一輪單元訓練金卷高三物理卷第八單元 靜電場

一輪單元訓練金卷·高三·物理卷（A）第八單元靜電場注意事項：1、答題前,先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2、選擇題的作答：每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3、非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4、考試結束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。一、(本題共10小題,每小題6分,在每小題給出的四個選項中,第1～6題只有一項符合題目要求,第7～10題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1、如圖所示,A、B、C、D、E、F、G、H是圓O上的8個點,圖中虛線均過圓心O點,B和H關于直徑AE對稱,且∠HOB=90°,AE⊥CG,M、N關于O點對稱。現(xiàn)在M、N兩點放置等量異種點電荷,則下列各點中電勢和電場強度均相同的是()A.B點和H點B.B點和F點C.H點和D點D.C點和G點2、如圖所示,真空中有一個固定的點電荷,電荷量為＋Q。圖中的虛線表示該點電荷形成的電場中的四個等勢面。有兩個一價離子M、N(不計重力,也不計它們之間的電場力)先后從a點以相同的速率v0射入該電場,運動軌跡分別為曲線apb和aqc,其中p、q分別是它們離固定點電荷最近的位置。以上說法中正確的是()A.M一定是正離子,N一定是負離子B.M在p點的速率一定大于N在q點的速率C.M在b點的速率一定大于N在c點的速率D.M從p→b過程電勢能的增量一定大于N從a→q電勢能的增量3、研究與平行板電容器電容有關因素的實驗裝置如圖所示,下列說法正確的是()A.實驗前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電B.實驗中,只將電容器b板向上平移,靜電計指針的張角變小C.實驗中,只在極板間插入有機玻璃板,靜電計指針的張角變大D.實驗中,只增加極板帶電量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大4、空間存在一靜電場,電場中的電勢φ隨x(x軸上的位置坐標)的變化規(guī)律如圖所示,下列說法正確的是()A.x=4m處的電場強度可能為零B.x=4m處電場方向一定沿x軸正方向C.沿x軸正方向,電場強度先增大后減小D.電荷量為e的負電荷沿x軸從0點移動到6m處,電勢能增大8eV5、如圖所示,光滑絕緣的半圓形容器處在水平向右的勻強電場中,一個質量為m,電荷量為q的帶正電小球在容器邊緣A點由靜止釋放,結果小球運動到B點時速度剛好為零,OB與水平方向的夾角為θ=60°,則下列說法正確的是()A.小球重力與電場力的關系是B.小球在B點時,對圓弧的壓力為2qEC.小球在A點和B點的加速度大小相等D.如果小球帶負電,從A點由靜止釋放后,也能沿AB圓弧而運動6.如圖所示,在勻強電場中,場強方向與△abc所在平面平行,ac⊥bc,∠abc＝60°,eq\x\to(ac)＝0.2m。一個電荷量q＝1×10－5C的正電荷從a移到b,電場力做功為零；同樣的電荷從a移到c,電場力做功為1×10－3J。則該勻強電場的場強大小和方向分別為()A.500V/m、沿ab由a指向bB.500V/m、垂直ab向上C.1000V/m、垂直ab向上D.1000V/m、沿ac由a指向c7、將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是()A、保持U不變,將d變?yōu)樵瓉淼膬杀?則E變?yōu)樵瓉淼囊话隑、保持E不變,將d變?yōu)樵瓉淼囊话?則U變?yōu)樵瓉淼膬杀禖、保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?則U變?yōu)樵瓉淼囊话隓、保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?則E變?yōu)樵瓉淼囊话?、三個質量相等,分別帶正電、負電和不帶電的粒子,從帶電平行金屬板左側中央以相同的水平初速度v0先后垂直電場進入,并分別落在正極板的A、B、C三處,O點是下極板的左端點,且OC=2OA,AC=2BC,如圖所示,則下列說法正確的是()A.三個粒子在電場中運動的時間之比tA:tB:tC=2:3:4B.