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1、《全程復(fù)習(xí)》2014屆高考物理全程復(fù)習(xí)方略(人教版-第一輪)(含詳細(xì)解析):單元評(píng)估檢測6靜電場
(40分鐘 100分)
一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分.每小題至少一個(gè)答案正確,選不全得4分)
1.如圖所示,在粗糙絕緣的水平面上有一物體A帶正電,另一帶正電的點(diǎn)電荷B在外力作用下沿著以A為圓心的圓弧由P到Q緩慢地從A的上方經(jīng)過,若此過程中A始終靜止,A、B兩物體可視為質(zhì)點(diǎn)且只考慮它們之間的庫侖力作用.則下列說法正確的是( )
A.物體A受到地面的支持力先增大后減小
B.物體A受到地面的支持力保持不變
C.物體A受到地面的摩擦力先減小后增大
D.庫侖力對(duì)點(diǎn)電
2、荷B先做正功后做負(fù)功
2.點(diǎn)電荷A和B,分別帶正電和負(fù)電,電量分別為4Q和Q,在AB連線上,如圖所示,電場強(qiáng)度為零的地方在( )
A.A和B之間
B.A右側(cè)
C.B左側(cè)
D.A的右側(cè)及B的左側(cè)
3.真空中有一半徑為r0的帶電金屬球殼,通過其球心的一直線上各點(diǎn)的電勢φ分布如圖,r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離,r1、r2分別是該直線上A、B兩點(diǎn)離球心的距離.下列說法中正確的是( )
A.A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢
B.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向由A指向B
C.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度
D.正電荷沿直線從A移到B的過程中,電場力做負(fù)功
4.如圖所示,平行板電容器的一個(gè)極板
3、與滑動(dòng)變阻器的滑片C相連接.電子以速度v0垂直于電場線方向射入并穿過平行板間的電場.在保證電子還能穿出平行板間電場的情況下,若使滑動(dòng)變阻器的滑片C上移,則關(guān)于電容器極板上所帶電荷量Q和電子穿過平行板所需的時(shí)間t的說法中,正確的是( )
A.電荷量Q增大,時(shí)間t也增大
B.電荷量Q不變,時(shí)間t增大
C.電荷量Q增大,時(shí)間t不變
D.電荷量Q不變,時(shí)間t也不變
5.(2012·桂林模擬)空間存在甲、乙兩相鄰的金屬球,甲球帶正電,乙球原來不帶電,由于靜電感應(yīng),兩球在空間形成了如圖所示穩(wěn)定的靜電場.實(shí)線為其電場線,虛線為其等勢線,A、B兩點(diǎn)與兩球球心連線位于同一直線上,C、D兩點(diǎn)關(guān)于直線
4、AB對(duì)稱,則( )
A.A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢相同
B.C點(diǎn)和D點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
C.正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn),電場力做正功
D.負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線CD移至D點(diǎn),電勢能先增大后減小
6.靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的,用其指針張角的大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大小.如圖所示,A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板,G為靜電計(jì).開始時(shí)開關(guān)S閉合,靜電計(jì)指針張開一定角度,為了使指針張開的角度增大些,下列采取的措施可行的是( )
A.斷開開關(guān)S后,將A、B兩極板分開些
B.保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板分開些
C.保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板靠近些
D.保持開關(guān)S閉合
5、,將變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)
7.如圖所示,兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場,板長為,板間距離為d,在板右端處有一豎直放置的熒光屏M.一帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子從兩極板中央射入板間,最后垂直打在M屏上,則下列結(jié)論正確的是( )
A.板間電場強(qiáng)度大小為mg/q
B.板間電場強(qiáng)度大小為2mg/q
C.粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間跟它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等
D.粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間
8.(2012·鎮(zhèn)江模擬)a、b、c、d四個(gè)帶電液滴在如圖所示的勻強(qiáng)電場中,分別水平向左、水平向右、豎直向上、豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng),可知( )
A.a、b為同種電荷,
6、c、d為異種電荷
B.a、b的電勢能、機(jī)械能均不變
C.c的電勢能減少,機(jī)械能增加
D.d的電勢能減少,機(jī)械能減少
9.如圖所示,光滑絕緣斜面的底端固定著一個(gè)帶正電的小物塊P,將另一個(gè)帶電小物塊Q在斜面的某位置由靜止釋放,它將沿斜面向上運(yùn)動(dòng).設(shè)斜面足夠長,則在Q向上運(yùn)動(dòng)過程中( )
A.物塊Q的動(dòng)能一直增大
B.物塊Q的電勢能一直增大
C.物塊P、Q的重力勢能和電勢能之和一直增大
D.物塊Q的機(jī)械能一直增大
10.如圖所示,水平放置的平行板電容器與一直流電源相連,在兩板中央有一帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)通過瞬間平移和緩慢平移兩種方法將A板移到圖中虛線位置.下列關(guān)于帶電液滴運(yùn)
7、動(dòng)的說法中正確的是( )
A.上述兩種方法中,液滴都向B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.采用瞬間平移的方法,液滴運(yùn)動(dòng)到B板經(jīng)歷的時(shí)間短
C.采用緩慢平移的方法,液滴運(yùn)動(dòng)到B板時(shí)速度大
D.采用緩慢平移的方法,液滴運(yùn)動(dòng)到B板過程中電場力做功多
二、計(jì)算題(本大題共2小題,共30分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
11.(14分)如圖所示,在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方h高度的P點(diǎn),固定電荷量為+Q的點(diǎn)電荷.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度為v.已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電勢
8、為φ(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零),PA連線與水平軌道的夾角為60°,試求:
(1)物塊在A點(diǎn)時(shí)受到的軌道的支持力大小.
