高考物理系統(tǒng)性復(fù)習(xí) 第九章 電場(chǎng) 章末綜合檢測(cè)（附解析）

第九章電場(chǎng)章末綜合檢測(cè)第Ⅰ卷(選擇題共46分)一、選擇題(本題共10小題。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每個(gè)小題4分；第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)1．(2022?上海市浦東新區(qū)高三(上)一模)如圖所示是靜電推進(jìn)裝置的原理圖，發(fā)射極與吸板接在電源兩端，兩極間產(chǎn)生電場(chǎng)，虛線為等差等勢(shì)面(相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差相等)，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸板，a、b是其路徑上的兩點(diǎn)，不計(jì)液滴重力，則()A．液滴帶正電，b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大B．液滴帶正電，a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大C．液滴帶負(fù)電，b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大D．液滴帶負(fù)電，a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大【解析】由題可得發(fā)射極與吸板之間的電場(chǎng)方向從發(fā)射極指向吸板，因?yàn)樵趶?qiáng)電場(chǎng)作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸板，即液滴所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相同，故液滴帶正電，且等差等勢(shì)面越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，由圖可以看出a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B?！敬鸢浮緽2．(2022?江蘇七市高三(下)二模)當(dāng)空氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)E0時(shí)，空氣會(huì)被擊穿。給半徑為R的孤立導(dǎo)體球殼充電，球殼所帶電荷量的最大值為Q，已知靜電力常量為k，則Q為()A． B．C． D．【解析】均勻帶電球殼對(duì)殼外某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，可以看做集中在球殼中心的點(diǎn)電荷對(duì)求外某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，由，可得，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B?！敬鸢浮緽3．(2022?浙江杭州市高三(下)二模)如圖所示，均勻帶正電的金屬球殼球心位于點(diǎn)，在過(guò)點(diǎn)的射線上有A、B、C三點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度分別為、、，電勢(shì)分別為、、下列說(shuō)法正確的是()A． B．C．D．【解析】AB．均勻帶電球體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，外部離球體越遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)越小，可得，故AB錯(cuò)誤；CD．均勻帶電球體內(nèi)部電勢(shì)為一常量，由于金屬球殼帶正電荷，外部電場(chǎng)線指向無(wú)窮遠(yuǎn)處，隨沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低可知，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。【答案】C4．(2022?安徽合肥市高三(下)二模)帶等量異種電荷的兩小球，固定在一絕緣細(xì)桿的兩端，置于等量異種電荷A、B的電場(chǎng)中，豎直虛線為A、B連線的中垂線，桿與A、B連線平行，位于圖中I位置，O為桿的中點(diǎn)。若桿由I位置繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)至圖中II位置，電場(chǎng)力做功為W1；若桿由I位置豎直向下平移至圖中III位置，電場(chǎng)力做功為W2。則下列關(guān)于W1、W2的判斷正確的是()A．， B．，C．， D．，【解析】設(shè)在中I位置時(shí)，正電荷處于電勢(shì)，有對(duì)稱性可知負(fù)電荷位置電勢(shì)為，因此電勢(shì)能為，在II位置是，兩小球處于A、B電荷連線中垂線上，電勢(shì)為零，電勢(shì)能為零，電勢(shì)能增大，故電場(chǎng)力做負(fù)功，即，根據(jù)等量異種電荷電勢(shì)分布特點(diǎn)，設(shè)在III位置右側(cè)電勢(shì)增大，根據(jù)對(duì)稱性知左邊電勢(shì)減小，則電勢(shì)能為，電勢(shì)能減小，故電場(chǎng)力做正功，即，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B?！敬鸢浮緽5．(2022?湖北省七市高三(下)三月調(diào)研)如圖所示，虛線圓位于豎直面內(nèi)，AC和BD為相互垂直的兩條直徑，其中BD位于水平方向。豎直平面內(nèi)有足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向與圓周平面平行。