三個粒子在電場中運動的加速度之比aA:aB:aC=1:3:4C.三個粒子在電場中運動時動能的變化量之比EkA:EkB:EkC=36:16:9D.帶正、負電荷的兩個粒子的電荷量之比為7:209、如圖所示,傾角為α的光滑斜面下端固定一絕緣輕彈簧,M點固定一個質量為m、帶電量為﹣q的小球Q。整個裝置處在場強大小為E、方向沿斜面向下的勻強電場中。現(xiàn)把一個帶電量為+q的小球P從N點由靜止釋放,釋放后P沿著斜面向下運動。N點與彈簧的上端和M的距離均為s0。P、Q以及彈簧的軸線ab與斜面平行。兩小球均可視為質點和點電荷,彈簧的勁度系數(shù)為k0,靜電力常量為k。則()A.小球P返回時,可能撞到小球QB.小球P在N點的加速度大小為C.小球P沿著斜面向下運動過程中,其電勢能不一定減少D.當彈簧的壓縮量為時,小球P的速度最大10、如圖所示,空間中有勻強電場,在電場中做一個半徑為R的圓,使圓所在的平面平行于電場線(電場線未畫出),AB為一條直徑,在圓上A點有一個粒子發(fā)射器,能沿平行于圓面向各個方向發(fā)射動能相同的粒子,粒子會經(jīng)過圓周上不同的點,在這些點中,經(jīng)過C點的粒子的動能最大,不考慮粒子間的相互作用,∠A=30°。若已知電場強度的大小為E,粒子電荷量為+q(q>0),忽略粒子重力,下列說法正確的是()A.圓周上C點電勢最低B.電場線與AB夾角為60°C.若粒子在A點垂直電場方向發(fā)射,恰能落到C點,則初動能為D.若粒子在A點垂直電場方向發(fā)射,恰能落到C點,則初動能為二、(本題共4小題,共50分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11、(12分)如圖所示,一傾角θ=30°的固定光滑絕緣斜面,O、A、B是斜面上的三個點,O點在斜面底端,A點為OB的中點,OA長度的大小為d,O點固定一個帶正電的點電荷?，F(xiàn)有一個可視為質點的帶正電的滑塊從B點由靜止釋放,若釋放時滑塊在B點的加速度大小等于滑塊上滑經(jīng)過A點的加速度大小,點電荷周圍電場的電勢可表示為(取無窮遠處電勢為零,公式中k為靜電力常量,Q為場源電荷的電荷量,r為距場源電荷的距離),重力加速度g=10m/s2。求：(1)滑塊從B點下滑時的加速度；(2)滑塊從B點由靜止釋放后沿斜而下滑的最大距離。12、(12分)如圖所示,一條長為L的細線上端固定,下端拴一個質量為m,電荷量為q的小球,將它置于方向水平向右的勻強電場中,使細線豎直拉直時將小球從A點靜止釋放,當細線離開豎直位置偏角α＝60°時,小球速度為0。(1)求小球帶電性質和電場強度E；(2)若小球恰好完成豎直圓周運動,求小球在A點應有的初速度vA的大小(可含根式)。13.(12分)如圖所示,在豎直平面內有一矩形區(qū)域ABCD,長邊BA與水平方向成θ=37°角,短邊的長度為d,區(qū)域內存在與短邊平行且場強大小為E的勻強電場。一個帶電微粒從O點以某一水平初速度v1沿OP方向射入電場,能沿直線恰好到達P點；若該帶電微粒從P點以另一初速度v2豎直向上拋出,恰好經(jīng)過D點。已知O為短邊AD的中點,P點在長邊AB上且PO水平,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：(1)微粒所帶電荷量q與質量m的比值；(2)v1的大小與v2大小的比值。12.(14分)在真空中水平放置平行板電容器,兩極板間有一個帶電油滴,電容器兩板間距為d,當平行板電容器的電壓為U0時,油滴保持靜止狀態(tài),如圖所示。當給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1時,油滴開始向上運動；經(jīng)時間Δt后,電容器突然放電使其電壓減少ΔU2,又經(jīng)過時間Δt,油滴恰好回到原來位置。假設油滴在運動過程中沒有失去電荷,充電和放電的過程均很短暫,這段時間內油滴的位移可忽略不計。重力加速度為g。求：(1)帶電油滴所帶電荷量與質量之比；(2)第一個Δt與第二個Δt時間內油滴運動的加速度大小之比；(3)ΔU1與ΔU2之比。一輪單元訓練金卷·高三·物理卷（A）第八單元靜電場答案1.【答案】D2.【答案】B3.【答案】A4.【答案】D5.【答案】C6.【答案】C【解析】由題意知,從a到b移動正電荷電場力做功為零,即Uab＝0,所以勻強電場中的直線ab為等勢面；該電荷由a到c過程中,電場力做功為Wac＝qUac,解得Uac＝100V,所以電場方向垂直ab向上,A、D項錯；由勻強電場場強與電勢差的關系可得,勻強電場場強E＝eq\f(Uac,\x\to(ac)sin30°)＝1000V/m,C項正確,B項錯。