一轮单元训练金卷高三物理卷第八单元 静电场

一轮单元训练金卷·高三·物理卷（A）第八单元静电场注意事项：1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2、选择题的作答：每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。一、(本题共10小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,第1～6题只有一项符合题目要求,第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1、如图所示,A、B、C、D、E、F、G、H是圆O上的8个点,图中虚线均过圆心O点,B和H关于直径AE对称,且∠HOB=90°,AE⊥CG,M、N关于O点对称。现在M、N两点放置等量异种点电荷,则下列各点中电势和电场强度均相同的是()A.B点和H点B.B点和F点C.H点和D点D.C点和G点2、如图所示,真空中有一个固定的点电荷,电荷量为＋Q。图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面。有两个一价离子M、N(不计重力,也不计它们之间的电场力)先后从a点以相同的速率v0射入该电场,运动轨迹分别为曲线apb和aqc,其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置。以上说法中正确的是()A.M一定是正离子,N一定是负离子B.M在p点的速率一定大于N在q点的速率C.M在b点的速率一定大于N在c点的速率D.M从p→b过程电势能的增量一定大于N从a→q电势能的增量3、研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是()A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大4、空间存在一静电场,电场中的电势φ随x(x轴上的位置坐标)的变化规律如图所示,下列说法正确的是()A.x=4m处的电场强度可能为零B.x=4m处电场方向一定沿x轴正方向C.沿x轴正方向,电场强度先增大后减小D.电荷量为e的负电荷沿x轴从0点移动到6m处,电势能增大8eV5、如图所示,光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中,一个质量为m,电荷量为q的带正电小球在容器边缘A点由静止释放,结果小球运动到B点时速度刚好为零,OB与水平方向的夹角为θ=60°,则下列说法正确的是()A.小球重力与电场力的关系是B.小球在B点时,对圆弧的压力为2qEC.小球在A点和B点的加速度大小相等D.如果小球带负电,从A点由静止释放后,也能沿AB圆弧而运动6.如图所示,在匀强电场中,场强方向与△abc所在平面平行,ac⊥bc,∠abc＝60°,eq\x\to(ac)＝0.2m。一个电荷量q＝1×10－5C的正电荷从a移到b,电场力做功为零；同样的电荷从a移到c,电场力做功为1×10－3J。则该匀强电场的场强大小和方向分别为()A.500V/m、沿ab由a指向bB.500V/m、垂直ab向上C.1000V/m、垂直ab向上D.1000V/m、沿ac由a指向c7、将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是()A、保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半B、保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍C、保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半D、保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半8、三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的粒子,从带电平行金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后垂直电场进入,并分别落在正极板的A、B、C三处,O点是下极板的左端点,且OC=2OA,AC=2BC,如图所示,则下列说法正确的是()A.三个粒子在电场中运动的时间之比tA:tB:tC=2:3:4B.三个粒子在电场中运动的加速度之比aA:aB:aC=1:3:4C.三个粒子在电场中运动时动能的变化量之比EkA:EkB:EkC=36:16:9D.带正、负电荷的两个粒子的电荷量之比为7:209、如图所示,倾角为α的光滑斜面下端固定一绝缘轻弹簧,M点固定一个质量为m、带电量为﹣q的小球Q。整个装置处在场强大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。现把一个带电量为+q的小球P从N点由静止释放,释放后P沿着斜面向下运动。N点与弹簧的上端和M的距离均为s0。P、Q以及弹簧的轴线ab与斜面平行。两小球均可视为质点和点电荷,弹簧的劲度系数为k0,静电力常量为k。则()A.小球P返回时,可能撞到小球QB.小球P在N点的加速度大小为C.小球P沿着斜面向下运动过程中,其电势能不一定减少D.当弹簧的压缩量为时,小球P的速度最大10、如图所示,空间中有匀强电场,在电场中做一个半径为R的圆,使圆所在的平面平行于电场线(电场线未画出),AB为一条直径,在圆上A点有一个粒子发射器,能沿平行于圆面向各个方向发射动能相同的粒子,粒子会经过圆周上不同的点,在这些点中,经过C点的粒子的动能最大,不考虑粒子间的相互作用,∠A=30°。若已知电场强度的大小为E,粒子电荷量为+q(q>0),忽略粒子重力,下列说法正确的是()A.圆周上C点电势最低B.电场线与AB夹角为60°C.若粒子在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为D.若粒子在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为二、(本题共4小题,共50分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11、(12分)如图所示,一倾角θ=30°的固定光滑绝缘斜面,O、A、B是斜面上的三个点,O点在斜面底端,A点为OB的中点,OA长度的大小为d,O点固定一个带正电的点电荷。现有一个可视为质点的带正电的滑块从B点由静止释放,若释放时滑块在B点的加速度大小等于滑块上滑经过A点的加速度大小,点电荷周围电场的电势可表示为(取无穷远处电势为零,公式中k为静电力常量,Q为场源电荷的电荷量,r为距场源电荷的距离),重力加速度g=10m/s2。求：(1)滑块从B点下滑时的加速度；(2)滑块从B点由静止释放后沿斜而下滑的最大距离。