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

1、2019年高考物理總練習(xí)第七章靜電場(chǎng)綜合檢測(cè)教科版20190723340 (時(shí)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(gè)選項(xiàng)中,第18小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,第914小題有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不選的得 0分) 1.以下關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系,正確的說(shuō)法是( C ) A.在相同距離上的兩點(diǎn),電勢(shì)差大的其電場(chǎng)強(qiáng)度也必定大 B.電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于每單位距離上的電勢(shì)降落 C.沿著電場(chǎng)線方向,任何相同距離上的電勢(shì)降落必定相同 D.電勢(shì)降落的方向必定是電場(chǎng)強(qiáng)度方向 解析:由UAB=Ed及 d為沿

2、電場(chǎng)線方向的距離知選項(xiàng)C正確,A錯(cuò)誤;由 E=知電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)線方向單位距離上的電勢(shì)降落,電勢(shì)降落最快的方向才是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,選項(xiàng)B,D錯(cuò)誤. 2.如圖a,b,c,d四個(gè)點(diǎn)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(diǎn)處固定有一電荷量為Q的點(diǎn)電荷,在d點(diǎn)處固定有另一個(gè)電荷量未知的點(diǎn)電荷,除此之外無(wú)其他電荷,b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,那么c點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零知=,得Q=4Q,c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=-=,選項(xiàng)B正確. 3.如下圖,A,B是兩個(gè)帶異號(hào)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(xì)線L1懸掛于O點(diǎn),A,B間用絕緣細(xì)線L2相連.整個(gè)裝置處于水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,平衡時(shí)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(wú)法比較,選項(xiàng)C正確. 4.兩個(gè)小球分別帶有電荷量+2Q和-Q,兩球連線上各點(diǎn)的電勢(shì)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(gè)最恰當(dāng)?shù)乇硎境鰜?lái)( C ) 解析:將單位正電荷從帶正電荷的小球處沿兩個(gè)小球連線向帶負(fù)電荷的小球移動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能不斷減小,電勢(shì)不斷降低,選項(xiàng)B,D錯(cuò)誤;考慮到該電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng),電勢(shì)不會(huì)均勻降低,選項(xiàng)

4、A錯(cuò)誤,C正確. 5.如下圖,實(shí)線是電場(chǎng)線,一帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下沿虛線由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,其速度-時(shí)間圖像是( B ) 解析:電場(chǎng)力的方向指向軌跡的凹側(cè)且沿與電場(chǎng)線相切的方向,因此粒子從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角大于90,粒子做減速運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力越來(lái)越小,加速度越來(lái)越小,選項(xiàng)B正確. 6.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立一直角坐標(biāo)系,如下圖.從坐標(biāo)原點(diǎn)沿+y軸前進(jìn)0.2 m 到A點(diǎn),電勢(shì)降低了 10 V ,從坐標(biāo)原點(diǎn)沿+x軸前進(jìn)0.2 m到B點(diǎn),電勢(shì)升高了 10 V,那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向?yàn)? 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(diǎn)C點(diǎn)電勢(shì)應(yīng)與坐標(biāo)原點(diǎn)O相等,連接OC即為等勢(shì)線,與等勢(shì)線OC垂直的方向?yàn)殡妶?chǎng)的方向,故電場(chǎng)方向由BA,其大小為E= V/m=100 V/m,選項(xiàng)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(jìn)入M,N兩極板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,都恰好能從N板的右邊緣飛出,不計(jì)重力作用,那么( C ) A.兩粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能一定不相等 B.兩粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度的大小一定相等 C.兩粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能一定相等 D.兩粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度大小一定相等 解析:設(shè)極板的長(zhǎng)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(lèi)平拋運(yùn)動(dòng) . 在水平方向有L=v0t; 豎直方向有 d=at2=; 那么粒子的初動(dòng)能Ek0=m=,由于q,E,L,d相同,所以?xún)闪Ｗ拥某鮿?dòng)能相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于兩粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)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(xiàng)B錯(cuò)誤;兩粒子電荷量相等,進(jìn)入與離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的位置相同,那么電場(chǎng)力做功相同,粒子的初動(dòng)能相同,由動(dòng)能定理可得,粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等,選項(xiàng)C正確;粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等,粒子質(zhì)量不同,那么粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度不等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 8.如下圖,真空中同一平面內(nèi)固定兩點(diǎn)電荷+2Q和-Q,以點(diǎn)電荷+2

