2019年高考物理總練習(xí)第七章靜電場綜合檢測教科版20190723340

1、2019年高考物理總練習(xí)第七章靜電場綜合檢測教科版20190723340 (時間:90分鐘 總分值:100分) 【一】選擇題(此題共14小題,每題4分,共56分.在每題給出的四個選項中,第18小題只有一個選項正確,第914小題有多個選項正確,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不選的得 0分) 1.以下關(guān)于勻強電場中電場強度和電勢差的關(guān)系,正確的說法是( C ) A.在相同距離上的兩點,電勢差大的其電場強度也必定大 B.電場強度在數(shù)值上等于每單位距離上的電勢降落 C.沿著電場線方向,任何相同距離上的電勢降落必定相同 D.電勢降落的方向必定是電場強度方向 解析:由UAB=Ed及 d為沿

2、電場線方向的距離知選項C正確,A錯誤;由 E=知電場強度在數(shù)值上等于沿電場線方向單位距離上的電勢降落,電勢降落最快的方向才是電場強度的方向,選項B,D錯誤. 2.如圖a,b,c,d四個點在一條直線上,a和b,b和c,c和d間的距離均為R,在a點處固定有一電荷量為Q的點電荷,在d點處固定有另一個電荷量未知的點電荷,除此之外無其他電荷,b點處的電場強度為零,那么c點處電場強度的大小為(式中k為靜電力常量)( B ) A.0 B. C. D. 解析:根據(jù)b點電場強度為零知=,得Q=4Q,c點的電場強度大小為E=-=,選項B正確. 3.如下圖,A,B是兩個帶異號電荷的小球,其質(zhì)量分別為m1和m2,所帶

3、電荷量分別為+q1和-q2,A用絕緣細線L1懸掛于O點,A,B間用絕緣細線L2相連.整個裝置處于水平方向的勻強電場中,平衡時L1向左偏離豎直方向,L2向右偏離豎直方向,那么可以判定( C ) A.m1=m2 B.m1m2 C.q1q2 D.q1q2,而兩球重力無法比較,選項C正確. 4.兩個小球分別帶有電荷量+2Q和-Q,兩球連線上各點的電勢與距正電荷距離x之間的函數(shù)關(guān)系可以由圖中的哪一個最恰當(dāng)?shù)乇硎境鰜? C ) 解析:將單位正電荷從帶正電荷的小球處沿兩個小球連線向帶負電荷的小球移動,電場力做正功,電勢能不斷減小,電勢不斷降低,選項B,D錯誤;考慮到該電場為非勻強電場,電勢不會均勻降低,選項

4、A錯誤,C正確. 5.如下圖,實線是電場線,一帶電粒子只在電場力的作用下沿虛線由A運動到B的過程中,其速度-時間圖像是( B ) 解析:電場力的方向指向軌跡的凹側(cè)且沿與電場線相切的方向,因此粒子從A運動到B的過程中電場力方向與速度方向的夾角大于90,粒子做減速運動,電場力越來越小,加速度越來越小,選項B正確. 6.在勻強電場中建立一直角坐標系,如下圖.從坐標原點沿+y軸前進0.2 m 到A點,電勢降低了 10 V ,從坐標原點沿+x軸前進0.2 m到B點,電勢升高了 10 V,那么勻強電場的電場強度大小和方向為( C ) A.50 V/m,方向BA B.50 V/m,方向AB C.100 V/

5、m,方向BA D.100 V/m,方向垂直AB斜向下 解析:連接AB,由題意可知,AB中點C點電勢應(yīng)與坐標原點O相等,連接OC即為等勢線,與等勢線OC垂直的方向為電場的方向,故電場方向由BA,其大小為E= V/m=100 V/m,選項C正確. 7.如下圖,帶電荷量相等、質(zhì)量不同的帶電粒子a和b從帶電平行板M的邊緣沿平行于極板的方向進入M,N兩極板間的勻強電場中,都恰好能從N板的右邊緣飛出,不計重力作用,那么( C ) A.兩粒子進入電場時的動能一定不相等 B.兩粒子進入電場時的初速度的大小一定相等 C.兩粒子飛出電場時的動能一定相等 D.兩粒子飛出電場時的速度大小一定相等 解析:設(shè)極板的長度是

