高中高考物理总复习一轮复习知识归纳第七章本章综合能力提升练

高考试卷试题学习资料本章综合能力提升练一、单项选择题1．“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图1所示，忽略漏电产生的影响，下列判断正确的是()图1A．平行板正对面积减小时，静电计指针张角减小B．静电计可以用电压表替代C．静电计所带电荷量与平行板电容器电荷量不相等D．静电计测量的是平行板电容器所带电荷量答案C解析电容器带电荷量一定，平行板正对面积减小时，电容器的电容减小，根据Q＝CU可知，两板间电势差变大，则静电计指针张角变大，选项A错误；静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代，电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转，故不能用电压表代替静电计，选项B错误；静电计所带电荷量只是很小的一部分，即小于平行板电容器的电荷量，选项C正确；静电计是定性反映电压高低的仪器，不能反映平行板电容器的电荷量的多少，选项D错误．2.如图2所示，虚线是某静电场的一簇等势线，边上标有电势的值，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中的实线从A经过B运动到C.下列判断正确的是()图2A．粒子一定带负电B．A处场强大于C处场强C．粒子在A处电势能大于在C处电势能D．粒子从A到B电场力所做的功大于从B到C电场力所做的功答案B解析根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向左，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带正电，故A错误；等差等势面的疏密反映电场强度的大小，A处场强大于C处场强，故B正确；从A点运动到C点，电场力方向与速度的夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大，故C错误；根据W＝Uq知电势差相同，电场力做功相同，故D错误．3．(2018·四川省乐山市第二次调研)如图3所示，图甲实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的P点静止释放，不考虑两粒子间的相互作用，仅在电场力作用下，两粒子做直线运动，a、b粒子的速度大小随时间变化的关系如图乙中实线所示，虚线为直线，则()图3A．a一定带正电，b一定带负电B．a向左运动，b向右运动C．a电势能减小，b电势能增大D．a动能减小，b动能增大答案B解析从速度－时间图象中可以看出，a粒子加速度逐渐增大，b粒子加速度逐渐减小，因为粒子仅受电场力，可知a粒子所受电场力逐渐增大，b粒子所受电场力逐渐减小，所以a向左运动，b向右运动．由于不知电场的方向，所以无法判断a、b的电性，故A错误，B正确；带电粒子在电场中运动时，电场力做正功，所以a、b的电势能均减小，故C错误；带电粒子在电场中运动时，电场力做正功，因为仅受电场力，根据动能定理，a、b的动能均增加，故D错误．4．(2018·山西省三区八校二模)如图4，真空中a、b、c、d四点共线且等距．先在a点固定一点电荷＋Q，测得b点场强大小为E．若再将另一等量异种点电荷－Q放在d点时，则()图4A．b点场强大小为eq\f(3,4)EB．c点场强大小为eq\f(5,4)EC．b点场强方向向左D．c点电势比b点电势高答案B解析设ab＝bc＝cd＝L，＋Q在b点产生的场强大小为E，方向水平向右，由点电荷的场强公式得：E＝keq\f(Q,L2)，－Q在b点产生的场强大小为：E1＝keq\f(Q,2L2)＝eq\f(1,4)E，方向水平向右，所以b点的场强大小为Eb＝E＋eq\f(1,4)E＝eq\f(5,4)E，方向水平向右，故A、C错误；根据对称性可知，c点与b点的场强大小相等，为eq\f(5,4)E，方向水平向右，故B正确；电场线方向从a指向d，而顺着电场线方向电势降低，则c点电势比b点电势低，故D错误．5.(2018·广东省茂名市第二次模拟)如图5所示，aefd和ebcf是两个等边长的正方形，在a点固定一个电荷量为q的正点电荷，在c点固定一个电荷量为q的负点电荷，则下列说法正确的是()图5A．e、f两点的电场强度相同B．b、d两点的电势相同C．将一个负电荷由e点沿直线移动到f点，电场力先做正功后做负功D．