在圓周平面內(nèi)將質(zhì)量為m、帶電量為的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)以相同的速率向各個(gè)方向拋出，小球會(huì)經(jīng)過(guò)圓周上不同的點(diǎn)，其中到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最大。已知重力加速度為g，則下列說(shuō)法中正確的是()A．電場(chǎng)的方向由D指向BB．小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度大小等于gC．B點(diǎn)為圓周上的電勢(shì)最低點(diǎn)D．經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)小球的速度與初速度大小相等【解析】A．小球受到電場(chǎng)力和重力的合力，當(dāng)?shù)竭_(dá)等效最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，故B點(diǎn)為等效最低點(diǎn)，因此受到合力方向右D指向B，受力分析，可知，因?yàn)樾∏驇д?，所以?chǎng)強(qiáng)方向與電場(chǎng)力方向相同，如圖所示，故A錯(cuò)誤；B．加速度大小為，故B錯(cuò)誤；C．沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，因此最低點(diǎn)為F，故C錯(cuò)誤；D．合力方向右D指向B，因此從A到C合力做功為0，動(dòng)能相等，速度大小相等，故D正確。故選D?！敬鸢浮緿6．(2022?河北唐山市高三(下)一模)如圖所示，質(zhì)量為m、電量為的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，在圖示空間加上一平行紙面的水平方向勻強(qiáng)電場(chǎng)后，帶電小球開始向右擺動(dòng)，細(xì)線與豎直方向最大夾角為37°。已知，，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的()A．電場(chǎng)方向水平向左 B．小球最終會(huì)靜止在37°角位置處C．向右擺動(dòng)過(guò)程，帶電小球電勢(shì)能不斷增大 D．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為【解析】A．帶電小球向右擺動(dòng)，說(shuō)明電場(chǎng)力向右，又小球帶正電，故電場(chǎng)方向水平向右，故A錯(cuò)誤；B．電場(chǎng)力和重力的合力方向指向右下方，類比重力場(chǎng)，小球會(huì)來(lái)回?cái)[動(dòng)，不會(huì)靜止，故B錯(cuò)誤；C．向右擺動(dòng)過(guò)程，電場(chǎng)力做正功，則電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)能定理，解得，故D正確。故選D?！敬鸢浮緿7．(2022?安徽省淮北市高三(上)一模)如圖甲所示，兩平行金屬板A，B放在真空中，間距為d，為板間水平中線，AB板間的電勢(shì)差U隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示。有一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電小球，從O點(diǎn)以的速度水平射入電場(chǎng)。T時(shí)刻小球恰好從點(diǎn)射出電場(chǎng)，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與極板相碰。則下列說(shuō)法正確的是()A．板間電壓 B．板間電壓C．小球從點(diǎn)射出時(shí)速度方向水平 D．時(shí)刻，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)【解析】AB．設(shè)時(shí)間內(nèi)的加速度為a，小球在豎直方向上的位移為零，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，解得，，，根據(jù)牛頓第二定律可得，聯(lián)立解得，A正確，B錯(cuò)誤；C．小球在T時(shí)刻在豎直方向的分速度為，小球從點(diǎn)射出時(shí)在豎直方向有分速度，故速度方向不可能水平，C錯(cuò)誤；D．時(shí)刻，小球豎直方向速度大小為，運(yùn)動(dòng)方向向下，將繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，不是最低點(diǎn)，D錯(cuò)誤。故選A。【答案】A8．(2022?河南許昌市高三(下)二模)如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)量為m可看成質(zhì)點(diǎn)的帶電小球以初速度v從M點(diǎn)豎直向上拋出通過(guò)N點(diǎn)時(shí)，速度大小為v，方向與電場(chǎng)方向相反。若MN連線與水平方向夾角為45°，則小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中()A．小球的動(dòng)能先減小再增大 B．小球的機(jī)械能先增大再減小C．小球的重力大小一定等于電場(chǎng)力大小 D．小球的電勢(shì)能一定逐漸增大【解析】BD．由題意可知，電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，則小球的電勢(shì)能一直減小，除了重力之外的其他力對(duì)小球做正功，則小球的機(jī)械能一直增加，故BD錯(cuò)誤；C．根據(jù)幾何關(guān)系知：小球豎直方向速度減為零的位移和水平方向速度增加到的位移相等，根據(jù)位移速度關(guān)系，可得豎直方向的加速度和水平方向加速度相等，可得，又，，可得，故C正確；A．根據(jù)動(dòng)能定理，得，豎直方向做初速度為的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，開始重力做的負(fù)功大于電場(chǎng)力做的正功，豎直方向速度和水平方向速度相等后，電場(chǎng)力做正功的大于重力所做負(fù)功，所以動(dòng)能先減小后增大，故A正確。