6、L,板間距離是d,設(shè)粒子的初速度為v0;帶電粒子在極板間做類平拋運動 . 在水平方向有L=v0t; 豎直方向有 d=at2=; 那么粒子的初動能Ek0=m=,由于q,E,L,d相同,所以兩粒子的初動能相等,選項A錯誤;由于兩粒子進入電場時的初動能相等而粒子質(zhì)量不相等,那么粒子的初速度大小一定不相等,選項B錯誤;兩粒子電荷量相等,進入與離開電場時的位置相同,那么電場力做功相同,粒子的初動能相同,由動能定理可得,粒子離開電場時的動能相等,選項C正確;粒子離開電場時的動能相等,粒子質(zhì)量不同,那么粒子離開電場時的速度不等,選項D錯誤. 8.如下圖,真空中同一平面內(nèi)固定兩點電荷+2Q和-Q,以點電荷+2

7、Q為圓心的圓上有a,b,c,d四點,其中b點為兩點電荷連線與圓的交點,a,c兩點關(guān)于連線對稱,ad為圓的直徑,且d距-Q較遠.當(dāng)電子經(jīng)過這四點時,以下說法正確的選項是( A ) A.b處電勢能最大 B.d處電勢能最大 C.d處電場力最大 D.a,c兩處電場力相同 解析:由于a,b,c,d四點在以點電荷+2Q為圓心的圓上,所以由正電荷產(chǎn)生的電勢在a,b,c,d四點是相等的,a,b,c,d四點的總電勢可以通過負電荷產(chǎn)生的電場的電勢來判定.負電荷產(chǎn)生的電場中,離負電荷越近的點,電勢越低;離負電荷越遠的點,電勢越高,所以d點的電勢最高,b點的電勢最低.電子帶負電荷,根據(jù)EpA=qA,它在b點處的電勢能

8、最大,在d點處的電勢能最小,選項A正確,B錯誤;由于a,b,c,d四點在以點電荷+2Q為圓心的圓上,所以a,b,c,d四點的電場強度的大小是相等的,b點離負電荷最近,而且在b點兩個點電荷產(chǎn)生的電場的方向相同,所以b點的合場強最大,電子在b點受到的電場力最大,選項C錯誤;由對稱性可知,電子在a,c兩點受到的電場力大小相等,方向不同,選項D錯誤. 9.如下圖,在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)有平行于AB邊的勻強電場,E,F,G,H是各邊中點,其連線構(gòu)成正方形,其中P點是EH的中點.一個帶正電的粒子(不計重力)從F點沿FH方向射入電場后恰好從D點射出.以下說法正確的選項是( BD ) A.粒子的運動軌跡一定經(jīng)

9、過P點 B.粒子的運動軌跡一定經(jīng)過PE之間某點 C.假設(shè)將粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼囊话?粒子會由ED之間某點從AD邊射出 D.假設(shè)將粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼囊话?粒子恰好由E點從AD邊射出 解析:粒子從F點沿FH方向射入電場后恰好從D點射出,其軌跡是拋物線,那么過D點作速度的反向延長線一定與水平位移交于FH的中點,而延長線又經(jīng)過P點,所以粒子軌跡一定經(jīng)過PE之間某點,選項A錯誤,B正確;由平拋知識可知,當(dāng)豎直位移一定時,水平速度變?yōu)樵瓉淼囊话?由于y方向的位移、加速度均不變,那么運動時間不變,因此水平位移也變?yōu)樵瓉淼囊话?粒子恰好由E點從AD邊射出,選項C錯誤,D正確. 10.在同一直線上的M,N

