【物理】2020届一轮复习人教新课标静电场单元过关练（解析版) 14页

‎2020届一轮复习人教新课标 静电场 单元过关练（解析版)‎ ‎1．空间存在一静电场，x轴上各点电势随x变化的情况如图所示。若在-x0处由静止释放一带负电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的a-t图线，v-t图线，Ek-t图线，Ep-t图线正确的是（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎2．如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状态。现贴着下板迅速插入一定厚度的金属板，则在插入过程中 A.电容器的带电量减小 B.电路将有逆时针方向的短暂电流 C.带电液滴仍将静止 D.带电液滴将向下做加速运动 ‎3．如图所示，虚线a、b和c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb 和φc，φa＞φb＞φc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知 ‎ A．粒子从K到L的过程中，电场力做正功 B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C．粒子从K到L的过程中，电势能增加 D．粒子从L到M的过程中，动能减小 ‎4．通过油滴实验测出元电荷 e 的数值的科学家是 A.伽利略 B.牛顿 C.密立根 D.法拉第 ‎5．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷（上板正、下板负），与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地（电势为零），在两极板间有一点P，以C表示电容器的电容，E表示两板间的电场强度，表示P点的电势，表示静电计指针与竖直杆的偏角。若保持电容器上极板不动，将下极扳向上移动一小段距离至图中虚线位置，则下列判断正确的是（ ）‎ A．C变大 B．增大 C．增大 D．E变大 ‎6．如图所示，在负点电荷Q（图中未画出）形成的电场中。一电子从a点静止释放，仅在电场力作用下沿直线ab向b点运动，则 A．a点的场强比b点大 B．a点的电势比b点高 C．电场线方向从a指向b D．电子在a点的电势能比b点小 ‎7．下列式子属于比值定义物理量的是 A．t= B．a= C．C= D．‎ ‎8．带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示，下列说法中正确的是（ ） ‎ A．球体带负电荷 B．球内电场强度最大 C．负电荷在B点的电势能比C点的小 D．A、B两点电场强度相同 ‎9．（多选）如图所示为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空.K为发射电子的阴极，A为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略不计，电子经加速后从A的小孔中射出时的速度大小为v.下列说法中正确的是（ ）‎ A．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开A时的速度仍为v B．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开A时的速度变为 C．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开A时的速度变为，‎ D．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开A时的速度变为 ‎10．（多选）图8是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是 A．a点的电势高于b点的电势 B．该点电荷带负电 C．a点和b点电场强度的方向相同 D．a点的电场强度大于b点的电场强度 ‎11．（多选）如图所示，为位于0点的一点电荷电场中的等势线,是连线的中点是连线的中点，AO和BO垂直。在D点由静止释放一个带负电的试探电荷，仅在电场力 作用下，试探电荷沿DA加速运动。下列说法正确的是 ‎ A．D点的场强比C点的场强大 B．D点的电势比C点的电势高 C．带正电的试探电荷从A点沿直线AB移动到B点，电势能先增大后减小 D．带负电的试探电荷从B点沿BCD移动到D点，电场力一直做负功 ‎12．（多选）下列说法正确的是 A．点电荷属于理想化模型 B．电势有正负，所以电势是矢量 C．电场强度与试探电荷受到电场力成正比，与试探电荷电量成反比 D．电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到零电势位置时静电力所做的功 ‎13．如图所示，虚线方框内有一匀强电场，、、为该电场中的三点，已知：，，，试在该虚线框内作出该电场的示意图（画出几条电场线），并要求保留作图时所用的辅助线。‎ ‎14．一带正电小球通过绝缘细线悬挂于场强大小为E1的水平匀强电场中，静止时细线与竖直方向的夹角θ=45°，如图所示。以小球静止位置为坐标原点O，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其中x轴水平。现剪断细线，经0.1s，电场突然反向，场强大小不变；再经0.1s，电场突然变为另一匀强电场，场强大小为E2，又经0.1s小球速度为零。已知小球质量m=1.0×10－2kg，电荷量q=1.0×10－8C，g取10m/s2，空气阻力不计。求 ‎(1)E1和E2；‎ ‎(2)细线剪断0.3s末小球的位置坐标。‎ ‎15．如图所示，边长为L、相等的正方形区间内有匀强电场和匀强磁场，同种带电粒子（不计重力）分别从A点沿AD方向以速度v0射入，从C点离开，求 ‎（1）带电粒子在电场和磁场中运动的时间t1和t2之比 ‎（2）E/B？