故選AC?！敬鸢浮緼C9．(2022?山東日照市高三(下)一模)如圖所示，是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。在正方形兩對(duì)角線的交點(diǎn)O處有一個(gè)電子發(fā)射源，在平面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射出初動(dòng)能均為3eV的電子。所有到達(dá)正方形邊界的電子中，到達(dá)c點(diǎn)的電子動(dòng)能最大。已知正方形的邊長(zhǎng)為10cm，電子到達(dá)c點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為7eV。電子僅在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向從a點(diǎn)指向c點(diǎn)B．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C．若b點(diǎn)的電勢(shì)為零，電子運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為－1eVD．電子到達(dá)中點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為1eV【解析】A．根據(jù)題意電子到達(dá)c點(diǎn)的動(dòng)能最大，說(shuō)明電子從O到c電場(chǎng)力做功最多，從O到c動(dòng)能增大，電場(chǎng)力做正功，電子沿電場(chǎng)線反方向運(yùn)動(dòng)，故電場(chǎng)線從c點(diǎn)指向a點(diǎn)B．根據(jù)動(dòng)能定理可得，解得，設(shè)正方形邊長(zhǎng)L=10cm，Oc的距離為，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，B正確；C．由于bd垂直于ac，則，，，，綜上所述，C錯(cuò)誤；D．設(shè)ab中點(diǎn)為p如圖，從O到p由動(dòng)能定理得，又，代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得，D正確。故選BD?！敬鸢浮緽D10．如圖甲所示，平行金屬板相距為d，在兩板間加一如圖乙所示的交變電壓，有一個(gè)粒子源在平行金屬板左邊界中點(diǎn)處沿垂直電場(chǎng)方向連續(xù)發(fā)射速度相同的帶正電粒子(不計(jì)重力及粒子間的相互作用)．t＝0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子恰好在t＝T時(shí)刻到達(dá)B板右邊緣，則()A．任意時(shí)刻進(jìn)入的粒子到達(dá)電場(chǎng)右邊界經(jīng)歷的時(shí)間為TB．t＝eq\f(T,4)時(shí)刻進(jìn)入的粒子到達(dá)電場(chǎng)右邊界的速度最大C．t＝eq\f(T,4)時(shí)刻進(jìn)入的粒子到達(dá)電場(chǎng)右邊界時(shí)距B板的距離為eq\f(d,4)D．粒子到達(dá)電場(chǎng)右邊界時(shí)的動(dòng)能與何時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)無(wú)關(guān)【解析】任意時(shí)刻進(jìn)入的粒子在水平方向的分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，則由L＝v0t，得t＝eq\f(L,v0)，由于L、v0都相等，所以粒子到達(dá)電場(chǎng)右邊界所用時(shí)間都相等，且都為T，選項(xiàng)A正確；粒子在豎直方向做周期性運(yùn)動(dòng)，勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，加速度大小也相同，所以到達(dá)電場(chǎng)右邊界時(shí)速度的變化量為零，因此粒子到達(dá)電場(chǎng)右邊界時(shí)的速度大小等于進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)初速度大小，與何時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確；對(duì)于t＝0時(shí)刻進(jìn)入的粒子，據(jù)題意有eq\f(d,2)＝2×eq\f(1,2)a(eq\f(T,2))2；對(duì)于t＝eq\f(T,4)時(shí)刻進(jìn)入的粒子，在前eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)豎直方向的位移向下，大小為y1＝2×eq\f(1,2)a(eq\f(T,4))2，在后eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)豎直方向的位移向上，大小為y2＝2×eq\f(1,2)a(eq\f(T,4))2，則知y1＝y(tǒng)2，即豎直方向的位移為0，所以粒子到達(dá)電場(chǎng)右邊界時(shí)距B板距離為y＝eq\f(d,2)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．【答案】AD第Ⅱ卷(非選擇題共54分)二、非選擇題(本題共5小題，共54分)11．(2022?上海市崇明區(qū)高三(上)一模)如圖所示，在一水平向右勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有兩質(zhì)量均為m、帶等量異號(hào)電荷的小球M和N，通過(guò)兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的絕緣輕繩懸掛在電場(chǎng)中O點(diǎn)，平衡后兩輕繩與豎直方向的夾角均為θ=45°。若僅將兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，兩小球仍能平衡在原位置。已知靜電力常量為k，重力加速度大小為g，則球M帶______電荷(填“正”或“負(fù)”)，其原來(lái)帶電量大小為______。【解析】[1]對(duì)小球M受力分析如圖所示。小球M受電場(chǎng)力水平向左，與電場(chǎng)線方向相反，故小球M帶負(fù)電。[2]由幾何關(guān)系，小球M和N之間距離為，當(dāng)兩球帶電量都為q時(shí)，由平衡條件：(1)當(dāng)兩球帶電量都為2q時(shí)，由平衡條件：

