高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元質(zhì)檢七 靜電場（含解析）-人教版高三全冊物理試題

單元質(zhì)檢七靜電場(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。在每小題給出的四個選項中,第1~7題只有一項符合題目要求,第8~10題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.(2019·湖南寧鄉(xiāng)模擬)如圖所示為靜電除塵機理圖,廢氣先經(jīng)過一個機械過濾裝置再進入靜電除塵區(qū),放電極(位于中央)和集塵極分別接到高壓直流電源的兩極上,其間電場線如圖。帶負電的塵埃在電場力的作用下向集塵極運動并沉積,達到除塵目的。不考慮塵埃間的相互作用及其他作用,下列說法正確的是()A.電場線方向由放電極指向集塵極B.圖中a點電場強度小于b點電場強度C.塵埃會沿圖中虛線從c到d運動D.塵埃在運動過程中動能增大2.(2019·廣東中山一中、仲元中學(xué)等七校聯(lián)考)右圖是兩個等量異種電荷形成的電場,AB為中垂線上兩點,CD為兩電荷連線上兩點,且A、B、C、D與O點間距離相等,則()A.A、B、C、D四點場強相同B.C點電勢比D點電勢低C.正電荷從A運動到B,電場力不做功D.正電荷從C運動到D,電勢能增加3.(2019·湖南永州二模)如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy中的x軸上有一正點電荷Q,A、B、C是坐標(biāo)軸上的三點,OA=OB=BC=a,其中O點和C點的電勢相等,靜電力常量為k,則下列說法正確的是()A.點電荷Q位于B、C兩點之間B.O點電勢比A點電勢低C.A點的電場強度大小為kQD.將某一正試探電荷從A點沿直線移動到C點過程中,電勢能一直增大4.(2019·浙江麗水月考)如圖所示,將A、B兩個相同大小的導(dǎo)體球(可視為質(zhì)點)分別用絕緣細線懸掛于OA和OB兩點,然后使A、B兩球帶同種電荷,電荷量分別為QA、QB。已知兩球靜止時在同一水平面上,兩細線與豎直方向的夾角分別為θ、α,則()A.若θ>α,則兩球的電量QA>QBB.若θ>α,則兩球的質(zhì)量mA>mBC.若同時剪斷兩細線,則兩球在空中運動時,系統(tǒng)機械能守恒D.若同時剪斷兩細線,則兩球在空中運動時仍在同一水平線上5.(2019·貴州紅花崗區(qū)模擬)某電場在直角坐標(biāo)系中的電場線分布情況如圖所示,O、P、M、N為電場中的四個點,其中P和M在一條電場線上,則下列說法正確的是()A.M點的電場強度小于N點的電場強度B.M點的電勢高于N點的電勢C.將一負電荷由O點移到M點電勢能增加D.將一正電荷由P點無初速釋放,僅在電場力作用下,可沿PM電場線運動到M點6.(2019·陜西榆林綏德中學(xué)模擬)如圖所示,平行板電容器與恒壓電源連接,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,設(shè)電容器極板上所帶的電荷量為Q,電子穿出平行板電容器時在垂直于板面方向偏移的距離為y。若僅使電容器上極板上移,以下說法正確的是()A.Q減小,y不變 B.Q減小,y減小C.Q增大,y減小 D.Q增大,y增大7.(2019·湖北黃岡模擬)如圖所示,正方形ABCD的對角線相交于O點,兩個等量同種正電荷分別固定在A、C兩點,則()A.B、D兩處電勢、電場強度均相同B.B、D兩處電勢、電場強度均不相同C.若在B點靜止釋放一電子,電子一定在B、D間往復(fù)運動,且加速度先減小后增大D.若在B點給電子一垂直紙面合適的速度,電子可繞O點做勻速圓周運動8.(2019·全國卷Ⅱ)靜電場中,一帶電粒子僅在電場力的作用下自M點由靜止開始運動,N為粒子運動軌跡上的另外一點,則()A.運動過程中,粒子的速度大小可能先增大后減小B.在M、N兩點間,粒子的軌跡一定與某條電場線重合C.粒子在M點的電勢能不低于其在N點的電勢能D.粒子在N點所受電場力的方向一定與粒子軌跡在該點的切線平行9.(2019·四川成都摸底測試)如圖所示為某電場中的一條電場線。一負電荷以大小為v0的速度從M點沿電場線運動到N點的過程中,經(jīng)歷時間為t1,電勢能變化量為Ep1。另一正電荷以大小為v0的速度從N點沿電場線運動到M點的過程中,經(jīng)歷時間為t2,電勢能變化量為Ep2。已知v0的方向平行于電場線,兩電荷的質(zhì)量相等、電荷量絕對值相等,不計電荷的重力。則()A.Ep1可能小于Ep2 B.Ep1一定等于Ep2C.t1可能小于t2 D.t1一定等于t210.(2019·江蘇模擬)如圖所示,一板間距為d的平行板電容器豎直放置,兩板間存在電場強度為E的電場,一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電油滴從兩極板正中間由靜止釋放,重力加速度為g,則帶電油滴運動到極板的過程中()A.