2023版高三一輪總復習物理（新教材新高考）章末綜合驗收8靜電場

1、 章末綜合驗收(八)一、單項選擇題1對以下四幅圖中包含的物理知識說法正確的是()甲乙丙丁A圖甲：將兩板間距拉開一些后，靜電計指針張角會變小B圖乙：距離帶電體越遠，等勢面的形狀與帶電體的形狀越相似C圖丙：研究均勻帶電球體在球外產(chǎn)生的電場時，可以認為全部電荷集中在球心D圖丁：此種電容器不僅可以接在直流電源上使用，也可以接在交流電源上使用C圖甲中，當Q一定時，由Ceq f(Q,U)，Ceq f(rS,4kd)知，d、C、U，靜電計指針張角變大，選項A錯誤；距離帶電體越遠，等勢面的形狀越接近圓形，選項B錯誤；均勻帶電球體或球殼在球外產(chǎn)生的電場，可認為全部電荷集中在球心，選項C正確；圖丁中電容器為電解電

2、容器，只能在直流電源上使用。2如圖所示，甲圖中電容器的兩個極板和電源的兩極相連，乙圖中電容器充電后斷開電源。在電容器的兩個極板間用相同的懸線分別吊起完全相同的帶電小球，小球靜止時懸線和豎直方向的夾角均為，將兩圖中的右極板向右平移時，下列說法正確的是()甲乙A甲圖中夾角減小，乙圖中夾角增大B甲圖中夾角減小，乙圖中夾角不變C甲圖中夾角不變，乙圖中夾角不變D甲圖中夾角減小，乙圖中夾角減小B由題圖可知，甲圖中的電容器和電源相連，所以電容器兩極板間的電壓不變，當極板間的距離增大時，根據(jù)Eeq f(U,d)可知，極板間的電場強度減小，電場力減小，所以夾角將減??；乙圖中電容器充電后斷開電源，電容器兩極板所帶

3、的電荷量不變，根據(jù)Ceq f(rS,4kd)，極板間的電壓Ueq f(Q,C)eq f(4kdQ,rS)，極板間的電場強度Eeq f(U,d)eq f(4kQ,rS)，電場強度與兩極板間距離無關，故夾角不變，B正確。3(2021廣東卷)如圖是某種靜電推進裝置的原理圖，發(fā)射極與吸極接在高壓電源兩端，兩極間產(chǎn)生強電場，虛線為等勢面。在強電場作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸極，a、b是其路徑上的兩點。不計液滴重力。下列說法正確的是()Aa點的電勢比b點的低Ba點的電場強度比b點的小C液滴在a點的加速度比在b點的小D液滴在a點的電勢能比在b點的大D由于發(fā)射極與電源正極相連接，故發(fā)射極電勢高于吸極電

4、勢，故a點電勢比b點電勢高，A錯誤；等勢面的疏密反映電場線的疏密，故a點的電場強度大于b點的電場強度，液滴在a點的加速度大于b點的加速度，B、C錯誤；帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸極，從a到b電場力做正功，故電勢能減小，D正確。4某書中有如圖所示的圖，用來表示橫截面是“”形導體右側(cè)的電場線和等勢面，其中a、b是同一條實線上的兩點，c是另一條實線上的一點，d是導體尖角右側(cè)表面附近的一點。下列說法正確的是()A實線表示電場線B離d點最近的導體表面電荷密度最大C“”形導體右側(cè)表面附近電場強度方向均相同D電荷從a點到c點再到b點電場力做功一定為零D處于靜電平衡的導體，是個等勢體，則整個導體為等勢體，由于電

5、場線方向總是與等勢面垂直，所以實線不是電場線，是等勢面，所以A錯誤；根據(jù)等勢面的疏密表示場強的強弱，則d點的場強較弱，并且電場強度越大的地方電荷密度越大，所以B錯誤；在“EBC電勢AEB，由于小球帶正電，則場強方向沿斜面向上，所以AB，故B正確，C錯誤；由能量守恒可知，小球沿電場線從A運動到B時動能增大，則小球的重力勢能和電勢能之和減小，故D正確。三、非選擇題9如圖甲所示是一種觀察電容器充、放電的實驗電路圖，實驗是通過對高阻值電阻放電的方法，測出電容器充電至電壓U時所帶電荷量Q，從而再求出電容器的電容C。某同學在一次實驗時的情況如下：接通開關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

6、滿刻度，記下此時電流表的示數(shù)是I0490 A，電壓表的示數(shù)U06.0 V，I0、U0分別是電容器放電時的初始電壓和電流。斷開開關S，同時開始計時，每隔5 s測讀一次電流I的值，將測得數(shù)據(jù)填入表格，并標在圖乙坐標紙上(時間t為橫坐標、電流i為縱坐標)，結果如圖中小黑點“”所示。甲乙(1)在圖乙中畫出it圖線，圖線與坐標軸所圍成面積的物理意義是_；(2)該電容器電容為_F(結果保留2位有效數(shù)字)；(3)若某同學實驗時把電壓表接在F、D兩端，則電容的測量值比它的真實值_(選填“大”“小”或“相等”)。解析(1)如圖所示，由QIt 知，it圖像與坐標軸所包圍的面積為電容器在開始放電時所帶的電荷量。(2