(2)(1)(2)聯(lián)立可得：【答案】負(fù)

12．(2022?上海市閔行區(qū)高三(上)一模)如圖，兩個(gè)電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷固定于x軸A、B兩點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為(a，0)、(-a，0)，電量為q的負(fù)點(diǎn)電荷在y軸坐標(biāo)為(0，a)處的C點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小為___________；由靜止釋放負(fù)點(diǎn)電荷，若其由C首次運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的時(shí)間為0.2s，求0.6s內(nèi)負(fù)點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)的路程是___________?！窘馕觥縖1]在C點(diǎn)受到的電場(chǎng)力[2]分析可知負(fù)點(diǎn)電荷在y軸上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置在O點(diǎn)振幅為a，故由C至Q為0.2s，則，當(dāng)，路程為【答案】①②13．(2022?湖北八市高三(下)二模)如圖所示，在豎直面內(nèi)，OA距離為h。一質(zhì)量為m、帶電量為()的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度水平向左飛出，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。(1)若空間同時(shí)存在范圍足夠大的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使得小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)點(diǎn)，求電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；(2)若空間只存在范圍足夠大的平行于豎直面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球恰好以速度通過(guò)y軸上的A點(diǎn)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。【解析】(1)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，滿足，則有且方向豎直向上，小球做勻速圓周經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，因小球帶正電，可初步判斷出磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直xOy平面向里，設(shè)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則有，解得根據(jù)，可得故電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直xOy平面向里。(2)根據(jù)動(dòng)能定理，有，解得故電場(chǎng)強(qiáng)度大小為。【答案】(1)，方向豎直向上，，方向垂直xOy平面向里；(2)14．(2022?廣東廣州市高三(下)一模)如圖甲，在光滑絕緣水平地面上，寬為的區(qū)域內(nèi)存在水平向右的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙，質(zhì)量為的不帶電絕緣小球靜止在區(qū)域內(nèi)距A為x()的位置，時(shí)，帶電量為、質(zhì)量為m的小球以速度從A點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域，與發(fā)生碰撞后以反彈，已知、在區(qū)域內(nèi)只發(fā)生一次碰撞，碰撞時(shí)問(wèn)極短，的電量保持不變。(1)求碰撞后小球獲得的速度；(2)若時(shí)，剛好從A離開區(qū)域，求這種情況下x的值；(3)當(dāng)時(shí)，討論離開區(qū)域時(shí)的速度大小?！窘馕觥?1)由動(dòng)量守恒定律可得碰撞后小球獲得的速度(2)若時(shí)，剛好從A離開區(qū)域，則有，可得(3)返回到A點(diǎn)時(shí)，如果速度恰好為零，則有由，減速運(yùn)動(dòng)的位移大小為則有，可得所以當(dāng)時(shí)，從A點(diǎn)離開的速度為當(dāng)，返回A時(shí)速度恰好減為零，然后向左做加速運(yùn)動(dòng)，由可得當(dāng)時(shí)，由，可得所以當(dāng)時(shí)，從B點(diǎn)離開的速度為【答案】(1)；(2)；(3)見(jiàn)解析15．(2021·湖南衡陽(yáng)市二模)粗糙絕緣水平地面AP與光滑絕緣半圓弧豎直軌道PQ相切于P點(diǎn)，PQ右側(cè)(含PQ)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，圓軌道半徑為R，AP長(zhǎng)度。A點(diǎn)左側(cè)有一彈射裝置，A點(diǎn)右側(cè)B處?kù)o置一質(zhì)量為m帶電荷量為+q的滑塊C，AB長(zhǎng)度，如圖所示?，F(xiàn)用此裝置來(lái)彈射一質(zhì)量為m的滑塊D，滑塊D在A點(diǎn)獲得彈簧儲(chǔ)存的全部彈性勢(shì)