靜電場(chǎng)章末測(cè)試-2023年高三物理一輪復(fù)習(xí)精講精練(原卷版)

靜電場(chǎng)章末測(cè)試(建議用時(shí)：75分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1．(2019·浙江選考)電荷量為4×10－6C的小球絕緣固定在A點(diǎn)，質(zhì)量為0.2kg、電荷量為－5×10－6C的小球用絕緣細(xì)線懸掛，靜止于B點(diǎn)。A、B間距離為30cm，AB連線與豎直方向夾角為60°。靜電力常量為9.0×109N·m2/C2，小球可視為點(diǎn)電荷。下列圖示正確的是()2．如圖所示，虛線表示某電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，a、a′、b、b′、c、c′為分布在等勢(shì)面上的點(diǎn)。一帶電粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做功為Wac，從a′點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c′點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做功為Wa′c′。下列說(shuō)法正確的是()A．c點(diǎn)的電場(chǎng)方向一定指向b點(diǎn)B．a(chǎn)′點(diǎn)電勢(shì)一定比c′點(diǎn)電勢(shì)高C．帶電粒子從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c′點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為0D．|Wac|<|Wa′c′|3．(2019·浙江4月選考)質(zhì)子療法進(jìn)行治療，該療法用一定能量的質(zhì)子束照射腫瘤殺死癌細(xì)胞。現(xiàn)用一直線加速器來(lái)加速質(zhì)子，使其從靜止開(kāi)始被加速到1.0×107m/s。已知加速電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1.3×105N/C，質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×10－27kg，電荷量為1.6×10－19C，則下列說(shuō)法正確的是()A．加速過(guò)程中質(zhì)子電勢(shì)能增加B．質(zhì)子所受到的電場(chǎng)力約為2×10－15NC．質(zhì)子加速需要的時(shí)間約為8×10－6sD．加速器加速的直線長(zhǎng)度約為4m4．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正六邊形ABCDEF的5條邊上分別放置5根長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的相同絕緣細(xì)棒。每根細(xì)棒均勻帶上正電?，F(xiàn)將電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷置于BC中點(diǎn)，此時(shí)正六邊形幾何中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。若移走＋Q及AB邊上的細(xì)棒，則O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(k為靜電力常量，不考慮絕緣棒及＋Q之間的相互影響)()A．eq\f(kQ,L2) B．eq\f(4kQ,3L2)C．eq\f(2\r(3)kQ,3L2) D．eq\f(4\r(3)kQ,3L2)5．如圖所示，平行板電容器C通過(guò)電阻箱R與恒壓電源E連接，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)一帶電粒子剛好靜止在水平放置的兩板中央，若使粒子向下運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是()A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)B．將板間距增大C．將電容器的上極板水平向右平移少許D．增大電阻箱R的阻值6．示波器是一種多功能電學(xué)儀器，由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)組成。如圖所示，電子在電壓為U1的電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速，然后射入電壓為U2的平行金屬板間的電場(chǎng)中，入射方向與極板平行，在滿(mǎn)足電子能射出平行電場(chǎng)區(qū)域的條件下，下述情況一定能使電子偏轉(zhuǎn)角度θ變大的是()A．U1變大，U2變大 B．U1變小，U2變大C．U1變大，U2變小 D．U1變小，U2變小7．靜電場(chǎng)方向平行于x軸，將一電荷量為－q的帶電粒子在x＝d處由靜止釋放，粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨x的變化關(guān)系如圖所示。若規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度E、加速度a的正方向，下列選項(xiàng)中的四幅示意圖分別表示電勢(shì)隨x的分布、場(chǎng)強(qiáng)E隨x的分布、粒子的加速度a隨x的變化關(guān)系和粒子的動(dòng)能Ek隨x的變化關(guān)系，其中正確的是()8．如圖甲所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖乙所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處。若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上。則t0可能屬于的時(shí)間段是()A．0<t0<eq\f(T,4) B．eq\f(T,2)<t0<eq\f(3T,4)C．eq\f(3T,4)<t0<T D．T<t0<eq\f(9T,8)二、多項(xiàng)選擇題9．如圖所示，實(shí)線表示某電場(chǎng)中的四個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為φ1、φ2、φ3和φ4，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如虛線所示，a、b、c、d是其運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面的四個(gè)交點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()A．φ4等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同B．四個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)關(guān)系是φ1<φ2<φ3<φ4C．粒子在四點(diǎn)的動(dòng)能大小關(guān)系是Eka>Ekb>Ekc＝EkdD．粒子從a運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中靜電力先做正功后做負(fù)功10．電荷量相等的四個(gè)點(diǎn)電荷分別固定于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，O點(diǎn)是正方形的中心，電場(chǎng)線分布如圖所示，取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。下列說(shuō)法正確的()A．正方形右下角電荷q帶正電B．M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小C．