- 345.00 KB
- 2021-05-26 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
www.ks5u.com
章末检测7 静电场
(时间90分钟,满分100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项正确,第9~12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)
1.如图所示,一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内,当开关S闭合,小球静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ,则( )
A.当开关S断开时,若减小平行板间的距离,则夹角θ增大
B.当开关S断开时,若增大平行板间的距离,则夹角θ变小
C.当开关S闭合时,若减小平行板间的距离,则夹角θ增大
D.当开关S闭合时,若减小平行板间的距离,则夹角θ减小
答案:C
2.一带负电粒子在电场中仅受静电力作用下沿x轴正向做直线运动的v-t图象如图所示.起始点O为坐标原点,下列关于电势φ、粒子动能Ek、电场强度E、粒子加速度a与位移x的关系图象中可能合理的是( )
A B C D
答案:C
3.(2019·黑龙江齐齐哈尔二模)如图所示,两个带电荷量为q的点电荷分别位于带电的半径相同的球壳和球壳的球心,这两个球壳上电荷均匀分布且电荷面密度相同,若甲图中带电球壳对点电荷q的库仑力的大小为F,则乙图中带电的球壳对点电荷q的库仑力的大小为( )
甲 乙
A.F B.F
C.F D.F
答案:D
4.(2019·山东威海模拟)如图所示,半径为R的均匀带电球壳带电量为Q(Q>0).已知半径为R的均匀带电球壳在球壳的外部产生的电场与一个位于球心O点的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.球心O处的场强为
B.在球壳外距球壳为r处的电场强度为
C.球壳的表面为等势面
D.若取无穷远处电势为零,则球壳表面处的电势小于零
答案:C
5.真空中两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上,D为斜边AB的中点,∠ABC=30°,如图所示.已知A点电场强度的方向垂直AB向下,则下列说法正确的是( )
A.q1带负电,q2带正电
B.D点电势高于A点电势
C.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半
D.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍
答案:C
6.如图所示,在直角三角形所在的平面内存在匀强电场,其中A点电势为0,B点电势为3 V,C点电势为6 V.已知∠ACB=30°,AB边长为 m,D为AC的中点.现将一点电荷放在D点,且点电荷在C点产生的电场强度为1.5 V/m,则放入点电荷后,B点电场强度为( )
A.2.5 V/m B.3.5 V/m
C.2 V/m D. V/m
答案:A
7.真空中,在x轴上的原点处和x=6a处分别固定一个点电荷M、N,在x=2a处由静止释放一个正点电荷P,假设试探电荷P
只受电场力作用沿x轴方向运动,得到试探电荷P的速度与其在x轴上的位置关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.点电荷M、N一定都是负电荷
B.试探电荷P的电势能一定是先增大后减小
C.点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2∶1
D.x=4a处的电场强度一定为零
解析:根据题意,试探电荷仅在电场力作用下先加速后减速,其动能先增大后减小,其电势能先减小后增大,选项B错误;试探电荷在x=4a处速度最大,电势能最小,该处电场强度一定为零,选项D正确;在x轴上从原点处到x=6a处,电场强度从两头指向x=4a处,点电荷M、N一定都是正电荷,选项A错误;由=可得QM=4QN,选项C错误.
答案:D
8.如图所示,在x轴上关于原点O对称的两点A、B分别放置固定的点电荷+Q1和-Q2,x轴上的P点位于B点的右侧,且P点电场强度为零,设无穷远处电势为零,则下列判断正确的是( )
A.P点电势为零
B.在A、B连线上还有一点与P点电场强度相同
C.A、O两点的电势差大于O、B两点的电势差
D.若将一试探电荷+q从P点移至O点过程中,电势能一直增大
解析:由异种电荷的电场线分布情况知,x轴上B
点右侧的电场线方向指向B,由沿电场线方向电势越来越低知,P点电势小于零,选项A错误;P点电场强度为零,由电场叠加知,k=k,由于rAP>rBP,故Q1>Q2,则在A、B连线上除P点外各点电场强度均不为零,选项B错误;由于Q1>Q2,故A、O两点间的电场线分布较密,A、O两点间的电势差较大,选项C正确;P到B的电场线方向向左,B到O的电场线方向向右,故+q从P点移至O点的过程,电场力先做正功再做负功,电势能先减小后增大,选项D错误.
答案:C
9.如图所示,在一平面坐标系xy内有四个电量相等的点电荷a、b、c、d位于正方形四个顶点,A、B在x轴上且为ab、cd连线的中点,O为其中心.一质子(不计重力)沿x轴在变力F作用下从A点匀速运动到B点.则下列说法正确的是( )
A.A、O、B三点电势相等
B.A、O、B三点中O点电势最低
C.质子所受电场力方向先沿y轴正向,后沿y轴负向
D.质子所受电场力方向先沿y轴负向,后沿y轴正向
解析:如图所示,在x轴任意一点上做出a、b、c、d四个电荷所产生的电场的方向,根据E=可知电荷a和电荷b在该点产生的场强Ea和Eb大小相同,且与水平方向的夹角相同,故Ea和Eb的合场强竖直向下.同理电荷c、d在该点的场强Ec、Ed大小相等,但合场强方向竖直向上,故在x轴上任意一点的场强方向只能是沿y轴正方向或沿
y轴负方向,即x轴与电场线垂直,所以x轴在一条等势线上,AOB三点电势相等,故A正确,B错误.根据E=可知在x轴负半轴上电荷a和电荷b产生的场强Ea和Eb大于电荷c和电荷d产生的场强Ec、Ed,故在x轴负半轴上场强的方向沿y轴负方向,而O点合场强为0,在x轴正半轴上,合场强沿y轴正方向,而质子所受电场力的方向与场强的方向相同,故质子所受电场力F方向先沿y轴负向,后沿y轴正向,故C错误,D正确.
