2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元檢測卷七靜電場【含答案】

單元檢測卷(七)靜電場時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.1～5題為單選題，6～8題為多選題)1．[中考真題·浙江嘉興聯(lián)考]小強(qiáng)在加油站加油時(shí)，看到加油機(jī)上有如圖所示的圖標(biāo)，關(guān)于圖標(biāo)涉及的物理知識及其理解，下列說法正確的是()A．制作這些圖標(biāo)的依據(jù)是靜電屏蔽原理B．工作人員工作時(shí)間須穿絕緣性能良好的化纖服裝C．化纖手套與接觸物容易摩擦起電存在安全隱患D．用絕緣的塑料梳子梳頭應(yīng)該沒有關(guān)系2．[中考真題·湖北名師聯(lián)盟聯(lián)考]全球首創(chuàng)超級電容儲存式現(xiàn)代電車在中國寧波基地下線，沒有傳統(tǒng)無軌電車的“辮子”，沒有尾氣排放，乘客上下車的30秒內(nèi)可充滿電并行駛5公里以上，剎車和下坡時(shí)可把85%的剎車能量轉(zhuǎn)化成電能回收儲存再使用，如圖為使用“3V,12000F”石墨烯納米混合型超級電容器的電車，下列說法正確的是()A．該電容器的容量為36000A·hB．電容器放電，電荷量逐漸減少到0，電容不變C．電容器放電，電荷量逐漸減少到0，電壓不變D．若30s能充滿電，則充電的平均電流為3600A3．如圖所示，一重力不計(jì)的帶電粒子以某一速度進(jìn)入負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場中，且只在電場力作用下依次通過M、N、P三點(diǎn)，其中N點(diǎn)是軌跡上距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn)．若粒子在M點(diǎn)和P點(diǎn)的速率相等，則()A．粒子一定帶正電且做勻速圓周運(yùn)動B．UMN＝UNPC．粒子在N點(diǎn)時(shí)的加速度最大、電勢能最小D．粒子在M、P兩點(diǎn)時(shí)的加速度相同4．如圖所示，甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電荷量分別為＋q和－q，兩球間用絕緣細(xì)線2連接，甲球用絕緣細(xì)線1懸掛在天花板上，在兩球所在空間有沿水平方向向左的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，且有qE＝mg，平衡時(shí)細(xì)線都被拉直．則平衡時(shí)的可能位置是哪個(gè)圖()5．[中考真題·福建泉州市5月第二次質(zhì)檢]如圖，噴霧器可以噴出各種質(zhì)量和電荷量的帶負(fù)電油滴．假設(shè)油滴以相同的水平速度射入接有恒定電壓的兩水平正對金屬板之間，有的沿水平直線①飛出，有的沿曲線②從板邊緣飛出，有的沿曲線③運(yùn)動到板的中點(diǎn)上．不計(jì)空氣阻力及油滴間的相互作用，則()A．沿直線①運(yùn)動的所有油滴質(zhì)量都相等B．沿直線①運(yùn)動的所有油滴電荷量都相等C．沿曲線②、③運(yùn)動的油滴，運(yùn)動時(shí)間之比為1:2D．沿曲線②、③運(yùn)動的油滴，加速度大小之比為1:46．如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線，玻璃管外繞有線圈，直導(dǎo)線的一端和線圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連．開始，感應(yīng)圈未接通電源，點(diǎn)燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出．當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會加上高電壓，立即可以看到不再有煙從玻璃管中冒出來了．過一會兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵，這是因?yàn)?)A．煙塵在高壓電場作用下帶上了負(fù)電B．煙塵在高壓電場作用下帶上了正電C．帶負(fù)電的煙塵吸附在線圈上，因此看不到有煙冒出D．帶正電的煙塵吸附在直導(dǎo)線上，因此看不到有煙冒出7．