高中物理學(xué)考復(fù)習(xí)階段檢測卷6靜電場含答案

階段檢測卷(六)靜電場一、選擇題(本題共18小題,每小題3分,共54分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分)1.物理學(xué)引入“點電荷”概念,從科學(xué)方法上來說屬于()A.控制變量的方法B.觀察實驗的方法C.理想化模型的方法D.等效替代的方法2.M和N是兩個原來都不帶電的物體,它們互相摩擦后M帶1.6×10-10C正電荷,對此,下列判斷正確的是()A.在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷B.摩擦的過程中電子從M轉(zhuǎn)移到NC.摩擦的過程中,創(chuàng)造了1.6×10-10C的正電荷D.摩擦的過程中,消滅了1.6×10-10C的正電荷3.真空中Ox坐標(biāo)軸上的某點有一個點電荷Q,坐標(biāo)軸上A、B兩點的坐標(biāo)分別為0.2m和0.7m,如圖甲所示。在A點放一個帶正電的試探電荷,在B點放一個帶負電的試探電荷,A、B兩點的試探電荷受到靜電力的方向都跟x軸正方向相同,靜電力的大小F跟試探電荷電荷量q的關(guān)系分別如圖乙中直線a、b所示。下列說法正確的是()A.B點的電場強度大小為0.25N/CB.A點的電場強度的方向沿x軸負方向C.點電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3mD.點電荷Q是正電荷4.某電車使用“3V、12000F”石墨烯納米混合型超級電容器,下列說法正確的是()A.該電容最多能儲存72000C的電荷量B.該電容器的容量為36000A·hC.若30s能充滿電,則充電平均電流為1200AD.電容器隨著放電,電量逐漸減少到0,電容也會逐漸減少到05.口罩的熔噴布經(jīng)駐極處理后,對空氣的過濾增加靜電吸附功能。駐極處理裝置如圖所示,針狀電極與平板電極分別接高壓直流電源的正、負極,電壓恒定。針尖附近的空氣被接電源正極電離后,帶電粒子在靜電力作用下運動,熔噴布捕獲帶電粒子帶上靜電,平板電極表面為等勢面,熔噴布帶電后對原電極和電場的影響可忽略不計,下列說法正確的是()A.針狀電極上,針尖附近的電場較弱B.熔噴布上表面因捕獲帶電粒子將帶負電C.沿圖中虛線向熔噴布運動的帶電粒子,其加速度逐漸減小D.兩電極相距越遠,電場對帶電粒子做的功越多6.如圖所示是P、Q兩點電荷的電場中的電場線分布,a、b、c、d是電場中的四個點,一個不計重力的帶電粒子從a運動到b的軌跡如圖中曲線ab所示,則以下判斷正確的是()A.點電荷Q帶正電B.運動的帶電粒子帶正電C.b點電場強度大于d點電場強度D.試探電荷+q在c點的電勢能小于在d點的電勢能7.一重力不計的粒子在電場中的運動軌跡如圖中虛線所示,實線表示電場線,M、N是軌跡上的兩點,下列說法正確的是()A.能判斷粒子的電性B.能判斷M、N的速度方向C.能判斷M、N電勢的高低D.能判斷粒子在M、N點時電勢能的高低8.兩個分別帶有電荷量-Q和+5Q的相同金屬小球(均可視為點電荷),固定在相距為r的兩處,它們間庫侖力的大小為F,兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?r,則兩球間庫侖力的大小為()A.5F16 B.16F5 C.F9.如圖所示,光滑絕緣水平桌面上有A、B兩個帶電小球(可以看成點電荷),A球電荷量為+2q,B球電荷量為-q,由靜止開始釋放后A球加速度大小為B球的兩倍,不計空氣阻力,下列說法正確的是()A.A球受到的靜電力是B球受到靜電力的2倍B.A球的質(zhì)量是B球質(zhì)量的2倍C.A球受到的靜電力與B球受到的靜電力是一對平衡力D.A、B球相互靠近過程中加速度都增大10.真空中xOy平面直角坐標(biāo)系上的A、B、C三點構(gòu)成等邊三角形,邊長L=2.0m。若將電荷量均為q=+2.0×10-6C的兩點電荷分別固定在A、B點,已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,則下列判斷正確的是()A.兩點電荷間的庫侖力大小為9.0×10-2NB.兩點電荷間的庫侖力大小為9.0×10-4NC.C點的電場強度的大小為932×10D.C點的電場強度的大小為932×1011.