高中物理第一章静电场静电现象的应用学案设计新人教选修.docx
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高中物理第一章静电场静电现象的应用学案设计新人教选修
7 静电现象的应用
学习目标
1.知道静电感应产生的原因,理解什么是静电平衡状态.
2.理解静电平衡时,净电荷只分布在导体表面且内部电场强度处处为零.
3.知道静电屏蔽及其应用.
自主探究
1.电场的重要性质是 .
2.导体的重要特征是 .
3.静电感应现象:
4.静电感应现象的实质是
5.尖端放电的原理是 .
6.尖端放电的原理有何应用?
7.静电有哪些应用?
8.哪些地方应该防止静电?
合作探究
一、静电平衡状态导体的电场
1.静电平衡条件:
.
2.导体达到静电平衡特点:
① .
② .
③ .
二、导体上的电荷分布
特点如下:
1. .
2. .
三、尖端放电
1.解释:
.
2.应用:
.
四、静电屏蔽
1.理解:
处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处处为零.因此,可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不再受外界电场的影响,这一现象称静电屏蔽.
2.两种情况:
①金属内部空间不受壳外部电场的影响;
②接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响.
（2）静电屏蔽的应用
生活中我们见到的哪些带静电的现象是有益的?
【例题】如图,长为L的导体棒原来不带电,现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点,当达到静电平衡时,棒上感应电荷在棒内中点处产生的电场强度的大小为多少?
【练习与提高】如图所示,把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内,小球带不带电?
课堂检测
1.导体处于静电平衡,下列说法正确的是（ ）
A.导体内部没有电场
B.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面
C.导体内部没有电荷的运动
D.以上说法均不正确
2.在下列措施中,能将产生的静电尽快导走的是（ ）
A.飞机轮子上搭地线B.印染车间保持湿度
C.复印图片D.电工钳柄装有绝缘套
3.如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷.在静电平衡后,下列物理量中等于零的是（ ）
A.导体腔内任意点的电场强度
B.导体腔内任意点的电势
C.导体外表面的电荷量
D.导体空腔内表面的电荷量
4.图为静电除尘器除尘原理的示意图.尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的.下列表述正确的是（ ）
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D.同一位置带电量越多的尘埃所受电场力越大
5.一个带有绝缘座的空心金属球壳A带有4×10-8C的正电荷,有绝缘柄的金属小球B带有2×10-8C的负电荷,使B球与球壳A内壁接触.如图所示,则A、B所带电荷量分别为（ ）
A.QA=1×10-8C,QB=1×10-8C
B.QA=2×10-8C,QB=0
C.QA=0,QB=2×10-8C
D.QA=4×10-8C,QB=-2×10-8C
6.如图所示,在原来不带电的金属杆ab附近P处,放置一个正点电荷,达到静电平衡后（ ）
A.a端的电势比b端的高
B.b端的电势比d点的低
C.a端的电势不一定比d点的低
D.杆内c处电场方向由c指向b
7.如图所示,四组静电实验中,能使左边的验电器的金属箔张开的是（ ）
8.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是（ ）
A.铜丝编织的衣服不容易拉破,所以用铜丝编织衣服
B.电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内电势保持为零,对人体起保护作用
C.电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内电场强度保持为零,对人体起保护作用
D.铜丝必须达到一定的厚度,才能对人体起到保护作用
9.如图所示,两个点电荷A和B,电荷量分别为q1=-9.0×10-9C,q2=2.7×10-8C,彼此相距r=6cm,在其连线中点处放一半径为1cm的金属球壳,求球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度.
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示，理想变压器原线圈接一正弦交变电源，其电压的有效值恒定不变，两个副线圈的匝数分别为n1和n2，所接电阻分别为R1和R2，且R2=2R1。
不计电流表内阻，当只闭合S1时，电流表示数为1A，只闭合S2时，电流表示数为2A，则n1：
n2等于
A．1：
1
B．1：
2
C．1：
3
D．1：
4
2．如图所示，质量为
的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M的箱子B相连，箱子底板上放一质量为
的物体
已知
，不计定滑轮的质量和摩擦，不计空气阻力，在箱子加速下落的过程中，下列关系式中正确的是
A．物体A的加速度大小为
B．物体A的加速度大小为
C．物体C对箱子的压力大小为
D．物体C对箱子的压力大小为
3．下列说法正确的是
A．一个质点所受合外力恒为F，那么该质点一定做匀变速直线运动
B．一个质点所受合外力恒为F，那么该质点的动能一定增加
C．一个质点做直线运动，每通过相同的位移Δx，速度的增加量Δv也相同，则A＝
>0且恒定，那么该质点的加速度a一定在增大
D．一个1kg的质点，在恒定合外力F的作用下，产生的加速度为1m/s2，那么F不一定等于1N
4．下列说法正确的是（）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
C．物体温度升高，其中每个分子热运动的动能均增大
D．气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击
5．如图所示,一小球从地面上方某点水平向右抛出,落到水平地面上。
若仅将小球抛出点的距地高度增加为原来的2倍,不计空气阻力,则下列关于这段运动的说法正确的是（）
A．时间等于原来的2倍
B．水平位移的大小等于原来的2倍
C．落地时速度的大小等于原来的
倍
D．落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于原来的
倍
6．如图所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动．在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止．下列说法正确的是（）