(2)點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢大小.
12.(2012·溫州模擬)(16分)如圖甲所示,邊長為L的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,與區(qū)域邊界BC相距L處豎直放置足夠大的熒光屏,熒光屏與AB延長線交于O點(diǎn).現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子從A點(diǎn)沿AB方向以一定的初速度進(jìn)入電場,恰好從BC邊的中點(diǎn)P飛出,不計(jì)粒子重力.
(1)求粒子進(jìn)入電場前的初速度的大小.
(2)其他條件不變,增大電場強(qiáng)度使粒子恰好能從CD邊的中點(diǎn)Q飛出,求粒子從Q點(diǎn)飛
9、出時(shí)的動(dòng)能.
(3)現(xiàn)將電場分成AEFD和EBCF相同的兩部分,并將EBCF向右平移一段距離x(x≤L),如圖乙所示.設(shè)粒子打在熒光屏上位置與O點(diǎn)相距y,請(qǐng)求出y與x的關(guān)系.
答案解析
1.【解析】選A、C.點(diǎn)電荷B沿以A為圓心的圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí),它們間的庫侖力F的大小不變,間距不變,故庫侖力對(duì)點(diǎn)電荷B不做功,D錯(cuò)誤;設(shè)庫侖力與豎直方向間夾角為θ,則,隨θ先減小后增大,先增大后減小,先減小后增大,故A、C均正確,B錯(cuò)誤.
2.【解析】選C.根據(jù)點(diǎn)電荷周圍場強(qiáng)公式以及場強(qiáng)的方向規(guī)定,可以確定出AB連線上B點(diǎn)左側(cè)、BA之間以及A點(diǎn)右側(cè)場強(qiáng)的大小和方向情況,可知BA之間合場強(qiáng)向左,A點(diǎn)
10、右側(cè)合場強(qiáng)向右,只有B點(diǎn)左側(cè)某一位置電場強(qiáng)度可為零,故選C.
3.【解析】選B.由圖可以看出,沿A、B方向電勢降低,電場方向由A指向B,,A錯(cuò)誤,B正確;由圖可知A點(diǎn)電勢降低較快,故有EA>EB,C錯(cuò)誤;由WAB=UAB·q,UAB>0,q>0可知,WAB>0,即電場力做正功,D錯(cuò)誤.
【變式備選】(2011·上海高考)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上,相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布,正確描述電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是圖( )
【解析】選A.等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布如圖所示.正、負(fù)電荷在連線中點(diǎn)處產(chǎn)生的電勢一正一負(fù),故此處即坐標(biāo)原點(diǎn)處的總電勢為零.又沿電場線方向電勢逐漸降低,因此,在坐標(biāo)原點(diǎn)左側(cè)
11、,各點(diǎn)的電勢都大于零;在坐標(biāo)原點(diǎn)右側(cè),各點(diǎn)的電勢都小于零,正電荷處電勢最高,負(fù)電荷處電勢最低,無窮遠(yuǎn)處的電勢為零.因此,選項(xiàng)A正確.
4.【解析】選C.滑動(dòng)變阻器的滑片C上移,電容器兩板間電壓U增大,由Q=CU可知,電容器帶電量Q增大,而電子穿過板間的時(shí)間,與板間電壓無關(guān),故時(shí)間t不變,C正確.
5.【解析】選C.由題圖可知,A、B兩點(diǎn)不在同一等勢面上,電勢不相同,A錯(cuò)誤;由對(duì)稱性可知,C、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向不同,B錯(cuò)誤;由WAB=UAB·q,UAB>0,q>0可知,WAB>0,C正確;沿CD直線,由C到D,電勢先增大后減小,故負(fù)電荷由C沿直線CD移至D點(diǎn),電勢能先減小后增大,D錯(cuò)誤.