如圖所示,在懸掛點O的正下方3L處固定一個點電荷A,另用一根長為L的不可伸長的絕緣細線懸掛一點電荷B,B靜止后與A的距離也為L,點電荷B質(zhì)點為m,則AB之間的庫侖力F的大小為()A.F=mg B.F=32C.F=33mg D.F=312.如圖所示,為可調(diào)電容器結(jié)構(gòu)圖,下列有關(guān)說法錯誤的是()A.動片完全旋出時電容最小,完全旋入時電容最大B.利用該電容器可制作測量角度的電容式傳感器C.為增大該電容器的電容,可在動片與定片之間充入某種非導(dǎo)電物質(zhì)作為電介質(zhì)D.可調(diào)電容器的定片必須接電源的正極,動片必須接電源的負極13.如圖所示為電子槍的工作原理,金屬絲加熱后可以發(fā)射電子,發(fā)射出的電子被加速電場加速,穿出金屬板上的小孔后,形成高速運動的電子束。其中加熱電源的電動勢為E,加速電壓為U。下列說法正確的是()A.加熱電源的正負不能接反B.加速電壓的正負不能接反C.加速電場的電場線從金屬絲發(fā)出,終止于金屬板D.電子被加速時,一定是沿著電場線運動的14.激光閃光燈的電路原理如圖所示,電壓為300V的電源向電容為6000μF的電容器C充電完畢后,通過外加高壓擊穿“火花間隙”間空氣,使電容器一次性向激光閃光燈放電,提供所有能量使閃光燈發(fā)出強光,則電容器放電過程釋放的電量和通過閃光燈的電流方向為()A.1.8C,向左 B.1.8C,向右C.2×10-8C,向左 D.2×10-4C,向右15.內(nèi)壁光滑絕緣的真空細玻璃管豎直放置,其A、B端分別固定一個帶電小球a和b,另一帶電的小球c(其直徑略小于管內(nèi)徑)位于AB的中點O,處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。三小球均帶正電,輕晃玻璃管后,可觀察到小球c會在O位置上、下附近的M、N點間運動。下列判斷正確的是()A.小球c在振動過程中機械能守恒B.小球a的電荷量等于小球b的電荷量C.小球c從O點運動到N點的過程中,靜電力做負功D.小球c從M點運動到O點的過程中,靜電力做正功16.一帶電小球從空中的a點運動到b點的過程中,重力做功為3J,靜電力做功為1J,克服空氣阻力做功0.5J,則下列判斷錯誤的是()A.a點動能比b點小3.5JB.a點重力勢能比b點大3JC.a點電勢能比b點小1JD.a點機械能比b點小0.5J17.如圖所示,電荷量分別為2q和-q(q>0)的點電荷固定在邊長為L的正方體的兩個頂點上,A是正方體的另一個頂點,如果點電荷2q、-q連線中點O的電場強度大小是E,則A點的電場強度大小是()A.14E B.24E C.3516E 18.如圖所示,空間某處為一勻強電場E和一場源正點電荷Q的復(fù)合場,在以Q點為圓心的同一圓周上,有a、b、c、d四點,其中a、c在同一豎直直徑上,b、d在同一水平直徑上,下列對這個復(fù)合電場的研究正確的是()A.a點的電場強度與c點的相同B.b點的電勢可能比d點高C.將一負電荷從a點沿圓弧經(jīng)b點移到c點,靜電力先做正功后做負功D.負電荷在a點的電勢能等于在c點的電勢能二、非選擇題(共5小題,共46分)19.(8分)電流傳感器可以像電流表一樣測量電流,不同的是反應(yīng)比較靈敏,可以和計算機相連直接顯示電流與時間的變化圖像。按如圖甲所示電路圖連接好實驗電路,開關(guān)S與2接通待充電完成后,開關(guān)S與1接通,電容器通過電阻放電,通過電阻R的電流方向為(選填“向左”或“向右”)。電流傳感器將電流信息傳入計算機,顯示出電流隨時間變化的I-t圖像如圖乙所示。根據(jù)圖乙估算出電容器全部放電過程中釋放的電荷量為C(保留三位有效數(shù)字)。

甲乙20.(8分)在“探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和所帶電荷量有關(guān)。他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點下方,如圖所示。實驗時,先保持兩球電荷量不變,使A球從遠處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大。(1)實驗表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的而增大,隨其所帶電荷量的而增大。