如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，D是BC的中點(diǎn)，A、B、C構(gòu)成一個(gè)直角三角形，AB長為1m，電場線與三角形所在的平面平行，已知φA＝5V、φB＝－5V，φC＝15V，由此可以判斷()A．場強(qiáng)的方向由C指向BB．場強(qiáng)的方向垂直AD連線斜向下C．場強(qiáng)的大小為10V/mD．場強(qiáng)的大小為eq\f(20,\r(3）V/m8．[2021·安徽省皖南八校聯(lián)考]某靜電場中x軸上電場強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系如圖所示，設(shè)x軸正方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的正方向．一帶電荷量大小為q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向運(yùn)動，結(jié)果粒子剛好能運(yùn)動到x＝3x0處，假設(shè)粒子僅受電場力作用，E0和x0已知，則()A．粒子一定帶負(fù)電B．粒子的初動能大小為eq\f(3,2)qE0x0C．粒子沿x軸正方向運(yùn)動過程中電勢能先增大后減小D．粒子沿x軸正方向運(yùn)動過程中最大動能為2qE0x0二、非選擇題(本題共3個(gè)小題，共52分)9．[2021·陜西寶雞一模](14分)如圖所示，將帶電荷量均為＋q、質(zhì)量分別為m和2m的帶電小球A與B用輕質(zhì)絕緣細(xì)線相連，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中由靜止釋放，小球A和B一起以大小為eq\f(1,3)g的加速度豎直向上運(yùn)動．運(yùn)動過程中，連接A與B的細(xì)線保持豎直，小球A和B之間的庫侖力忽略不計(jì)，重力加速度為g，求：(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大?。?2)當(dāng)A、B一起向上運(yùn)動t0時(shí)間時(shí)，A、B間的細(xì)線突然斷開，求從初始的靜止?fàn)顟B(tài)開始經(jīng)過2t0時(shí)間，B球電勢能的變化量．10．(18分)如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置一帶正電的長直細(xì)棒，其周圍產(chǎn)生垂直于帶電細(xì)棒的輻射狀電場，電場強(qiáng)度大小E與距細(xì)棒的垂直距離r成反比，即E＝eq\f(k,r)，在帶電長直細(xì)棒右側(cè)，有一長為l的絕緣細(xì)線連接了兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶正電小球A和B，小球A、B所帶電荷量分別為q和4q，A球距直棒的距離也為l，兩個(gè)球在外力F＝2mg的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計(jì)兩小球之間的靜電力作用．(1)求k的值；(2)若剪斷A、B間的絕緣細(xì)線，保持外力F＝2mg不變，A球向左運(yùn)動的最大速度為vm，求A球速度最大時(shí)，所處位置的電場強(qiáng)度大小及電勢(選取A球開始運(yùn)動時(shí)所在位置處的電勢為零)．11．[中考真題·浙江十校聯(lián)考](20分)飛行時(shí)間質(zhì)譜儀通過探測不同離子到達(dá)探測頭時(shí)間，可以測得離子比荷．如圖甲所示，探測頭在探測器左端中點(diǎn)．脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光器S照射產(chǎn)生不同價(jià)位的離子，假設(shè)正離子在A極板處初速度為零，A、B極板間的加速電壓為U0，離子加速后從B板小孔射出，沿中心線方向進(jìn)入C、D板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)．已知加速極板A、B間距為d，偏轉(zhuǎn)極板C、D的長度及間距均為L.加速電場和偏轉(zhuǎn)電場均為勻強(qiáng)電場，不計(jì)離子重力和離子間的相互作用．(1)若偏轉(zhuǎn)電壓UCD＝0，某比荷為k的離子沿中心線到達(dá)探測頭，求該離子飛行總時(shí)間．(2)若偏轉(zhuǎn)電壓UCD與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，最大值Umax＝4U0，周期T＝Leq\r(\f(1,2kU0），假設(shè)離子比荷為k，并且在t＝0時(shí)刻開始連續(xù)均勻地射入偏轉(zhuǎn)電場．