10、兩點正好是某電場中一條電場線上的兩點,假設(shè)在M點釋放一個初速度為零的電子,電子僅受電場力作用,并沿電場線由M點運動到N點,其電勢能隨位移變化的關(guān)系如下圖,那么以下說法正確的選項是( BD ) A.該電場有可能是勻強電場 B.該電場可能是負的點電荷產(chǎn)生的 C.N點的電勢比M點電勢低 D.該電子運動的加速度越來越小 解析:由Ep=-qEx可知,圖像的斜率反映電場強度大小,由 Epx圖像可知,斜率越來越小,那么電場強度逐漸減小,那么選項A錯誤;電子由M到N的過程中,電場力做正功,電勢能減小,因此電場線的方向由N到M,所以選項B正確,C錯誤;電子從M運動到N過程中,電場力越來越小,那么加速度越來越小,

11、選項D正確. 11.圖中虛線為一組間距相等的同心圓,圓心處固定一帶正電的點電荷.一帶電粒子以一定初速度射入電場,實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡,a,b,c三點是實線與虛線的交點,那么該粒子( CD ) A.帶負電 B.在c點受力最大 C.在b點的電勢能大于在c點的電勢能 D.由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化 解析:由帶電粒子進入正點電荷形成的電場中的運動軌跡可以看出二者相互排斥,或者根據(jù)曲線運動合力指向曲線的內(nèi)側(cè),判斷出帶電粒子帶正電,選項A錯誤;根據(jù)庫侖定律可知,a,b,c三點中,在a點時受力最大,選項B錯誤;帶電粒子從b點到c點的過程中,電場力做正功,電勢能減小,故在

12、b點的電勢能大于在c點的電勢能,選項C正確;由于虛線為等間距的同心圓,根據(jù) U=d (為某段電場的平均值),故UabUbc,根據(jù)電場力做功公式,所以WabWbc,根據(jù)動能定理,帶電粒子由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化,選項D正確. 12.如圖(甲)所示,Q1,Q2是兩個固定的點電荷,一帶正電的試探電荷僅在電場力作用下以初速度va沿兩點電荷連線的中垂線從a點向上運動,其vt圖像如圖(乙)所示,以下說法正確的選項是( BD ) A.兩點電荷一定都帶負電,但電荷量不一定相等 B.兩點電荷一定都帶負電,且電荷量一定相等 C.試探電荷一直向上運動,直至運動到無窮遠處 D.t2時刻試探電荷

13、的電勢能最大,但加速度不為零 解析:由圖(乙)可知,試探電荷向上先做減速運動,再反向做加速運動,且向上過程加速度先增大后減小,說明試探電荷受電場力應(yīng)向下,故試探電荷均應(yīng)帶負電;由于電場線只能沿豎直方向,說明兩試探電荷帶等量負電荷,選項A,C錯誤,B正確;t2時刻之前電場力一直做負功,故電勢能增大,此后電場力做正功,電勢能減小,t2時刻電勢能最大,但由于試探電荷受電場力向下,故此時加速度不為零,選項D正確. 13.空間存在著平行于x軸方向的靜電場,A,M,O,N,B為x軸上的點,OADFEF.可以判斷正確的選項是( AC ) A.(甲)圖中A,B兩小球一定帶異種電荷 B.(甲)圖中三個小球一定帶

14、等量電荷 C.(乙)圖中三個小球一定帶同種電荷 D.(乙)圖中三個小球帶電荷量的大小為QDQFQE 解析:對C球進行受力分析,根據(jù)平衡條件得C球一定要受一個排斥力和一個吸引力,那么A,B球一定帶不同電荷,選項A正確;如果(甲)圖中小球是帶等量電荷,那么小球應(yīng)該均勻地分布在環(huán)上,選項B錯誤;對D球分析,D球不可能受到一個斥力和一個引力,所以E,F球帶同種電荷,分析E球根據(jù)平衡條件可得D,F球帶同種電荷,所以(乙)圖中三個球帶同種電荷,選項C正確;D球受到兩斥力,設(shè)圓心為O,DE大于DF,同時ODE小于ODF,可得受E球斥力更大,又離E球遠可得E球電荷量大于F球,選項D錯誤. 【二】非選擇題(共4