M、N、P三點(diǎn)中M點(diǎn)電勢(shì)最高D．負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的電勢(shì)能小11．(2020·全國(guó)卷Ⅱ，20)如圖，豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷。a、b為圓環(huán)水平直徑上的兩個(gè)點(diǎn)，c、d為豎直直徑上的兩個(gè)點(diǎn)，它們與圓心的距離均相等。則()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等C．c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等 D．c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等12．如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中等腰直角三角形ABC，eq\o(AB,\s\up6(－))＝eq\o(BC,\s\up6(－))＝2cm，D為AB邊中點(diǎn)，電場(chǎng)方向與△ABC所在平面平行，規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)為0。將電荷量q＝－6×10－6C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了－2.4×10－5J的功，再將電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力又做了1.2×10－5J的功，則()A．點(diǎn)電荷q在D點(diǎn)具有的電勢(shì)能為1.0×10－5JB．A點(diǎn)的電勢(shì)為4VC．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為100eq\r(5)V/m，方向垂直于CD連線指向B點(diǎn)D．△ABC繞B點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，無(wú)論轉(zhuǎn)過(guò)多大的角度，A、C兩點(diǎn)電勢(shì)都不會(huì)相等三、實(shí)驗(yàn)題13．如圖甲所示是一種觀察電容器充、放電的實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)高阻值電阻放電的方法，測(cè)出電容器充電至電壓U時(shí)所帶電量Q，從而再求出電容器的電容C。某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況如下：接通開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)接近滿(mǎn)刻度，記下此時(shí)電流表的示數(shù)是I0＝490μA，電壓表的示數(shù)U0＝6.0V，I0、U0分別是電容器放電時(shí)的初始電壓和電流。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔5s測(cè)讀一次電流I的值，將測(cè)得數(shù)據(jù)填入表格，并標(biāo)在圖乙坐標(biāo)紙上(時(shí)間t為橫坐標(biāo)、電流i為縱坐標(biāo))，結(jié)果如圖中小黑點(diǎn)“·”所示。(1)在圖乙中畫(huà)出i－t圖線，圖線與坐標(biāo)軸所圍成面積的物理意義是________________________________；(2)該電容器電容為_(kāi)_______F(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)；(3)若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)把電壓表接在F、D兩端，則電容的測(cè)量值比它的真實(shí)值________(填“大”“小”或“相等”)。14．(2022·河南、安徽標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)能力診斷)在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，對(duì)給定電容值為C的電容器充電后放電，無(wú)論采用何種放電方式，其兩極間的電勢(shì)差u隨電荷量q的變化圖像都相同。(1)請(qǐng)?jiān)趫D1中畫(huà)出上述u－q圖像。類(lèi)比直線運(yùn)動(dòng)中由v－t圖像求位移的方法，可以推導(dǎo)出兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲(chǔ)存的電能Ep＝________(用C和U表示)。(2)在如圖2所示的放電電路中，R表示電阻。通過(guò)改變電路中元件的參數(shù)對(duì)同一電容器用相同的電壓充電后進(jìn)行兩次放電，對(duì)應(yīng)的q－t曲線如圖3中①②所示。a．①②兩條曲線不同是________的改變?cè)斐傻模籦．在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)需要電容器快速放電，有時(shí)需要電容器均勻放電。依據(jù)a中的結(jié)論，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)這兩種放電方式的途徑________。(3)如圖4所示，若某法拉電容的額定電壓為2.7V，電容為10F，其充滿(mǎn)電后儲(chǔ)存的電能為_(kāi)_______J(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。四、解答題15．如圖所示，質(zhì)量為m的小球A穿在光滑絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電(可視為點(diǎn)電荷)，電荷量為q。在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷。將A由距B豎直高度為H處無(wú)初速度釋放，小球A下滑過(guò)程中電荷量不變。整個(gè)裝置處在真空中，已知靜電力常量k和重力加速度g。求：(1)A球剛釋放時(shí)的加速度是多大；(2)當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，A球與B點(diǎn)間的距離。16．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，坐標(biāo)系內(nèi)有A、B兩點(diǎn)，其中A點(diǎn)坐標(biāo)為(6cm,0)，B點(diǎn)坐標(biāo)為(0，eq\r(3)cm)，坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0，A點(diǎn)的電勢(shì)為8V，B點(diǎn)的電勢(shì)為4V?，F(xiàn)有一帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處沿電勢(shì)為0的等勢(shì)線方向以速度v＝4×105m/s射入電場(chǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)恰好通過(guò)B點(diǎn)，不計(jì)粒子所受重力，求：(1)圖中C處(3cm,0)的電勢(shì)；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大?。?3)帶電粒子的比荷eq\f(q,m)。17．如圖所示，虛線左側(cè)有一場(chǎng)強(qiáng)為E1＝E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E2＝2E的勻