加速度大小為(B.所需的時間為mdC.下降的高度為mgdD.電場力對油滴所做的功為Eqd二、計算題(本題共2小題,共40分)11.(20分)(1)靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。a.請根據(jù)電場強度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點電荷Q的場強表達式;b.點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示,等勢面S1、S2到點電荷的距離分別為r1、r2。我們知道,電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小,請計算S1、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1(2)觀測宇宙中輻射電磁波的天體,距離越遠單位面積接收的電磁波功率越小,觀測越困難。為了收集足夠強的來自天體的電磁波,增大望遠鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要途徑。2016年9月25日,世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST在我國貴州落成啟用,被譽為“中國天眼”,FAST直徑為500m,有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。a.設(shè)直徑為100m的望遠鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P1,計算FAST能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P2;b.在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的,僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象,設(shè)直徑為100m望遠鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是N0,計算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N。12.(20分)真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場,一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動,速度大小為v0。在油滴處于位置A時,將電場強度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t1后,又突然將電場反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運動到B點。重力加速度大小為g。(1)求油滴運動到B點時的速度;(2)求增大后的電場強度的大小;為保證后來的電場強度比原來的大,試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件。已知不存在電場時,油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。參考答案單元質(zhì)檢七靜電場1.D因為帶負電的塵埃在電場力的作用下向集塵極運動并沉積,可知集塵極帶正電荷,是正極,電場線方向由集塵極指向放電極,故A錯誤;電場線的疏密表示電場的強弱,所以圖中a點電場強度大于b點電場強度,故B錯誤;放電極與集塵極間是非勻強電場,所受的電場力是變化的,塵埃不會沿圖中虛線從c到d運動,故C錯誤。帶電塵埃所受的電場力做正功,所以在遷移過程中動能增大,故D正確。2.C因為兩個等量異種點電荷形成的電場,兩個電荷的連線上下的電場是對稱的,所以A、B兩點的電場強度相等,小于O處的電場強度。由于C、D兩處電場線比O處密,則C、D兩處的電場強度比O處大,故選項A錯誤;沿著電場線方向電勢降低,則知C點電勢比D點電勢高,故B錯誤;AB為中垂線,是一條等勢線,其上各點的電勢都相等,AB之間的電勢差為0,則正電荷從A運動到B,電場力不做功,故C正確;正電荷從C運動到D,電場力從C指向D,電場力做正功,電勢能減小,故D錯誤。3.C因為O點和C點的電勢相等,故O點和C點到點電荷的距離相等,因此點電荷Q一定位于B點,選項A錯誤;點電荷帶正電,故離點電荷越近電勢越高,故O點電勢比A點高,選項B錯誤,由圖可知AB的距離r=2a,根據(jù)E=kQr2,得EA=kQ2a24.D兩球間的庫侖力是作用力與反作用力,一定相等,與兩個球帶電量是否相等無關(guān),故A錯誤;對小球A受力分析,受重力、靜電力、拉力,如圖根據(jù)平衡條件有,有:tanθ=F故:mA=F同理,有:mB=F若θ>α,故mA<mB,故B錯誤;剪斷細線后A、B兩球之間的距離增大,則庫侖力減小,但庫侖力做正功,導(dǎo)致系統(tǒng)機械能不守恒,故C錯誤;若同時剪斷兩細線,小球受到的庫侖力始終在水平方向上,不影響運動時間,運動時間由豎直方向上的運動決定,豎直方向上只受重力,豎直方向從同一高度做自由落體運動,故在兩小球落地前,同一時間兩小球一定都在同一水平線上,故D正確。