内蒙古赤峰市翁牛特旗乌丹一中高三物理上学期单元测试试卷（静电场）（含解析）.doc

内蒙古赤峰市翁牛特旗乌 丹一中2015届高三上学期单元测试物理试卷（静电场）一、选择题（本大题共10小题，每小题5分，共50分）1一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该金属小球上的净电荷几乎不存在了，这说明（）a金属小球上原来的负电荷消失了b此过程中电荷不守恒c金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了d该现象是由于电子的转移引起，仍遵守电荷守恒定律2两个分别带有电荷量q和+3q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为f两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（）abcd12f3两个质量均为m的完全相同的金属球a和b，其质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷，所带电荷量的绝对值均为q，那么a、b两球之间的万有引力f引和库仑力f库的表达式正确的是（）af引=g，f库=kbf引g，f库kcf引=g，f库kdf引g，f库=k4对于点电荷q产生的电场，下列说法中正确的是（）a电场强度的表达式仍成立，式中q就是本题中所指的产生电场的点电荷qb在真空中，电场强度的表达式为，式中q就是产生电场的电荷c在真空中，式中q是试探电荷d上述说法都不对5如图所示，ab是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上p处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向b点处运动，对此现象下列判断正确的是（不计电荷重力）（）a电荷向b做匀加速运动b电荷向b做加速度越来越小的运动c电荷向b做加速度越来越大的运动d电荷向b做加速运动，加速度的变化情况不能确定6如图，悬挂在o点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球a在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球b当b到达悬点o的正下方并与a在同一水平线上，a处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为，若两次实验中b的电量分别为q1和q2，分别为30和45则为（）a2b3c2d37两个带电量均为q的正电荷，固定于两点，它们连线的垂直平分线mn交其连线于o点，如图所示，现在mn上取a、b两点，且ao=ob，将电荷q从a移至b的过程中（）a电场力一定先做正功后做负功b电场力可能先做负功后做正功c电场力一直做正功d电场力一直做负功8如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变a、b两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（）a一定减小b一定增大c一定不变d可能不变9一平行板电容器通过开关和电源连接，如图所示，电源的电动势保持9v不变先闭合开关，把一个厚0.5mm的金属板平行插入间距为1mm的两板之间（ 金属板的面积和电容器极板的相等）等稳定后再打开开关，拔出金属板设整个过程中金属板未和电容器极板相碰则此时电容器极板间的电压是（）a9vb18vc4.5vd0v10如图所示，l为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上o点套有一质量为m、带电量为q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为+q的点电荷，杆上a、b两点到+q的距离相等，oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的o点由静止释放后，通过a的速率为则下列说法正确的是（）a小环通过b点的速率为b小环从o到b，电场力做的功可能为零c小环在oa之间的速度是先增大后减小d小环在ab之间的速度是先减小后增大二、计算题（本大题共3小题，共50分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11（16分）一个电子以v0=4107m/s的速度，方向与电场方向相同，射入电场强度e=2105v/m的匀强电场中，如图所示，已知电子电量e=1.61019c，电子质量m=9.11031kg试求：（1）从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少？两点间距离是多少？（2）电子速度减小为0所需的时间是多少？