7.【答案】AD【解析】E＝eq\f(U,d),保持U不變,將d變?yōu)樵瓉淼膬杀?E變?yōu)樵瓉淼囊话?A對；保持E不變,將d變?yōu)樵瓉淼囊话?則U變?yōu)樵瓉淼囊话?B錯；C＝eq\f(Q,U),C＝eq\f(εrS,4πkd),保持d不變,C不變,Q加倍,U加倍,C錯；E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(Q,\f(εrS,4πkd)·d)＝eq\f(Q,\f(εrS,4πk)),將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?則E變?yōu)樵瓉淼囊话?D對。8.【答案】ACD【解析】三個粒子的初速度相等,在水平方向上做勻速直線運動,由x=v0t得,運動時間tA:tB:tC=2:3:4,故A正確；三個粒子在豎直方向上的位移y相等,根據(jù),解得：aA:aB:aC=36:16:9,故B錯誤；由牛頓第二定律可知F=ma,因為質量相等,所以合力之比與加速度之比相同,合力做功W=Fy,由動能定理可知,動能的變化量等于合力做的功,所以,三個粒子在電場中運動過程的動能變化量之比為36:16:9,故C正確；三個粒子的合力大小關系為FA>FB>FC,三個粒子的重力相等,所以B僅受重力作用,A所受的電場力向下,C所受的電場力向上,即B不帶電,A帶負電,C帶正電,由牛頓第二定律得aA:aB:aC=(mg+qAE):mg:(mg-qCE),解得qA:qC=7:20,故D正確。9.【答案】BC【解析】當小球P返回到N點,由于重力做功為零,勻強電場的電場力做功為零,電荷Q的電場對P做功為零,則合力做功為零,根據(jù)動能定理知小球P到達N點的速度為零,所以小球P不可能撞到小球Q,故A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得,小球在N點的加速度,故B正確；小球P沿著斜面向下運動過程中,勻強電場的電場力做正功,電荷Q產(chǎn)生的電場對P做負功,兩個電場力的合力不一定沿斜面向下,則最終電場力不一定做正功,則電勢能不一定減小,故C錯誤；當小球所受的合力為零時,速度最大,即,則壓縮量不等于,故D錯誤。10.【答案】ABC【解析】過程中粒子的動能和勢能相互轉化,故粒子在C點動能最大,則電勢能最小,并且粒子帶正電,所以C點電勢最低,A正確；圓周上沒有和C等勢的點,過C點做圓周切線為等勢面,垂直于切線的線為電場線,B正確；結合幾何關系從A點垂直電場線射入的粒子,過C點,水平位移為,豎直位移為,可解得粒子初動能為,C正確,D借誤。11.【解析】(1)在B點對滑塊由牛頓第二定律可得：滑塊上滑經(jīng)過A點時對滑塊由牛頓第二定律可得：解得：a=3m/s2,方向沿斜面向下。(2)設滑到C點時滑塊的速度為零,C點到O的距離為r,由題目可知：C點處的電勢B點處的電勢則B、C兩點的電勢差滑塊從B點運動到C點的過程中,由動能定理可得：解得：所以滑塊從B點由靜止釋放后沿斜面下滑的最大距離為。12.【解析】(1)根據(jù)電場方向和小球受力分析可知小球帶正電。小球由A點釋放到速度等于零,由動能定理有0＝EqLsinα－mgL(1－cosα)解得E＝eq\f(\r(3)mg,3q)。(2)如圖所示,將小球的重力和電場力的合力作為小球的等效重力G′,則G′＝eq\f(2\r(3),3)mg,方向與豎直方向夾角為30°偏向右下。若小球恰能做完整的圓周運動,在等效最高點meq\f(v2,L)＝eq\f(2\r(3),3)mg小球從A點以初速度vA運動,由動能定理知eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝－eq\f(2\r(3),3)mgL(1＋cos30°)聯(lián)立解得vA＝eq\r(2（\r(3)＋1）gL)。13.【解析】(1)微粒沿OP方向運動時做勻減速直線運動,受到的合力方向水平向右,有：可得微粒帶電量q與質量m的比值：。(2)微粒的加速度初速度v1滿足關系微粒以初速度v2從P點運動到D點做類平拋運動,設運動時間為t,由平拋運動規(guī)律有：,由以上幾式解得：,可v1的大小與v2大小的比值：。14.【解析】(1)油滴靜止時滿足：mg＝qeq\f(U0,d)則eq\f(q,m)＝eq\f(dg,U0)。(2)設第一個Δt時