A．小球A的合力小于小球B的合力
B．小球A与框架间可能没有摩擦力
C．小球B与框架间可能没有摩擦力
D．圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大
二、多项选择题
7．如图所示，纸面内有两条互相平行的长直绝缘导线L1和L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向右，L1和L2中电流大小相等：
a、b两点相对于L1对称，且a点到L1、L2的距离相等。
整个系统处于匀强外磁场中，外磁场方向垂直于纸面向外。
已知a、b两点的磁感应强度的方向也垂直于纸面向外，a点的磁感应强度大小是b点的3倍。
流经L2的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小分别为B0和
B0。
则
A．流经L1的电流在a、b两点产生的磁感应强度相同
B．流经L1的电流和流经L2的电流在a点产生的磁感应强度相同
C．外磁场的磁感应强度的大小为B0
D．外磁场的磁感应强度的大小为2B0
8．中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。
在楷书笔画中，长横的写法要领如下；起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。
该同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。
则在向右行笔的过程中
A．镇纸受到向左的摩擦力
B．毛笔受到向左的摩擦力
C．白纸只受到向右的摩擦力
D．桌面受到向右的摩擦力
9．如图，从竖直面上大圆的最高点A，引出两条不同的光滑轨道，端点都在大圆上．相同物体由静止开始，从A点分别沿两条轨道滑到底端，则下列说法中正确的是（）
A．到达底端的速度大小不相等
B．重力的冲量都相同
C．物体动量的变化率都相同
D．沿AB运动所用的时间小于沿AC运动所用的时间
10．如图所示，两列简谐横波a和b均沿x轴正方向传播，波速为40m/s，下列说法正确的是
A．a波的周期为0.2s，b波的周期为0.1s
B．对于b波，x轴上的1m处的质点经过0.1s就传到x=5m处
C．a、b两列波相遇时不能发生稳定干涉
D．x=8m处的质点振动总是加强的
E.若两列波进入另一种介质，它们的频率都不会改变
三、实验题
11．如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度h1=0.50m，气体的温度t1=27℃．给汽缸缓慢加热至t2=207℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中缸内气体增加的内能△U=300J．已知大气压强p0=1.0×105Pa，活塞横截面积S=5.0×10﹣3m2．求：
（ⅰ）活塞距离汽缸底部的高度h2；
（ⅱ）此过程中缸内气体吸收的热量Q．
12．（6分）用三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图10所示。
（1）在本题的图上画出所需的光路。
（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_____、_____，并在图上标出它们。
（3）计算折射率的公式是n=___________________。
四、解答题
13．如图所示，两正对且固定不动的导热气缸，与水平成30°角，底部由体积忽略不计的细管连通、活塞a、b用不可形变的轻直杆相连，不计活塞的厚度以及活塞与气缸的摩擦，a、b两活塞的横截面积分别为S1=10cm2，S2=20cm2，两活塞的总质量为m=12kg，两气缸高度均为H=10cm。
气缸内封闭一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b到气缸底的距离均为L=5cm（图中未标出），已知大气压强为P=105Pa.环境温度为T0=300K，重力加速度g取10m/s2。
求：
（1）若缓慢降低环境温度，使活塞缓慢移到气缸的一侧底部，求此时环境的温度；
（2）若保持环境温度不变，用沿轻杆向上的力缓慢推活塞，活塞a由开始位置运动到气缸底部，求此过程中推力的最大值。
14．如图所示，MNPQ是一块截面为正方形的玻璃砖，其边长MN=30cm。
一束激光AB射到玻璃砖的MQ面上（入射点为B）进入玻璃砖后在QP面上的F点（图中未画出）发生全反射，恰沿DC方向射出。
其中B为MQ的中点，∠ABM=30°，PD=7.5cm，∠CDN=30°。
①画出激光束在玻璃砖内的光路示意图，求出QP面上的反射点F到Q点的距离QF；
②求出该玻璃砖的折射率；
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
C
C
D
D
C
二、多项选择题
7．BD
8．BD
9．AB
10．ACE
三、实验题
11．①0.80m②450J
12．
入射角i和折射角r
四、解答题
13．
（1）200K
（2）40N
14．①20cm②
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动，由此可以判断
A．匀强电场方向一定是水平向左
B．油滴沿直线一定做匀加速运动
C．油滴可能是从N点运动到M点
D．油滴一定是从N点运动到M点
2．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征,认识正确的是（）
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光
C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV
3．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（）
A．向纸内偏转
B．向纸外偏转
C．向下偏转
D．向上偏转
4．如图所示，半圆光滑绝缘轨道MN固定在竖直平面内，O为其圆心，M、N与O高度相同，匀强磁场方向与轨道平面垂直．现将一个带正电的小球自M点由静止释放，它将沿轨道在M、N间做往复运动．下列说法中正确的是（）
A．小球在M点和N点时均处于平衡状态
B．小球由M到N所用的时间大于由N到M所用的时间
C．小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小均相等
D．小球每次经过轨道最低点时所受合外力大小均相等
5．“嫦娥四号”于2019年1月3日自主着陆在月球背面，实现人类探测器首次月背软着陆。
由于“嫦娥四号”在月球背面，不能与地球直接通信，需要通过中继通信卫星才能与地球“沟通”，“鹊桥”是“嫦娥四号”月球探测器的中继卫星，该中继卫星运行在地月系的拉格朗日L2点附近的晕轨道上。
