第九单元静电场

1、全国100所名校单元测试示范卷高三物理卷(九)第九单元静电场(90分钟100分)第卷(选择题共52分)选择题部分共13小题.在每小题给出的四个选项中,18小题只有一个选项正确,913小题有多个选项正确;全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分.1.在静电场理论的研究和建立的过程中,许多物理学家作出了重要贡献.下列说法中错误的是A.自然界中的电荷只有两种,富兰克林将其分别命名为正电荷和负电荷B.密立根通过油滴实验首先比较准确地测出了元电荷的电荷量C.库仑通过扭秤实验得出了任意两个电荷间的库仑力F=kQ1Q2r2的规律D.法拉第认为电荷间的相互作用力是通过电荷激发的电场而产生的解

2、析:库仑规律只适用于求真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,选项C错误.答案:C2.三个完全相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各小球之间的距离远大于小球的直径.小球1的带电荷量为q,小球2的带电荷量为nq,小球3不带电且离小球1和小球2很远,此时小球1、2之间作用力的大小为F.现使小球3先与小球1接触,再与小球2接触,然后将小球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变. 由此可知A.n=13B.n=14C.n=15D.n=16解析:设1、2之间的距离为r,在未与3球接触之前有F=knq2r2.3与1接触后,则它们带的电荷量均为q2,3再与2接触后,它们带的电荷量均为q2

3、+nq2,最后F=kq2(1+2n)4qr2,由上两式得n=16.答案:D3.如图所示,一水平放置的平行板电容器充电后一直与电源相连,带正电的极板接地,在两极板间的P点固定一带正电的点电荷.现将负极板向上移动一小段距离(两极板仍正对平行),则下列说法中正确的是A.P点的电势降低B.两板间的电场强度不变C.点电荷的电势能增大D.两极板所带的电荷量不变 解析:当负极板上移后,根据E=Ud,C=S4kd,C=QU分析,U不变,d 增大,则E减小,C减小,Q减小,可得出P点的电势升高,根据Ep=q知点电荷的电势能增大,C正确.答案:C4.如图所示,圆O处在匀强电场中,电场强度方向与圆O所在平面平行,带

4、负电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下运动,从圆周上不同点离开圆形区域,其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大.图中O是圆心,AB是圆的直径,则匀强电场的电场强度的方向为A.沿CA方向B.沿CO方向C.沿AC方向D.沿BA方向解析:从C点射出的粒子动能最大,说明电场力做功最多,由于粒子带负电,受力与电场线方向相反,C点电势最高,过C点的等势面为O的切面,故匀强电场的电场强度的方向沿CO方向,B对.答案:B5.真空中,两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量分别是QE和QF,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向.电

5、场线上标出了M、N两点,其中N点的切线与EF的连线平行,且NEFNFE,则A.过N点的等势面与过N点的切线垂直B.E带正电,F带负电,且QEQFC.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N点D.负检验电荷在M点的电势能大于其在N点的电势能解析:电场线由正电荷出发,终止于负电荷,所以E带正电,在N点电场强度方向沿水平方向,由电场强度的叠加可得E点的正电荷与F点的负电荷在N点电场强度的竖直分量等大反向.设负点电荷F在N点的电场强度与水平方向的夹角为,正点电荷E在N点的电场强度与水平方向的夹角为,则有kQErEN2sin =kQFrNF2sin ,结合几何知识可得:QEQF,

6、选项B错误;等势面与电场线处处垂直, 选项A正确;在M点由静止释放一带正电的检验电荷,其所受电场力的方向沿曲线的切线方向,所以检验电荷不会沿电场线运动到N点, 选项C错误;沿着电场线方向电势越来越低,所以M点电势高于N点电势,负电荷在电势高的M点电势能反而较小, 选项D错误.答案:A6.如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,它们相交于O点.现有两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上,则下列说法中正确的是A.A、B两点的电势和电场强度均相同B.C、D两点的电势和电场强度均相同C.在虚线AB上O点的电场强度最大D.带正电的试探电荷在O处的电势能大于其在A处的电势能解析:根据等量