以D極板的右端點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為y軸正方向，探測頭可在y軸上自由移動，要使探測頭能收集到在t＝T到t＝eq\f(5,4)T時(shí)間內(nèi)到達(dá)y軸的所有離子，求探測頭坐標(biāo)y隨時(shí)間t變化的關(guān)系．單元檢測卷(七)1．解析：本題考查靜電的防止，用塑料梳子梳頭時(shí)會產(chǎn)生靜電，穿衣、脫衣也會產(chǎn)生靜電，這些圖標(biāo)都是為了減少靜電的產(chǎn)生，不是依據(jù)靜電屏蔽原理，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；若工作人員工作時(shí)間穿絕緣性能良好的化纖服裝，會引起靜電，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；化纖手套與接觸物容易摩擦起電，故會產(chǎn)生靜電，有引起油料燃燒的危險(xiǎn)，選項(xiàng)C正確．答案：C2．解析：本題考查電容的計(jì)算以及充、放電問題．該電容器最大容納電荷量為Q＝CU＝12000×3C＝36000C＝10A·h，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電容器的電容與帶電荷量和電壓無關(guān)，在充、放電時(shí)電容不變，電容器放電，電荷量逐漸減小到0，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可得電壓逐漸減小為0，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；若30s能充滿電，則充電的平均電流eq\o(I,\s\up6(－）＝eq\f(Q,t)＝eq\f(36000,30)A＝1200A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B3．解析：由物體做曲線運(yùn)動的條件可知，粒子帶正電，要使粒子做勻速圓周運(yùn)動即要使粒子的速度與電場力垂直，故A錯(cuò)誤；由粒子在M點(diǎn)和P點(diǎn)的速率相等及電場線方向可知UMN＝－UNP，故B錯(cuò)誤；由庫侖定律可得，粒子在N點(diǎn)時(shí)受到的電場力最大，加速度最大，粒子運(yùn)動軌跡中N點(diǎn)的電勢最低，所以帶正電的粒子在N點(diǎn)的電勢能最小，故C正確；由于粒子在M、P兩點(diǎn)處受到的電場力的方向不同，所以加速度方向也不相同，故D錯(cuò)誤．答案：C4．解析：先用整體法，把兩個(gè)小球及細(xì)線2視為一個(gè)整體．整體受到的外力有豎直向下的重力2mg、水平向左的電場力qE、水平向右的電場力qE和細(xì)線1的拉力FT1，由平衡條件知，水平方向受力平衡，細(xì)線1的拉力FT1一定與重力2mg等大反向，即細(xì)線1一定豎直．再隔離分析乙球，如圖所示．乙球受到的力為：豎直向下的重力mg、水平向右的電場力qE、細(xì)線2的拉力FT2和甲球?qū)σ仪虻奈引．要使乙球所受合力為零，細(xì)線2必須傾斜．設(shè)細(xì)線2與豎直方向的夾角為θ，則有tanθ＝eq\f(qE,mg)＝1，θ＝45°，故A圖正確．答案：A5．解析：沿直線①運(yùn)動的油滴，根據(jù)題意得：mg＝Eq，即：eq\f(q,m)＝eq\f(g,E)，所以沿直線①運(yùn)動的油滴比荷相同，A、B錯(cuò)誤；沿曲線②、③運(yùn)動的油滴，均做類平拋運(yùn)動，水平方向勻速運(yùn)動：x＝v0t，初速度相同，所以運(yùn)動時(shí)間之比等于位移之比，即為2:1，C錯(cuò)誤；沿曲線②、③運(yùn)動的油滴，水平方向x＝v0t，豎直方向：y＝eq\f(1,2)at2，聯(lián)立解得：a＝eq\f(2yv\o\al(2,0),x2)，因?yàn)樗轿灰浦葹?:1，v0和y相同，所以加速度大小之比為1:4，D正確．答案：D6．解析：煙塵在直導(dǎo)線和管外線圈形成的高壓電場作用下，帶上了負(fù)電，帶負(fù)電的煙塵顆粒被吸附到了帶正電的線圈上，因此看不到有煙冒出，A、C項(xiàng)正確．答案：AC7．