将一个负电荷由b点沿直线移动到d点，电场力先做负功后做正功答案A解析两个等量异种点电荷形成的电场中，其电场关于ac连线对称，电场线形状关于ac的中垂线对称，结合等量异种点电荷电场线的分布情况可知e、f两点的电场强度相同，A正确；沿电场线方向电势降低，B错误；将一个负电荷由b点沿直线移动到d点，电场力先做负功后做正功再做负功，D错误；将一个负电荷由e点沿直线移动到f点，电势一直降低，电场力一直做负功，C错误．6.(2018·湖南省三湘名校第三次大联考)如图6所示，以O点为圆心、R＝0.20m为半径的圆处于匀强电场(图中未画出)中，电场平行于圆面，ac、bd为圆的两条相互垂直的直径．已知a、b、c三点的电势分别为2V、2eq\r(3)V、－2V，则下列说法正确的是()图6A．d点电势为2eq\r(3)VB．电子从d点运动到a点电势能增加C．电场方向由b点指向c点D．该匀强电场的场强大小为20V/m答案D解析根据匀强电场中电势差与电场强度的关系式U＝Ed，相等距离，电势差相等，因为φa＝2V，φc＝－2V，可知，O点电势为0，而bO＝Od，则b、O间的电势差等于O、d间的电势差，可知，d点的电势为－2eq\r(3)V，故A错误；从d点到a点电势升高，根据Ep＝qφ，电子从d点运动到a点电势能减小，故B错误；由作图和几何关系可知a、c两点沿电场强度方向的距离为d＝2Rsin30°＝2×0.2×eq\f(1,2)m＝0.2m，故该匀强电场的场强E＝eq\f(Uac,d)＝eq\f(4,0.2)V/m＝20V/m，电场方向不是由b点指向c点，故C错误，D正确．7．(2019·江西省南昌市调研)如图7所示，O、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的四点，不计空气阻力，一电荷量为－Q的点电荷固定在O点，现有一质量为m、电荷量为－q的小金属块(可视为质点)，从A点由静止沿它们的连线向右运动，到B点时速度最大，其大小为vm，小金属块最后停止在C点．已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，A、B间距离为L，静电力常量为k，则()图7A．在点电荷－Q形成的电场中，A、B两点间的电势差UAB＝eq\f(2μmgL＋mv\o\al(m2,),2q)B．在小金属块由A向C运动的过程中，电势能先增大后减小C．OB间的距离为eq\r(\f(kQq,μmg))D．从B到C的过程中，小金属块的动能全部转化为电势能答案C解析小金属块从A到B过程，由动能定理得：－qUAB－μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(m2,)－0，得A、B两点间的电势差UAB＝－eq\f(2μmgL＋mv\o\al(m2,),2q)，故A错误；小金属块由A点向C点运动的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，故B错误；由题意知，A到B过程，金属块做加速运动，B到C过程，金属块做减速运动，在B点金属块所受的滑动摩擦力与库仑力平衡，则有μmg＝keq\f(Qq,r2)，得r＝eq\r(\f(kQq,μmg))，故C正确；从B到C的过程中，小金属块的动能和减少的电势能全部转化为内能，故D错误．二、多项选择题8.在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图8所示．下列说法正确的有()图8A．q1和q2带有异种电荷B．x1处的电场强度为零C．负电荷从x1移到x2，电势能减小D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大答案AC解析由题图可知，两点电荷q1和q2带有异种电荷，A正确；在φ－x图象中，图象切线的斜率大小表示电场强度大小，则x1处的电场强度不为零，B错误；且有x1到x2电场强度逐渐减小，负电荷受到的电场力逐渐减小，D错误；由Ep＝φq可知，负电荷在电势高处的电势能小，则负电荷从x1移到x2，电势能减小，C正确．9．(2019·江西省南昌市调研)某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图9甲所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动．以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示，则(不考虑空气阻力)()图9A．电场强度大小恒定，方向沿x轴负方向B．从O到x1的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越大C．从O到x1的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越大D．