届高三物理一轮复习跟踪精练静电场章末质量检测附详细答案Word文档下载推荐.docx
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处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图4所示.若将一个带负电的
粒子置于b点,自由释放,粒子将沿着对角线bd往复运动.粒子从b点
运动到d点的过程中( )
A.先做匀加速运动,后做匀减速运动
B.先从高电势到低电势,后从低电势到高电势
C.电势能与机械能之和先增大,后减小
D.电势能先减小,后增大
6.如图5所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空
中水平放置,M、N为板间同一电场线上的两点,一带电粒子(不计
重力)以速度vM经过M点在电场线上向下运动,且未与下板接触,
一段时间后,粒子以速度vN折回N点,则( )图5
A.粒子受电场力的方向一定由M指向N
B.粒子在M点的速度一定比在N点的大
C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大
D.电场中M点的电势一定高于N点的电势
7.如图6所示,匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中,∠a=30°
、∠c=90°
,电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为(2-)V、(2+)V和2V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( )图6
A.(2-)V、(2+)V B.0V、4V
C.(2-)V、(2+)V D.0V、2V
二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)
8.如图7所示,一质量为m、带电荷量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是
( )图7
A.物体开始运动后加速度先增加、后保持不变
B.物体开始运动后加速度不断增大
C.经过时间t=,物体在竖直墙壁上的位移达最大值
D.经过时间t=,物体运动速度达最大值
9.(2010·
无锡模拟)如图8所示,AC、BD为圆的两条互相垂直的
直径,圆心为O,半径为r,将带等电荷量的正、负点电荷放
在圆周上,它们的位置关于AC对称,+q与O点的连线和OC
夹角为30°
,下列说法正确的是( )
A.A、C两点的电势关系是φA=φC图8
B.B、D两点的电势关系是φB=φD
C.O点的场强大小为
D.O点的场强大小为
10.(2009·
四川高考)如图9所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带
负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑,到达N点时速度
为零,然后下滑回到M点,此时速度为v2(v2<
v1).若小物体电
荷量保持不变,OM=ON,则( )
A.小物体上升的最大高度为图9
B.从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小
C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功
D.从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
11.如图10所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球,另一端固定于O点,小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最高点为a,最低点
为b.不计空气阻力,则( )
A.小球带正电
B.电场力跟重力平衡
C.小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小
D.小球在运动过程中机械能守恒
12.如图11所示,光滑绝缘直角斜面ABC固定在水平面上,并
处在方向与AB面平行的匀强电场中,一带正电的物体在电场
力的作用下从斜面的底端运动到顶端,它的动能增加了ΔEk,
重力势能增加了ΔEp.则下列说法正确的是( )
A.电场力所做的功等于ΔEk
B.物体克服重力做的功等于ΔEp图11
C.合外力对物体做的功等于ΔEk
D.电场力所做的功等于ΔEk+ΔEp
三、计算题(本题共4小题,共55分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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)
13.(12分)如图12所示,A、B为平行板电容器的两个极板,A板接地,中间开有一个小孔.电容器电容为C.现通过小孔连续不断地向电容器射入电子,电子射入小孔时的速度为v0,单位时间内射入的电子数为n,电子质量为m,电荷量为e,电容器原来不带电,电子射到B板时均留在B板上,求:
(1)电容器两极板间达到的最大电势差;
图12
(2)从B板上打上电子到电容器两极间达到最大电势差所用时间为多少?
14.(14分)如图13所示,ABCD为竖直放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的
部分是半径为R的半圆形轨道,轨道的水平部分与其半圆相切,A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m,把一质量m=0.1kg、带电荷量q=+1×
10-4C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放,小球在轨道的内侧运动.(g取10m/s2)求:
图13
(1)小球到达C点时的速度是多大?
(2)小球到达C点时对轨道压力是多大?
(3)若让小球安全通过D点,开始释放点离B点至少多远?
15.(14分)半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图14所示.珠子所受静电力是其重力的倍,将珠子从环上最低位置A点由静止释放,求:
(1)珠子所能获得的最大动能是多少?
(2)珠子对圆环的最大压力是多少?
图14
16.(15分)如图15所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与
水平面成45°
角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8
m.有一质量为500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆
匀速下滑,小环离开杆后正好通过C端的正下方P点.(g取10
m/s2)求:
图15
(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向;
(2)小环在直杆上匀速运动时速度的大小;
(3)小环运动到P点的动能.
第六章静电场
【参考答案与详细解析】
1.解析:
两带电金属球接触后,它们的电荷量先中和后均分,由库仑定律得:
F=k,F′=k=k.联立得F′=F,C选项正确.
答案:
C
2.解析:
b、d两点的场强为+Q产生的场与匀强电场E的合场强,由对称可知,其大小相等,方向不同,A错误;
a、f两点虽在+Q所形电场的同一等势面上,但在匀强电场E中此两点不等势,故B错误;
在bedf面上各点电势相同,点电荷+q在bedf面上移动时,电场力不做功,C错误;
从a点移到c点,+Q对它的电场力不做功,但匀强电场对+q做功最多,电势能变化量一定最大,故D正确.
D
3.解析:
由于电子动能Ek=400eV<
500eV,电子在电场中先做匀减速直线运动后反向做匀加速直线运动,最终从A孔出射,电场力做功为零,电子动能大小不变.C项正确.
4.解析:
对A、B选项,因电键S闭合,所以A、B两极板的电势差不变,由E=可知极板间场强增大,悬挂的带正电小球受到的电场力增大,则θ增大,选项A、B错误;
对C、D选项,因电键S断开,所以电容器两极板所带电荷量保持不变,由C=、C=和E=可推出,E=,与两极板间距离无关,两极板间场强保持不变,悬挂的带正电的小球受到的电场力不变,则θ不变,只有D项正确.
