XX省專用學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 階段驗收評估一靜電場含解析新人教選修

PAGE階段驗收評估（一）靜電場(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，第1～5小題只有一個選項符合題意，第6～8小題有多個選項符合題意；全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．(2016·浙江高考)如圖所示，兩個不帶電的導(dǎo)體A和B，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開，()A．此時A帶正電，B帶負(fù)電B．此時A電勢低，B電勢高C．移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合D．先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合解析：選C帶電體C靠近導(dǎo)體A、B時，A、B發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使A端帶負(fù)電，B端帶正電，但A、B是一個等勢體，選項A、B錯誤；移去帶電體C后，A、B兩端電荷中和，其下部的金屬箔都閉合，選項C正確；若先將A、B分開，再移去帶電體C，A、B上的電荷不能中和，其下部的金屬箔仍張開，選項D錯誤。2.兩個固定的等量異號點電荷所產(chǎn)生電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點沿圖示方向進入電場在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場中()A．做直線運動，電勢能先變小后變大B．做直線運動，電勢能先變大后變小C．做曲線運動，電勢能先變小后變大D．做曲線運動，電勢能先變大后變小解析：選C由題圖等勢面可知兩固定的等量異號點電荷的電場分布如圖所示。帶負(fù)電的粒子在等量異號點電荷所產(chǎn)生電場中的偏轉(zhuǎn)運動軌跡如圖所示，則粒子在電場中做曲線運動。電場力對帶負(fù)電的粒子先做正功后做負(fù)功，電勢能先變小后變大，故C正確。3.Q1、Q2為兩個帶電質(zhì)點，帶正電的檢驗電荷q沿中垂線向上移動時，q在各點所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如圖中細(xì)線所示(力的方向都是向左側(cè))，由此可以判斷()A．Q2可能帶負(fù)電荷B．Q1、Q2可能為等量異種電荷C．Q2電荷量一定大于Q1的電荷量D．中垂線上的各點電勢相等解析：選C由圖可知帶正電的檢驗電荷受到兩個電荷的庫侖力的合力方向為左上方或左下方，所以Q2一定帶正電荷，Q1可能帶正電荷也可能帶負(fù)電荷，且Q2>Q1，選項A、B、D錯，C正確。4.如圖，兩平行的帶電金屬板水平放置。若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)45°，再由a點從靜止釋放一同樣的微粒，該微粒將()A．保持靜止?fàn)顟B(tài)B．向左上方做勻加速運動C．向正下方做勻加速運動D．向左下方做勻加速運動解析：選D兩板水平放置時，放置于兩板間a點的帶電微粒保持靜止，帶電微粒受到的電場力與重力平衡。當(dāng)將兩板逆時針旋轉(zhuǎn)45°時，電場力大小不變，方向逆時針偏轉(zhuǎn)45°，受力如圖，則其合力方向沿二力角平分線方向，微粒將向左下方做勻加速運動。選項D正確。5.如圖所示，足夠長的兩平行金屬板正對豎直放置，它們通過導(dǎo)線與電源E、定值電阻R、開關(guān)S相連。閉合開關(guān)后，一個帶電的液滴從兩板上端的中點處無初速度釋放，最終液滴落在某一金屬板上。下列說法中正確的是()A．液滴在兩板間運動的軌跡是一條拋物線B．電源電動勢越大，液滴在板間運動的加速度越大C．電源電動勢越大，液滴在板間運動的時間越長D．定值電阻的阻值越大，液滴在板間運動的時間越長解析：選B電容器充滿電荷后，極板間的電壓等于電源的電動勢，極板間形成勻強電場，液滴受水平方向的電場力和豎直方向的重力作用，合力為恒力，而初速度為零，所以液滴做初速度為零的勻加速直線運動，A項錯；電源電動勢越大，則液滴受到的電場力也越大，合力越大，加速度也越大，B項對；電源電動勢越大，加速度越大，同時位移越小，運動的時間越短，C錯；定值電阻不會影響兩極板上電壓的大小，對液滴的運動沒有影響，D項錯。6．用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素，如圖，現(xiàn)將一正電泡沫板靠近A極板，然后用手觸碰A板并迅速離開，再移開泡沫板，此時指針張開。設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ。實驗中，極板所帶電荷量不變，則()A．移開泡沫板后A板帶負(fù)電B．移開泡沫板后A板帶正電C．保持S不變，增大d，則θ變小D．保持d不變，減小S，由θ變大解析：選AD正電泡沫板靠近A極板后，根據(jù)靜電感應(yīng)原理可知A極板靠近泡沫板處帶負(fù)電荷，用手觸碰A極板后，大地電子流向A極板帶上更多的負(fù)電，移走正電泡沫板后，A極板上負(fù)電荷較多，所以帶負(fù)電，A正確，B錯誤；兩極板所帶電荷量恒定不變，保持S不變，增大d，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知C減小，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知U增大，即θ變大，C錯誤；保持d不變，減小S，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知C減小，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知U增大，即θ變大，D正確。7．如圖所示的U-x圖像表示三對平行金屬板間電場的電勢差與場強方向上距離的關(guān)系。