到达x1位置时，小球速度的大小为eq\r(\f(2E1－E0＋mgx1,m))答案BD解析小球的机械能变化是由电场力做功引起的，由题图乙可知，从O到x1机械能在减小，即电场力做负功，又因为小球带正电，故场强方向沿x轴负方向，E－x图线切线的斜率的绝对值为电场力大小，由图象可知，从O到x1斜率的绝对值在减小，故F电在减小，即场强减小，故A错误．由牛顿第二定律mg－F电＝ma可知a在增大，故B正确．因为电场力逐渐减小，故相等位移内，小球克服电场力做的功越来越小，故C错误．从O到x1由动能定理得mgx1＋E1－E0＝eq\f(1,2)mv2－0，v＝eq\r(\f(2E1－E0＋mgx1,m))，D正确．三、非选择题10．(2018·陕西省西安市质检)如图10所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，带负电荷的小球从高为h的A处由静止开始下滑，沿轨道ABC运动并进入圆环内做圆周运动．已知小球所受电场力是其重力的eq\f(3,4)，圆环半径为R，斜面倾角为θ＝60°，sBC＝2R.若使小球在圆环内能做完整的圆周运动，h至少为多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图10答案7.7R解析小球所受的重力和电场力都为恒力，故可将两力等效为一个力F，如图所示．可知F＝1.25mg，方向与竖直方向成37°角．由图可知，小球做完整的圆周运动的临界点是D点，设小球恰好能通过D点，即到达D点时圆环对小球的弹力恰好为零．由圆周运动知识得：F＝eq\f(mv\o\al(D2,),R)，即：1.25mg＝meq\f(v\o\al(D2,),R)小球由A运动到D点，由动能定理结合几何知识得：mg(h－R－Rcos37°)－eq\f(3,4)mg·(eq\f(h,tanθ)＋2R＋Rsin37°)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(D2,)，联立解得h≈7.7R.11．(2018·山东省日照市校际联合质检)如图11所示，一内壁光滑的绝缘圆管AB固定在竖直平面内．圆管的圆心为O，D点为圆管的最低点，AB两点在同一水平线上，AB＝2L，圆环的半径为r＝eq\r(2)L(圆管的直径忽略不计)，过OD的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点．在虚线AB的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场；虚线AB的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于eq\f(mg,q).圆心O正上方的P点有一质量为m、电荷量为－q(q>0)的绝缘小物体(可视为质点)，PC间距为L.现将该小物体无初速度释放，经过一段时间，小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内，并继续运动．重力加速度用g表示．图11(1)虚线AB上方匀强电场的电场强度为多大？(2)小物体从管口B离开后，经过一段时间的运动落到虚线AB上的N点(图中未标出N点)，则N点距离C点多远？(3)小物体由P点运动到N点的总时间为多少？答案(1)eq\f(mg,q)(2)7L(3)(3＋eq\f(3,4)π)eq\r(\f(2L,g))解析(1)小物体无初速度释放后在重力、电场力的作用下做匀加速直线运动，小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内，故小物体刚好沿PA连线运动，重力与电场力的合力沿PA方向；又PC＝AC＝L，故tan45°＝eq\f(qE,mg)，解得：E＝eq\f(mg,q)(2)对小物体从P到A的运动由动能定理可得：mgL＋qEL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(A2,)，解得：vA＝2eq\r(gL)虚线AB的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于eq\f(mg,q)，电荷量为－q(q>0)的绝缘小物体所受电场力F2＝qE′＝mg，方向竖直向上，与重力平衡，故小物体从A到B做匀速圆周运动，vB＝vA＝2eq\r(gL)小物体从管口B离开后，经过一段时间的运动落到虚线AB上的N点，竖直方向：t＝eq\f(2vBsin45°,g)解得：t＝2eq\r(\f(2L,g))水平方