7、Q為圓心的圓上有a,b,c,d四點(diǎn),其中b點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線與圓的交點(diǎn),a,c兩點(diǎn)關(guān)于連線對(duì)稱(chēng),ad為圓的直徑,且d距-Q較遠(yuǎn).當(dāng)電子經(jīng)過(guò)這四點(diǎn)時(shí),以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( A ) A.b處電勢(shì)能最大 B.d處電勢(shì)能最大 C.d處電場(chǎng)力最大 D.a,c兩處電場(chǎng)力相同 解析:由于a,b,c,d四點(diǎn)在以點(diǎn)電荷+2Q為圓心的圓上,所以由正電荷產(chǎn)生的電勢(shì)在a,b,c,d四點(diǎn)是相等的,a,b,c,d四點(diǎn)的總電勢(shì)可以通過(guò)負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電勢(shì)來(lái)判定.負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,離負(fù)電荷越近的點(diǎn),電勢(shì)越低;離負(fù)電荷越遠(yuǎn)的點(diǎn),電勢(shì)越高,所以d點(diǎn)的電勢(shì)最高,b點(diǎn)的電勢(shì)最低.電子帶負(fù)電荷,根據(jù)EpA=qA,它在b點(diǎn)處的電勢(shì)能

8、最大,在d點(diǎn)處的電勢(shì)能最小,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由于a,b,c,d四點(diǎn)在以點(diǎn)電荷+2Q為圓心的圓上,所以a,b,c,d四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是相等的,b點(diǎn)離負(fù)電荷最近,而且在b點(diǎn)兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向相同,所以b點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)最大,電子在b點(diǎn)受到的電場(chǎng)力最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由對(duì)稱(chēng)性可知,電子在a,c兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小相等,方向不同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 9.如下圖,在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)有平行于AB邊的勻強(qiáng)電場(chǎng),E,F,G,H是各邊中點(diǎn),其連線構(gòu)成正方形,其中P點(diǎn)是EH的中點(diǎn).一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)從F點(diǎn)沿FH方向射入電場(chǎng)后恰好從D點(diǎn)射出.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( BD ) A.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定經(jīng)

9、過(guò)P點(diǎn) B.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定經(jīng)過(guò)PE之間某點(diǎn) C.假設(shè)將粒子的初速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,粒子會(huì)由ED之間某點(diǎn)從AD邊射出 D.假設(shè)將粒子的初速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,粒子恰好由E點(diǎn)從AD邊射出 解析:粒子從F點(diǎn)沿FH方向射入電場(chǎng)后恰好從D點(diǎn)射出,其軌跡是拋物線,那么過(guò)D點(diǎn)作速度的反向延長(zhǎng)線一定與水平位移交于FH的中點(diǎn),而延長(zhǎng)線又經(jīng)過(guò)P點(diǎn),所以粒子軌跡一定經(jīng)過(guò)PE之間某點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由平拋知識(shí)可知,當(dāng)豎直位移一定時(shí),水平速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,由于y方向的位移、加速度均不變,那么運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變,因此水平位移也變?yōu)樵瓉?lái)的一半,粒子恰好由E點(diǎn)從AD邊射出,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確. 10.在同一直線上的M,N

10、兩點(diǎn)正好是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),假設(shè)在M點(diǎn)釋放一個(gè)初速度為零的電子,電子僅受電場(chǎng)力作用,并沿電場(chǎng)線由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),其電勢(shì)能隨位移變化的關(guān)系如下圖,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( BD ) A.該電場(chǎng)有可能是勻強(qiáng)電場(chǎng) B.該電場(chǎng)可能是負(fù)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的 C.N點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)電勢(shì)低 D.該電子運(yùn)動(dòng)的加速度越來(lái)越小 解析:由Ep=-qEx可知,圖像的斜率反映電場(chǎng)強(qiáng)度大小,由 Epx圖像可知,斜率越來(lái)越小,那么電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小,那么選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電子由M到N的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,因此電場(chǎng)線的方向由N到M,所以選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;電子從M運(yùn)動(dòng)到N過(guò)程中,電場(chǎng)力越來(lái)越小,那么加速度越來(lái)越小,

11、選項(xiàng)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(diǎn)電荷.一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng),實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,a,b,c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn),那么該粒子( CD ) A.帶負(fù)電 B.在c點(diǎn)受力最大 C.在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能 D.由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化 解析:由帶電粒子進(jìn)入正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出二者相互排斥,或者根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)合力指向曲線的內(nèi)側(cè),判斷出帶電粒子帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)庫(kù)侖定律可知,a,b,c三點(diǎn)中,在a點(diǎn)時(shí)受力最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;帶電粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故在