7、)數(shù)出格子數(shù)，由總格子數(shù)乘以每個格子的“面積”值求得Q8.75103則Ceq f(Q,U0)1.5103 F。(3)電容的測量值比它的真實值偏小，原因是若把電壓表接在F、D兩端，則電容器在放電時，有電流會從電壓表中通過，從而使得通過電流表中的電荷量小于電容器的帶電荷量，從而使電容的測量值比它的真實值偏小。答案(1)見解析圖電容器在開始放電時所帶的電荷量(2)1.5103(3)小10如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間的距離為d，上極板正中有一小孔。質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻

8、強電場，重力加速度為g)。求：(1)小球到達小孔處的速度；(2)極板間電場強度的大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間。解析(1)由v22gh，得veq r(2gh)。(2)在極板間帶電小球受重力和電場力作用，由牛頓運動定律知：mgqEma由運動學公式知：0v22ad整理得電場強度Eeq f(mghd,qd)由UEd，QCU，得電容器所帶電荷量Qeq f(mghdC,q)。(3)由heq f(1,2)gteq oal( 2,1)，0vat2，tt1t2整理得teq f(hd,h)eq r(f(2h,g)。答案(1)eq r(2gh)(2)eq f(mghd,qd)eq

9、 f(mghdC,q)(3)eq f(hd,h)eq r(f(2h,g)11一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0沿豎直方向從A點垂直進入電場強度大小為E的勻強電場中，如圖所示，經(jīng)過一段時間后到達B點，其速度變?yōu)樗椒较?，大小仍為v0，重力加速度為g，求：(1)小球帶電情況；(2)小球由A到B的位移；(3)小球速度的最小值。解析(1)從A到B過程中，在豎直方向小球做勻減速運動，加速度aygB點是最高點，豎直分速度為0，有teq f(v0,g)水平方向小球在電場力作用下做勻加速運動，可知小球帶正電初速度為0，加速度axeq f(qE,m)水平方向有v0eq f(qE,m)t聯(lián)立解得qEmg可得qeq f

10、(mg,E)。(2)由(1)分析可知，小球運動的水平位移大小等于豎直位移大小在豎直方向有veq oal( 2,0)2gh可得heq f(voal( 2,0),2g)所以由A到B的位移xABeq r(2)heq f(r(2)voal( 2,0),2g)其與水平方向的夾角為tan eq f(y,x)1，即位移與水平方向的夾角為45斜向右上方。(3)設重力與電場力的合力為F，其與水平方向的夾角為則tan eq f(mg,qE)1，如圖所示開始一段時間內(nèi)，F(xiàn)與速度方向夾角大于90，合力做負功，動能減小后來F與速度夾角小于90，合力做正功，動能增加因此，當F與速度v的方向垂直時，小球的動能最小，速度也最

11、小，設為vmin即tan eq f(vx,vy)1，則vxvy，vxeq f(qE,m)tgt，vyv0gt解得vxvyeq f(v0,2)，故vmineq r(voal( 2,x)voal( 2,y)eq f(r(2),2)v0。答案(1)小球帶正電，電荷量為eq f(mg,E)(2)eq f(r(2)voal( 2,0),2g)，與水平方向的夾角為45斜向右上方(3)eq f(r(2),2)v012如圖所示，LMN是豎直平面內(nèi)固定的光滑絕緣軌道，MN水平且足夠長，LM下端與MN相切。質(zhì)量為m的帶正電小球B靜止在水平面上，質(zhì)量為2m的帶正電小球A從LM上距水平面高為h處由靜止釋放，在A球進入

12、水平軌道之前，由于A、B兩球相距較遠，相互作用力可認為等于零，A球進入水平軌道后，A、B兩球間相互作用視為靜電作用，帶電小球均可視為質(zhì)點。已知A、B兩球始終沒有接觸。重力加速度為g。(1)A球剛進入水平軌道的速度大?。?2)A、B兩球相距最近時，A、B兩球系統(tǒng)的電勢能Ep；(3)A、B兩球最終的速度vA、vB的大小。解析(1)對A球下滑的過程，由機械能守恒得2mgheq f(1,2)2mveq oal( 2,0)，解得v0eq r(2gh)。(2)A球進入水平軌道后，兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，當兩球相距最近時共速，有2mv0(2mm)v解得veq f(2,3)v0eq f(2,3)eq r(2gh)，由能量守恒定律得2mgheq f(1,2)(2mm)v2Ep，解得Epeq f(2,3)mgh。(3)當兩球相距最近之后，在靜電斥力作用下相互遠離，兩球距離足夠遠時，相互作用力為零，系統(tǒng)勢能也為零，速度達到穩(wěn)定。則2mv02mvAmvBeq f(1,2)