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2019年高考物理大一轮复习第六单元静电场单元综合质检沪科版 单元质检第11页
一、选择题本题共8小题每小题6分共48分在每小题给出的四个选项中第1~5题只有一项符合题目要求第6~8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.xx·湖北重点中学第二次联考关于静电场的各种表述下列说法中错误的是 A.所有带电体周围都存在电场电场对处于其中的带电体都有力的作用B.电荷中和的实质是正负电荷产生的电场相叠加的结果C.若带电粒子在运动中只受电场力作用其动能和电势能之和保持不变D.如果带电粒子在运动过程中只受电场力作用其电势能一定减少解析:带电体周围都存在电场电场对处于其中的带电体都有力的作用选项A说法正确电荷中和的实质是正负电荷产生的电场叠加的结果选项B说法正确带电粒子在电场中运动若只受电场力作用动能和电势能之间相互转化选项C说法正确电场力做正功电势能减少电场力做负功电势能增加选项D说法错误选项D符合题意答案:D
2.xx·重庆理综3如图所示高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射实线表示α粒子运动的轨迹M、N和Q为轨迹上的三点N点离核最近Q点比M点离核更远则 A.α粒子在M点的速率比在Q点的大B.三点中α粒子在N点的电势能最大C.在重核产生的电场中M点的电势比Q点的低D.α粒子从M点运动到Q点电场力对它做的总功为负功解析:α粒子和重原子核都带正电二者存在相互之间的库仑斥力α粒子从M向N运动时克服库仑斥力做功α粒子电势能增加速度减小;α粒子从N向Q运动时库仑斥力做正功α粒子电势能减小速度变大故α粒子在N点的电势能最大B正确;由M、N、Q点与重原子核的位置关系可知NQ段库仑力做的正功大于MN段α粒子克服库仑力做的功即从M到Q全过程库仑力做正功α粒子在Q点的速率比在M点的速率大A、D错误;α粒子在M点的电势能大于在Q点的电势能故M点的电势比Q点的电势高C错误答案:B
3.xx·山西大同高三调研一电子射入固定在O点的点电荷的电场中电子仅在电场力的作用下运动其运动轨迹如图中虚线所示图中的实线是以O为圆心等间距的同心圆c是粒子运动轨迹与最小圆的切点ab是粒子运动轨迹与另外两个圆的交点则下列说法中正确的是 A.电子的加速度aaabacB.电子的电势能EpaEpbEpcC.电势φaφbφcD.电势差Uac=2Uab解析:由电子的运动轨迹可知电子受到O处的粒子的静电力为斥力所以O处的粒子带负电电子离O点越近受到的斥力越大其加速度也越大选项A正确;电子靠近O点的运动过程中O点的粒子对电子做负功所以电子的电势能增加选项B错误;离O点越近电势越低越远电势越高选项C错误;由于各圆环的间距相等而越往外其电场强度越小所以Uac2Uab选项D错误答案:A
4.xx·吉林长春高中毕业调研如图所示ABCD是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1cm的圆与两坐标轴的交点已知ABC三点的电势分别为φA=15V、φB=3V、φC=-3V由此可得D点的电势为 A.3VB.6VC.12VD.9V解析:由于电场为匀强电场则φA-φB=φD-φC解得φD=9V选项D正确答案:D
5.xx·河南安阳高三月考二两带电小球电荷量分别为+q和-q固定在一长度为l的绝缘细杆的两端置于电场强度为E的匀强电场中杆与电场强度方向平行其位置如图所示若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°则在此转动过程中电场力做的功为 A.0B.qElC.2qElD.πqEl解析:正、负带电小球所受电场力均做正功转过的水平距离均为l则电场力做的功W=2qEl选项C正确答案:C
6.xx·江苏南京学情调研如图所示A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点A、B、C三点电势分别为
3.0V、
4.0V、
5.0V正六边形所在平面与电场线平行下列说法中正确的是 A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B.匀强电场的电场强度大小为10V/mC.匀强电场的电场强度方向由C指向AD.将一个电子由B点移到D点电子的电势能将减少