‎ ‎16．从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。根据玻尔的氢原子模型，电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动，原子中的电子在库仑力作用下，绕原子核做圆周运动。已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k。氢原子处于基态（n=1）时电子的轨道半径为r1，电势能为（取无穷远处电势能为零)。第n个能级的轨道半径为rn，已知rn=n2 r1，氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。‎ ‎（1）求氢原子处于基态时，电子绕原子核运动的速度；‎ ‎（2）证明：氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的（n=1，2，3，…）；‎ ‎（3）1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做，n = 3，4，5，…。式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式。已知氢原子基态的能量为E1，用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速， 求：‎ a．里德伯常量R的表达式；‎ b．氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比。‎ ‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB、由图可知，图像的斜率表示电场强度，从到的过程中电场强度先减小后增大，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，粒子的加速度也是先减小后增大，在位置加速度为零；粒子在运动过程中，粒子做加速度运动，速度越来越大，先增加得越来越慢，后增加得越来越快，故B正确，A错误；‎ C、粒子在运动过程中，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，根据动能定理可知图像的斜率先变小再变大，在位置的斜率为零，故C错误；‎ D、由于粒子带负电，根据电势能可知，变化规律与变化规律相反，故D错误；‎ 图线正确的是选B。‎ ‎2．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB.插入一金属板相当于极板间距离变小了，根据决定式，知电容增大，电势差不变，则Q=CU知，电容器带电量增大，电路中有逆时针方向的短暂电流；故A错误，B正确.‎ CD.电势差不变，d减小，则电场强度增大，带电液滴所受的电场力增大，使得电场力大于重力，将向上做加速运动；故C，D均错误.‎ ‎3．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先根据等势面图得到电场线的分布图，再结合动能定理以及电场力做功与电势能变化关系分析判断．‎ ‎【详解】‎ 电场线与等势面垂直，由较高的等势面指向较低的等势面，分布图如图：‎ A、故粒子从K到L的过程中，负粒子从高电势向低电势运动，故电场力做负功，故A错误；‎ B、粒子从L到M的过程中，先从高电势向低电势运动，后从低电势向高电势运动，电场力先做负功后做正功，故B错误；‎ C、粒子从K到L的过程中，电场力做负功，电势能增加，故C正确；‎ D、粒子从L到M的过程中，电场力先做负功后做正功，故动能先减小后增大，故D错误；‎ 故选C.‎ ‎【点睛】‎ 本题关键要明确电场力的做功情况，然后根据动能定理判断动能的变化情况，根据电场力做功与电势能变化的关系得到电势能的变化情况．‎ ‎4．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 密立根通过油滴实验比较精确地测定了元电荷e的数值 A. 伽利略与分析不符，故A项与题意不相符；‎ B. 牛顿与分析不符，故B项与题意不相符；‎ C. 密立根与分相相符，故C项与题意相符；‎ D. 法拉第分析不符，故D项与题意不相符。‎ ‎5．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．保持电容器上极板不动，将下极扳向上移动一小段距离，两板间距离减小，据知，电容器电容C增大。故A项正确；‎ B．据A项分析知，电容器电容C增大；电容器所带电荷量不变，据知，电容器两板间电势差减小，则静电计指针与竖直杆的偏角减小。故B项错误；‎ CD．电容器所带电荷量不变，两板间距离减小，据 两板间的电场强度E不变；P点与下极板间距离减小，据电势差与电场强度关系知，P点与下极板间电势差减小，电容器下极板接地（电势为零），则P点的电势减小。故CD两项错误。‎ ‎6．A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据电子的运动判断其受力情况，根据受力方向确定电场的方向，进而确定场源电荷Q的位置，之后可根据点电荷电场分布的特点，正确解题。‎ ‎【详解】‎ 电子由静止释放，仅在电场力作用下从a向b运动，则电子受到的电场力的方向从a到b，则电场方向从b到a，C错误；则场源负点电荷Q 位于a点的左侧，故根据点电荷电场线分布特点（或点电荷场强公式）可知，a点的场强比b点的大，A正确；a点的电势低于b点的电势，B错误；负电子在电势低的地方，电势能较大，故D错误。‎ 故本题正确答案选A。‎ ‎【点睛】‎ 熟练掌握点电荷电场分布的特点，是解决本题问题的关键。‎ ‎7．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.