(2)此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是(選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”)。

(3)若A、B帶電荷量分別為+3Q和-Q,開始相距為2R時,它們間的庫侖力為F,將兩小球相互接觸后將其距離變?yōu)镽,則兩球間庫侖力的大小為。

21.(8分)如圖所示,把質(zhì)量為0.4g的帶電小球A用絲線吊起,若將電荷量為+4×10-8C的小球B靠近它,當(dāng)兩小球在同一高度且相距3cm時,絲線與豎直方向夾角為45°。g取10m/s2,則:(1)此時小球B受到的靜電力F的大小為多少?(2)小球A帶何種電荷?(3)小球A所帶電荷量大小是多少?22.(10分)如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,AB段為傾角θ=37°的粗糙傾斜軌道,BC段水平光滑,CD段是半徑為r=0.1m的光滑半圓,各段軌道均平滑連接。AB段軌道所在區(qū)域有電場強度大小為E0=4mg5q、方向垂直于傾斜軌道向下的勻強電場,BB'是電場邊界(垂直于傾斜軌道)。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小物塊(視為點電荷)在傾斜軌道上的A點由靜止釋放。已知A、B之間的距離為L=1m,傾斜軌道與小物塊之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,設(shè)小物塊電荷量保持不變,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g(1)求小物塊運動至B點的速度大小;(2)若勻強電場的電場強度E大小可以變化,為使小物塊通過圓軌道最高點,求E的最大值(結(jié)果用E0表示)。23.(12分)如圖所示,一帶電粒子比荷為qm=5.0×105C/kg,從靠近左極板的a點由靜止開始經(jīng)電壓為U=100V的電場加速后,垂直進入虛線PQ、MN間的勻強電場中,從MN上的某點b(圖中未畫出)離開勻強電場時速度與電場方向成45°角。已知PQ、MN間距離為d=(1)帶電粒子到達PQ位置時的速率v1;(2)PQ、MN間勻強電場的電場強度E的大小;(3)a、b兩點間的電勢差。

階段檢測卷(六)靜電場1.C2.B3.C解析由A處試探電荷的圖線可得,該處的電場強度為E1=F1q1=4×105N/C,方向水平向右,同理可得,B處的電場強度為E2=F2q2=0.25×105N/C,方向水平向左,A、B錯誤;由A、B的分析可知,點電荷Q應(yīng)為負電荷,且在A、B兩點之間,設(shè)到A點距離為l,由點電荷電場強度公式可得E1=kQl2=4×105N/C,E2=kQ(0.5-l)2=14×1054.C解析根據(jù)C=QU,Q=CU=12000F×3V=36000C,A錯誤;根據(jù)Q=It=36000C=10A·h,B錯誤;根據(jù)I=Qt=36000C30s=1200A,C5.C解析針狀電極上,電場線比較密,針尖附近的電場較強,A錯誤;針尖附近的空氣被接電源正極電離后,正電粒子在靜電力作用下向熔噴布運動,熔噴布捕獲帶電粒子帶上正電,B錯誤;由圖可知,靠近熔噴布電場較弱,帶電粒子受力較小,其加速度減小,C正確;針狀電極與平板電極間電壓恒定,根據(jù)W=Uq,電場做功恒定,與兩極間距離無關(guān),D錯誤。6.C解析根據(jù)電場線的方向,從P出發(fā),終止于Q,所以P帶正電、Q帶負電,故A錯誤;電荷所受靜電力指向軌跡內(nèi)側(cè),所以粒子在運動過程中受到P的吸引力,所以該粒子帶負電,故B錯誤;b點附近電場線比d點附近電場線密,故b點的電場強度大于d點的電場強度,故C正確;沿著電場線電勢一定降低,所以c點電勢大于d點的電勢,正電荷在電勢高處電勢能大,則試探電荷+q在c點的電勢能大于在d點的電勢能,故D錯誤。