2020学年高中物理 第1章 静电场章末测试试题 新人教版选修3-1 11页

第1章 静电场 ‎ 一、选择题（共8小题）‎ ‎1．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 A．被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷 B．被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷 C．被吸引的轻小物体一定是带电体 D．被吸引的轻小物体一定带正电 ‎2．两个完全相同的金属球A和B带电荷量之比为1:7，相距为r。两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是 A．4:7 B．3:‎7 C．9:7 D．16:7‎ ‎3．（2020·四川省南充市高三第三次诊断）如图所示，ABCD是边长为a的菱形，其中∠DAB=120°，在该平面内有一个匀强电场。一个质量为m、带电荷量为+q的粒子，以初速度v从A点三次沿不同的方向射出，分别运动到B、C、D三点，粒子到达B点的速度为v，到达C点的速度为v。不计粒子重力，若粒子到达D点的速度大小为vD，匀强电场的场强大小为E，则 A．‎ B．‎ C．，电场方向与BD连线垂直 D．，电场方向由A指向以C ‎4．（2020·新疆乌鲁木齐市高三高考适应性训练）如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且等距。先在a点固定一带正电的点电荷Q，测得b点场强大小为E。若再将另一点电荷q放在d点时，c点场强大小为。则d点放入电荷q后，b点的场强大小可能是 A． B． C． D．‎ ‎5．（2020·四川省绵阳南山中学高三下学期高考仿真考试）如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是 A．粒子一定带正电 B．粒子在a点和在c点的加速度相同 C．粒子在a、c之间运动过程中的动能先增大后减小 D．粒子在a点的电势能比在b点时的电势能大 ‎6．如图所示，金属球壳A带有正电，其上方有一小孔a，静电计B的金属球b用导线与金属小球c相连，以下操作所发生的现象正确的是 A．将c移近A，但不与A接触，B会张开一定角度 B．将c与A外表面接触后移开A，B不会张开一定角度 C．将c与A内表面接触时，B不会张开角度 D．将c从导线上解下，然后用绝缘细绳吊着从A中小孔置入A内，并与其内壁接触，再提出空腔，与b接触，B会张开一定角度 ‎7．（2020·百校联盟高考名师猜题保温金卷）如图所示，光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为q的带正电小球在容器边缘A点由静止释放，结果小球运动到B点时速度刚好为零，OB与水平方向的夹角为，则下列说法正确的是 A．小球重力与电场力的关系是 B．小球在B点时，对圆弧的压力为2qE C．小球在A点和B点的加速度大小相等 D．如果小球带负电，从A点由静止释放后，也能沿AB圆弧而运动 ‎8．（2020·山东省潍坊市高三第三次高考模拟）如图甲所示，平行金属板A、B正对竖直放置，CD为两板中线上的两点。A、B板间不加电压时，一带电小球从C点无初速释放，经时间T到达D点，此时速度为v0。在A、B两板间加上如图乙所示的交变电压，t=0带电小球仍从C点无初速释放，小球运动过程中未接触极板，则t=T时，小球 A．在D点上方 B．恰好到达D点 C．速度大于v D．速度小于v 二、填空题（共2小题）‎ ‎9．电荷量为3.2×10–‎8 C的点电荷在电场强度大小为200 N/C的匀强电场中所受电场力大小为_______N；电容器两极板间的电压为8 V时，电容器所带电荷量为4.0×10–‎6 C，则该电容器的电容______F；处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度处为________。‎ ‎10．某电场的等势面如图所示，若一电荷量为+1×10–‎8 C的点电荷沿任意路径从A点移到B点，静电力做功为_________J；将此电荷从A点移到C点，静电力做功为________J。‎ 三、计算题（共3小题）‎ ‎11．（2020·山西省运城市凤凰中学高二月考）一根长为l的线吊着一质量为m的带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，线与竖直方向成角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，（重力加速度为g），，求：‎ ‎（1）匀强电场的电场强度的大小；‎ ‎（2）求小球经过最低点时线的拉力。‎ ‎12．如图示匀强电场宽度为L，一带电粒子质量为m，带电荷量为+q，从图中A点以v0垂直于场强方向进入匀强电场，若经电场偏转后粒子从B点飞出，B点到入射线距离也为L，不计粒子重力。求：‎ ‎（1）求粒子从A到B运动的时间和在电场中运动的加速度；‎ ‎（2）粒子飞出B点时的速度大小和方向；‎ ‎（3）A、B两点间电势差UAB。‎ ‎13．