12（16分）如图所示，在倾角为=37的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距d=2m，质量为m=10g，带电量为q=+1107c的物体与斜面间的动摩擦因数为=0.2，物体从斜面中点以大小为v0=10m/s的速度沿斜面开始运动若物体与弹性板碰撞过程中机械能不损失，电量也不变，匀强电场（方向与斜面平行）的场强e=2106n/c，求物体在斜面上运动的总路程（g取10m/s2 sin37=0.6 cos37=0.8）13（18分）如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45角的绝缘直杆ac，有一质量500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，小环离开杆下端（c端，距地面高度h=0.8m）后正好通过c端的正下方p点处（g取10m/s2）求：（1）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；（2）小环从c运动到p点过程中动能的增量；（3）小环在直杆上匀速运动速度的大小v0内蒙古赤峰市翁牛特旗乌丹一中2015届高三上学期单元测试物理试卷（静电场）一、选择题（本大题共10小题，每小题5分，共50分）1一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该金属小球上的净电荷几乎不存在了，这说明（）a金属小球上原来的负电荷消失了b此过程中电荷不守恒c金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了d该现象是由于电子的转移引起，仍遵守电荷守恒定律考点：电荷守恒定律 分析：电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保存不变 它指出，对于一个孤立系统，不论发生什么变化，其中所有电荷的代数和永远保持不变电荷守恒定律表明，如果某一区域中的电荷增加或减少了，那么必定有等量的电荷进入或离开该区域；如果在一个物理过程中产生或消失了某种电荷，那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失解答：解：a、根据电荷守恒定律，电荷不能消灭，也不能创生，只会发生转移故a错b、此过程中电荷仍然守恒，电荷没有消失，只是被潮湿的空气导走而已，仍然遵循电荷守恒定律故b错c、金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了故c正确d、该现象是潮湿的空气将电子导走了，是电子的转移引起，仍遵守电荷守恒定律故d正确故选cd点评：通常起电的方式有摩擦起电、接触起电、感应起电，都是电荷的转移，在转移过程中电荷的总量保持不变2两个分别带有电荷量q和+3q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为f两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（）abcd12f考点：库仑定律；电荷守恒定律 专题：计算题分析：清楚两小球相互接触后，其所带电量先中和后均分根据库仑定律的内容，根据变化量和不变量求出问题解答：解：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为f=k，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+q，距离又变为原来的，库仑力为f=k，所以两球间库仑力的大小为故选c点评：本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题3两个质量均为m的完全相同的金属球a和b，其质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷，所带电荷量的绝对值均为q，那么a、b两球之间的万有引力f引和库仑力f库的表达式正确的是（）af引=g，f库=kbf引g，f库kcf引=g，f库kdf引g，f库=k考点：库仑定律 专题：电场力与电势的性质专题分析：万有引力定律的使用的条件是质点和质量均匀分布的球，库仑定律的使用的条件是点电荷，根据它们的使用条件来分析即可解答：解：万有引力定律的使用的条件是质点和质量均匀分布的球，由于金属球a和b质量分布均匀，所以万有引力定律可以直接的应用，所以它们之间的万有引力为f引=g，由于两球心间的距离l为球半径的3倍，它们之间的距离并不是很大，所以此时的电荷不能看成是点电荷，由于它们带的是等量异种电荷，由于电荷之间的相互吸引，电荷之间的距离会比l小，所以此时电荷间的库仑力f库k，所以c正确故选c点评：本题是对万有引力定律和库仑定律的条件的考查，掌握住库仑定律的使用的条件是点电荷之间的作用力，只有是点电荷的时候，库仑定律才可以使用，当电荷之间的距离不够大的时候，就不能看成是点电荷，库仑定律就不能使用4对于点电荷q产生的电场，下列说法中正确的是（）a电场强度的表达式仍成立，式中q就是本题中所指的产生电场的点电荷qb在真空中，电场强度的表达式为，式中q就是产生电场的电荷c在真空中，式中q是试探电荷d上述说法都不对考点：点电荷的场强 