7、异种点电荷的电场线分布特点有:A、B两点的电势不相等,选项A错误;C、D两点的电势和电场强度均相同,选项B正确;在虚线AB上O点的电场强度最小,选项C错误;根据Ep=q知,带正电的试探电荷在O处的电势能小于其在A处的电势能.答案:B7.如图所示,带电荷量为-3Q与-Q的两点电荷分别固定在A、B两点,C、D两点将AB连线三等分.现使一个带正电荷的试探电荷从C点开始以某一初速度向右运动,且试探电荷能越过D点向B运动.则关于该电荷由C向D运动的过程,下列说法中正确的是A.一直做减速运动,且加速度逐渐减小B.先做减速运动后做加速运动C.一直做加速运动,且加速度逐渐减小D.先做加速运动后做减速运动解析:

8、假设E点为A、B连线上电场强度为零的点,由计算可知E点应在C、D之间.则试探电荷在到达E点之前速度一直减小,在越过E点之后速度增加,故选项B正确.答案:B8.如图所示,在水平向右的匀强电场中,一根细线一端系着一个质量为m的带正电的小球,另一端固定在O点.现在让细线水平绷直,小球从A点由静止开始摆下,小球能达到并通过最低点B.g为重力加速度,则小球在最低点B处时细线拉力的大小可能是A.mgB.2mgC.3mgD.4mg解析:小球在运动过程中受重力、电场力和绳子的拉力作用,小球从A到B的过程中,由动能定理有mgl-qEl=12mv2,当小球运动到B点时,根据向心力公式,有F-mg=mv2l,得F=

9、mg+mv2l=mg+2mgl-2qEll=3mg-2qE,由于小球能够通过B点,故0qEmg,则mgF3mg,选项B正确.答案:B9.P、Q两个等量点电荷的电场线分布如图所示,a、b、c、d为电场中的四个点,a、c在PQ连线的中垂线上,b、d关于PQ连线的中垂线对称,则下列判断正确的是A.b、d两点的电势相等B.a、c两点的电势相等C.一正电荷从b移动到d的过程中,电场力做正功D.同一正电荷从b移到a的过程与从c移到d的过程,电场力做功相等解析:电场线的分布特点为由正电荷出发,终止于负电荷,等量异种电荷P、Q的中垂线为等势线,故a、c电势相等,选项B正确;顺着电场线电势越来越低,所以bt,所

10、以可以认为电子通过BC极板时,偏转电压不变(1分)根据y=12at2(1分)a=eU2dm(1分)得最大的偏转距离:y=2 cm(1分)故电子在荧光屏上出现的亮线的长度L=2y=4 cm.(1分)16.(13分)如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点相切. 一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点),置于水平轨道上的A点.已知A、B两点间的距离为L,物块与水平轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为g.(1)若物块能到达的最高点是半圆形轨道上与圆心O等高的C点,则物块在A点水平向左运动的初速度应为多大?(2)若整个装置处于竖直向上的匀强电场中,物块在A

11、点水平向左运动的初速度vA=2gL,沿轨道恰好能运动到最高点D.则匀强电场的电场强度为多大?解:(1)设物体在A点时的速度为v1,由动能定理有:-mgL-mgR=0-12mv2(3分)解得:v=2g(L+R).(2分)(2)设匀强电场的电场强度大小为E、物块在D点时的速度为vD,则有:mg-Eq=mvD2R(3分)-(mg-Eq)L-(mg-Eq)2R=12mvD2-12mvA2(3分)解得:E=5mgRq(2L+5R).(2分)17.(15分)如图甲所示,一束电子从x轴上的A点沿平行于y轴的方向以速度v0射入第一象限区域,电子质量为m,带电荷量为e.为了使电子束通过y轴上的B点,可在第一象限的某区域内加一个沿x轴正方向的匀强电场,此电场的电场强度为E,电场区域为沿x轴方向且无限长,沿y轴方向的宽度为s.已知OA=L,OB=2s,不计电子的重力.求该电场的下边界与B点的距离及电子从A点运动到B点过程中,电场对电子所做的功.解:若电子在离开电场前到达B点,如图乙所示,则:d=v0ts(1分)L=12at2=eE2mt2(2分)解得d=2mv02Le