1.6×10-19J解析:CA两点的电势差为2V由U=Ed可知CA连线中点的电势为4V因此EB连线是电势为4V的等势线与此平行的DC、FA是电势为5V、3V的等势面电场强度方向垂直等势面并由高电势点指向低电势点即由C指向A选项A、C正确;E==V/m选项B错误;将一个电子由B点移到D点电场力的功为W=eUBD=
1.6×10-19J电势能减少
1.6×10-19J选项D正确答案:ACD
7.xx·哈三中期末考试两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示其中C为ND段电势最低的点则下列说法正确的是 A.q
1、q2为等量同种电荷B.C点的电场强度大小为零C.NC两点间电场强度方向沿x轴负方向D.将一正点电荷从N点移到D点电场力先做负功后做正功解析:如果q
1、q2为等量异种电荷从q1到q2电势一直减小所以选项A正确;C点切线水平电场强度为零B正确;从N到C电势逐渐减小电场强度方向沿x轴正方向C错误;N点移到D点电势先减小后增加电场力先做正功后做负功D错误答案:AB
8.xx·湖南长沙高三联考如图所示带正电的小球Q固定在倾角为θ的光滑固定绝缘细杆下端让另一穿在杆上的质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点由静止释放q到达B点时速度恰好为零若A、B间距为LC是AB的中点两小球都可视为质点重力加速度为g则下列判断正确的是 A.从A至Bq先做匀加速运动后做匀减速运动B.在从A至C和从C至B的过程中前一过程q电势能的增加量较小C.在B点受到的库仑力大小是mgsinθD.Q产生的电场中A、B两点间的电势差为UBA=解析:以带电小球q为研究对象带电小球q受到重力、电场力、弹力三个力作用根据牛顿第二定律和库仑定律可得mgsinθ-k=ma又由于两小球间的距离在减小则运动小球从A至B将先做速度增大、加速度减小的变加速运动然后做速度减小、加速度增大的减速运动且运动小球在B点受到的库仑力大小k=ma1+mgsinθmgsinθ故选项A、C错误;根据电势能的变化量与电场力做功的关系可得在从A至C的过程中电势能的增加量为ΔEpAC=-WAC=qUCA在从C至B的过程中电势能的增加量为ΔEpCB=-WCB=qUBC又UCAUBC则ΔEpACΔEpCB故B选项正确;根据动能定理可得mgLsinθ-qUBA=0解得UBA=故选项D正确答案:BD
二、填空题共15分
9.5分如图所示绝缘轻杆两端固定带电小球A和B轻杆处于水平向右的匀强电场中不考虑两球之间的相互作用初始时轻杆与电场线垂直如图中实线位置将杆向右平移的同时顺时针转过90°如图中虚线位置发现A、B两球电势能之和不变根据图中给出的位置关系可判断A、B两球带电荷量的绝对值之比qA∶qB= 解析:规定杆的初始位置为零电势能处则两球的电势能之和为零杆到末位置的过程两球的电势能必是一个增大另一个减小相同的量或者说电场力对其一做正功对另一个做负功结合题图有2EqAL=EqBL得qA∶qB=1∶2答案:1∶
210.10分如图所示AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直O点为圆心空间存在一未知静电场场强方向与圆周所在平面平行现有一电子在电场力作用下重力不计先从A点运动到C点动能减少了W;又从C点运动到B点动能增加了W那么:1如果未知电场是匀强电场其方向应是 ;2如果未知电场是放在圆周上的点电荷激发的电场则该点电荷的位置在圆周上 点 解析:减小的动能转化为电子的电势能由A到C减小的动能与由C到B增加的动能相等所以A和B的电势相等场强方向由O指向C若是匀强电场其方向应是垂直于AB并由O指向C;若是点电荷激发的电场则该点电荷的位置应在D点答案:1垂直于AB并由O指向C 2D
三、计算题本题共3小题共47分解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤有数值计算的要注明单位
11.15分xx届河北保定摸底如图所示在绝缘水平面上O点右侧有一匀强电场电场方向水平向左一带正电的小滑块以速度v=
0.6m/s从O点进入匀强电场向右运动最远到达p点O、p间的距离L=
0.06m小滑块的质量为m=1×10-3kg带电荷量为q=2×10-5C小滑块与水平面的动摩擦因数为
