為v0的小球，物塊和小球在斜面上的P點(diǎn)相遇。已知物塊和小球質(zhì)量相等，空氣阻力忽略不計(jì)，則()圖9A.斜面可能是光滑的B.在P點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能大于物塊的動(dòng)能C.小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)離斜面最遠(yuǎn)D.小球和物塊到達(dá)P點(diǎn)過程中克服重力做功的平均功率相等解析設(shè)斜面的傾角為α，O點(diǎn)到P點(diǎn)的距離為L，小物塊沿斜面向上的加速度為a，則有L＝v0t－eq\f(1,2)at2。設(shè)小球的初速度與斜面的夾角為β，將小球的運(yùn)動(dòng)沿斜面和垂直斜面的方向進(jìn)行正交分解，有L＝v0tcosβ－eq\f(1,2)gt2sinα，兩式對比有a＞gsinα，則斜面粗糙，A項(xiàng)錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)過程中減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以在P點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能大于物塊的動(dòng)能，B項(xiàng)正確；小球運(yùn)動(dòng)到速度方向與斜面平行時(shí)離斜面最遠(yuǎn)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；小球和小物塊質(zhì)量相等，運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過程中，上升的高度相同，時(shí)間相同，根據(jù)公式P＝eq\f(mgh,t)，則克服重力做功的平均功率相等，D項(xiàng)正確。答案BD三、計(jì)算題(本題共2小題，共計(jì)36分。解答時(shí)請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。)11.(18分)如圖10所示，一條絕緣的擋板軌道ABC固定在光滑水平桌面上，BC為直線，長度為4R，AB是半徑為R的光滑半圓弧，兩部分相切于B點(diǎn)。擋板軌道處在水平的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度E＝8×102N/C，方向與BC夾角θ＝53°。一質(zhì)量m＝5×10－3kg、帶電荷量q＝＋5×10－4C的小滑塊從C點(diǎn)由靜止釋放，已知小滑塊與BC擋板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，R＝0.4m，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。圖10(1)求小球在B點(diǎn)的速度大小；(2)若場強(qiáng)E與BC夾角θ可變，為使小球沿軌道運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度最大，求θ的取值以及小球在A點(diǎn)的速度大??；(3)若場強(qiáng)E與BC夾角θ可變，為使小球沿軌道運(yùn)動(dòng)且從A點(diǎn)沿切線飛出，求θ的正切值的取值范圍。解析(1)小球由C到B的過程，由動(dòng)能定理得(Eqcosθ－μEqsinθ)·4R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得vB＝eq\f(16\r(10),5)m/s。(2)θ＝0，小球與BC擋板的摩擦力為零，小球到B點(diǎn)的速度最大，且A、B等電勢，則小球在A點(diǎn)速度最大，根據(jù)動(dòng)能定理可得Eq·4R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)解得vA＝16m/s。(3)在A點(diǎn)不脫離軌道能沿切線飛出，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得Eqsinθ＋FN＝meq\f(veq\o\al(2,A),R)其中FN≥0小球由C到A的過程，由動(dòng)能定理得Eqcosθ(4R－2Rtanθ)－μEqsinθ·4R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)解得tanθ≤eq\f(8,7)所以，tanθ的取值范圍是0≤tanθ≤eq\f(8,7)。答案(1)eq\f(16\r(10),5)m/s(2)16m/s(3)0≤tanθ≤eq\f(8,7)12.(18分)(2017·江蘇徐州、宿遷、連云港、淮安四市高三模擬)如圖11甲所示，極板A、B間電壓為U0，極板C、D間距為d，熒光屏到C、D板右端的距離等于C、D板的板長。A板O處的放射源連續(xù)無初速地釋放質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子，經(jīng)電場加速后，沿極板C、D的中心線射向熒光屏(熒光屏足夠大且與中心線垂直)，當(dāng)C、D板間未加電壓時(shí)，粒子通過兩板間的時(shí)間為t0；當(dāng)C、D板間加上圖乙所示電壓(圖中電壓U1已知)時(shí)，粒子均能從C、D兩板間飛出，不計(jì)粒子的重力及相互間的作用。求：圖11(1)C、D板的長度L；(2)粒子從C、D板間飛出時(shí)垂直于極板方向偏移的最大距離；(3)粒子打在熒光屏上區(qū)域的長度。解析(1)粒子在A、B板間有qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)在C、D板間有L＝v0t0解得L＝t0eq\r(\f(2qU0,m))(2)粒子從nt0(n＝0、2、4……)時(shí)刻進(jìn)入C、D間，偏移距離最大，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)偏移距離y＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,0)加速度a＝eq\