12、
6.【解析】選A.要使靜電計(jì)的指針張開角度增大些,必須使靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢差增大,斷開開關(guān)S后,將A、B兩極板分開些,電容器的帶電量不變,電容減小,電勢差增大,A正確;保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板分開或靠近些,靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢差不變,B、C錯(cuò)誤;保持開關(guān)S閉合,將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向右或向左移動(dòng),靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢差不變,D錯(cuò)誤.
7.【解析】選B、C.粒子無論在板間還是在板右側(cè)與光屏之間,水平方向始終做勻速直線運(yùn)動(dòng),由可知,粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間跟它從板右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等,C正確,D錯(cuò)誤;因粒子垂直打在屏上,且粒子在板右端到屏之間具有豎直向下的加速度
13、g.粒子出電場時(shí)具有豎直向上的速度分量,到達(dá)屏?xí)r豎直速度分量為0,故有vy-gt=0,由以上兩式可解得:,B正確,A錯(cuò)誤.
8.【解析】選B、C.因四個(gè)帶電液滴均做勻速直線運(yùn)動(dòng),必有Eq=mg,故四個(gè)帶電液滴均帶正電荷,A錯(cuò)誤;對(duì)a、b液滴,電場力和重力均不做功,故其電勢能和機(jī)械能均不變,B正確;電場力對(duì)c液滴做正功,c的電勢能減少,機(jī)械能增加,C正確;電場力對(duì)d液滴做負(fù)功,d的電勢能增加,機(jī)械能減少,故D錯(cuò)誤.
9.【解析】選D.由F庫-mgsinθ=ma可知,物塊沿斜面的加速度先向上逐漸減小,再沿斜面向下,逐漸增大,其速度先增大后減小,故物塊Q的動(dòng)能先增大再減小,A錯(cuò)誤;因電場力始終做
14、正功,故電勢能一直減小,物塊Q的機(jī)械能一直增大,B錯(cuò)誤,D正確;因只有電場力、重力做功,物塊的電勢能、重力勢能、動(dòng)能之和守恒,又知?jiǎng)幽芟仍龃蠛鬁p小,故重力勢能和電勢能之和先減小后增大,C錯(cuò)誤.
【總結(jié)提升】電場中功能關(guān)系的應(yīng)用
(1)若只有電場力做功,電荷的電勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,兩者之和守恒.
(2)若只有電場力和重力做功,電荷的電勢能、重力勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,其總和守恒.
(3)電場力做功與電荷電勢能的變化相對(duì)應(yīng),電場力做正功,電勢能減少,電場力做負(fù)功,電勢能增加.
(4)合外力對(duì)電荷所做的總功等于電荷動(dòng)能的增量.
10.【解析】選B.瞬間平移使帶電液滴加速度突然增大立即做勻加速
15、運(yùn)動(dòng),而緩慢平移至虛線位置這一階段,帶電液滴電場力緩慢增大,加速度也緩慢增大,到達(dá)虛線位置以后才開始做勻加速運(yùn)動(dòng),所以瞬間平移使帶電液滴到達(dá)B板的時(shí)間短,做功多,速度大,故答案為B.
11.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)物塊在A點(diǎn)豎直方向加速度為零.
(2)物塊由A到B的過程中,只有電場力做功.
【解析】(1)物塊在A點(diǎn)受重力、電場力、支持力.分解電場力,
由豎直方向受力平衡得
①(4分)
②(2分)
由①②得. (2分)
(2)從A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理得,
(2分)
又因?yàn)閁=φB-φ,
16、 (2分)
由以上兩式解得. (2分)
答案:(1) (2)
12.【解析】(1)粒子在電場內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向:L=v0t,豎直方向:,得 (4分)
(2)其他條件不變,增大電場強(qiáng)度,從CD邊中點(diǎn)Q飛出與從BC邊中點(diǎn)P飛出相比,水平位移減半,豎直位移加倍,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí),則加速度為原來8倍,電場強(qiáng)度為原來8倍,電場力做功為W1=8EqL (2分)
粒子從CD邊中點(diǎn)Q飛出時(shí)的動(dòng)能
(3分)
(3)將EBCF向右平移一段距離x,粒子在電場中的類平拋運(yùn)動(dòng)分成兩部分,在無電場區(qū)域做勻速直線運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示,
(vy為出電場AEFD時(shí)豎直方向的速率) (1分)
(2分)
(vy′為出電場EBCF時(shí)豎直方向的速率) (1分)
y2=(L-x)tanθ2=L-x (2分)
(1分)
答案:(1) (2) (3)
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