7.D解析根據(jù)曲線運動合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)可以判斷粒子大致的受力方向,但電場線的方向未知,不能確定電性,同時也不能判斷電勢高低,故A、C錯誤;運動軌跡與粒子從何處進入電場是無關(guān)的,粒子可能從M到N,也可能從N到M,所以無法確定M、N的速度方向,故B錯誤;若粒子先經(jīng)過M點再經(jīng)過N點,靜電力做正功,電勢能減小,粒子在M點電勢能比N點大,反之亦然,故D正確。8.C解析相距為r時,根據(jù)庫侖定律得F=k5Q·Qr2=k5Q2r2,接觸后,各自帶電荷量變?yōu)?Q,則此時有9.D解析A球受到的靜電力與B球受到的靜電力是相互作用力,大小相等,方向相反,A錯誤;因為兩球受力大小相等,但A球的加速度是B球的兩倍,所以根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知,A球的質(zhì)量為B球的12,B錯誤;平衡力必須作用在同一個物體上,C錯誤;A、B球相互靠近過程中,相互作用力越來越大,所以加速度都增大,D10.C解析由庫侖定律F=kq1q2r2得兩點電荷間的庫侖力大小為9.0×10-3N,A、B錯誤;由電場強度公式E=kQr2得到兩點電荷在C點產(chǎn)生的電場強度,經(jīng)矢量疊加后可求得C點的電場強度的大小為EC=2kqL2cos30°=11.C解析對B進行受力分析如圖所示。根據(jù)題意可知α等于30°,則F1=F,兩個力的夾角等于60°,根據(jù)平行四邊形定則可知,以F1、F為鄰邊做出的平行四邊形是菱形,則根據(jù)菱形特點可得mg2F=cos30°,則F=3312.D解析由題圖可知,動片完全旋出時,正對面積最小,此時電容最小,完全旋入時正對面積最大,電容最大,故A正確;因旋出與角度有關(guān),根據(jù)旋出面積可求出電容,故可以用其制作測量角度的電容式傳感器,故B正確;由決定式可知,加入介質(zhì)時可以增大電容,故C正確;平行板電容器不區(qū)分正負極,故不需要將定片接正極,故D錯誤。本題選錯誤的,故選D。13.B14.B解析根據(jù)Q=CU可知,電容器電荷量Q=300V×6000μF=1.8C,電容器放電電流與充電電流方向相反,通過閃光燈的電流方向向右,B正確。15.C解析小球在振動的過程中,除重力做功以外,還有靜電力做功,機械能不守恒,選項A錯誤;小球c開始靜止在O點,由重力和靜電力平衡,可知b球?qū)球的靜電力大于a球?qū)球的靜電力,則小球a的電荷量小于小球b的電荷量,選項B錯誤;小球c從O點運動到N點的過程中,由系統(tǒng)能量守恒可知,系統(tǒng)機械能減少,電勢能增加,靜電力做負功,選項C正確;小球c從M點運動到O點的過程中,系統(tǒng)重力勢能減少,動能增加,無法判斷機械能變化,故無法判斷靜電力做功情況,選項D錯誤。16.C解析合力做功等于動能的增加量,合力做功等于各個分力做的功,總功為3.5J,故動能增加3.5J,所以a點動能比b點小3.5J,故A正確;重力做功等于重力勢能的變化量,重力做功3J,重力勢能減小3J,所以a點重力勢能比b點大3J,故B正確;靜電力做功等于電勢能的變化量,靜電力做功1J,電勢能減小1J,所以a點電勢能比b點大1J,故C錯誤;除重力外的各個力做的總功等于機械能的增加量,除重力外,靜電力做功為1J,克服空氣阻力做功0.5J,故機械能增加0.5J,所以a點機械能比b點小0.5J,故D正確。本題選錯誤的,故選C。17.B解析根據(jù)幾何知識得O點到兩個電荷的距離都是d=32L,即O點電場強度為E=kqd2+k·2qd218.D解析a點與c點電場強度方向不同,A錯誤;正點電荷Q在b、d兩點產(chǎn)生的電勢相同,沿勻強電場E電場線方向電勢降低,由此可知b點電勢低,B錯誤;按C選項路徑移動負電荷,靜電力先做負功后做正功,C錯誤;a、c兩點的電勢相同,則負電荷在a點的電勢能等于在c點的電勢能,故D正確。19.答案向右2.88×10-3解析根據(jù)電源正負極位置可知電容器充電后上極板帶正電,所以其放電時通過電阻R的電流方向為向右。I-t圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電容器全部放電過程中釋放的電荷量,由圖乙可知q=nI0t0=36×0.2×10-3×0.4C=2.88×10-3