5.解析:
这是等量同种电荷形成的电场,根据这种电场的电场线分布情况,可知在直线bd上正中央一点的电势最高,所以B错误.正中央一点场强最小等于零,所以A错误.负电荷由b到d先加速后减速,动能先增大后减小,则电势能先减小后增大,但总和不变,所以C错误,D正确.
6.解析:
由题意可知M、N在同一条电场线上,带电粒子从M点运动到N点的过程中,电场力做负功,动能减小,电势能增加,故选项A、C错误,B正确;
由于题中未说明带电粒子及两极板的电性,故无法判断M、N两点的电势高低,选项D错误.
B
7.解析:
如图,根据匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降落,取ab的中点O,即为三角形的外接圆的圆心,且该点电势为2V,故Oc为等势面,MN为电场线,方向为MN方向,UOP=UOa=
V,UON∶UOP=2∶
,故UON=2V,N点电势为零,为最小电势点,同理M点电势为4V,为最大电势点.B项正确.
8.解析:
物体运动后,开始时电场力不断减小,则弹力、摩擦力不断减小,所以加速度不断增加;
电场力减小到零后反向增大,电场力与重力的合力一直增大,加速度也不断增大,B正确;
经过时间t=后,物体将脱离竖直墙面,所以经过时间t=,物体在竖直墙壁上的位移达最大值,C正确.
BC
9.解析:
由等量异种点电荷的电场分布和等势面的关系可知,等量异种点电荷的连线的中垂线为一条等势线,故A、C两点的电势关系是φA=φC,A对;
空间中电势从左向右逐渐降低,故B、D两点的电势关系是φB>φD,B错;
+q点电荷在O点的场强与-q点电荷在O点的场强的大小均为,方向与BD方向向上和向下均成60°
的夹角,合场强方向向右,根据电场的叠加原理知合场强大小为,C对D错.
AC
10.解析:
因为OM=ON,M、N两点位于同一等势面上,所以从M到N的过程中,电场力时小物体先做正功再做负功,电势能先减小后增大,B、C错误;
因为小物体先靠近正点电荷后远离正点电荷,所以电场力、斜面压力、摩擦力都是先增大后减小,D正确;
设小物体上升的最大高度为h,摩擦力做功为W,在上升过程、下降过程根据动能定理得
-mgh+W=0-mv12①
mgh+W=mv22,②
联立①②解得h=,A正确.
AD
11.解析:
由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动,速率不变化,由动能定理,外力做功为零,绳子拉力不做功,电场力和重力做的总功为零,所以电场力和重力的合力为零,电场力跟重力平衡,B正确.由于电场力的方向与重力方向相反,电场方向又向上,所以小球带正电,A正确.小球在从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,由功能关系得,电势能增加,C不正确.在整个运动过程中,除重力做功外,还有电场力做功,小球在运动过程中机械能不守恒,D不正确.
AB
12.解析:
物体沿斜面向上运动的过程中有两个力做功,电场力做正功,重力做负功,根据动能定理可得:
WF+WG=ΔEk由重力做功与重力势能变化的关系可得WG=-ΔEp,由上述两式易得出A错误,B、C、D正确.
BCD
13.解析:
(1)电子从A板射入后打到B板,A、B间形成一个电场,当A、B板间达到最大
电势差U时,电子刚好不能再打到B板上,有
eU=mv02 U=.
(2)电子打到B板后,A、B板就是充了电的电容器,当电势差达到最大时,Q=CU=t·
ne,
则所用时间t=.
(1)
(2)
14.解析:
(1)由A点到C点应用动能定理有:
Eq(AB+R)-mgR=mvC2
解得:
vC=2m/s
(2)在C点应用牛顿第二定律得:
FN-Eq=m
得FN=3N
由牛顿第三定律知,小球在C点对轨道的压力为3N.
(3)小球要安全通过D点,必有mg≤m.
设释放点距B点的距离为x,由动能定理得:
Eqx-mg·
2R=mvD2
以上两式联立可得:
x≥0.5m.
(1)2m/s
(2)3N (3)0.5m
15.解析:
(1)设qE、mg的合力F合与竖直方向的夹角为θ,
因qE=mg,所以tanθ==,
则sinθ=,cosθ=,
则珠子由A点静止释放后在从A到B的过程中做加速运动,如图所
示.由题意知珠子在B点的动能最大,由动能定理得
qErsinθ-mgr(1-cosθ)=Ek,
解得Ek=mgr.
(2)珠子在B点对圆环的压力最大,设珠子在B点受圆环的弹力为FN,则FN-F合=
(mv2=mgr)
即FN=F合+=+mg
=mg+mg=mg.
由牛顿第三定律得,珠子对圆环的最大压力为mg.
(1)mgr
(2)mg
16.
解析:
(1)小环在直杆上的受力情况如图所示.
由平衡条件得:
mgsin45°
=Eqcos45°
,
得mg=Eq,
离开直杆后,只受mg、Eq作用,则
F合=mg=ma,
a=g=10m/s2≈14.1m/s2
方向与杆垂直斜向右下方.
(2)设小环在直杆上运动的速度为v0,离杆后经t秒到达P点,则竖直方向:
h=v0sin45°
·
t+gt2,
水平方向:
v0cos45°
t-t2=0
v0==2m/s
(3)由动能定理得:
EkP-mv02=mgh
可得:
EkP=mv02+mgh=5J.
(1)14.1m/s2,垂直于杆斜向右下方
(2)2m/s (3)5J