5.C電場線密的地方電場強度大,由圖可知M點電場線比N點的密,所以M點的電場強度大于N點的電場強度,故A錯誤;沿電場線方向電勢降低,所以M點的電勢低于N點的電勢,故B錯誤;將一負電荷由O點移到M點電場力做負功,所以電荷的電勢能增加,故C正確;一正點電荷從P點由靜止釋放,該電荷所受的電場力是變力,與電場線相切,據(jù)曲線運動的條件該電荷并不能沿電場線運動到M點,故D錯誤。6.B僅使電容器上極板上移,兩極板間距d增大,由C=εS4πkd知,電容器的電容減小,由C=QU知,U一定,C減小,則Q減小,選項C、D錯誤;由E=Ud知,電容器兩極板間的電場強度減小,電子運動的加速度a=Eqm減小,電子在電場中做類平拋運動,電子穿出電場的時間不變,則電子穿出平行板電容器時在垂直極板方向偏移的距離7.D在等量同種電荷連線的中垂線上,電場強度從O點開始向上下兩邊先增大后減小,在O上方的電場強度方向豎直向上,在O下方的電場強度方向豎直向下,根據(jù)對稱性可知B、D兩點的電場強度大小相等、方向不同,電勢相同,故A、B錯誤;無法判斷從O到B(O到D)電場強度是一直增大,還是先增大后減小,故無法判斷電子的加速度的變化情況,C錯誤;在垂直紙面且經(jīng)過BD兩點的圓上,所有點的電勢相等,并且電子受到的電場力指向O點,與速度方向垂直,電子可繞O點做勻速圓周運動,D正確。8.AC本題考查靜電場的分布特點及電場力與運動的關(guān)系,電場力做功與電勢能的關(guān)系。帶電粒子僅在電場力作用下,粒子的速度大小可能先增大后減小,如:在等量同種電荷形成的電場中帶電粒子沿著兩電荷連線的中垂線運動時,A正確。因為粒子只在電場力作用下從M點運動到N點,根據(jù)動能定理,W電=-ΔEp=EkN-0=EpM-EpN,而EkN≥0,所以EpM≥EpN,C正確。粒子的軌跡與電場線不一定重合,在N點,電場力的方向不一定與粒子軌跡在該點的切線平行,B、D錯誤。9.BC電場力的功等于電勢能的變化,則ΔEp=UMNq可知,Ep1一定等于Ep2,選項A錯誤,B正確;若沿電場線方向場強變大,即若EM<EN,則當(dāng)負電荷從M向N運動時,做加速度增加的減速運動;當(dāng)正電荷從N向M運動時,做加速度減小的減速運動,則在此兩個過程中,初末兩狀態(tài)的速度均相同,但是負電荷從M向N運動時平均速度大于正電荷從N向M運動時平均速度,可知此時負電荷從M向N運動的時間t1小于正電荷從N向M運動的時間t2,選項C正確,D錯誤。10.BCD帶電油滴受到重力、電場力,合力F=(Eqa=Fm=(Eq)2+(mg)2m=Eqm2+g2,故A錯誤;根據(jù)運動獨立性,水平方向點電荷的運動時間為t,水平方向上的加速度a=qEm11.答案(1)a.見解析b.r(2)a.25P1b.125N0解析(1)a.在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗電荷。根據(jù)庫侖定律檢驗電荷受到的電場力F=kQq根據(jù)電場強度的定義E=F得E=kQb.穿過兩等勢面單位面積上的電場線條數(shù)之比N(2)a.地球上不同望遠鏡觀測同一天體,單位面積上接收的功率應(yīng)該相同,因此P2=50021002Pb.在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的。因此,一個望遠鏡能觀測到的此類天體數(shù)目正比于以望遠鏡為球心、以最遠觀測距離為半徑的球體體積。設(shè)地面上望遠鏡能觀測到此類天體需收集到的電磁波的總功率的最小值為P0,直徑為100m望遠鏡和FAST能觀測到的最遠距離分別為L0和L,則P0=π50022P可得L=5L0則N=L3L03N012.答案(1)v0-2gt1(2)若B點在A點之上,E2=2-2v0gt1+14(v0gt1)

若B點在A點之下,E2=2-2v0gt1-14(v解析(1)設(shè)油滴質(zhì)量和電荷量分別為m和q,油滴速度方向向上為正。油滴在電場強度大小為E1的勻強電場中做勻速直線運動,故勻強電場方向向上。在t=0時,電場強度突然從E1增加至E2時,油滴做豎直向上的勻加速運動,加速度方向向上,大小a1滿足qE2-mg=ma1①油滴在時刻t1的速度為v1=v0+a1t1②電場強度在時刻t1突然反向,油滴做勻變速運動,加速度方向向下,大小a2滿足qE2+mg=ma2③油滴在時刻t2=2t1的速度為v2=v1-a2t1④由①②③④式得v2=v0-2gt1(2)由題意,在t=0時刻前有qE1=mg⑥油滴從t=0到時刻t1的位移為s1=v0t1+12a1