专题：电场力与电势的性质专题分析：电场强度公式适用于所有的电场，e为场源电荷产生的场强，q为试探电荷；点电荷的场强公式，其中e就是式中q产生的场强解答：解：a、电场强度的表达式仍成立，式中q就是本题中所指的试探电荷，所以a错误；b、在真空中，电场强度的表达式为，式中q就是产生电场的电荷，所以b正确；c、在真空中，式中q是产生电场的点电荷，所以c错误；d、b选项正确，故d错误；故选b点评：本题是基础的题目，考查的就是学生对基本公式使用条件及物理量的物理意义，在平时要注意多积累5如图所示，ab是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上p处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向b点处运动，对此现象下列判断正确的是（不计电荷重力）（）a电荷向b做匀加速运动b电荷向b做加速度越来越小的运动c电荷向b做加速度越来越大的运动d电荷向b做加速运动，加速度的变化情况不能确定考点：电场线；牛顿第二定律；电场强度 专题：电场力与电势的性质专题分析：电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小解答：解：在电场线上p处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向b点处运动，电荷受到的电场力向右，所以电场线的方向向左，但是只有一条电场线，不能判断电场线的疏密的情况，不能判断电荷的受力的变化的情况，不能判断加速度的变化的情况，所以d正确故选d点评：加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题6如图，悬挂在o点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球a在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球b当b到达悬点o的正下方并与a在同一水平线上，a处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为，若两次实验中b的电量分别为q1和q2，分别为30和45则为（）a2b3c2d3考点：库仑定律；共点力平衡的条件及其应用 分析：小球a受力平衡，在两种情况下，对小球a受力分析，根据受力平衡的条件列方程既可以求得q1和q2的关系解答：解：a球电量不变，设为q0两种情况下a球均受三个力作用下平衡库仑力f=a球质量设为m，对a球应用共点力平衡条件得 f=mgtan，两球之间的距离 r=lsin，其中l为线长，r为两球球心之间的距离由以上两式得到 q=tansin2所以=2故选c点评：根据库仑定律，找出两种情况下ab之间的库仑力的大小，就可以求得q1和q2的关系，本题主要还是考查对库仑定律的理解7两个带电量均为q的正电荷，固定于两点，它们连线的垂直平分线mn交其连线于o点，如图所示，现在mn上取a、b两点，且ao=ob，将电荷q从a移至b的过程中（）a电场力一定先做正功后做负功b电场力可能先做负功后做正功c电场力一直做正功d电场力一直做负功考点：电势能；电场线 分析：由题，q1、q2是两个等量的正电荷，dc为a、b连线的中垂线，作出cd线上的电场线，根据电场线方向判断正电荷q3由c点沿cd移至无穷远的过程中，判定电场力做功正负情况解答：解：由题，q是两个等量的正电荷，作出中垂线mn上电场线如图，根据点电荷电场强度叠加原理，则可知，电场强度方向从o点向两边方向，电荷q从a移至b的过程中，因不知电荷的电性，则电场力可能先做负功后做正功，也可能先做正功后负功，故b正确，acd错误；故选：b点评：考查点电荷电场强度公式，及掌握矢量叠加法则，理解电场力做功正负判定8如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变a、b两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（）a一定减小b一定增大c一定不变d可能不变考点：电容器的动态分析 专题：电容器专题分析：静电计测定电容器两板间的电势差，电势差越大，指针的偏转角度越大由题，平行板电容器带电后电量不变，减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质后，分析电容的变化，再由电容的定义式分析静电计指针的偏转角度的变化解答：解：由题，减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，根据电容的决定式c=可知，电容增大，电容器的电量不变，由c=得知，板间电势差减小，则静电计指针的偏转角度一定减小故a正确，bcd错误故选a点评：对电容的定义式和决定式两个公式要熟练掌握，灵活应用，本题是常见题型9一平行板电容器通过开关和电源连接，如图所示，电源的电动势保持9v不变先闭合开关，把一个厚0.5mm的金属板平行插入间距为1mm的两板之间（ 金属板的面积和电容器极板的相等）等稳定后再打开开关，拔出金属板设整个过程中金属板未和电容器极板相碰则此时电容器极板间的电压是（）a9vb18vc4.5vd0v考点：电容器的动态分析 