解析：A錯(cuò)，B對：由題意知，φA＝5V，φB＝－5V，φC＝15V，則BC連線的中點(diǎn)D的電勢為φD＝eq\f(φB＋φC,2)＝eq\f(－5＋15,2)V＝5V，則φD＝φA，AD為一條等勢線，根據(jù)電場線與等勢線垂直，可知場強(qiáng)的方向垂直于AD連線斜向下．C錯(cuò)，D對：場強(qiáng)的大小E＝eq\f(UAB,lcos30°)＝eq\f(10,\f(\r(3),2）V/m＝eq\f(20,\r(3）V/m.答案：BD8．解析：如果粒子帶負(fù)電，粒子在電場中一定先做減速運(yùn)動后做加速運(yùn)動，因此粒子x＝3x0處的速度不可能為零，故粒子一定帶正電，A錯(cuò)誤；根據(jù)動能定理eq\f(1,2)qE0x0－eq\f(1,2)×2qE0·2x0＝0－Ek0，可得Ek0＝eq\f(3,2)qE0x0，B正確；粒子向右運(yùn)動的過程中，電場力先做正功后做負(fù)功，因此電勢能先減小后增大，C錯(cuò)誤；粒子運(yùn)動到x0處動能最大，根據(jù)動能定理eq\f(1,2)qE0x0＝Ekmax－Ek0，解得Ekmax＝2qE0x0，D正確．答案：BD9．解析：(1)由于小球在電場中向上做勻加速運(yùn)動，對于A、B兩球組成的整體，由牛頓第二定律有2Eq－3mg＝3ma，(2分)可得E＝eq\f(2mg,q).(2分)(2)當(dāng)細(xì)線斷開時(shí)，B球受到豎直向上的電場力E電＝Eq＝2mg，(1分)B球受到的電場力和重力平衡，所以小球B向上做勻速直線運(yùn)動，其速度大小為勻加速運(yùn)動的末速度，v＝at0＝eq\f(1,3)gt0，(2分)在勻加速階段小球B上升的高度為h1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,0)＝eq\f(1,6)gteq\o\al(2,0)，(2分)在勻速階段小球B上升的高度為h2＝vt0＝eq\f(1,3)gteq\o\al(2,0)，(1分)所以在整個(gè)過程中電場力對B球做功為W＝Eq(h1＋h2)＝mg2teq\o\al(2,0).(2分)由于電場力對小球B做了mg2teq\o\al(2,0)的正功，所以小球B電勢能減小了mg2teq\o\al(2,0).(2分)答案：(1)eq\f(2mg,q)(2)減小mg2teq\o\al(2,0)10．解析：(1)對小球A、B及細(xì)線構(gòu)成的整體由平衡條件知：qeq\f(k,l)＋4qeq\f(k,2l)＝2mg(3分)得k＝eq\f(2mgl,3q)(2分)(2)分析可知當(dāng)A向左運(yùn)動達(dá)到速度最大時(shí)電場力等于拉力，則有：2mg＝Eq(2分)得E＝eq\f(2mg,q)(2分)又E＝eq\f(k,r)(2分)則速度最大時(shí)有：eq\f(k,r)＝eq\f(2mg,q)(2分)代入k解得：r＝eq\f(l,3)(1分)對A球從開始運(yùn)動到達(dá)最大速度過程由動能定理得：2mg(l－r)＋(0－φr)q＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－0(2分)解得：φr＝eq\f(8mgl－3mv\o\al(2,m),6q)(2分)答案：(1)eq\f(2mgl,3q)(2)eq\f(2mg,q)eq\f(8mgl－3mv\o\al(2,m),6q)11．解析：(1)離子在加速電場中的加速過程有d＝eq\f(1,2)eq\f(kU0,d)teq\o\al(2,AB)(2分)解得加速時(shí)間為tAB＝deq\r(\f(2,kU0）(1分)根據(jù)動能定理有qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－0(2分)解得離子離開加速電場時(shí)的速度v0＝eq\r(2kU0)(1分)離子在C、D之間勻速運(yùn)動的時(shí)間為tCD＝eq\f(L,v0)＝eq\f(L,\r(2kU0）(2分)所以離子飛行的總時(shí)間為t總＝tAB＋tCD＝eq\f(L＋2d,\r(2kU0）.(2分)(2)離子通過偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間為t0＝eq\f(L,v0)＝Leq\r(\f(1,2kU0）＝T(1分)若t＝0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離子先做類平拋運(yùn)動再做類斜拋運(yùn)動，垂直于極板方向的速度vy0隨t變化的圖線如圖，加速度大小為a＝eq\f(kUmax,L)＝eq\f(4kU0,L)(1分)離開電場時(shí)