12、b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)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(chǎng)的平均值),故UabUbc,根據(jù)電場(chǎng)力做功公式,所以WabWbc,根據(jù)動(dòng)能定理,帶電粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化,選項(xiàng)D正確. 12.如圖(甲)所示,Q1,Q2是兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷,一帶正電的試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下以初速度va沿兩點(diǎn)電荷連線的中垂線從a點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),其vt圖像如圖(乙)所示,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( BD ) A.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電,但電荷量不一定相等 B.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電,且電荷量一定相等 C.試探電荷一直向上運(yùn)動(dòng),直至運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處 D.t2時(shí)刻試探電荷

13、的電勢(shì)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(yùn)動(dòng),再反向做加速運(yùn)動(dòng),且向上過(guò)程加速度先增大后減小,說(shuō)明試探電荷受電場(chǎng)力應(yīng)向下,故試探電荷均應(yīng)帶負(fù)電;由于電場(chǎng)線只能沿豎直方向,說(shuō)明兩試探電荷帶等量負(fù)電荷,選項(xiàng)A,C錯(cuò)誤,B正確;t2時(shí)刻之前電場(chǎng)力一直做負(fù)功,故電勢(shì)能增大,此后電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,t2時(shí)刻電勢(shì)能最大,但由于試探電荷受電場(chǎng)力向下,故此時(shí)加速度不為零,選項(xiàng)D正確. 13.空間存在著平行于x軸方向的靜電場(chǎng),A,M,O,N,B為x軸上的點(diǎn),OADFEF.可以判斷正確的選項(xiàng)是( AC ) A.(甲)圖中A,B兩小球一定帶異種電荷 B.(甲)圖中三個(gè)小球一定帶

14、等量電荷 C.(乙)圖中三個(gè)小球一定帶同種電荷 D.(乙)圖中三個(gè)小球帶電荷量的大小為QDQFQE 解析:對(duì)C球進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件得C球一定要受一個(gè)排斥力和一個(gè)吸引力,那么A,B球一定帶不同電荷,選項(xiàng)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(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)D球分析,D球不可能受到一個(gè)斥力和一個(gè)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(gè)球帶同種電荷,選項(xiàng)C正確;D球受到兩斥力,設(shè)圓心為O,DE大于DF,同時(shí)ODE小于ODF,可得受E球斥力更大,又離E球遠(yuǎn)可得E球電荷量大于F球,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【二】非選擇題(共4

15、4分) 15.(8分)如下圖,長(zhǎng)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(fù)電小球.小球可以在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),AC和BD分別為圓的豎直和水平直徑.等量異種點(diǎn)電荷+Q,-Q分別固定在以C為中點(diǎn)、間距為2d的水平線上的E,F兩點(diǎn).讓小球從最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)小球的速度大小為v,不考慮q對(duì)+Q,-Q所產(chǎn)生電場(chǎng)的影響.求: (1)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)球?qū)U的拉力的大小; (2)小球經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)速度的大小. 解析:(1)設(shè)UBA=U,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知,UBA=UAD=U,UAC=0 小球從A到C過(guò)程,根據(jù)動(dòng)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(guò)程中,根據(jù)動(dòng)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(shí)間t變化的規(guī)律如下圖,電壓的絕對(duì)值為U0.t=0時(shí)刻M板的電勢(shì)比N板低.在t=0時(shí)刻有一個(gè)電子從M板處無(wú)初速度釋放,經(jīng)過(guò)1.5個(gè)周期剛好到達(dá)N板.電子的電荷量為e,質(zhì)量為m.求: (1)該電子到達(dá)N板時(shí)的速率v. (2)在1.25個(gè)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(gè)T內(nèi)向右做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),第二個(gè)T內(nèi)向右做末速度為零的勻減速運(yùn)動(dòng).由x=at2知,這三段時(shí)間內(nèi)電子的位移是相同的. 在第三個(gè)T內(nèi)對(duì)電子用動(dòng)能定理eU=mv2,(3分) 其中U=U0,得v=.(2分) (2) 在第三個(gè)T內(nèi),電子做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),總位移是d,前一半時(shí)間內(nèi)的位移是該位移的, 為x=d,(3分) 因此這時(shí)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(biāo)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(diǎn)O重合,板長(zhǎng)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(mén)=210-3 s,U0=103 V,t=0時(shí)刻一帶正電的粒子從左上角A點(diǎn),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(jì)粒子所受重力.求: (1)粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間; (2)粒子打到熒光屏上的縱坐標(biāo); (3)粒子打到屏上的動(dòng)能. 解析:帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖. (1)粒子在板間沿x軸勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t, L=v0t(1分) t=210-3 s.(1分) (2)0時(shí)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(biāo)為y=d-y1=0.85 m.(1分) (3)設(shè)粒子出射時(shí)的動(dòng)能為Ek,由動(dòng)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(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,取g= 10 m/s2,問(wèn): (1)要小滑塊恰好運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)C,滑塊應(yīng)在