山东专用2020版高考物理一轮复习第七章静电场综合检测含解析新人教版.pdf
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1、静电场综合检测静电场综合检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、 选择题(本题共 14 小题,每小题 4 分,共 56 分.在每小题给出的四个选项中,第 18 小题 只有一个选项正确,第 914 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, 有选错或不选的得 0 分) 1.下列关于匀强电场中电场强度和电势差的关系,正确的说法是( C ) A.在相同距离上的两点,电势差大的其电场强度也必定大 B.电场强度在数值上等于每单位距离上的电势降落 C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相同 D.电势降落的方向必定是电场强度方向 解析:由 UAB=Ed 及 d 为
2、沿电场线方向的距离知选项 C 正确,A 错误;由 E=知电场强度在数 值上等于沿电场线方向单位距离上的电势降落,电势降落最快的方向才是电场强度的方向, 选 项 B,D 错误. 2. 如图 a,b,c,d四个点在一条直线上,a和 b,b和 c,c和 d间的距离均为 R,在 a点处固定有 一电荷量为 Q 的点电荷,在 d 点处固定有另一个电荷量未知的点电荷,除此之外无其他电荷, 已知 b 点处的电场强度为零,则 c 点处电场强度的大小为(式中 k 为静电力常量)( B ) A.0 B. C. D. 解析:根据 b 点电场强度为零知=,得 Q=4Q,c 点的电场强度大小为 E=-= ,选项 B 正确
3、. 3.如图(甲)所示,两段等长绝缘轻质细绳将质量分别为 m,3m 的带电小球 A,B(均可视为点电 荷)悬挂在 O 点,系统处于静止状态,然后在水平方向施加一匀强电场,当系统再次达到静止 状态时,如图(乙)所示,小球 B 刚好位于 O 点正下方(细绳始终处于伸长状态).则两个点电荷 带电荷量 QA与 QB的大小关系正确的是( A ) A.73B.31C.37D.53 解析:在图(乙)中,对 A,B 整体受力分析,由平衡条件可得 FTOAcos =4mg,QBE+FTOAsin =QAE;对B受力分析,由平衡条件可得FTABcos +Fcos =3mg,FTABsin +Fsin =QBE,由
4、以上 各式解得= ,故 A 正确. 4.真空中相距为 3a 的两个点电荷 A 和 B,分别固定于 x 轴上 x1=0 和 x2=3a 的两点,在二者连 线上各点电场强度随 x 变化关系如图所示,以下说法正确的是( D ) A.二者一定是异种电荷 B.x=a 处的电势一定为零 C.x=2a 处的电势一定大于零 D.A,B 的电荷量之比为 14 解析:电场强度先负方向减少到零又反方向增加,必为同种电荷,故A错误;电场强度为零的地 方电势不一定为零,故B错误;由于没有确定零电势点,无法比较x=2a处的电势与零电势的高 低,故 C 错误;x=a 处合场强为 0,由 E=知,=,所以 A,B 所带电荷量
5、的绝对值之比为 14,故 D 正确. 5.某区域的电场线分布如图所示,其中间一根电场线是直线,一带正电的粒子从直线上的 O 点由静止开始在电场力作用下运动到 A 点.取 O 点为坐标原点,沿直线向右为 x 轴正方向,粒 子的重力忽略不计.在O点到A点的运动过程中,下列关于粒子运动速度和加速度a随时间t 的变化、粒子的动能 Ek和运动径迹上的电势随位移 x 的变化图线可能正确的是( B ) 解析:由图可知,从O到A点,电场线由密到疏再到密,电场强度先减小后增大,方向不变,因此 电荷受到的电场力先减小后增大,则加速度先减小后增大,v t 图像的斜率表示加速度的大 小,故 A 错误,B 正确;沿着电
6、场线方向电势降低,而电势与位移的图像的斜率表示电场强度, 故 C 错误;电荷在电场力作用下做正功,导致电势能减小,则动能增加,由动能定理可得动能 与位移关系图线的斜率表示电场力的大小,因为电场力先减小,后增大,故 D 错误. 6.在匀强电场中建立一直角坐标系,如图所示.从坐标原点沿+y轴前进0.2 m 到A点,电势降 低了10 V,从坐标原点沿+x轴前进0.2 m到B点,电势升高了10 V,则匀强电场的电场强 度大小和方向为( C ) A.50 V/m,方向 BA B.50 V/m,方向 AB C.100 V/m,方向 BA D.100 V/m,方向垂直 AB 斜向下 解析:连接 AB,由题意
7、可知,AB 中点 C 点电势应与坐标原点 O 相等,连接 OC 即为等势线,与等 势线 OC 垂直的方向为电场的方向,故电场方向由 BA,其大小为 E= = V/m=100 V/m,选项 C 正确. 7.如图所示,带电荷量相等、质量不同的带电粒子 a 和 b 从带电平行板 M 的边缘沿平行于极 板的方向进入M,N两极板间的匀强电场中,都恰好能从N板的右边缘飞出,不计重力作用,则( C ) A.两粒子进入电场时的动能一定不相等 B.两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等 C.两粒子飞出电场时的动能一定相等 D.两粒子飞出电场时的速度大小一定相等 解析:设极板的长度是 L,板间距离是 d,设粒子的