（2020·浙江省台州市高三质量评估）如图所示，ACB是一条足够长的绝缘水平轨道，轨道CB处在方向水平向右、大小E=1.0×106 N/C的匀强电场中，一质量m=‎0.25 kg、电荷量q=–2.0×10–‎6 C的可视为质点的小物体，在距离C点=‎6.0 m的A点处，在拉力F=4.0 N的作用下由静止开始向右运动，当小物体到达C点时撤去拉力，小物体滑入电场中。已知小物体与轨道间的动摩擦因数μ=0.4，求小物体 ‎（1）到达C点时的速度大小；‎ ‎（2）小物体在电场中运动的时间。‎ ‎2．C【解析】两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电荷量先中和后平分，设金属球A和B带电荷量为Q和–7Q，所以A、B所带的电荷相等都为3Q，根据库仑定律得，，解得，则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是9:7，C正确。‎ ‎3．AD【解析】由动能定理：；；则；因，则由，解得，故选项A正确，B错误；设场强方向与AB成α角，则；，联立解得α=60°；即场强方向沿AC方向，大小为，选项D正确，C错误。‎ ‎【名师点睛】此题关键是通过动能定理找到电场中两点的电势差的关系；根据匀强电场中相互平行的两段距离的电势差相等找关系解答。‎ ‎4．AC【解析】设四点的间距为r，则b点的场强；此时Q在c点的场强为：；若再将另一点电荷q放在d点时，c点场强大小为，若q带负电，q在c点形成电场的电场强度为：，则此时b 点的场强为：；若q带正电，则若c点的合场强向左，则，即；则此时b点的场强为：；若c点的合场强向右，则，则不符合题意，故选AC。‎ ‎【名师点睛】此题考查点电荷场强公式的应用以及电场的叠加问题；电场的叠加符合平行四边形法则；要注意讨论电荷q的两种可能的情况。‎ ‎5．CD【解析】由粒子的运动轨迹可知，粒子的电性与场源电荷的电性相反，但不能确定粒子的电性，选项A错误；粒子在a点和在c点所受的电场力大小相同，方向不同，则加速度大小相同，方向不同，选项B错误；粒子在a、c之间运动过程中，电场力先做正功，后做负功，则粒子的动能先增大后减小，选项C正确；从b到a电场力做负功，电势能变大，则粒子在a点的电势能比在b点时的电势能大，选项D正确。‎ ‎【名师点睛】本题中解题的关键在于曲线的弯曲方向的判断，应掌握根据弯曲方向判断受力方向的方法；本题中告诉的是等势面，很多同学由于思维定势当成了电场线从而出现错解。‎ ‎6．A【解析】把c逐渐从远处向A靠近过程中，由于静电感应，结合逆着电场线方向，电势增加，则B的指针张开，故A正确；当把c与A的外表面接触，则c带正电，导致B的指针张开，故B错误；把c与A的内表面接触，静电平衡后，电荷只分布在外表面，但静电计处于新组合的导体的外表面，则B指针会张开，故C错误；c与A内壁接触时，由于静电屏蔽，使小球c不带电，故再与b接触时，B不会张开角度；故D错误；故选A。‎ ‎【名师点睛】本题考查对感应起电的理解，抓住静电平衡导体的特点，注意静电平衡的电荷分布；同时还要区别B和C两项中不同之处。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键会根据等效力的方法求解，以及会运用动能定理求小球运动到速度再次为零时满足的关系式。‎ ‎8．B【解析】小球仅受重力作用时从C到D做自由落体运动，由速度公式得，现加水平方向的周 期性变化的电场，由运动的独立性知竖直方向还是做匀加速直线运动，水平方向沿电场力方向做匀加速直线运动，做匀减速直线运动刚好水平速度减为零，做反向的匀加速直线运动，做反向的匀减速直线运动水平速度由对称性减为零，故t=T时合速度为v0，水平位移为零，则刚好到达D点，故选B。‎ ‎【点睛】平行板电容器两极板带电后形成匀强电场，带电离子在电场中受到电场力和重力的作用，根据牛顿第二定律求出加速度，根据分运动和合运动的关系分析即可求解。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键要掌握场强的定义式、电容的定义式 ‎，理解并掌握处于静电平衡状态导体的特点：内部的电场强度处处为零。‎ ‎10．0 4×10–8‎ ‎【解析】由于A、B点是等势点，即两点电势差为零，据W=qU知，电场力不做功；从A到C电场力做功为W=qUAC=1×10–8×(10–6) J=4×10–8 J。‎ ‎11．（1） （2）‎ ‎（1）小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力，受力分析如图所示：‎ 由平衡条件得：‎ 解得：‎ ‎（2）电场方向变成向下后，重力和电场力都向下，两个力做功，小球开始摆动做圆周运动，运动情况如图所示：‎ 从释放点到最低点，由动能定理得：‎ 在最低点时，由牛顿第二定律得：‎ 联立得：‎ ‎12．（1） （2） 速度与水平方向的夹角设为arctan 2 （3）‎ ‎（1）粒子做类平抛运动 水平方向有：L=v0t 竖直方向由牛顿第二定律有：‎ 解得：，‎ ‎（3）因 又A、B两点间电势差 UAB=EL 联立解得：‎ ‎13．（1）‎12 m/s （2）（1+）s ‎（1）根据牛顿第二定律，小物体的加速度大小为：‎ 小物体到达C点的速度大小：‎ 代入数据解得：v=‎12 m/s ‎（2）根据牛顿第二定律，小物体向右减速的加速度为：‎ 小物体向右运动的时间：‎ ‎ ‎