若三對金屬板的負(fù)極板接地，圖中x均表示到正極板的距離，則下述結(jié)論中正確的是()A．三對金屬板正極電勢的關(guān)系φ1＞φ2＞φ3B．三對金屬板間場強大小有E1＞E2＞E3C．若沿電場方向每隔相等的電勢差值作一等勢面，則三個電場等勢面分布的關(guān)系是1最密，3最疏D．若沿電場方向每隔相等距離作一等勢面，則三個電場中相鄰等勢面差值最大的是1，最小的是3解析：選BCD通過U-x圖像分析可得，三對金屬板的板間電勢差相同，又因為金屬板的負(fù)極板都接地，所以三個正極板的電勢相等，A錯誤。又因為板間距離不同，由E＝eq\f(UAB,d)可得E1＞E2＞E3，B正確。每隔相等的電勢差值作一等勢面，由d＝eq\f(UAB,E)可得，場強越大，等勢面間距越小，分析得等勢面分布的關(guān)系是1最密，3最疏，C正確。沿電場方向每隔相等距離作一等勢面，由UAB＝Ed可得，場強越大，電勢差越大，分析得相鄰等勢面差值最大的是1，最小的是3，D正確。8.如圖所示為兩個固定在同一水平面上的點電荷，距離為d,電荷量分別為＋Q和－Q。在它們的水平中垂線上固定一根長為L、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，有一電荷量為＋q的小球以初速度v0從管口射入，則小球()A．速度一直增大B．受到的庫侖力先做負(fù)功后做正功C．受到的庫侖力最大值為8kqQ/d2D．管壁對小球的彈力最大值為4kqQ/d2解析：選AC對小球受力分析可知小球受到庫侖力的合力方向與速度方向垂直，故庫侖力不做功，只有重力做功，小球的速度一直增大，A正確，B錯誤；當(dāng)小球運動到＋Q和－Q的中點時，受到的庫侖力最大，大小為F＝2eq\f(kQq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)＝eq\f(8kQq,d2)，大小等于管壁對小球的彈力，C正確，D錯誤。二、計算題(本題共3小題，共52分)9．(15分)如圖，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q＞0)的粒子在勻強電場中運動，A、B為其運動軌跡上的兩點。已知該粒子在A點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60°；它運動到B點時速度大小為v，方向與電場方向的夾角為30°。不計重力。求A、B兩點間的電勢差。解析：設(shè)A、B兩點間的電勢差為UAB，由動能定理得qUAB＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02③解得UAB＝eq\f(mv2－v02,2q)。答案：eq\f(mv2－v02,2q)10．(17分)(2017·北京高考)如圖所示，長l＝1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角θ＝37°。已知小球所帶電荷量q＝1.0×10－6C，勻強電場的場強E＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)小球所受電場力F的大小。(2)小球的質(zhì)量m。解析：(1)F＝qE＝3.0×10－3N。(2)由eq\f(qE,mg)＝tan37°，得m＝4.0×10－4kg。答案：(1)3.0×10－3N(2)4.0×10－4kg11．(20分)如圖甲所示，A和B是真空中正對面積很大的平行金屬板，O點是一個可以連續(xù)產(chǎn)生粒子的粒子源，O點到A、B的距離都是l。現(xiàn)在A、B之間加上電壓，電壓UAB隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。已知粒子源在交變電壓的一個周期內(nèi)可以均勻產(chǎn)生300個粒子，粒子質(zhì)量為m、電荷量為－q。這種粒子產(chǎn)生后，在電場力作用下從靜止開始運動。設(shè)粒子一旦碰到金屬板，它就附在金屬板上不再運動，且電荷量同時消失，不影響A、B板電勢。不計粒子的重力，不考慮粒子之間的相互作用力。已知上述物理量l＝0.6m，U0＝1.2×103V，T＝1.2×10－2s，m＝5×10－10kg，q＝1.0×10－7C。(1)在t＝0時刻產(chǎn)生的粒子，會在什么時刻到達哪個極板？(2)在t＝0到t＝eq\f(T,2)這段時間內(nèi)哪個時刻產(chǎn)生的粒子剛好不能到達A板？(3)在t＝0到t＝eq\f(T,2)這段時間內(nèi)產(chǎn)生的粒子有多少個可到達A板？解析：(1)根據(jù)題圖乙可知，從t＝0時刻開始，A板電勢高于B板電勢，粒子向A板運動。因為x＝eq\f(qU0,4lm)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)))2＝3.6m>l，所以粒子從t＝0時刻開始，一直加速到達A板。設(shè)粒子到達A板的時間為t，則l＝eq\f(1,2)·eq\f(qU0,2lm)t2解得t＝eq\r(6)×10－3s。(2)在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，粒子的加速度大小為a1＝eq\f(qU0,2lm)＝2×105m/s2在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，粒子的加速度大小為a2＝eq\f(2qU0,2lm)＝4×105m/s2可知a2＝2a1，若粒子在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)加速Δt，再在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)減速eq\f(Δt,2)剛好不能到達A板，則l＝eq\f(1,2)a1Δt2＋a1Δt·eq\f(Δt,2)－eq\f(1,2)a2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Δt,2)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或l＝\f(1,2)a1Δt·\f(3,2)Δt))解得Δt＝2×10－3s