专题：电容器专题分析：由q=uc可求得两板上的电荷量；而拔出金属板后，板间距离增大，则由电容器的决定式可确定电容的大小，则可求得两板间的电压解答：解：开始时开关闭合，故两板间的电压为9v；将金属板间的金属板抽出后，板间距离变成原来的2倍；则由c=可知，电容c变成原来的一半；则由u=可知，u变成18v；故选：b点评：本题考查电容器的动态分析，要注意明确两极板间的金属板相当于减小了两板间的距离10如图所示，l为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上o点套有一质量为m、带电量为q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为+q的点电荷，杆上a、b两点到+q的距离相等，oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的o点由静止释放后，通过a的速率为则下列说法正确的是（）a小环通过b点的速率为b小环从o到b，电场力做的功可能为零c小环在oa之间的速度是先增大后减小d小环在ab之间的速度是先减小后增大考点：动能定理的应用；电势能 专题：动能定理的应用专题分析：由题可知，a点与b点电势相等，则小环从o点移到a点与移到b点电场力做功相等，根据动能定理分别研究小环从o点移到a点与o点移到b点，求解小环通过b点的速率根据动能定理分析小环从o到b电场力做功不等于零小环在oa之间运动时，重力和电场力均做正功速度一直增大根据动能定理研究小环滑到ab的速度大小，分析小环在ab之间的速度如何变化解答：解：a、a、b两点是+q所产生的电场中的两个等势点，所以小环从a到b的过程中只有重力做功，根据动能定理研究小环从a到b的过程得：，解得 vb= 故a正确b、小环从o到b电场力做的功等于从o到a电场力做的功，大于零故b错误c、小环在oa之间运动过程，重力和电场力均做正功，速度一直增大故c错误d、小环在ab之间运动过程，重力做正功，电场力先做正功，后做负功，无法判断重力做功与电场力做功的大小，即无法判断重力做功与电场力做功的代数和的正负，则无法确定速度的变化情况故d错误故选a点评：本题运用动能定理分析物体的运动情况，关键确定电场力做功，要抓住电场力做功的特点：电荷与初末位置的电势差有关，与路径无关二、计算题（本大题共3小题，共50分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11（16分）一个电子以v0=4107m/s的速度，方向与电场方向相同，射入电场强度e=2105v/m的匀强电场中，如图所示，已知电子电量e=1.61019c，电子质量m=9.11031kg试求：（1）从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少？两点间距离是多少？（2）电子速度减小为0所需的时间是多少？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；带电粒子在匀强电场中的运动 专题：电场力与电势的性质专题分析：（1）根据动能定理求出两点间的电势差，再通过e=求出两点间的距离（2）根据牛顿第二定律求出电子的加速度，再根据运动学公式求出电子速度为0所需的时间解答：解：（1）根据动能定理得：eu=mv020，代入数据解得：u=4550v由e=得：d=0.02275m=2.275cm；（2）加速度：a=3.51016m/s2，则电子速度为0所需的时间：t=1.14109s答：（1）从电子的入射点到达速度为0的两点间电势差是4550v两点间距离是2.275cm（2）电子到达速度为0的点所需的时间是1.14109s点评：本题可以用动能定理求解，也可以用动力学知识进行求解，掌握匀强电场电势差与电场强度的关系12（16分）如图所示，在倾角为=37的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距d=2m，质量为m=10g，带电量为q=+1107c的物体与斜面间的动摩擦因数为=0.2，物体从斜面中点以大小为v0=10m/s的速度沿斜面开始运动若物体与弹性板碰撞过程中机械能不损失，电量也不变，匀强电场（方向与斜面平行）的场强e=2106n/c，求物体在斜面上运动的总路程（g取10m/s2 sin37=0.6 cos37=0.8）考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；摩擦力的判断与计算；动能定理 专题：电场力与电势的性质专题分析：对物体进行受力分析，从而判断出物体受到的电场力等于重力沿斜面向下的分量与摩擦力的和，所以物体最后应停在紧靠上边弹性板处全部的过程中重力、摩擦力和电场力做功，物体的动能发生变化使用动能定理即可求得结果解答：解：物体在斜面上受到的摩擦力：f=fn=mgcos37=0.016n又：mgsin 37=0.06n，eq=0.2n，f+mgsin37eq故最后应停在紧靠上边弹性板处，由动能定理得：解得：s=40m 答：物体在斜面上运动的总路程为40m点评：该题考查动能定理的应用，能够根据受力分析判断出物体最后应停在紧靠上边弹性板处是解题的关键该题不能使用牛顿运动定律解题13（18分）如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45角的绝缘直杆ac，有一质量500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