12、(12分)如图所示,一条长为L的细线上端固定,下端拴一个质量为m,电荷量为q的小球,将它置于方向水平向右的匀强电场中,使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放,当细线离开竖直位置偏角α＝60°时,小球速度为0。(1)求小球带电性质和电场强度E；(2)若小球恰好完成竖直圆周运动,求小球在A点应有的初速度vA的大小(可含根式)。13.(12分)如图所示,在竖直平面内有一矩形区域ABCD,长边BA与水平方向成θ=37°角,短边的长度为d,区域内存在与短边平行且场强大小为E的匀强电场。一个带电微粒从O点以某一水平初速度v1沿OP方向射入电场,能沿直线恰好到达P点；若该带电微粒从P点以另一初速度v2竖直向上抛出,恰好经过D点。已知O为短边AD的中点,P点在长边AB上且PO水平,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：(1)微粒所带电荷量q与质量m的比值；(2)v1的大小与v2大小的比值。12.(14分)在真空中水平放置平行板电容器,两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d,当平行板电容器的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图所示。当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1时,油滴开始向上运动；经时间Δt后,电容器突然放电使其电压减少ΔU2,又经过时间Δt,油滴恰好回到原来位置。假设油滴在运动过程中没有失去电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为g。求：(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比；(3)ΔU1与ΔU2之比。一轮单元训练金卷·高三·物理卷（A）第八单元静电场答案1.【答案】D2.【答案】B3.【答案】A4.【答案】D5.【答案】C6.【答案】C【解析】由题意知,从a到b移动正电荷电场力做功为零,即Uab＝0,所以匀强电场中的直线ab为等势面；该电荷由a到c过程中,电场力做功为Wac＝qUac,解得Uac＝100V,所以电场方向垂直ab向上,A、D项错；由匀强电场场强与电势差的关系可得,匀强电场场强E＝eq\f(Uac,\x\to(ac)sin30°)＝1000V/m,C项正确,B项错。7.【答案】AD【解析】E＝eq\f(U,d),保持U不变,将d变为原来的两倍,E变为原来的一半,A对；保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的一半,B错；C＝eq\f(Q,U),C＝eq\f(εrS,4πkd),保持d不变,C不变,Q加倍,U加倍,C错；E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(Q,\f(εrS,4πkd)·d)＝eq\f(Q,\f(εrS,4πk)),将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半,D对。8.【答案】ACD【解析】三个粒子的初速度相等,在水平方向上做匀速直线运动,由x=v0t得,运动时间tA:tB:tC=2:3:4,故A正确；三个粒子在竖直方向上的位移y相等,根据,解得：aA:aB:aC=36:16:9,故B错误；由牛顿第二定律可知F=ma,因为质量相等,所以合力之比与加速度之比相同,合力做功W=Fy,由动能定理可知,动能的变化量等于合力做的功,所以,三个粒子在电场中运动过程的动能变化量之比为36:16:9,故C正确；三个粒子的合力大小关系为FA>FB>FC,三个粒子的重力相等,所以B仅受重力作用,A所受的电场力向下,C所受的电场力向上,即B不带电,A带负电,C带正电,由牛顿第二定律得aA:aB:aC=(mg+qAE):mg:(mg-qCE),解得qA:qC=7:20,故D正确。9.【答案】BC【解析】当小球P返回到N点,由于重力做功为零,匀强电场的电场力做功为零,电荷Q的电场对P做功为零,则合力做功为零,根据动能定理知小球P到达N点的速度为零,所以小球P不可能撞到小球Q,故A错误；根据牛顿第二定律得,小球在N点的加速度,故B正确；小球P沿着斜面向下运动过程中,匀强电场的电场力做正功,电荷Q产生的电场对P做负功,两个电场力的合力不一定沿斜面向下,则最终电场力不一定做正功,则电势能不一定减小,故C错误；当小球所受的合力为零时,速度最大,即,则压缩量不等于,故D错误。10.【答案】ABC【解析】过程中粒子的动能和势能相互转化,故粒子在C点动能最大,则电势能最小,并且粒子带正电,所以C点电势最低,A正确；圆周上没有和C等势的点,过C点做圆周切线为等势面,垂直于切线的线为电场线,B正确；结合几何关系从A点垂直电场线射入的粒子,过C点,水平位移为,竖直位移为,可解得粒子初动能为,C正确,D借误。11.【解析】(1)在B点对滑块由牛顿第二定律可得：滑块上滑经过A点时对滑块由牛顿第二定律可得：解得：a=3m/s2,方向沿斜面向下。(2)设滑到C点时滑块的速度为零,C点到O的距离为r,由题目可知：C点处的电势B点处的电势则B、C两点的电势差滑块从B点运动到C点的过程中,由动能定理可得：解得：所以滑块从B点由静止释放后沿斜面下滑的最大距离为。12.【解析】(1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电。小球由A点释放到速度等于零,由动能定理有0＝EqLsinα－mgL(1－cosα)解得E＝eq\f(\r(3)mg,3q)。(2)如图所示,将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G′,则G′＝eq\f(2\r(3),3)mg,方向与竖直方向夹角为30°偏向右下。若小球恰能做完整的圆周运动,在等效最高点meq\f(v2,L)＝eq\f(2\r(3),3)mg小球从A点以初速度vA运动,由动能定理知eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝－eq\f(2\r(3),3)mgL(1＋cos30°)联立解得vA＝eq\r(2（\r(3)＋1）gL)。13.【解析】(1)微粒沿OP方向运动时做匀减速直线运动,受到的合力方向水平向右,有：可得微粒带电量q与质量m的比值：。(2)微粒的加速度初速度v1满足关系微粒以初速度v2从P点运动到D点做类平抛运动,设运动时间为t,由平抛运动规律有：,由以上几式解得：,可v1的大小与v2大小的比值：。14.【解析】(1)油滴静止时满足：mg＝qeq\f(U0,d)则eq\f(q,m)＝eq\f(dg,U0)。(2)设第一个Δt时