公式t=是匀速直线运动时间与位移的公式，不符合比值定义法的共性。故A错误；‎ B.公式a=是牛顿第二定律的表达式，不属于比值定义法，故B错误；‎ C.电容是由电容器本身决定的，与Q、U无关，公式C=是电容的定义式，是比值定义法，故C正确；‎ D.I与U成正比，与R成反比，不符合比值定义法的共性。故D错误。‎ ‎8．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 从球出发向两侧电势降低，而电场线从正电荷出发，沿着电场线电势降低，故球带正电荷，故A错误；球是等势体，故内部任意两点间的电势差为零，故场强为零，故B错误；从B到C，电势降低，故正电荷电势能升高，故C正确；A点与点B的电场强度大小相等，但方向相反，故不同，故D错误；故选C。‎ ‎9．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB.根据动能定理得，可得，可知v与A、K间距离无关，若A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开A时的速度仍为v，故A正确，B错误；‎ CD.根据可知电压减半时，则电子离开A时速度变为 ‎，故C正确，D错误.‎ ‎10．BD ‎【解析】‎ 试题分析：根据电场线与等势线垂直，在b点所在电场线上找到与a点电势相等的，依据沿电场线电势降低，a点电势低于b点电势，故A错误．该点电荷带负电，故B正确．由题图可看出a点和b点电场强度的方向不相同，故C错误；电场线越密的地方电场强度越大，a点的电场强度大于b点的电场强度，故D正确．故选BD。‎ 考点：点电荷电场；电场强度；电势 ‎【名师点睛】本题考查的就是点电荷的电场的分布及特点，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况，比较简单。‎ ‎11．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．根据点电荷场强公式 可知，D点离电荷较近，所以D点的场强比C点的场强大.故A正确.‎ B.由题意可知场源电荷为负电荷，D点离电荷较近，所以D点的电势比C点的电势低.故B错误.‎ C. 带正电的试探电荷从A点沿直线AB移动到B点，电场力先做正功后做负功，所以电荷的电势能先减小后增大.故C错误.‎ D. 带负电的试探电荷从B点沿BCD移动到D点过程中，一直受到电场力的排斥作用，所以电场力一直做负功.故D正确.‎ ‎12．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.点电荷属于理想化物理模型，故A正确；‎ B.电势虽有正负之分，但电势是标量，故B错误；‎ C.电场强度的定义式 ，采用比值法定义，E与F、q无关，故C错误；‎ D.电荷在电场中某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功，故D正确；‎ ‎13．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 要画电场线，先找等势面（线）。因为、，，将线段等分成三份，即，则，，故、等电势。连接即为等势线，由电场线与等势面（线）垂直且由高电势指向低电势，可画出电场线如图所示。‎ ‎14．(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）当小球静止时，‎ 则 电场力与重力的合力 剪断细绳后，小球做匀加速直线运动，加速度的大小为 经过0.1s小球的速度大小为 速度的方向与x轴正方向成斜向右下方 在第2个0.1s内，电场方向，小球的水平分速度 竖直分速度 即第2个0.1s末，小球的速度大小为，方向竖直向下 依题意，在第3个0.1s内小球做匀减速直线运动，‎ 由运动学公式知 根据牛顿第二定律得 代入数据得 ‎（2）第1个0.1s内，小球的位移大小 则小球沿x方向移动的距离 沿y方向移动的距离 在第2 个0.1s内，小球沿x方向移动的距离 沿y方向移动的距离 在第3个0.1s内，小球沿沿方向移动的距离 即小球速度为零时的位置坐标是 ‎15．（1） （2）2v0 ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 粒子在电场中做类平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向匀加速运动；在磁场中做匀速圆周运动；根据运动规律列方程即可求解.‎ ‎【详解】‎ ‎（1）当粒子在电场中运动时，从A点到C点的时间；‎ 当粒子在磁场中运动时，从A点到C点的时间，‎ 则 。‎ ‎（2）当粒子在电场中运动时， ；‎ 在磁场中运动时，其中的r=L；‎ 联立解得：‎ ‎16．（1） （2）设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有，电子在第1轨道运动的动能，电子在第1轨道运动时氢原子的能量，同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量，又因为，则有 ，命题得证。（3）a： b：5:9‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动 根据牛顿第二定律有 ‎ 则有 ‎（2）设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有 电子在第1轨道运动的动能 电子在第1轨道运动时氢原子的能量 同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量，又因为 则有 ，命题得证。‎ ‎（3）a：从n能级向2能级跃迁放出光的波长为 由 代入得：‎ b：由可知当n=3时波长最大，当n=∞时波长最小 代入可得，最小波长与最大波长之比为5:9。‎