0.1设最大静摩擦力等于滑动摩擦力重力加速度g取10m/s2求:1O、p两点间的电势差UOp2小滑块最后停在何处3滑块从O点进入电场到最后停止运动用了多少时间解析:1根据动能定理:UOpq-μmgL=0-mv2UOp=-6V2E==100V/m 由于Eq=2μmg滑块从p到O做加速运动离开电场做减速移动设停在距离O点左侧s处根据动能定理:-μmg2L+s=0-mv2s=
0.06m3从O到p:t1==
0.2s从p到O:Eq-μmg=maL=at2=s=
0.35s离开电场后因s=L运动时间也是t2=s=
0.35s总时间:t=t1+2t2=
0.9s答案:1-6V 2O点左侧
0.06m处
30.9s
12.16分xx·辽宁沈阳二中测试如图甲所示A、B是一对平行放置的金属板中心各有一个小孔P、QPQ连线垂直金属板两板间距为d现从P点处连续不断地有质量为m、带电荷量为+q的带电粒子重力不计沿PQ方向放出粒子的初速度可忽略不计在t=0时刻开始在A、B间加上如图乙所示交变电压A板电势高于B板电势时电压为正其电压大小为U、周期为T带电粒子在A、B间运动过程中粒子间相互作用力可忽略不计1进入到金属板之间的带电粒子的加速度2如果只有在每个周期的0~时间内放出的带电粒子才能从小孔Q中射出则上述物理量d、m、q、U、T之间应满足的关系3如果各物理量满足2中的关系求每个周期内从小孔Q中有粒子射出的时间与周期T的比值解析:1Eq=maE=所以a=2在0~时间内进入A、B板间的粒子在电场力的作用下先向右做匀加速运动在~T时间内再向右做匀减速运动且在0~时间内越迟进入A、B板间的粒子其加速过程越短减速运动过程也相应地缩短当速度为零后粒子会反向向左加速运动由题意可知0~时间内放出的粒子进入A、B板间均能从Q孔射出也就是说在时刻进入A、B板间的粒子是能射出Q孔的临界状态粒子在时刻进入A、B间电场时先加速后减速由于粒子刚好离开电场说明它离开电场的速度为零由于加速和减速的对称性故粒子的总位移为加速时位移的2倍所以有d=2×a2=
①即d2=3若情形2中的关系式
①成立则t=0时刻进入电场的粒子在电场中运动的时间为最短因只有加速过程设最短时间为tx则有d=a
②在t=时刻进入电场的粒子在t=的时刻射出电场所以有粒子飞出电场的时间为Δt=-tx
③由
②③式得=
④答案:1 2d2= 33-∶
413.16分xx·山西四校第二次联考在动摩擦因数μ=
0.2的粗糙绝缘足够长的水平槽中长为2L的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B如图为俯视图槽两侧光滑A球的电荷量为+2qB球的电荷量为-3q均可视为质点也不考虑两者间相互作用的库仑力现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内已知虚线MP恰位于细杆的中垂线MP和NQ的距离为3L匀强电场的电场强度大小为E=方向水平向右释放带电系统让A、B从静止开始运动忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响求:1小球B第一次到达电场边界MP所用的时间2小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小3带电系统运动过程中B球电势能增加量的最大值解析:1带电系统开始运动后先向右加速运动;当B进入电场区时开始做减速运动设B进入电场前的过程中系统的加速度为a1由牛顿第二定律得:2Eq-μ2mg=2ma1解得a1=gB刚进入电场时由L=a1解得t1=2设B刚进入电场时系统的速度为v1由=2a1L可得v1=设B进入电场后系统的加速度为a2由牛顿第二定律得:2Eq-3Eq-μ2mg=2ma2得:a2=-
0.8g之后系统做匀减速运动设小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小为v2由-=2a2L可得v2=3当带电系统速度第一次为零此时A已经到达右边界NQ外设此时A离右边界NQ的距离为s设A出电场后系统的加速度为a3由牛顿第二定律得-3Eq-2μmg=2ma3得:a3=-2gs=-解得:s=
0.1L2L所以B没有出电场故B电势能增加量的最大值ΔEp=3EqL+s=3Eq×
1.1L=
3.96mgL答案:1 2
33.96mgL。