答案:AD
10.(2018·三明模拟)如图所示,实线为方向未知的三条电场线,从电场中M点,以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增大
C.a的加速度将减小,b的加速度将增大
D.两个粒子的动能均增大
答案:CD
11.如图所示,在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场,E、F、G、H是各边中点,其连线构成正方形,其中P点是EH
的中点.一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出.以下说法正确的是( )
A.粒子的运动轨迹一定经过P点
B.粒子的运动轨迹一定经过PE之间某点
C.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子会由ED之间某点从AD边射出
D.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由E点从AD边射出
答案:BD
12.如图所示,水平面内有A、B、C、D、E、F六个点,它们均匀分布在半径为R=2 cm的同一圆周上,空间有一方向与圆平面平行的匀强电场.已知A、C、E三点的电势分别为φA=(2-)V,φC=2 V,φE=(2+)V,下列判断正确的是( )
A.将电子从D点经E点移到F点的过程中,静电力先做正功再做负功
B.电场强度的大小为1 V/m
C.该圆周上的点电势最高为4 V
D.电场强度的方向由A指向D
答案:AC
二、非选择题(共52分)
13.(16分)(2019·佛山模拟)如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4 m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一电荷量q=+1.0×10-4 C、质量m=0.1 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点(图中未画出).g取10 m/s2.试求:
(1)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;
(2)D点到B点的距离xDB;
(3)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能(结果保留三位有效数字).
解析:(1)设带电体通过C点时的速度为vC,根据牛顿第二定律有mg=m,
解得vC=2.0 m/s,
设带电体通过B点时的速度为vB,轨道对带电体的支持力大小为FB,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有
FB-mg=m,
带电体从B运动到C的过程中,根据动能定理有
-mg×2R=mv-mv,
联立解得FB=6.0 N,
根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力F′B=6.0 N.
(2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,有2R=gt2,
xDB=vCt-··t2,
联立解得xDB=0.
(3)由P到B,带电体做加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中,在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处.
设带电体的最大动能为Ekm,根据动能定理有
qERsin 45°-mgR(1-cos 45°)=Ekm-mv,
代入数据解得Ekm=1.17 J.
答案:(1)6.0 N (2)0 (3)1.17 J
14.(16分)如图甲所示,长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置,ab为两板的中心线,一个带电粒子以速度v0从a点水平射入,沿直线从b点射出,粒子质量为m,电荷量为q.若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上,欲使该粒子仍能从b点以速度v0射出,求:
甲 乙
(1)交变电压的周期T应满足什么条件,粒子从a点射入金属板的时刻应满足什么条件;
(2)两板间距d应满足的条件.
解析:(1)要使带电粒子从b点以速度v0射出,应满足
=nT(n为正整数),
则T=(n为正整数).
由运动的对称性可知,射入的时刻应为
t=+,
即t=(n为正整数).
(2)第一次加速过程有
y1=at2=×,
将T代入得
y1=,
要使粒子不打在板上,应满足≥2y1,
取d≥(n为正整数).
答案:(1)T=(n为正整数) t=(n为正整数) (2)d≥(n为正整数)
15.(20分)如图所示,水平虚线MN上、下方空间分别存在电场强度方向相反、大小相等的匀强电场.以虚线MN处电势为零,A、B是位于两电场中同一竖直线上的两点,且到MN距离均为d,一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从A点由静止释放,已知粒子运动过程中最大电势能为Em,不计粒子重力.求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子从释放到第一次返回A点所需的时间.
解析:(1)粒子释放后,在MN上方电场中电场力做正功,电势能减小,MN下方电场中,电场力做负功,电势能增大,由能量守恒和对称性可知,粒子在A、B两点间做往返运动,且在A、B处时电势能最大,MN处电势为零,设A到MN间电势差为U,A点电势为φA,电场强度大小为E,则有U=φA-0=φA,
Em=qφA,
U=Ed,
联立解得E=.
(2)粒子从A到MN做匀加速直线运动,设经历的时间为t,到MN时粒子速度为v,加速度为a,则有
v=at,
qE=ma,
从A到MN由能量守恒有Em=mv2,
联立解得t=d.
由对称性可得,粒子第一次返回A点所需时间为
4t=4d.
答案:(1) (2)4d
相关文档
- 2021版高考物理一轮复习第六章静电2021-05-2612页
- 专题07+静电场-2019年高考物理经典2021-05-2613页
- 2020新教材高中物理第十章静电场中2021-05-264页
- 河北省邢台市高中物理第一章静电场2021-05-263页
- 湖北省宜昌市高中物理 第一章 静电2021-05-263页
- 河北省邢台市沙河市高中物理 第一2021-05-263页
- 专题34+带电粒子在静电场中的运动-2021-05-2649页
- 高中物理 第1章 静电场 第2节 静电2021-05-261页
- 2014年高考二轮复习专题训练之 静2021-05-267页
- 2020新教材高中物理第十章静电场中2021-05-2610页