15、4分) 15.(8分)如下圖,長度為d的絕緣輕桿一端套在光滑水平轉(zhuǎn)軸O上,另一端固定一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電小球.小球可以在豎直平面內(nèi)做圓周運動,AC和BD分別為圓的豎直和水平直徑.等量異種點電荷+Q,-Q分別固定在以C為中點、間距為2d的水平線上的E,F兩點.讓小球從最高點A由靜止開始運動,經(jīng)過B點時小球的速度大小為v,不考慮q對+Q,-Q所產(chǎn)生電場的影響.求: (1)小球經(jīng)過C點時球?qū)U的拉力的大小; (2)小球經(jīng)過D點時速度的大小. 解析:(1)設(shè)UBA=U,根據(jù)對稱性可知,UBA=UAD=U,UAC=0 小球從A到C過程,根據(jù)動能定理有 mg2d=m(2分) 沿豎直方向有FT-m

16、g=m(1分) 整理得FT=5mg(1分) 根據(jù)牛頓第三定律可知,球?qū)U的拉力大小為5mg.(1分) (2)從A到B和從A到D的過程中,根據(jù)動能定理得 mgd+qU=mv2(1分) mgd-qU=m(1分) 整理得vD=.(1分) 答案:(1)5mg (2) 16.(10分)如下圖,兩塊平行金屬板MN間的距離為d,兩板間電壓u隨時間t變化的規(guī)律如下圖,電壓的絕對值為U0.t=0時刻M板的電勢比N板低.在t=0時刻有一個電子從M板處無初速度釋放,經(jīng)過1.5個周期剛好到達N板.電子的電荷量為e,質(zhì)量為m.求: (1)該電子到達N板時的速率v. (2)在1.25個周期末該電子和N板間的距離s. 解析

17、:(1)由題意知,電子在第【一】第三個T內(nèi)向右做初速度為零的勻加速運動,第二個T內(nèi)向右做末速度為零的勻減速運動.由x=at2知,這三段時間內(nèi)電子的位移是相同的. 在第三個T內(nèi)對電子用動能定理eU=mv2,(3分) 其中U=U0,得v=.(2分) (2) 在第三個T內(nèi),電子做初速度為零的勻加速運動,總位移是d,前一半時間內(nèi)的位移是該位移的, 為x=d,(3分) 因此這時離N板的距離s=d-d=d.(2分) 答案:(1) (2)d. 17.(12分)如下圖,在xOy坐標系中,兩平行金屬板如圖放置,OD與x軸重合,板的左端與原點O重合,板長L=2 m,板間距離d=1 m,緊靠極板右側(cè)有一熒光屏.兩金

18、屬板間電壓UAO變化規(guī)律如下圖,變化周期為T=210-3 s,U0=103 V,t=0時刻一帶正電的粒子從左上角A點,以平行于AB邊v0=1 000 m/s的速度射入板間,粒子電荷量q=110-5 C,質(zhì)量m=110-7 kg.不計粒子所受重力.求: (1)粒子在板間運動的時間; (2)粒子打到熒光屏上的縱坐標; (3)粒子打到屏上的動能. 解析:帶電粒子的運動軌跡如下圖. (1)粒子在板間沿x軸勻速運動,運動時間為t, L=v0t(1分) t=210-3 s.(1分) (2)0時刻射入的粒子在板間偏轉(zhuǎn)量最大為y1 y1=a()2+(a)(2分) 又根據(jù)牛頓第二定律=ma(1分) 所以解得y1

19、=0.15 m(1分) 故縱坐標為y=d-y1=0.85 m.(1分) (3)設(shè)粒子出射時的動能為Ek,由動能定理得 y2=Ek-m(2分) y2=a() 2(2分) 代入數(shù)據(jù)解得Ek=5.0510-2 J.(1分) 答案:(1)210-3 s (2)0.85 m (3)5.0510-2 J 18.(14分)如下圖,在E=103 V/m的水平向左勻強電場中,有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置,軌道與一水平絕緣軌道MN連接,半圓軌道所在豎直平面與電場線平行,其半徑R=40 cm,一帶正電荷q=10-4 C的小滑塊質(zhì)量為m=40 g,與水平軌道間的動摩擦因數(shù)=0.2,取g= 10 m/s2,問: (1)要小滑塊恰好運動到圓軌道的最高點C,滑塊應(yīng)在