地月系的拉格朗日L2点可理解为在地月连线的延长线上（也就是地球和月球都在它的同一侧），地球和月球对处于该点的卫星的引力的合力使之绕地球运动，且在该点的卫星运动的周期与月球绕地球运动的周期相同。
若某卫星处于地月系的拉格朗日L2点，则下列关于该卫星的说法正确的是
A．在地球上可以直接看到该卫星
B．该卫星绕地球运动的角速度大于月球绕地球运动的角速度
C．该卫星绕地球运动的线速度大于月球绕地球运动的线速度
D．该卫星受到地球与月球的引力的合力为零
6．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1:
3,两端分别接有4个阻值相同的电阻，则流过R1和R2的电流之比为
A．3：
1B．6：
1
C．9：
2D．11：
2
二、多项选择题
7．如图所示，“奥托循环”由两条绝热线和两条等容线组成，其中，a-b和c-d为绝热过程，b-c和d-a为等容过程。
下列说法正确的是。
（填正确答案标号。
选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。
每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．a-b过程中，外界对气体做功
B．a-b过程中，气体分子的平均动能不变
C．b-c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
D．c-d过程中，单位体积内气体分子数减少
E．d-a过程中，气体从外界吸收热量
8．如图所示，圆心角为90°的扇形COD内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，E点为半径OD的中点，现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b，以不同的速度分别从O、E点沿OC方向射入磁场，粒子a、b分别从D、C两点射出磁场，不计粒子所受重力及粒子间相互作用，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法中正确的是
A．粒子a带负电，粒子b带正电
B．粒子a、b在磁场中运动的加速度之比为2:
5
C．粒子a、b的速度之比为5:
2
D．粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180:
53
9．如下图所示，匀强电场中的△PAB平面平行于电场方向C点为AB的中点，D点为PB的中点．将一个带电粒子从P点移动到A点，电场力做功WPA＝1.6×10－8J；将该粒子从P点移动到B点，电场力做功WPB＝3.2×10－8J。
则下列说法正确的是
A．直线PC为等势线
B．直线AD为等势线
C．若将该粒子从B点移动到A点，电场力做功WBA＝1.6×10－8J
D．若将该粒子从P点移动到C点，电场力做功为WPC＝2.4×10－8J
10．如图所示，正六面体真空盒置于水平面上，它的ADHE面与BCGF面均为金属板，BCGF面带正电，ADHE面带负电其他面为绝缘材料。
从小孔P沿水平方向平行于ABFE面以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a、b、c，最后分别落在1、2、3三点。
下列说法正确的是
A．三个液滴在空中运动的时间相同
B．液滴c所带的电荷量最多
C．整个运动过程中液滴a的动能增量最大
D．三个液滴落到底板时的速率相同
三、实验题
11．某同学用如图所示的装置测量重力加速度g，打下如图所示的纸带．如果在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每隔4个点取一个计数点，相邻计数点之间的距离记为x1、x2、x3、x4、x5、x6.
（1）实验时纸带的________端应和重物相连接．（选填“A”或“B”）
（2）该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点间的时间间隔）：
方法A：
由
，
，…，
取平均值g=9.767m/s2；
方法B：
由
取平均值g=9.873m/s2.
从数据处理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，对实验结果起作用的数据，方法A中有________；方法B中有______________．因此，选择方法________（填“A”或“B”）更合理．
12．如图所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞．两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的．开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空．现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的1.2倍，已知外界大气压强为P0，求此过程中气体内能的增加量．
四、解答题
13．如图所示传送带A、B之间的距离为L=4m，与水平面间夹角θ=37°，传送带沿逆时针方向转动，速度恒为v=2m/s，在上端A点无初速放置一个质量为m=1kg、大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为μ=0.5，金属块滑离传送带后，经过弯道，沿半径R=0.4m的光滑轨道做圆周运动，刚好能通过最高点E，已知B、D两点的竖直高度差为h=0.5m（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
（1）金属块经过D点时的速度VD；
（2）金属块经过D点时受到的支持力FN
（3）金属块在BCD轨道上克服摩擦力做的功Wf．
14．如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为
，横截面积为
，小活塞的质量为
，横截面积为
；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为
，气缸外大气压强为
，温度为
。
初始时大活塞与大圆筒底部相距
，两活塞间封闭气体的温度为
，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度
取
，求：
（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；
（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
D
C
D
C
D
二、多项选择题
7．ACD
8．ABD
9．BD
10．BC
三、实验题
11．Ax1、x6x1、x2、x3、x4、x5、x6B
12．
四、解答题
13．
（1）
（2）60N（3）3J
14．
（1）
（2）
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