8、初速度为 v0,带电粒子在极板间做类平抛运 动. 在水平方向有 L=v0t; 竖直方向有 d= at2=; 则粒子的初动能Ek0= m=,由于q,E,L,d相同,所以两粒子的初动能相等,选项A错误; 由于两粒子进入电场时的初动能相等而粒子质量不相等,则粒子的初速度大小一定不相等, 选 项 B 错误;两粒子电荷量相等,进入与离开电场时的位置相同,则电场力做功相同,粒子的初 动能相同,由动能定理可得,粒子离开电场时的动能相等,选项 C 正确;粒子离开电场时的动 能相等,粒子质量不同,则粒子离开电场时的速度不等,选项 D 错误. 8.如图所示,O 点是两个点电荷+6Q 和-Q 连线的中点,M,N 是
9、+6Q 和-Q 连线中垂线上关于 O 点 对称的两点.取无穷远处为零电势点,下列说法正确的是( C ) A.O 点的电场强度不为零,电势为零 B.M,N 两点的电势不为零,电场强度方向水平向右 C.将一正的试探电荷由 M 点移到 O 点,该试探电荷的电势能变大 D.将一负的试探电荷由 O 点移到 N 点,电场力对试探电荷做正功 解析:两点电荷在O点的电场强度都向右,不为零;由于两电荷电荷量不相等,将一正点电荷从 无穷远处移到 O 点,6Q 的正电荷做的负功与-Q 的负电荷做的正功不相等,电场力做的总功不 为零,故 O 点电势不为零,故 A 错误;M,N 两点的电势不为零;由电场强度 E=可知,
10、6Q 的正 电荷在M,N点的电场强度大于-Q的负电荷的电场强度,根据矢量合成法则,M点的电场强度方 向向右上方,N 点的电场强度方向向右下方,故 B 错误;将一正的试探电荷由 M 点移到 O 点,6Q 的正电荷做的负功大于-Q 的负电荷做的正功,该试探电荷的电势能变大,故 C 正确;将一负的 试探电荷由 O 点移到 N 点,6Q 的正电荷做的负功大于-Q 的负电荷做的正功,电场力对试探电 荷做负功,故 D 错误. 9.如图所示,在正方形 ABCD 区域内有平行于 AB 边的匀强电场,E,F,G,H 是各边中点,其连线 构成正方形,其中 P 点是 EH 的中点.一个带正电的粒子(不计重力)从 F
11、 点沿 FH 方向射入电场 后恰好从 D 点射出.以下说法正确的是( BD ) A.粒子的运动轨迹一定经过 P 点 B.粒子的运动轨迹一定经过 PE 之间某点 C.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子会由 ED 之间某点从 AD 边射出 D.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由 E 点从 AD 边射出 解析:粒子从 F点沿 FH 方向射入电场后恰好从 D 点射出,其轨迹是抛物线,则过 D 点作速度的 反向延长线一定与水平位移交于 FH 的中点,而延长线又经过 P 点,所以粒子轨迹一定经过 PE 之间某点,选项 A 错误,B 正确;由平抛知识可知,当竖直位移一定时,水平速度变为原来的一 半
12、,由于 y 方向的位移、 加速度均不变,则运动时间不变,因此水平位移也变为原来的一半, 粒 子恰好由 E 点从 AD 边射出,选项 C 错误,D 正确. 10.在同一直线上的M,N两点正好是某电场中一条电场线上的两点,若在M点释放一个初速度 为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线由 M 点运动到 N 点,其电势能随位移变化的关 系如图所示,则下列说法正确的是( BD ) A.该电场有可能是匀强电场 B.该电场可能是负的点电荷产生的 C.N 点的电势比 M 点电势低 D.该电子运动的加速度越来越小 解析:由 Ep=-qEx 可知,图像的斜率反映电场强度大小,由 Epx 图像可知,斜率越来越小
13、,则电 场强度逐渐减小,则选项 A 错误;电子由 M 到 N 的过程中,电场力做正功,电势能减小,因此电 场线的方向由 N 到 M,所以选项 B 正确,C 错误;电子从 M 运动到 N 过程中,电场力越来越小, 则 加速度越来越小,选项 D 正确. 11.如图所示,在水平放置的已经充电的平行板电容器之间,有一带负电的油滴处于静止状态. 若某时刻油滴的电荷量开始减小(质量不变),为维持该油滴原来的静止状态应( AD ) A.给平行板电容器继续充电,补充电荷量 B.让平行板电容器放电,减少电荷量 C.使两极板相互靠近些 D.将上极板水平右移一些 解析:给平行板电容器继续充电,电荷量增大,电容不变,
14、根据 U= 知电势差增大,根据 E= , 知 电场强度增大,则油滴受到的电场力增大,能再次平衡,故 A 正确;让电容器放电,电荷量减小, 电容不变,根据 U= ,知电势差减小,根据 E= ,知电场强度减小,则油滴受到的电场力减小, 电 荷不能平衡,故B错误;因为U= ,C=,所以电场强度E= =,与电容器两极板间 的距离无关,所以电容器两极板靠近和远离时,电场强度不变,则油滴受到的电场力减小,电 荷不能平衡,故C错误;因为电场强度E=,当将上极板水平右移一些即面积减小,电场强 度增大,则油滴受到的电场力增大,能再次平衡,故选项 D 正确. 12.在静电场中,有一带电粒子仅在电场力作用下做变加速
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